Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    1/15

    BAB IV

    PEMBAHASAN

    4.1. Pendahuluan

    Pengukuran aliran sangat dibutuhkan untuk mengetahui berapa banyak

    bahan baku yang masuk dan keluar dalam suatu proses. Dengan mengetahui

    berapa banyaknya bahan dari hasil pengukuran maka biaya yang dikeluarkan

    untuk bahan bahan tersebut dapat diperkirakan nilainya, misalnya kebutuhan

    sumber listrik, air, bahan produksi, dan lain lain. Meter meter yang digunakan

    untuk mengukur aliran dikategorikan menjadi 2 kategori, yaitu pengukuran

    quantity (Jumlah) dan pengukuranflowrate. Kalau pengukuran quantityitu

    pengukuran berdasarkan totalisasi hasil pengukuran, sedangkan pengukuran

    flowrateberdasarkan pengukuran sebenarnya dari rata rata pengukurannya.

    Flowmeteradalah suatu instrumen yang berungsi sebagai pengukur dan

    indikator aliran supaya aliran dapat sesuai dengan kebutuhan proses. Dalam

    proses ini tipeflow transmitteryang digunakan adalah Vortex flowmeter.

    Vortexlo!meter adalah alat ukur aliran luida yang serba guna, dengan

    tingkat keakuratan pengukuran yang teliti. "ahan terhadap gangguan seperti,

    getaran, luida yang kotor, arus aliran yang tinggi, temperatur rendah dan tinggi.

    #isa diaplikasikan untuk segala jenis luida, baik itu uap, air, minyak, bahan

    kimia. Karena luida yang akan diukur kali ini adalah air demin, maka Vortex

    lo!meter adalah pilihan yang tepat untuk mengukur air demin, dibandingkan

    dengan jenis lainnya.

    4.2. Standar Spesifikasi

    "abel $.%

    &pesiikasi 'lat

    60

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    2/15

    61

    ama model *+ Pro!irl - (-lange

    ersion.)

    &erial nomor /001$$

    3kuran pipa 10 D 4 56

    &uhu Kerja 7200 89 7 $00 89

    :ange Pengukuran %./ ;2 m54h (10 D)

    'kurasi pengukuran gas) ,

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    3/15

    62

    Bambar $.% Vortex-lo!meter ndress*+auser Pro!irl -

    4.3 Bagian !agian VortexFlowmeter

    Bambar $.2 > $.5 #agian bagian Vortex-lo!meter

    %. &ensor

    &ensor lo!meter ini menggunakan sensor pieAoelektrik

    yang dimana jika ada tekanan dan getaran dari aliran luida, sensor

    ini akan mengkonersikan sinyal tersebut ke sinyal elektrik. &inyal

    elektrik tersebut akan di kirim ke 9P3 dan diproses disana.

    2. #atang penghambat (strut)

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    4/15

    63

    #agian yang berungsi untuk meme?ah arus aliran agar

    ter?ipta aliran turbulen yang akan menggerakan sensor. #atang ini

    biasanya berbentuk prisma segitiga dengan bagian yang lan?ip

    menghadap ke arah aliran melaju.

    5. "ransmitter

    #agian yang akan mengolah sinyal elektrik yang diterima

    dari sensor menjadi sinyal elektrik yang standar, yaitu $ 20 m'.

    Di transmitter ada beberapa bagian lagi.

    %) Po!er supply board (no. %)

    #agian di dalam transmitter yang digunakan untuk

    memasukan sumber tegangan pada lo!meter.2) 'mpliier board (no. 2)

    #agian yang berungsi untuk membangkitkan sinyal

    elektrik yang diterima dari sensor pieAoelektrik.

    5) C4 board (no. 5)

    #agian yang digunakan untuk terminal input output data

    pada transmitter.

    $) &ensor Data Memory (no. $)&ebuah perangkat penyimpan data hasil pemba?aan aliran.

    Perangkat ini berguna untuk memuat ulang dan menyimpan

    setting7an transmitter.

    /) Display

    #agian yang memuat hasil pengukuran berupa tulisan yang

    dimuat pada E9D.

