KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah
SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami
sehingga kami berhasil menyelesaikan Makalah ini yang alhamdulillah
tepat pada waktunya yang berjudul TUGAS MAKALAH KELOMPOK V
Makalah ini berisikan tentang informasi alat kecepatan fluida
atau yang lebih khususnya membahas macam-macam alat yang digunakan
dalam fluida, karakteristik alat serta fungsi dan cara penerapannya
dalam aliran fluida. Diharapkan Makalah ini dapat memberikan
informasi kepada kita semua tentang alat-alat fluida tersebut.Kami
menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena
itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun
selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini.
Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang
telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai
akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita.
Amin.
Wassalaamualaikum Wr.Wb.
Yogyakarta,25 November 2012Penyusun
DAFTAR ISI
ALAT UKUR ALIRAN FLUIDA
Alat yang digunakan untuk mengukur aliran sering disebut
FLOWMETER. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan flow
meter antara lain: flow sensors, interaksi antara sensor dan fluida
dinyatakan dengan menggunakan teknik komputasi, transducers dan
hubungannya dengan signal processing units, pengamatan/penilaian
terhadap sistem secara keseluruhan pada keadaan ideal, disturbed,
harsh, atau kondisi yang berpotensi meledak.Alat ukur aliran sangat
diperlukan dalam industri oil, bahan kimia, bahan makanan, air,
pengolahan limbah, dll.Kuantitas yang diukur adalah volume flow
rate, mass flow rate, flow velocity, atau lainnya.
I. Instalasi flowmeterAda dua cara instalasi flowmeters yaitu:
inline and insertion. Model inline menghubungkan bagian upstream
dan downstream pipa, sedangkan model insertion memasukan sensor
probe ke dalam pipa. Umumnya flowmeters dengan model inline perlu
dipasang pada suatu tempat dengan jarak tertentu dalam pipa yang
lurus. Untuk model inline, sensor probe dimasukan dalam pipa yang
memiliki diameter dalam yang sama dengan ukuran pipa dimana fluida
tersebut diukur.
Gambar beberapa Flowmeter. Insertion flowmeter adalah lebih
flexible dan lebih ekonomis dalam ukuran yang besar. Adapun inline
design adalah lebih confined dan umumnya lebih mudah
dikalibrasi.Wafer connection umumnya kurang luas penggunaannya dari
pada flanged connection.
II. Dasar Pemilihan alat ukur aliran
Pemilihan jenis ditentukan oleh banyak factor, hal yang penting
yang perlu diperhatikan adalah: fasa fluida yang mengalir (gas,
liquid, steam, etc.) Kondisi aliran (flow condition): (clean,
dirty, viscous, abrasive, open channel, ect.) Kesesuaian fasa fluid
dan teknologi flowmeter (dapat dilihat pada flowmeter selection
page). Ukuran pipa atau saluran dan kecepatan aliran. Sifat fluida
antara lain densitas (specific gravity), pressure, temperature,
viscosity, and electronic conductivity. Kondisi lingkungan antara
lain temperature, the arrangements (e.g., corrosive, explosive,
indoor, outdoor), the installation method (insertion, clamped-on,
or inline), Posisi flowmeter juga perlu diperhatikan termasuk
penurunan tekanan maksimum yang diijinkan (maximum allowable
pressure drop), diperlukan accuracy, repeatability, and cost
(initial set up, maintenance, and training).
