1. Secara teoritis
Mengumpulkan data dan mencari data spesifikasi yang diperlukan tentang differential pressure transmitter, serta mencari buku-buku yang sesuai dengan
topik bahasan penulis dan studi kepustakaan. 2.
Secara praktis Dengan melakukan pengamatan dilapangan.
I.6. Sistematika Pembahasan
Untuk mempermudah pemahaman dan pembahasan penyusun membuat
sistematika pembahasan dengan urutan sebagai berikut:
BAB I. PENDALUHUAN
Pada bab ini menjelaskan tentang yaitu latar belakang masalah, tujuan pembahasan, batasan masalah, tinjauan pustaka, metode pembahasan,
sistematika penulisan.
BAB II. DASAR SISTEM KONTROL
Pada bab ini menjelaskan tentang sistem kontrol, karakteristik sistem kontrol otomatik, pemakaian sistem kontrol, transduser, alat-alat kontrol.
BAB III. DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER
Pada bab ini membicarakan tentang differential pressure transmitter, prinsip kerja dari differential pressure transmitter.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV. ANALISA DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER PADA TANGKI
Pada bab ini menjelaskan tentang dasar pengukuran level cairan, metoda pengukuran tinggi permukaan cairan, penempatan transmitter, peralatan
pengoperasian differential pressure transmitter, keterpasangan peralatan, hubungan antara tekanan dan tinggi level tangki yang diukur, faktor-faktor
yang mempengaruhi transmitter saat beroperasi.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran-saran mengenai isi daripada Karya Akhir.
Universitas Sumatera Utara
BAB II DASAR SISTEM KONTROL
II.I. Sistem Kontrol
Sistem kontrol adalah proses pengaturan ataupun pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran variabel, parameter sehingga berada pada suatu
harga atau dalam suatu rangkuman harga range tertentu. Dalam, istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian atau sistem pengontrolan.
Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari berbagai susunan komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin
atau proses agar dapat menghasilkan prestasi yang diinginkan. Tujuan utama dari suatu sistem pengontrolan adalah untuk mendapatkan
optimisasi dimana hal ini dapat diperoleh berdasarkan fungsi daripada sistem kontrol itu sendiri, yaitu: pengukuran measurement, membandingkan
comparison, pencatatatan dan perhitungan computation, dan perbaikan correction.
Secara umum sistem kontrol dapat dikelompokkan sebagai berikut: 1.
Dengan operator manual dan otomatik. 2.
Jaringan tertutup closed loop dan jaringan terbuka open loop. 3.
Servo dan regulator. 4.
Menurut sumber penggerak: elektris, pneumatis udara, angin, hidraulis cairan, dan mekanis.
Universitas Sumatera Utara
Pengontrolan secara elektrik dan pneumatik atau kombinasinya lebih banyak ditemukan dalam industri maupun aplikasi teknis lainnya. Hal ini
disebabkan beberapa kelebihan yang diberikannya yaitu pemakaian daya yang lebih kecil, kemampuan untuk pengontrolan jarak jauh, lebih mudah diperoleh dan
responsnya lebih cepat. Disamping itu dimensi peralatan dapat dibuat lebih kecil.
II.I.1. Manual dan Otomatis
Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator, sedang pengontrolan secara otomatis
adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya dibawah pengawasan manusia. Pengontrolan
secara manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari seperti pada penyetelan suara radio, televisi, pengaturan cahaya televisi, pengaturan aliran air
melalui keran, pengaturan kecepatan kendaraan, dan lainnya. Pengontrolan secara otomatis banyak ditemui dalam proses industri,
pengendalian pesawat, pembangkit tenaga listrik. Sebagai contoh adalah pengaturan aliran, temperatur dan tekanan dengan menggunakan katup pengatur,
pengontrolan suhu ruangan oleh thermostat, pengontrolan daya listrik oleh relay, circuit-breaker pemutus atus.