    .4 Prinsip "er#a VortexFlowmeter

    Prinsip kerja dari Vortexlo!meter menga?u kepada "eoriKarman

    Vortex street, dimana ketika aliran luida bertemu dengan batang

    penghalang (strut), memisahkan, bergerak di sekitar objek dan

    mengalir. Pada titik kontak, pusaran yang terbentuk se?ara bergantian di

    kedua sisi objek. +al ini men?iptakan peningkatan tekanan dan penurunan

    ke?epatan di satu sisi obstruksi. &ementara itu, penurunan tekanan dan

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    5/15

    64

    peningkatan ke?epatan di sisi lain dari objek. 'liran akan bergantian

    mengalir dari sisi kiri dan kanan batang penghalang. 'liran tersebut seperti

    membentuk gelombang gunung dan lembah. -rekuensi gerakan aliran

    sebanding dengan ke?epatan dari luida saat mele!ati batang tersebut.

    Bambar $.$ Prinsip kerja Vortex-lo!meter

    4.$ "arakteristik Vortex%l&'(eter

    7 &atuan indikasinya m54h (debit aliran)

    7 'kurasi pengukurannya tinggi7 Pemasangannya mudah

    ) &angat ?o?ok untuk mengukursteam

    4.*. "ele!ihan dan "ekurangan Vortex%l&'(eter

    4.*.1. "ele!ihan

    ) #isa digunakan di semua aplikasi luida, baik itu ?air, gas, uap, oli,

    dsb.

    ) "ahan terhadap suhu ekstrim dari 720089 hingga $0089

    ) Kuat terhadap gangguan getaran, aliran yang kuat, ?airan yang kotor,

    elektromagnetis, dan perubahan suhu yang drastis.

    ) "idak ada benda yang bergerak atau berputar.

    4.*.2. "ekurangan

    ) +anya bisa mengukur aliran turbulen

    ) "idak bisa mengukur aliran yang sangat tinggi (F%00.000 m54h),

    karena akan merusak sensor mekanisnya.

    ) +anya bisa mengalir dari satu arah.

    ) "idak bisa mengukur aliran yang iskositasnya tinggi.

    4.+. Pengukuran Air ,e(in dengan VortexFlowmeter

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    6/15

    65

    Mula Mula atur terlebih dahuluset pointyang diinginkan untuk dialirkan

    menuju tangki, misalkan %00 m5. 'tur terlebih dahulu berapaflowrate7nya

    dengan memberi input arus $ 20m' ke -lo!meter. Jika inginflowrate7nya

    maksimal, atur pada 20m'. &etelah perintah dilakukan, pompa akan menyala

    dansolenoid valveakan terbuka. 'liran air demin akan mengalir sampai

    men?apai nilaiset point yang telah diatur. Jika sudah mele!atiset point,

    -lo!meter akan mengirimkan sinyal $ 20m' lalu pompa akan mati dan

    Solenoid valve akan menutup.

    'liran air akan mele!ati sensor Vortex, 'liran air ini akan dipe?ah oleh

    bluff bodydan mengalir dari sisi kiri dan kanan se?ara bergantian. 'liran yang

    dipe?ah itu akan menghasilkan pusaran yang akan memberikan tekanan

    berupa getaran rekuensi dari pusaran tersebut. Makin ?epat ke?epatan aliran,

    maka makin besar pula rekuensi Vortexyang dihasilkan. &ensorPiezoelectric

    bisa memba?a getaran rekuensi Vortex. &ensorpiezoelectricbisa memba?a

    rekuensi dari % %00+A. Ealu outputdaripiezoelectricberupa tegangan akan

    dibangkitkan oleh rangkaian penguat di cip amplifier transmitterhingga

    men?apai nilai % / G yang lalu akan diubah menjadi $ 20m'.

    Bambar $.; Proses pengukuran aliran air demin

    4.-. "ali!rasi

    -lo!meter ini bisa dikalibrasi menggunakan P:-C#3&, +':", dan lain

    lain. Kalibrasi yang umumnya dilakukan yaitu menggunakan +':".

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    7/15

    66

    Bambar $./ Koneksi lo!meter dengan +':" ?om.

    %) 9onne?t po!er supply 2$ GD9 dengan resistor 2/0H disambung

    seri dengan multi meter. 9onne?t seperti yang tertera di gambar

    atas.