Berdasarkan hasil pengukurannya alat ukur dibedakan menjadi
2:
1. Kecepatan lokal : kecepatan fluida pada posisi
tertentu.Misal: Tabung Pitot v=(r)2. Kecepatan total: kecepatan
alir rata-rata seluruh penampang luas aliran.Misal: Orifice,
Venturi, dan Rotameter
Berdasarkan cara pengukurannya alat ukur aliran dapat
dikelompokkan menjadi 6:1. Displacement flow meters2. Current flow
meters3. Tabung Pitot4. Venturi meters dan Orifice meter5. Area
meter6. Manometer
III. Pengenalan Alat Ukur Laju Aliran Fluida
Dalam pabrik-pabrik pengolahan diperlengkapi dengan berbagai
macam alat pengoperasian setiap peralatan saling mendukung antar
satu peralatan dengan peralatan yang lainnya. Untuk mencapai hasil
yang diinginkan maka diperlukan peralatan pendukung. Salah satu
pendukung yang penting dalam suatu pabrik adalah peralatan
instrument pabrik. Peralatan instrument merupakan bagian dari
kelengkapan keterpasangan peralatan yang dapat digunakan untuk
mengetahui dan memperoleh sesuatu yang dikehendaki dari suatu
kegiatan kerja peralatan mekanik. Salah satu peralatan instrument
yang penting adalah alat ukur. Penggunaan alat ukur dalam pabrik
sangat banyak digunakan, ini bertujuan untuk menjaga hasil yang
dibutuhkan, sehingga perlu adanya pemeliharan dari alat-alat ukur
tersebut. Alat-alat ukur instrument yang dipergunakan untuk
mengukur dan menunjukkan besaran suatu fluida disebut dengan alat
ukur fluida. Alat ukur aliran fluida dari dua bagian pokok yaitu
:
1. Alat Ukur Primer Yang dimaksud alat ukur primer adalah bagian
alat ukur yang berfungsi sebagai alat perasa (sensor).
2. Alat Ukur Sekunder
Sedangkan alat ukur sekunder adalah bagian yang mengubah dan
menunjukkan besaran aliran yang dirasakan alat perasa supaya dapat
dibaca. Alat ukur yang sering dijumpai dalam pabrik dibagi menurut
fungsinya yaitu:
a. Alat Pengukur Kecepatan Aliran Alat yang digunakan untuk
mengukur kecepatan aliran dari fluida yang mengalir.
b. Alat Pengukuran Tekanan Alat yang digunakan untuk mengukur
dan menunjukan besaran tekanan dari suatu fluida.
c. Alat Pengukur Tinggi Permukaan Cairan Alat yang digunakan
untuk mengukur ketinggian dari permukaan suatu cairan
d. Alat Pengukur Temperatur
Alat yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran
temperatur. Tujuan dari pada pengukuran aliran fluida adalah untuk
mencegah kerusakan peralatan, untuk mendapatkan mutu produksi yang
diinginkan dan mengontrol jalannya proses.
IV. Jenis Alat Ukur Aliran Fluida
Jenis alat ukur aliran fluida yang paling banyak digunakan
diantaranya alat ukur lainnya adalah alat ukur fluida jenis laju
aliran. Hal ini dikarenakan oleh konstruksinya yang sederhana dan
pemasangannya yang mudah. Alat ukur aliran fluida jenis ini dibagi
empat jenis yaitu :
1. Venturi meter2. Nozzle 3. Pitot tubes 4. Flat orifice 5.
ManometerPada dasarnya prinsip kerja dari keempat alat ukur ini
adalah sama yaitu bila aliran fluida yang mengalir melalui alat
ukur ini mengalir maka akan terjadi perbedaan tekanan sebelum
sesudah alat ini. Beda tekanan menjadi besar bila laju aliran yang
diberikan kepada alat ini bertambah. . 1. Venturi Meter
Venturi Meter ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran
yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan. Sedangkan alat untuk
menunjukan besaran aliran fluida yang diukur atau alat sekundernya
adalah manometer pipa U. Venturi Meter memiliki kerugian karena
harganya mahal, memerlukan ruangan yang besar dan rasio diameter
throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah. Untuk sebuah
venturi meter tertentu dan sistem manometer tertentu, kecepatan
aliran yang dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan
aliran berubah maka diameter throatnya dapat diperbesar untuk
memberikan pembacaan yang akurat atau diperkecil untuk
mengakomodasi kecepatan aliran maksimum yang baru. Untuk Venturi
Meter ini dapat dibagi 4 bagian utama yaitu : a. Bagian Inlet
Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti
diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan
pada bagian ini.
b. Inlet Cone
Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk
menaikkan tekanan fluida.
c. Throat (leher)
Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini
berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi
atau menambah kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.
Pada Venturi meter ini fluida masuk melalui bagian inlet dan
diteruskan ke bagian outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan
titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inlet cone fluida akan
mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone
yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat.
Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat
pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar.