II.1.2. Jaringan Terbuka dan Tertutup
Sistem terbuka adalah sistem kontrol dimana keluaran tidak memberikan efek terhadap besaran masukan, sehingga variabel yang dikontrol tidak dapat
dibandingkan terhadap harga yang diinginkan seperti Gambar 2.1.
Universitas Sumatera Utara
Sistem Gs
x y
Gambar 2.1. Sistem Kendali Terbuka
Dimana: X = Sinyal Masukan Y = Sinyal Keluaran
Hubungan antara fungsi masukan, fungsi alih sistem dan fungsi keluaran :
X Y
= G
Sistem kontrol dengan jaringan tertutup adalah sistem pengontrolan dimana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan sehingga
besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang di inginkan melaui alat pencatat indicator atau recorder seperti pada Gambar 2.2.
Selanjutnya perbedaan harga yang terjadi antara besaran yang dikontrol dan penunjukan alat pencatat digunakan sebagai koreksi yang pada gilirannya akan
merupakan sasaran pengontrolan. Sistem kontrol tertutup mempunyai banyak keunggulan dibanding sistem kontrol terbuka, yaitu mempunyai tingkat ketepatan
yang lebih tinggi, dan tidak peka terhadap gangguan, dan perubahan pada lingkungan.
Universitas Sumatera Utara
Sistem Gs
Umpan Balik Hs
- +
x y
E = x - z
z= Hy
Gambar 2.2. Sistem Kendali Tertutup
Hubungan antara fungsi masukan, fungsi alih sistem, fungsi umpan balik dan fungsi keluaran :
Z = HY, mempunyai nilai negatif dan harus dikurangkan dari tegangan masukan sehingga menghasilkan masukan pada penguat itu sebesar E = X = Z
G =
E Y
= HY
G Y
Y +
= G
GHY Y
Y +
X Y
=
GH G
+ 1
Universitas Sumatera Utara
II.I.3. Servo dan Regulator
Sebuah regulator adalah bentuk lain daripada servo. Istilah ini digunakan untuk menunjukan sistem dalam mana terdapat harga “steady state” konstan untuk
sinyal masukan yang konstan. Perbedaan utama adalah bahwa pada regulator diberikan sinyal tambahan sinyal gangguan, u sehingga akan menghasilkan
keluaran yang berbeda dengan servo seperti pada Gambar 2.3. Istilah regulator diperoleh dari pemakaiannya mula-mula yaitu sebagai pengontrol kecepatan dan
tegangan, yang disebut pengatur kecepatan dan pengatur tegangan. Pada servo diinginkan: r t
≈ct →1; sedang pada regulator diinginkan:
u t
c t
r −
→0
rt ct
rt ct
t r
t c
→1
u t
c t
r −
→0
a servo b regulator
Gambar 2.3. Servo dan Regulator
Dimana: rt = Sinyal Referensi Masukan ct = Sinyal Referensi Keluaran
u = Gangguan SERVO
REGULATOR
Universitas Sumatera Utara
Pada regulator, efek gangguan ini perlu dikompensasi agar harga keluaran tetap sama dengan masukan, dari persamaan diatas:
u t
c t
r −
≈0; sehingga yang akan diperoleh adalah,
rt - ct ≈0 atau
rt = ct, yaitu masukan = keluaran
II.2. Karakterstik Sistem Kontrol
Beberapa karakteristik penting dari sistem kontrol otomatik adalah sebagai berikut:
1. Sistem kontrol otomatik merupakan sistem dinamis berubah terhadap
waktu yang dapat berbentuk linear maupun non linear. Secara matematis kondisi ini dinyatakan oleh persamaan-persamaan yang berubah terhadap
waktu, misalnya persamaan differensial linear maupun tidak linear. 2.
Bersifat menerima informasi, memprosesnya, mengolahnya dan kemudian mengembangkannya.
3. Komponen yang membentuk sistem kontrol ini akan saling mempengaruhi
berinteraksi. 4.