    2) Csi lo!meter dengan aliran air. 'tur bukaan valvemulai dari 0=,

    2/=, /0=, /=, %00=.

    5) ilai arus saat tidak ada aliran harus sesuai dengan $m', bukaan

    2/ = harus 1m', dan seterusnya.

    $) Pasang kembali -lo!meter pada tempat pengukuran. Eakukan

    commisioningdengan men?obanya melakukan pengukuran normal.

    /) Jika dirasa masih kurang pas, ?oba langkah % 5 kembali.

    4.. Instalasi

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    8/15

    67

    Bambar $. , $.1 > $. "ata ?ara pemasangan lo!meter

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    9/15

    68

    "ata ?ara pemasangan lo!meter yang tidak sesuai aturan akan

    berdampak pada tidak akuratnya pengukuran karena kesalahan

    pemasangan yang bersamaan mendukung aktor lain yang mempengaruhi

    ketidakakuratan pengukuran. #erikut tata ?ara pemasangan yang benar @

    %. -lo!meter harus diberi jarak antara body dengan tembok atau benda

    lainnya minimal %0 ?m. Juga kabel yang tersambung pada lo!meter harus

    dilebihkan %/ ?m di bagian dekatgland lo!meter untuk menghindari

    tarikan tak disengaja yang akan memutuskan sambungan pada lo!meter.

    2. Pemasangan a??esories pendukung harus sesuai ukuran yang ditetapkan.

    Pada gambar $.;, no.% pemasangan pipa penyusut harus berjarak %/ I

    diameter pipa. Pada no. 2, pemasangan sambungan pipa sebaiknya

    berjarak pada %1 I diameter pipa. Pada no.5 pemasangan siku 08

    sebaiknya dipasang di jarak 20 I diameter pipa agar aliran masukan pada

    lo!meter bisa menjadi optimal. Pada no.$, siku 5 dimensi dipasang pada

    jarak $0 I diameter pipa, karena siku yang berkelok kelok membuat

    aliran kurang ?epat dan dengan adanya jarak tersebut bisa mengembalikan

    ke?epatan aliran sesuai standar. Pada no./, siku 08 atas ba!ah, dipasang

    pada jarak 2/ I diameter pipa, karena siku ini dibanding siku 5 dimensi

    lebih sedikit menghambat ke?epatan laju aliran, oleh karena itu jaraknya

    lebih sedikit dari yang 5 dimensi. Pada no.;, pemasangan !ontrol Valve

    dipasang pada jarak /0 I diameter pipa, karena 9ontrol Gale menghambat

    laju aliran dengan aksi buka tutup katupnya. 'gar aliran tetap optimal

    diperlukan jarak yang agak panjang sampai aliran yang masuk ke

    lo!meter sesuai standar.5. rientasi pemasangan lo!meter dilakukan berdasarkan aplikasi

    pengukuran pada beda luida. Misalnya pada luida yang bersuhu tinggi

    (steam) digunakan posisi 9 dan D pada gambar $. jika menggunakan

    orientasi horiAontal, dan posisi ' untuk orientasi ertikal. &edangkan pada

    aplikasi luida bersuhu rendah digunakan posisi # atau D pada orientasi

    horiAontal, dan posisi ' untuk orientasi ertikal. Mengapa posisi tidak ada

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    10/15

    69

    yang menghadap ke ba!ah, dikarena pengaruh graitasi dan ketinggian

    akan mempengaruhi kinerja sensor mekanis pada lo!meter.

    4.1/. 0ata ara peng&perasian

    Bambar $.%0"nterfacepada lo!meter

    Ma?am ma?am tombol kontrol @

    -* 4 -7 3ntuk menjalankan perintah

    - * F5 detik Masuk ke#xtended $enu

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    11/15

    70

    - * 5 detik Menjalankan %uic& Setup

    - * F 5 detik Kembali ke a!al 4'ome

    #erikut pengaturan yang ada di dalam menu %uic& Setup@

    Bambar $.%% %uic& Setup $enu

    #erikut pengaturan yang ada di dalam#xtended $enu @

    Bambar $.%2#xtended $enu

    %uic& setupberisikan ungsi ungsi yang sangat penting dalam

    instrumentasi. &eperti aplikasi luida, satuan ukur aliran, dan displayhasil

    pengukuran.#xtended menuberisikan semua ungsi yang ada di lo!meter

    Vortex.