Lalu fluida akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu
outlet cone. Outlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil
berada pada throat, dan pada Outlet cone ini tekanan kembali
normal. Jika aliran melalui venturi meter itu benar-benar tanpa
gesekan, maka tekanan fluida yang meninggalkan meter tentulah sama
persis dengan fluida yang memasuki meteran dan keberadaan meteran
dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang
bersifat permanen dalam tekanan. Penurunan tekanan pada inlet cone
akan dipulihkan dengan sempurna pada outlet cone. Gesekan tidak
dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang permanen dalam
sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat
2. Flow Nozzle
Flow Nozzle sama halnya dengan plat orifice yaitu terpasang
diantara dua flensa. Flow Nozzle biasa digunakan untuk aliran
fluida yang kecil. Karena flow nozzle mempunyai lubang lebih besar
dan kehilangan tekanan lebih kecil daripada plat orifice sehinga
flow nozzle dipakai untuk fluida kecepatan tinggi pada temperatur
tinggi dan untuk penyediaan air ketel. Flow nozzle ini merupakan
alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan
beda tekanannya. Sedangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran
fluida yang diukur atau alat sekundernya adalah berupa manometer.
Pada flow nozzle kecepatan bertambah dan tekanan semakin berkurang
seperti dalam venturi meter. Dan aliran fluida akan keluar secara
bebas setelah melewati lubang flow nozzle sama seperti pada plat
orifice. Flow nozzle terdiri dari dua bagian utama yang melengkung
pada silinder.
3. Pitot Tubes
Nama pitot tubes datang dari konsensip Henry de Pitot pada tahun
1732. Pitot tubes mengukur besaran aliran fluida dengan jalan
menghasilkan beda tekanan yang diberikan oleh kecepatan fluida itu
sendiri dapat dilihat pada Gambar 2.1. Sama halnya seperti plate
orifice, pitot tubes membutuhkan dua lubang pengukuran tekanan
untuk menghasilkan suatu beda tekanan. Pada pitot tubes ini
biasanya fluida yang digunakan adalah jenis cairan dan gas. Pitot
tubes terbuat dari stainless steel dan kuningan. Gambar 2.1. Flow
Rate
4. Flat Orifice Alat ukur terdiri dari pipa dimana dibagian
dalamnya diberi pelat berlubang lebih kecil dari ukuran diameter
pipa. Sensor tekanan diletakan disisi pelat bagian inlet (P1) dan
satu lagi dibagian sisi pelat bagian outlet (P2). Jika terjadi
aliran dari inlet ke outlet, maka tekanan P1akan lebih besar dari
tekanan outlet P2.
Gambar Orifice PlateJumlah fluida yang mengalir per satuan waktu
( m3/dt) adalah:
di mana : Q = jumlah fluida yang mengalir ( m3/dt) K = konstanta
pipa A2= luas penampang pipa sempit P = tekanan fluida pada pipa 1
dan 2 = masa jenis fluida g = gravitasi bumi Rumus ini juga berlaku
untuk pipa venturi
Keuntungan utama dari Orfice plate ini adalah dari :Konstruksi
sederhanaUkuran pipa dapat dibuat persis sama dengan ukuran pipa
sambungan.Harga pembuatan alat cukup murahOutput cukup
besarKerugian menggunakan cara ini adalah :Jika terdapat bagian
padat dari aliran fluida, maka padat bagian tersebut akan terkumpul
pada bagian pelat disisi inlet.Jangkauan pengukuran sangat
rendahDimungkinkan terjadinya aliranTurbulensehingga menyebabkan
kesalahan pengukuran jadi besar karena tidak mengikuti prinsip
aliranLaminer.Tidak memungkinkan bila digunakan untuk mengukur
aliran fluida yang bertekanan rendah.
Agar dapat melakukan pengendalian atau proses-proses industri,
kuantitas bahan yang masuk dan keluar dari proses perlu diketahui.
Kebanyakan bahan ditransportasikan diusahakan dalam bentuk fluida,
maka penting sekali mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa.