Bersifat mengembalikan sinyal ke bagian masukan feedback dan ini digunakan untuk memperbaiki sifat sistem. Karena adanya pengembalian
sinyal ini sistem umpan balik maka pada sistem kontrol otomatik selalu terjadi masalah stabilisasi.
Universitas Sumatera Utara
II.3. Pemakaian Sistem Kontrol
Pemakaian sistem kontrol otomatik banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari baik dalam pemakaian langsung maupun tidak langsung.
Pemakaian sistem kontrol ini dapat dikelompokkan sebagai berikut: 1.
Pengontrolan proses: temperatur, aliran, tekanan, tinggi permukaan cairan, viskositas. Misalnya pada industri kimia, makanan, tekstil, pengilangan dan
lain-lain. 2.
Pembangkit tenaga listrik pengontrolan distribusi tenaga. 3.
Pengontrolan numerik numerical control, NC: pengontrolan operasi yang membutuhkan ketelitian tinggi dalam proses yang berulang-ulang. Misalnya:
pengeboran, pembuatan lubang, tekstil, pengelasan. 4.
Transportasi: elevator, escalator, pesawat terbang, kereta api, conveyor ban berjalan, pengendalian kapal laut dan lain-lain.
5. Servomekanis.
6. Bidang non teknis, seperti: ekonomi, sosiologi, dan biologi.
Berikut ini adalah diagram blok dari proses pengontrolan level dengan menggunakan differential pressure transmitter, ialah:
Kontroller
transmitter Katup Pneumatik
Tangki Air
- +
Set Point In Put
Out Put
Gambar 2.4. Diagram Blok Sistem Pengontrolan
Universitas Sumatera Utara
Pada Gambar 2.4. bagian kontroller mempunyai summing junction dengan tanda positif-negatif, di titik inilah langkah membandingkan dilakukan dengan
mengurangi besaran set point dengan sinyal measurement variable, hasilnya adalah sinyal yang disebut error.
Hampir semua sistem pengendalian selalu dimulai dengan menampilkan blok diagram sistem pengontrollan otomatis. Secara umum elemen sistem
kontrolnya, ialah: 1.
Feedback adalah sistem pengendali otomatis yang mempunyai dua summing junction yaitu positif feedback dan negatif feedback.
2. Proses process adalah tatanan peralatan yang mempunyai suatu fungsi
tertentu. Input proses dapat bermacam-macam, yang pasti ia merupakan besaran yang dimanipulasi oleh final control element atau control valve
agar measurement variable sama dengan set point. Input proses ini juga disebut manipulated variable.
3. Transmitter adalah alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing
element, dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti oleh kontroller.
4. Set point adalah besaran proses variabel yang dikehendaki. Sebuah
kontroller akan selalu berusaha menyamakan controlled variable dengan set point.
5. Error adalah selisih antara set point dikurangi measured variable. Error
bisa negatif dan bisa juga positif. Bila set point lebih besar dari measured variable, error akan menjadi positif, sebaliknya bila set pointnya lebih
kecil dari measured variable, error menjadi negatif.
Universitas Sumatera Utara
6. Kontroller adalah elemen yang mengerjakan tiga dari empat tahap langkah
pengendalian, yaitu membandingkan set point dengan measurement variable, menghitung berapa banyak koreksi yang perlu dilakukan, dan
mengeluarkan sinyal koreksi sesuai dengan hasil perhitungan tadi, kontroller sepenuhnya menggantikan peran manusia dalam mengendalikan
sebuah proses.
II.4. Transduser
Transduser transducer adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan
ukuran atau informasi. Transduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik. Dalam pengertian yang lebih luas,
transduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya. Pada umumnya
adalah mengubah besaran-besaran fisis tersebut menjadi besaran listrik; misalnya: tekanan, temperatur, aliran, posisi, dan lain-lain. Contoh yang umum adalah
pengeras suara audio speaker, yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato, menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon,
yang mengubah suara kita, bunyi, atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik
Transduser atau sensor adalah salah satu bagian dari komponen sistem pengaturan. Sensor yang digunakan sebagai elemen yang langsung mengadakan
kontak dengan yang diukur; sedang transduser berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang diukur menjadi besaran fisis lainnya.
