BAB IV ANALISA DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER
PADA TANGKI
IV.1. Dasar Pengukuran Level Cairan
Pada proses industri pengukuran untuk mengetahui tinggi-rendah permukaan level banyak dilakukan. Dengan mengukur level dari suatu tangki
tertentu, maka kita dapat memperkirakan berapa volume yang terkandung dalam tangki tersebut. Dalam banyak hal, kadang-kadang indikasi dari pengukuran level
yang diperlukan hanya pernyataan “level penuh” atau “level kosong”. Maka pengukuran level perlu dilakukan untuk mengontrol jalannya suatu proses secara
otomatis dalam dunia industri. Pengukuran tinggi permukaan cairan pada proses, secara umum bertujuan
untuk: •
Mencegah kerusakan peralatan dan kerugian yang diakibatkan oleh cairan yang terbuang
• Sebagai pengontrol jalannya proses
IV.2. Metoda Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan
Metoda-metoda pengukuran level perlu dilakukan untuk mendapatkan data analisa. Karena itu, kesalahan kecil saja dapat mengakibatkan kerugian yang besar
dalam kurun waktu yang lama. Dalam pengukuran level ada banyak cara, mulai dari elemen perasa sensor hingga penunjukkannya dalam berbagai tampilan.
Elemen dasar dan sistem yang digunakan untuk pengukuran level banyak sekali
Universitas Sumatera Utara
ragamnya. Dari ragam tersebut yang dapat digunakan biasanya tergantung pada proses, kemampuan, dan segi harga. Secara garis besar ada dua metoda
pengukuran level yaitu:
IV.2.1. Metode Pengukuran Langsung
Tinggi level dapat dilihat langsung dan diduga kedalamanya tanpa harus mengalami proses pengubahan bentuk bacaan dari hasil pengukuran, seperti
Gambar 4.1. Ini dikarenakan oleh mekanisme tertentu yang secara langsung dapat diamati. Biasanya metoda pengukuran langsung ini dipakai oleh industri yang
memerlukan tempat penampungan atau tangki yang berukuran kecil, dan ditunjukkan dalam satuan pengukuran panjang meter. Dengan diketahuinya
tinggi level maka volume dari cairan yang diukur dapat diketahui bila diinginkan.
Gambar 4.1. Pengukuran Langsung
Dibawah ini ada beberapa contoh instrumen yang banyak dijumpai pada proses industri yang menggunakan metoda pengukuran langsung, seperti:
TINGGI CAIRAN
DILIHAT LANGSUNG
Universitas Sumatera Utara
• Pengukuran Permukaan dengan Gelas Penunjuk
Gelas penunjuk ini berhubungan dengan cairan di dalam tangki dan diletakkan di samping tangki yang berisi cairan. Menurut hukum bejana
berhubungan, tinggi tangki dan pada gelas penunjuk selalu sama. Untuk dapat melihat tinggi ini, cairan yang akan diukur harus bening dan tidak boleh keruh
karena akan menganggu penglihatan pada gelas penunjuk. Apabila gelas penunjuk ini pecah, maka cairan di dalam tangki akan tumpah keluar. Biasanya batas
ukurnya kira-kira sampai satu meter.
• Pengukuran dengan Pelampung
Pengukuran ini menggunakan pelampung yang ringan dan selalu bergerak mengikuti permukaan cairan. Banyak sekali cara-cara pengukuran dengan
pelampung ini, tetapi pada dasarnya mempunyai prinsip yang sama, yaitu gerakan permukaan cairan diikuti dengan gerakan pelampung yang selanjutnya
dihubungkan pada jarum berskala. Hubungan antara pelampung jarum penunjuk bisa berupa tali, kawat dengan katrol atau batang kaku dengan suatu engsel.
Dengan menggunakan pelampung, daerah kerja pengukur permukaan dapat diperbesar lebih dari satu meter. Skala pembacaan dapat diletakkan pada tempat
yang tinggi atau rendah, atau terpisah jauh dari tangki cairan. Untuk memperoleh ketelittian yang baik, pelampung harus tercelup sampai batas penampang yang
terbesar.