Berbagai jenis meteran digunakan untuk mengukur laju arus seperti
Flat orifice. Untuk plat orifice ini, fluida yang digunakan adalah
jenis cair dan gas. Pada Flat orifice ini piringan harus bentuk
plat dan tegak lurus pada sumbu pipa. Piringan tersebut harus
bersih dan diletakkan pada perpipaan yang lurus untuk memastikan
pola aliran yang normal dan tidak terganggu oleh fitting, kran atau
peralatan lainnya. Prinsip dasar pengukuran Flat orifice dari suatu
penyempitan yang menyebabkan timbulnya suatu perbedaan tekanan pada
fluida yang mengalir. Flat orifice dapat dibagi atas 3 jenis, yaitu
:
4.1. Jenis Concentric Orifice4.2. Jenis Eccentric Orifice 4.3.
Jenis Segmental Orifice
4.1. Jenis Concentric Orifice Pada jenis Concentric Orifice
dipergunakan untuk semua jenis fluida yang tidak mengandung
partikel-partikel padat. Concentric dibuat dengan mengebor port
secara sentrik dalam bagian tengah. Tipe orifice ini lebih popular
karena konstruksinya yang lebih sederhana dan mudah dibuat. Jenis
ini dapat dilihat pada Gambar 2. 2.
Gambar 2.2. Flat Jenis Concentric Orifice
4.2. Jenis Eccentric Orifice Eccentric Orifice memiliki potongan
lubang pembatas secara eccentric sehingga mencapai bagian dasar
pipa. Pada jenis eccentric orifice ini dipergunakan untuk fluida
yang mengandung partikel-partikel padat. Tipe orifice ini sangat
bermanfaat untuk pengukuran cairan yang telah memiliki padatan.
Bila padatan tidak berkumpul pada orifice, maka sisi orifice tidak
akan mengalami kerusakan atau error dalam pengukurannya dapat
dikurangi. Jenis Eccentric Orifice dapat dilihat pada Gambar
2.3.
Gambar 2.3. Flat Orifice Jenis Eccentric Orifice
4.3. Jenis Segmental Orifice
Pada jenis segmental orifice ini dipergunakan untuk mengukur
laju aliran yang mengandung padatan, sama seperti jenis eccentric
orifice hanya saja kalau jenis eccentric berbentuk lingkaran yang
berada di bawah atau dekat dasar pipa, sedangkan kalau jenis
segmental ini berlubang setengah lingkaran. Plat Orifice jenis
Segmental dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Flat Orifice Jenis Segmental
5. Manometer Manometer adalah alat ukur tekanan dan manometer
tertua adalah manometer kolom cairan. Alat ukur ini sangat
sederhana, pengamatan dapat dilakukan langsung dan cukup teliti
pada beberapa daerah pengukuran. Manometer kolom cairan biasanya
digunakan untuk pengukuran tekanan yang tidak terlalu tinggi
(mendekati tekanan atmosfir).
5.1 Fungsi manometerManometer adalah alat yang digunakan secara
luas pada audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua
titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua adalah manometer
kolom cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk
pipa U (lihat Gambar 4-4) yang diisi cairan setengahnya (biasanya
berisi minyak, air atau air raksa) dimana pengukuran dilakukan pada
satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin terjadi karena
atmosfir) diterapkan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian
cairan memperlihatkan tekanan yang diterapkan.
5.2 Prinsip kerja manometer adalah sebagai berikut :. Merupakan
gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi cairan
setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama
tinggi.Bila tekanan positif diterapkan pada salah satu sisi kaki
tabung, cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik
pada sisi tabung yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian, h,
merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas dan dibawah angka nol
yang menunjukkan adanya tekanan.Bila keadaan vakum diterapkan pada
satu sisi kaki tabung, cairan akan meningkat pada sisi tersebut dan
cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan ketinggian h
merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah nol yang
menunjukkan jumlah tekanan vakum.
5.3 Dimana manometer digunakan :Selama pelaksanaan audit energi,
manometer digunakan untuk menentukan perbedaan tekanan diantara dua
titik di saluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan
kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran
dengan menggunakan persamaan Bernoulli (Perbedaan tekanan = v2/2g).
Rincian lebih lanjutpenggunaan manometer diberikan pada bagian
tentang bagaimana mengoperasikan manometer. Manometer harus sesuai
untuk aliran cairan.Kecepatan aliran cairan diberikan oleh
perbedaan tekanan = f LV2/2gD dimana f adalah factor gesekan dari
bahan pipa, L adalah jarak antara dua titik berlawanan 183 dimana
perbedaan tekanan diambil, D adalah diameter pipa dan g adalah
konstanta gravitasi.