Universitas Sumatera Utara
II.5. Alat-alat Kontrol Jika sebuah sistem kontrol adalah stabil dan hanya memerlukan perbaikan
respons misalnya mengurangi atau menghilangkan e
ss
penyimpangan dalam keadaan mantap
atau memperbesar kecepatan respons maka yang dilakukan adalah penggunaan alat-alat kontrol dari jenis P proportional, I integral, atau
D differential.
Jenis-jenis Alat kontrol ini terdiri dari : a.
Alat kontrol tipe P proporsional b.Alat kontrol tipe I integral
c. Alat kontrol tipe D differensial
kontroller Proporsional, Integral, dan differensial dalam prakteknya dapat digabung menjadi satu kontroller yang disebut kontroller Proportional plus
Integral plus Derivative P + D + I.
II.5.1. Alat Kontrol Tipe Proporsional Proportional Control
Pada jenis ini terdapat hubungan kesebandingan antara keluaran terhadap kesalahan, yaitu:
mt = K et, dimana K disebut konstanta kesebandingan.
Pertambahan harga K akan menaikkan penguatan sistem e
ss
penyimpangan dalam keadaan mantap. Pemakaian alat kontrol jenis ini saja sering tidak
memuaskan karena penambahan K selain akan membuat sistem lebih sensitif,
Universitas Sumatera Utara
tetapi juga cenderung mengakibatkan ketidakstabilan. Disamping itu pertambahan K adalah terbatas dan tidak cukup untuk mencapai respons sampai suatu harga
yang diinginkan. Kenyataannya dalam usaha mengatur harga K terdapat keadaan-keadaan
yang bertentangan. disatu pihak diinginkan mengurangi e
ss
sebanyak mungkin, tetapi hal ini akan mengakibatkan osilasi bagi respons yang berarti memperlama
”settling-time”, sedang di pihak lain respons terhadap setiap perubahan masukan harus terjadi secepat mungkin tetapi dengan lonjakan dan osilasi sekecil mungkin.
Respons yang cepat memang dapat diperoleh dengan memperbesar K, tetapi hal ini juga akan mengakibatkan ketidakstabilan sistem.
Untuk mengatasi masalah-masalah ini, alat pengontrol yang akan digunakan harus mempunyai persyaratan berikut:
a. Penguatan yang tinggi pada frekuensi-frekuensi yang sangat rendah untuk
mengurangi kesalahan-kesalahan b.
Penguatan yang tinggi pada frekuensi-frekuensi tinggi yakni dengan secepatnya mengikuti perubahan masukan bila laju perubahan transien adalah
yang paling cepat. Hal ini perlu untuk menjamin respons yang cepat. c.
Pada frekuensi-frekuensi menengah yakni dalam bagian terakhir respons transien dan sebelum “on set” kondisi-kondisi mantap penguatan sebaiknya
cukup rendah agar terjamin respons yang tidak mengalami lonjakan yang berlebihan dan juga setiap kecenderungan berosilasi akan diredam dengan
cepat.
Universitas Sumatera Utara
II.5.2. Alat Kontrol Tipe Integral I
Alat kontrol jenis ini integral control, I dimaksudkan untuk menghilangkan kesalahan posisi dalam kondisi mantap steady position error
tanpa mengubah karakteristik-karakteristik frekuensi tinggi dan hal ini dapat dicapai dengan memberikan penguatan tak terhingga pada frekuensi nol yakni
pada kondisi mantap. Alat kontrol ini biasanya digunakan bersama tipe P dan D, namum dalam
hal-hal dimana kecepatan respons dan ketidakstabilan bukan merupakan masalah, tipe P +I adalah cukup. Walaupun demikian, penambahan tipe P perlu mendapat
perhatian karena efeknya mengurangi kestabilan yakni karena mengakibatkan bertambahnya keterlambatan fasa phase-lag.