Universitas Sumatera Utara
IV.2.2. Metode Pengukuran secara Tidak Langsung
Dalam metoda tidak langsung, perubahan tinggi-rendahnya level yang terjadi dialihkan dengan penggunaan mekanisme tertentu, sehingga besaran sinyal
dapat diamati. Gaya pada cairan menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasikan kedalam bentuk angka-angka. Mekanisme
pengalihan perubahan tinggi-rendahnya level yang terjadi menjadi suatu besaran sinyal, seperti pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2. Metode Pengukuran secara Tidak Langsung
Beberapa contoh pengukuran level secara tidak langsung, antara lain: •
Pengukuran dengan Tekanan dan Beda Tekanan. Tekanan hidrostatik pada dasar suatu bejana tergantung pada berat jenis
dan ketinggian cairan. Tekanan ini diukur dengan manometer. Pada bejana tertutup dan bertekanan, yang diukur adalah beda tekanan antara dasar bejana dan
ruang di atas cairan, seperti Gambar 4.3. TINGGI CAIRAN
GERAK MEKANIK
KALIBRASI
Universitas Sumatera Utara
P
hydr
P
g
P
g
P
hydr
h
Gambar 4.3. Pengukuran dengan Alat Ukur Beda Tekanan
• Pengukuran dengan Sistem Jebakan Udara
Sistem ini terdiri dari satu kotak dengan lubang dibawahnya, dan yang dipasang di ujung pipa yang dicelupkan ke dalam cairan. Lubang kotak dibiarkan
tanpa diafragma, karena udara di dalam kotak mendapat tekanan cairan maka akan terdesak ke atas. Tekanan ini diteruskan ke pengukur tekanan, dengan mengetahui
besarnya tekanan ini dapat diketahui tinggi cairan di dalam tangki, seperti Gambar 4.4. Agar kenaikan cairan di dalam tangki kotak tidak terlalu besar, maka volume
kotak dibuat jauh lebih besar dari pada volume pipa diatasnya. Sistem jebakan udara ini mempunyai kerugian yaitu bila dipakai untuk cairan yang dapat
melarutkan udara. Bila udara larut di dalam cairan maka cairan akan naik ke dalam kotak dan pengukuran menjadi tidak teliti lagi. Untuk itu maka jebakan
udara ini harus sering di angkat keluar dari cairan sehingga terisi lagi dengan udara dan kemudian di celupkan kembali. Bisa juga dibuat saluran ke suatu
sumber udara seperti pada sistem gelembung udara untuk mengisi udara kembali. Dengan cara ini jebakan udara tidak perlu lagi diangkat keluar cairan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4. Pengukuran dengan Metoda Jebakan Udara
Tekanan Penerima
Jebakan Udara
• Pengukuran dengan Sistem Kotak Diafragma
Terdiri dari satu kotak yang tertutup diafragma dan dipasang pada ujung pipa yang dicelupkan ke dalam cairan. Bila cairan di dalam tangki naik maka
tekanan udara dalam kotak yang berada diatas kotak diafragma juga naik. Dengan mengukur tekanan ini maka dapat diketahui tingginya cairan di dalam tangki,
seperti Gambar 4.5. Oleh karena diafragma mengadakan kontak langsung dengan cairan di dalam tangki, maka ia harus terbuat dari bahan-bahan yang tahan
terhadap cairan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5. Pengukuran dengan Metoda Kotak Udara
Sekat Rongga Fleksibel
Kotak Sekat Rongga yang dipasang ke Tangki
Cairan Udara dalam
Pipa Tekanan Penerima
IV.3. Penempatan transmitter
Untuk pengukuran permukaan cairan pada tangki, transmitter harus dipasang pada titik terendah dari titik pengukuran. Pengukuran seharusnya tidak
di pasang pada material yang mengalir, di luar permukaan tangki atau di tempat yang tidak terkena getaran.
Transmitter ini menghitung permukaan cairan melalui pengukuran tekanan statis benda cair. Perhitungan sistem ini hanya digunakan dalam tekanan tertutup
dan tangki bertekanan, walaupun kadang kala alat ini digunakan untuk tangki yang terbuka juga, karena prinsip transmitter tekanan berbeda juga telah diatur
dalam pengukuran yang lain. Rancangan rangkaian instrumentasi pengukuran level cairan pada tangki
dengan menggunakan differential pressure transmitter ini dalam penempatannya
Universitas Sumatera Utara
atau letak peralatan transmitter yang digunakan harus diperhitungkan. Didalam penempatannya, transmitter yang digunakan untuk pengukuran level cairan pada
tangki harus ditempatkan sejajar dengan titik nol 0 tinggi level tangki. Apabila penempatan transmitter tersebut diletakan di atas titik nol 0
tangki, akan mengakibatkan pengukuran tidak tepat. Hal ini disebabkan adanya gaya tekan ke atas dan akibat adanya gelembung udara pada cairan yang terdapat
pada selang penghubung atau pipa dari tangki yang di teruskan ke bagian perasa. Adapun kegunaan daripada differential pressure transmitter model NDP
33 untuk pengukuran level cairan pada tangki, adalah: •
Pada transmitter ini penimbang pemancar dan relai kontrol digunakan untuk mengubah perbedaan tekanan menjadi sinyal pneumatik
proporsional dalam range 0,2 sd 1,0 kgcm
2
3 sd15 psi. •
Output dari transmitter dapat dihubungkan ke bagian penerima pneumatik lain untuk merekam, mengindikasikan memperlihatkan,
mengintegrasikan atau mengontrol variabel yang terukur.
Komponen-komponen utama dari transmitter model NDP 33, antara lain: a.
Kotak atau peti transmitter Kotak terbuat dari logam campuaran aluminium yang tahan terhadap cuaca
atau panas dan memenuhi syarat untuk ditempatkan pada lokasi didalam atau di luar yang yang tidak terlindung. Penutup dari gelas tahan goresan dan
polyester bertulang, dan mudah dipindahkan dengan melepaskan dua sekrup penahannya.
Universitas Sumatera Utara
b. Komponen Bagian Dalam
1. komponen bagian dalam alat transmitter dilapisi sebuah dasar plat
campuran logam aluminium yang diikatkan pada sebuah fitting tunggal. Kotak transmitter diikat pada meteran, terpisah dari bagian yang lain
sehingga tegangan atau tekanan dalam pipa penghubung tidak mempengaruhi komponen-komponen dan kecepatan hasil pengukuran.
2. komponen bagian dalam yang utama, antara lain: perangkat pemancar
utama dan kedua, kapsul pengimbang balik atau kejutan dan nozzle. Alat transmitter di set untuk range yang ditetapkan. Range ini dapat dengan
mudah diganti dilapangan dengan merubah posisi range pita pada perangkat pemancar. Skala pada pemancar kedua ditunjukkan pada posisi
range yang bervariasi. Penambahan kepala tambahan pada sekrup penyetel dilakukan untuk melengkapi rentang yang baik.
Gambar 4.6. Differential Pressure Transmitter
Universitas Sumatera Utara
IV.4. Peralatan Pengoperasian Differential Pressure Transmitter
Kategori