V. Lokasi Peletakan Lubang ( Tap ) Beda Tekanan
Dalam pengambilan beda tekanan, lokasi lubang-lubang pengambilan
beda tekanan dalam pengukuran besaran aliran fluida sangat penting
baik dalam lubang sebelum alat ukur maupun sesudah alat ukur. Untuk
pengukuran cairan, penumpukan sisa-sisa dari gas atau uap pada
sambungan-sambungan antara pipa dan alat pengukur harus dihindari.
Hal ini bertujuan agar pengukuran tidak meleset dan stabil. Maka
lubang pengambilan beda tekanan pada umumnya ditempatkan pada
bidang horizontal dari garis tengah pipa. Sama halnya untuk
pengukuran gas, penumpukan sisa-sisa dari cairan atau uap harus
dihindari, untuk itu lubang-lubang pengambilan beda tekanan
biasanya ditempatkan pada bagian atas pipa. Tekanan awal dan akhir
dari plat orifice akan sangat berbeda oleh jarak dari plat orifice.
Oleh karena itu standart dari penentuan jarak ini tergantung dari
pipa yang digunakan. Terlepas dari apakah orifice dipergunakan
untuk pengukuran cairan, gas atau uap maka lokasi pengambilan beda
tekanan untuk pengukuran dibagi dalam empat bentuk yaitu : 1.
Flange Taps 2. Vena Contracta Taps3. Pipe Taps 4. Corner Taps
1. Flange Taps
Pada flange taps dapat diketahui bahwa jarak masing-masing
lubang pengambilan beda tekanan terhadap plat orifice adalah satu
inchi taps. Pada flange taps ini lubang-lubang pengambilan beda
tekanannya terhadap flange taps itu sendiri. Flange taps pada
umumnya dipergunakan untuk pipa-pipa yang berdiameter dua inchi ke
atas. Di bawah dari ukuran dua inchi, flange taps tidak dapat
dipergunakan karena membuat pengukuran meleset dan tidak stabil.
Untuk flange taps yang tapsnya terletak di flensanya dapat berubah
jika flensanya terlalu tebal dimana ditempatkan jauh dari plat
orifice. Jenis Flange taps dapat dilihat pada Gambar 2.5. Bagian
sisi dari plat orifice ini dipertahankan diantara flense dan dibuat
setipis mungkin dan jarak tertentu dari orifice. Ketebalan plat
orifice untuk flange taps dapat dilihat dalam tabel berikut ini :
Tabel 2.1. Ketebalan Maksimuim Flat Orifice untuk Flange Taps
Gambar 2.5. Flange Taps
2. Vena Contracta Taps
Pada vena contracta taps, jarak lubang-lubang pengambilan beda
tekanan ditempatkan berbeda dari sisi awal plat orifice dan akhir
plat orifice. Pada lubang-lubang up-stream orifice atau lubang awal
jarak penempatan dari lubangnya terhadap plat orifice itu sendiri
adalah sama dengan besar diameter dari pipa aliran yang digunakan.
Sedangkan untuk lubang down stream orifice atau lubang sesudah plat
orifice ditempatkan pada titik dimana tekanan tekanan terendah dari
aliran ditemukan. Penggunaan vena contracta taps pada umumnya untuk
pipa ukuran enam inchi yang dapat dilihat pada Gambar 2.6. Untuk
pipa yang berdimater lebih dari enam inchi, umumnya dipergunakan
tipe radius taps. Radius Taps adalah jenis dari vena contracta
taps. Perbedaan kedua jenis plat orifice ini terletak pada
penempatan lubang-lubang down stream atau lubang sesudah plat
orifice ini. sedangkan untuk lubang upstreamnya adalah sama. Untuk
radius taps, lubang dowm-stream ditempatkan pada jarak 1,5 dari
diameter pipa aliran yang diukur dari sisi down-stream.
Gambar 2.6. Vena Contracta taps
3. Pipe Taps
Pada tipe pipe taps ini, lubang-lubang pengambilan beda tekanan
berbeda antara lubang up-stream orifice dengan lubang down stream.