Alat kontrol jenis I dapat berupa peralatan pneumatik, hidraulik, elektronik. Bagian integral I menunjukkan bahwa tindakan pengontrolan akan
terus bertambah selama terjadi kesalahan dan bila sinyal penggerak actuating signal, mt yang cukup telah terakumulir, maka sinyal et akan menurun
menuju nol. Melalui pemilihan komponen rangkaian yang tepat, lokasi frekuensi nol dan frekuensi pojok dapat direncanakan agar pengontrolan secara integral I
hanya efektif pada frekuensi-frekuensi rendah sedang tipe P nya memiliki penguatan yang konstan serta menghasilkan kestabilan pada frekuensi menengah
dan frekuensi yang lebih tinggi.
II.5.3. Alat Kontrol Tipe Differnsial D
Alat kontrol jenis ini disebut juga “rate-control” digunakan untuk memperbaiki atau mempercepat prestasi respons transien sebuah sistem kontrol.
Universitas Sumatera Utara
Alat ini selalu disertai oleh tipe P, sedang tipe I hanya digunakan bila diperlukan. Diikut sertakannya tipe D ini sebagai alat kontrol memberikan efek menstabilkan
sistem dengan cara memperbesar “phase-lead” terhadap penguatan loop kontrol yakni dengan mengurangi “phase-lead” terhadap penguatan loop kontrol yakni
dengan mengurangi “phase-lag” penguatan tersebut. Alat kontrol ini sangat bermanfaat sebab responnya terhadap laju
perubahan kesalahan menghasilkan koreksi yang berarti sebelum kesalahan tersebut bertambah besar, jadi efeknya adalah menghasilkan tindakan
pengontrolan yang cepat. Hal ini sangat penting bagi sistem kontrol yang perubahan bebannya terjadi secara tiba-tiba, karena dapat menghasilkan sinyal
pengontrol selama kesalahan error berubah. Karena tipe D ini melawan perubahan-perubahan yang terjadi dalam keluaran yang dikontrol, efeknya adalah
menstabilkan sistem loop tertutup dan ini dapat meredam osilasi yang mungkin terjadi.
Penting diperhatikan bahwa tipe D ini tidak dapat dipakai secara tersendiri karena tidak akan memberi jawaban respons terhadap suatu kesalahan dalam
kondisi mantap. Dengan demikian alat ini harus digabung dengan tipe P atau P + I, sehingga konfigurasi atau bentuknya adalah P + D atau P + D + I.
Universitas Sumatera Utara
BAB III DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER
III.1. Differential Pressure Transmitter
Differential pressure transmitter transmitter beda tekanan kerap kali dipakai untuk mengukur tekanan. Bila sebuah bejana ditutup atau kedap udara,
tekanan dasar P berubah tidak hanya menurut tinggi permukaan cairan h, tetapi juga pada tekanan fase gas P
G
seperti Gambar 3.1.
P = P
G
+ ph
p h
P
G
P
Gambar 3.1. Pengukuran Dengan Tekanan Dasar
Tekanan hidrostatik pada dasar suatu bejana tergantung pada berat jenis dan ketinggian cairan. Tekanan ini di ukur dengan manometer, pada bejana
tertutup dan bertekanan, yang di ukur adalah beda tekanan antara dasar bejana dan ruang di atas cairan.
Universitas Sumatera Utara
Karena itu, tinggi permukaan cairan h tidak dapat didapat hanya dengan mengukur tekanan dasar P. Seperti pada Gambar 3.2 tinggi permukaan cairan h
didapatkan dengan beda tekanan antara tekanan fase gas P
G
dan tekanan P
2
, jadi:
P1 = P2 P2 = P
G
+ ph P2 - P1 = ph
p h
P
G
P1 P2
Gambar 3.2. Pengukuran Dengan Beda Tekanan
Cara ini tergantung pada berat jenis. Elemen perasa dari detektor ini adalah diafrakma. Detektor ini tidak mempunyai batang pemuntir dengan gerak
memuntir, melainkan hanya mempunyai batang lentur yaitu batang penghubung yang menghubungkan diafrakma dengan batang gaya. Detektor beda tekanan
terdiri dari dua ruangan yaitu ruang tekanan tinggi dan ruang tekanan rendah. Untuk level transmitter, ruang tekanan tinggi di hubungkan dengan tekanan cairan
pada bejana, sedangkan ruang tekanan rendah di hubungkan dengan tekanan uap pada bejana.