    9ara menggunakannya @

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    12/15

    71

    %) Masuk ke mode pengubahan (tekan tombol -*)

    2) Pilih ungsi mana yang akan dirubah (tekan tombol -*4-7)

    5) 'ktikan pengubahan dengan memasukan kode () lalu tekan tombol -*$) :ubah jumlah nilai atausetting7an (tekan tombol *47)

    /) Kembali ke a!al dengan menekan tombol -* F5 detik.

    (Mode pengubahan akan otomatis terkun?i apabila tidak ada tombol yang

    ditekan.)

    9ontoh @

    Penulis ingin mengubah aplikasi pengukuran luida menjadi Lliquid6.

    %) Masuk ke mode pengubahan

    2) Pilih ui?k &etup menu

    5) Pilih &ubmenu 'PPE, lalu pilih LEC6 yang berarti L(iquid6$) Masukan pass!ord () lalu tekan - *

    /) "ekan - * F5 detik untuk kembali ke'ome

    4.11. 0r&u!lesh&&ting

    Dalam sebuah alat instrumen yang dikatakan bagus, tetap saja pasti

    akan ada masalah dalam penggunaannya. Mulai dari aktor operator,

    alatnya, dan lingkungan yang mempengaruhi kinerja dari alat tersebut.

    #erikut ma?am ma?am kesalahan yang bisa terjadi dan solusinya.

    )* +isplaykedap kedip

    Jika angka yang ditampilkan kedap kedip, berarti ada suatu

    masalah dalam lo!meter. Jika mun?ul angka L6 kedap

    kedip dan angka pengukuran tidak tampil dalam display. 'tur

    ulang kembali ungsi Lunit6 pada quic& setupmenu.

    2) Eampu ED tidak menyala

    Pastikan sambungan koneksi antara sumber dengan lo!meter

    tersambung dengan benar. 9ek polaritas tegangannya, terbalik atau

    tidak. #isa kemungkinan dipengaruhi olehsystem error.

    5) "idak ada sinyal aliranPastikan di dalam pipa sudah terpenuhi oleh luida. Karena luida

    harus terisi penuh agar pengukuran bisa teliti dan memungkinkan

    bisa mengukur aliran luida.

    $) &inyal aliran saat tidak ada aliran

    Mungkin lo!meter dalam kondisi tidak ada aliran yang mengalir

    karena pengaruh dari rekuensi dan arah dari osilasinya. &olusinya,

    putar lo!meter 08 (bagian sensor saja) ke arah mana saja. Karena

    getaran kurang memberi eek jika dipindah pada sisi yang lain.

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    13/15

    72

    ain -mplificationlo!meter bisa dike?ilkan pada submenu

    LPu;/6 di dalam extended menu. ain -plificationini adalah

    sensitiitas lo!meter dalam mengukur aliran. Karena pengaturan

    ain -mplificationyang salah bisa mengakibatkan masalah seperti

    ini.

    Pastikan aktor luar yang menyebabkan getaran seperti valveatau

    pompa agar bisa diminimalisir getarannya.

    4.12. iring

    Bambar $.%5 Niring pada -lo!meter

    1. "utu! p&sitif atu daa

    2. "utu! negatif atu daa

    3. Pulse &utput fl&'(eter

    4.13. ,i(ensi 5kuran %l&'(eter

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    14/15

    73

    Bambar $.%$ Dimensi ukuran lo!meter

    D 200 mm

    d 12./ mm

    + 215 mm

    E 200 mm

    O 50 mm

    4.14. 0a!el Per!andingan Hasil Pengukuran Aliran

    "abel $.2

    Perbandinganflowratedengan output arus

  • 7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)

    15/15

    74

    Skala %l&'rate 6utput Arus

    0 = %,/ m54h $ m'

    2/ = %;,;2/ m54h 1 m'

    /0 = 5%,/ m54h %2 m'

    / = $;,1/ m54h %; m'

    %00 = ;2 m54h 20 m'