Beda lubang up-stream ditempatkan pada jarak 2,5 kali dari besar
diameter pipa aliran yang digunakan yang diukur dari sisi up-stream
orifice. Sedangkan pada lubang down-stream orifice ditempatkan pada
jarak delapan kali dari diameter pipa aliran yang digunakan diukur
dari sisi down-stream orifice, dapat dilihat pada Gambar 2.7. Pipa
tapsnya dipergunakan bilamana vena contracta tidak dapat
dipergunakan pada pipa aliran yang dipergunakan.
4. Corner Taps
Corner Taps atau taps sudut hampir sama dengan flange taps,
dimana titik pengambilan beda tekanannya pada corner taps adalah
pada sudut-sudut antara plate orifice dengan dinding pipa liran,
dapat dilihat pada Gambar 2.8. Corner taps hanya dipergunakan untuk
pipa di bawah ukuran dua inchi.
VI. Pengukuran Tekanan (Pressure Measurements)Pada dasarnya,
dalam ilmu fisika, tekanan merupakan fungsi dari gaya(F) per satuan
luas(A). Tekanan terjadi karena terdapat gaya yang bekerja terhadap
suatu bidang. Tekanan dapat diukur dengan alat ukur yang disebut
sebagai Manometer. Terdapat pula alat ukur untuk tekanan udara,
yaitu Barometer. Pada umumnya, tekanan yang diukur di industri
proses adalah tekanan fluida. Tekanan dibagi menjadi 4 jenis, yaitu
Absolute Pressure (diukur dari tekanan nol), Gauge Pressure (diukur
relatif terhadap tekanan atmosfer), Vacuum Pressure (lebih rendah
dari tekanan atmosfer), dan Differential Pressure (diukur dari
tekanan lain). Penggunaan alat ukur tekanan tergantung pada prinsip
kerja, jenis tekanan yang diukur, dan kebutuhan penggunaannya. Pada
umumnya, tekanan fluida yang diukur di industri proses adalah
cairan dan gas. Salah satu contoh alat pengukuran tekanan yaitu
Diaphragm Pressure Gauge. Diaphragm Pressure Gauge merupakan Alat
ini menggunakan deformasi elastis dari suatu diafragma (membran)
untuk mengukur perbedaan tekanan yang tidak diketahui dengan
tekanan referensi. Salah satu bentuk Diaphragm Pressure Gauge
terdiri dari sebuah kapsul yang terbagi atas sebuah diafragm. Salah
satu sisi diafragma terbuka pada tekanan eksternal target, dan di
sisi lain dihubungkan dengan tekanan yang diketahui. Tekanan diukur
berdasarkan perubahan tekanan yang terjadi antara tekanan luar
dengan tekanan referensi. Berikut adalah gambar dari Diaphragm
Pressure Gauge.Gbr.1.1. Diaphragm Pressure GaugePerubahan tekanan
terjadi dengan menggunakan rumusP = Pext PrefDiaphragm Pressure
Gauge memiliki beberapa keuntungan, yaitu respon lebih cepat, dan
hasil lebih akurat (0.5%). Namun, Diaphragm Pressure Gauge relatif
mahal.VII. Pengukuran Aliran Fluida (Flow Measurements)Instrumen
untuk melakukan pengukuran kuantitas aliran fluida ini disebut
flowmeter. Pengukuran aliran fluida merupakan hal penting dalam
flow control (pengendalian aliran). Aliran diukur berdasarkan
besarnya kecepatan fluida yang melewati luas penampang
tertentu.dengan QV adalah laju aliran (m3/det), A merupakan luas
penampang (m2), dan V adalah kecepatan aliran (m/det).Empat faktor
penting dalam pengukuran aliran fluida dalam pipa adalah Kecepatan
fluida, Friksi atau gesekan fluida dengan pipa, Viskositas atau
kekentalan fluida, dan kerapatan fluida.Salah satu alat ukur aliran
fluida adalah Pitot Tubes. Pitot tubes mengukur besaran aliran
fluida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang diberikan oleh
kecepatan fluida itu sendiri. Pitot tubes membutuhkan dua lubang
pengukuran tekanan untuk menghasilkan suatu beda tekanan. Pada
pitot tubes ini biasanya fluida yang digunakan adalah jenis cairan
dan gas. Pitot tubes terbuat dari stainless steel dan kuningan.