Universitas Sumatera Utara
Untuk pengukur permukaan cairan ini, bila terdapat uap yang dapat mengembun pada fase gas, kondesat berkumpul di dalam pipa penyalur dibagian
tekanan rendah, jadi tidak memungkinkan pengukuran yang teliti. Dalam hal ini, metoda yang dipakai adalah dengan mengisi lebih dulu pipa
penyalur dengan cairan yang secara kimia bersifat stabil dan tidak berpengaruh buruk terhadap proses, cairan itu disebut sealing liquid. Alat pengukuran itu
dilengkapi dengan seal pot seperti pada Gambar 3.3.
p P
G
P1 P2
h1
h2 Sealing liquid
Seal pot
Gambar 3.3. Pengukuran Dengan Menggunakan Sealing Liquid
Tekanan tinggi sealing liquid ditambahkan pada tekanan P
G
. P
1
= P
G
+ ρ
S
h
1
+ h
2
Dimana: s = kerapatan sealing liquid Juga: P
2
= P
G
+ ρ h
Universitas Sumatera Utara
Beda tekanan didapatkan sebagai berikut:
∆
P = P
2
- P
1
= ρ h + ρ
S
h
1
+ h
2
Bila kerapatan sealing liquid ρ
S
dan tinggi h
1
+ h
2
diketahui, tinggi permukaan cairan h
2
didapatkan dengan cara mengukur beda tekanan. Dengan kata lain, sistem tersebut bekerja dimana perbedaan tekanan antara
fasa uap dan bagian terendah dari cairan diukur oleh differential pressure transmitter dan selanjutnya diperoleh permukaan cairan.
Differensial tersebut memindahkan perbedaan tekanan yang diukur ke dalam suatu sinyal pneumatik 0,2 sampai 1,0 kgcm
2
atau sinyal listrik 4 sampai 20 mA dan memancarkannya ke kontroller, indikator dan lain sebagainya
dalam ruang kendali. Cairan-cairan proses mempunyai kecenderungan untuk berubah menjadi
padatan pada waktu di dinginkan ataupun apabila ia mengandung pertikel-partikel dan karenanya mempunyai kecenderungan untuk terjadinya penyumbatan,
digunakan suatu differential pressure transmitter yang di pasang pada flensa. Karena transmitter ini dipasang langsung flensa dari bejana, maka tidak di
butuhkan suatu jalur dan hal ini akan membantu mencegah terjadinya penyumbatan. Bagaimanapun juga tipe ini mempunyai satu cacat yaitu tidak dapat
dilaksanakan suatu zero adjustment atau pelepasan dari transmitter tersebut, kecuali bejana tersebut di kosongkan dengan cara shut down dari pabrik.
Transmitter beda tekanan melakukan fungsi, beda tekanan dan konversi beda tekanan di deteksi dalam bentuk sinyal listrik atau pneumatik bersama-sama
dengan transmisi sinyal.
Universitas Sumatera Utara
III.2. Prinsip Kerja Differential Pressure Transmitter
Transmitter merupakan alat atau kelanjutan dari sensor. Dimana transmitter ini dapat merubah sinyal proses yang diterima oleh detektor diubah
menjadi sinyal listrik serta mengirimkan sinyal tersebut ke alat penerima seperti pencatat recorder, pengatur dan penunjuk.
Differential pressure transmitter mempunyai hubungan-hubungan ke tekanan rendah dan tinggi seperti pada Gambar 3.4. Tekanan tinggi HP dan tekanan
rendah LP diterima oleh membran penyekat seal diaphragm. Bagian dalam dari membran penyekat seal diaphragm tekanan tinggi dan tekanan rendah diisi
dengan cairan silikon. Tekanan yang diukur pada bagian tekanan tinggi mendesak dirinya sendiri pada membran bagian tekanan tinggi dan menekan membran
tersebut. Pada waktu membran tersebut tertekan, bagian dalam isian silikon bergerak maju mengenai bagian pengembus bellows oleh sejumlah tekanan
sehubungan dengan gerakan membran tersebut. Pengembus tersebut mengembang mengenai bagian bertekanan rendah LP oleh sejumlah pergerakan dari isian
silikon tersebut. Sementara itu, tekanan yang terukur pada bagian bertekanan rendah LP juga akan mendesak dirinya sendiri pada membran bertekanan rendah
LP dan menekan pengembus tersebut dari bagian luar. Bagian puncak pengembus tersebut bergerak ke bagian bertekanan rendah LP dan pengembus
tersebut berhenti mengembang. Dengan bergeraknya panjang bagian puncak dari pengembus, maka lengan pemuntir tersebut akan bergerak ke kiri dan memutar
batang pemuntir tersebut. Pergerakan batang pemuntir ini diubah ke dalam suatu sinyal listrik atau sinyal pneumatik untuk kemudian dipancarkan.
Universitas Sumatera Utara
Keterangan: 1. Diafrakma Penyekat
Seal Diaphram 2. Isi Silikon
Silicon Fill 3. Pengembus
Bellows 4. Diafrakma Penyekat
Seal Diaphram 5. Lengan Pemuntir
Torque Arm 6. Isi Silikon
Silicon Fill 7. Batang Pemuntir
Torque Rod
Gambar 3.4. Skematik Potongan Meterbodi sebuah Transmitter
Setelah itu bagian pengirim, akan mengubah gerak-gerak mekanik detektor ke dalam bentuk sinyal pneumatik. salah satu contoh dari bagian pengirim
Universitas Sumatera Utara
transmitter pneumatik adalah transmitter gaya seimbang Force Balance Transmitter seperti pada Gambar 3.5.
Prinsip kerja dari transmitter gaya seimbang: •
Pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan pergerakan maju-mundur pada pengimbang utama. Bergeraknya pengimbang utama akan mengubah
kedudukan pembalik sehingga akan menjauhi dan mendekati pemancar. •
Bila pembalik menjauhi pemancar maka tekanan balik udara penggerak diafrakma besar pada relai pilot akan berkurang dari sebelumnya.
Sebaliknya bila pembalik mendekati pemancar “tekanan balik” udara penggerak diafakma besar pada relai pilot akan bertambah dari
sebelumnya. •
Berubahnya tekanan balik udara penggerak diafrakma besar pada relai pilot akan mengubah kedudukan kerangan pilot pada relai untuk membuka
dan menutup. •
Bila kerangan pilot membuka maka tekanan udara instrumen out-put menjadi bertambah, sebaliknya bila kerangan pilot menutup, tekanan udara
instrumen out-put menjadi berkurang. Dengan demikian penggerak dari batang pemuntir akan menghasilkan perubahan pada tekanan udara
instrumen out-put. •
Udara instrumen out-put juga dikirim ke kapsul pengimbang balik. •
Tekanan udara instrumen out-put akan terus bertambah atau berkurang sampai pengimbang utama mendapatkan gaya balas yang sama besar dari
kapsul pengimbang balik melalui pengimbang utama.
Universitas Sumatera Utara
• Sekali gaya pada pengimbang utama sama dengan gaya pada pengimbang
kedua, maka tekanan udara instrumen out-put tidak berubah lagi.
Bagian-bagian utama dari transmitter ini adalah, sebagai berikut: 1.
Penyetel titik nol Zero Adjustment Digunakan untuk mendapatkan titik nol dari batasan operasi transmitter.
2. Pengimbang kedua Secondary Beam
Digunakan sebagai batang yang meneruskan gaya gerak balas terhadap gaya gerak pengimbang utama.