Berikut ini adalah gambar dari pitot tubes.Gbr.2.1. Pitot
TubesVIII. Pengukuran Level (Level Measurements)Secara umum,
pengukuran level selalu didasarkan pada penentuan batas (interface)
dari dua fluida yang berbeda. Misalnya antara fluida cair satu
dengan fluida cair yang lain, antara fluida cair dengan gas/uap
atau antara fluida gas dengan gas. Dengan mengetahui letak batas
tersebut, maka level dari fluida yang bersangkutan akan dapat
diketahui. Metode pengukuran level. Terdapat beberapa cara yang
dapat digunakan pada pengukuran level diantaranya adalah Pelampung,
Displacer, Hydrostatic head, Gelombang Ultrasonic, Radio Frequency
(RF) Capacitance, dan Radio Frequency (RF) Impedance.Salah satu
alat ukur Level adalah RF Capacitance. RF Capacitance merupakan
alat ukur yang menggunakan prinsip karakteristik kapasitor. Sebuah
kapasitor terbentuk ketika elektroda sensor level dipasang didalam
sebuah vessel. Tangkai metal dari elektroda bertindak sebagai satu
plate dari kapasitor dan dinding tangki bertindak sebagai plate
yang lain Ketika level fluida naik, udara atau gas yang semula
melingkup electroda akan digantikan oleh material (fluida) yang
mempunyai konstanta dielektik yang berbeda. RF (Radio Frequency)
capacitance instrument mendeteksi perubahan tersebut dan
mengkonversinya kedalam suatu sinyal keluaran secara proporsional.
Hubungan kapasitansi digambarkan dengan persamaan sebagai berikut
:Dengan C adalah kapasitansi (pF), E adalah konstanta permitivitas,
K adalah konstanta dielektrik, A adalah area plate, dan D adalah
jarak antar plate.Gbr.3.1. RF CapacitanceIX. Pengukuran Temperature
(Temperature Measurements)Temperatur adalah ukuran panas atau
dingin suatu benda yang diukur berdasarkan suatu acuan. Ada
beberapa prinsip pengukuran temperatur, yaitu Perubahan dimensi
fisik benda (Bimetal, termometer gelas), Perubahan hambatan listrik
(RTD, Thermistor), Pembangkitan tegangan (Thermocouple), Perubahan
emisi radiasi termal (infrared Pyrometer), dan Perubahan fasa
(Quartz Crystal Thermometry).Salah satu alat pengukur temperatur
yaitu RTD (Resistance Temperature Detector/Devices).RTD bekerja
berdasarkan prinsip perubahan hambatan listrik jika temperatur
berubah. Jika temperatur naik, nilai hambatan listrik juga naik
(hampir secara linear). RTD terbuat dari metal konduktor (platinum)
dan memiliki koefisien hambatan positif. RTD sering juga disebut
dengan PT-100 atau PTC (Positive Temperature Coefficient).
Pendekata linear untuk RTD diberikan oleh persamaan berikut
ini.Dengan Rt sebagai hambtan pada temperatur T(), Ro sebagai
hambatan pada temperatur 0o C (), sebagai koefisien hambatan (/
oC), dan sebagai perubahan temperatur. Beberapa Kelebihan RTD
adalah Nilai hambatan yang rendah, range antara -200 oC sampai
dengan 850 oC, sensitivitas yang tinggi, akurasi tinggi, dan
stabilitas dan repeatabilitas yang tinggi. Kelemahan RTD di
antaranya adalah Respon yang lambat, sensitif terhadap getaran, dan
terdapat self heating sehingga terdapat I2R jika arus terlalu
besar. Terdapat beberapa konfigurasi Wire yang digunakan pada RTD,
yaitu 2 wire untuk pemasangan standar, 3-wire untuk akurasi yang
lebih baik, dan 4 wire (1 pasang kabel untuk supply dan 1 pasang
kabel untuk pengukuran tegangannya).Gbr. 4.1. Gambar RTD
(a) (b) (c)
Gbr. 4.2. (a) 2-wire, (b) 3-wire, (c) 4-wire