3. Kapsul pengimbang balik Rebalancing Capsule
Merupakan kapsul yang berisi diafrakma penggerak pengimbang utama. 4.
Pemancar Nozzle Digunakan sebagai ruangan udara penggerak diafrakma besar pada relai
pilot. 5.
Pembalik Buffle Digunakan sebagai plat penutup.
6. Pembatas Beban Balik Berlebih Reverse Overload Stop
Merupakan ganjal pembatas gerak pengimbang utama pada kedudukan maksimum.
7. Pengimbang Utama Primary Beam
Merupakan batang penerus gerak-gerak mekanik setengah melingkar dari batang pemuntir pada detektor.
Universitas Sumatera Utara
8. Pipa-pipa Kapsul Pengimbang Balik Capsule Tubing
Digunakan untuk menyalurkan udara penghasil gaya gerak balas terhadap gaya pengimbang utama.
9. Pipa untuk Pemancar Nozzle Tubing
Merupakan pipa penyalur udara untuk pemancar. 10.
Penyetel Batasan Lebar Coarse Span- Adjustment Digunakan sebagai penyetel untuk memperlebar bidang gerak pengimbang
utama 11.
Relai Pilot Pilot Relay Digunakan sebagai kerangan pengatur tekanan udara instrumen dari
transmitter. 12.
Penyetel Batasan Sempit Find Span-Adjusment Digunakan sebagai penyetel unuk mempersempit bidang gerak pengimbang
utama. 13.
Pegas Peninggi atau Penekan Suppression atau Elevation Spring Digunakan untuk alat penyetel menaikkan skala perbandingan antara variabel
proses dengan tekanan udara instrumen output.
Universitas Sumatera Utara
Keterangan: 1. Penyetel Tititk Nol
2. Pengimbang Kedua
3. Kapsul Pengimbang Balik
4. Pemancar 5. Pembalik
6. Pembatas Beban Balik Berlebih
7. Pengimbang Utama
8. Pipa Kapsul Pengimbang Balik
9. Pipa untuk Pemancar
10. Penyetel Batasan Lebar
11. Penyetel Batasan Sempit
12. Relai Pilot 13. Pegas Peninggi
atau Penekan
Gambar 3.5. Skematik Pneumatik Transmitting Unit
Universitas Sumatera Utara
Perbedaan tekanan didapat dari naik turunnya tinggi permukaan cairan dalam bejana, perubahan tekanan ini sebanding dengan perubahan tinggi
permukaan. Pada industri, tekanan dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan oleh proses, dimana pada aplikasinya tekanan haruslah di jaga agar produksi yang
dihasilkan bagus dan tidak terbuang. Perubahan tekanan tersebut akan dikalibrasikan pada saat akan digunakan.
Proses pengkalibrasian akan disesuaikan dengan tinggi bejana, massa jenis cairan dan gravitasi.
Prinsip utamanya berdasarkan pengukuran beda tekanan yang dihasilkan oleh perbedaan tekanan dari tinggi bejana yang akan diukur, tekanan yang
dihasilkan oleh cairan juga tergantung pada massa jenis, gravitasi bumi dan tinggi permukaan.
Prinsip dari pressure transmitter ini menggunakan rumus fisika, yaitu p =
ρ
×
g
×
h, dimana: p = tekanan Pa, atm ρ = massa jenis cairan
3
m kg
g = gravitasi bumi
2
det 8
. 9 m
h = tinggi permukaan cairan m,cm
Untuk penggunaan di industri atau pabrik, massa jenis dari cairan berbeda, ini dapat kita lihat dari tabel dibawah ini:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.1. Massa Jenis Cairan
Jenis Cairan Massa Jenis
3
m kg
Air Es
Glyserol Alkohol
Benzene Air Raksa
1
3
10 ×
0.92
3
10 ×
1.26
3
10 ×
0.76
3
10 ×
0.88
3
10 ×
2.14
4
10 ×
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ANALISA DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER