Cara Kerja Flow Meter Berdasarkan Jenisnya

Cara Kerja Flow Meter Berdasarkan Jenisnya

Cara kerja flow meter merupakan suatu proses untuk mengukur suatu volume atau jumlah aliran aliran fluida seperti air, gas, atau uap. Flow Meter sendiri mencakup dua perangkat utama, yaitu transmitter (Pemancar)  dan transducer (Konverter). Kedua perangkat memiliki peran yang relevan, tetapi kedua komponen biasanya saling berhubungan transducer memiliki peran untuk merasakan aliran fluida (sensing flow) yang melewati perangkat utama dan transmitter berperan sebagai penerima sinyal dari transducer sehingga dapat dapat di terjemahkan.

Fungsi dan Jenis Flow Meter
Fungsi dan Jenis Flow Meter

Jenis Flow meter yang banyak di gunakan di industri guna melakukan pengukuran aliran adalah Ultrasonic flow meter, Electromagnetic flow meter, Coriolis mass flow meter, Orifice Flow Meter, Positive displacement flow meter, Vortex flow meter, Variable area flow meter, turbine flow meter, paddle wheel flow meter, thermal mass flow meter. Jenis Flow meter tersebut mempunyai cara kerja berdasarkan teori matematika atau fisika dengan rumusan-rumusan tertentu. Menggunakan variabel2 yang didapatkan berdasarkan sensor atau lainnya dengan mengacu pada hukum dari teori2 yang ditemukan ahlinya.

Cara kerja flowmeter lebih banyak didasarkan pada jenis flow meter, untuk magnetic flow meter cara kerjanya menggunakan hukum faraday. Dimana magnetic flow meter hanya bisa di operasikan pada cairan yang mempunyai konduktivitas tertentu. Begitu juga untuk coriolis mass flow meter, berdasarkan perhitungan coriolis. Sedangkan untuk cara kerja ultrasonic flow meter, mengandalkan kecepatan suara pada tingkatan ultra atau disebut dengan ultrasound yang mampu menghitung velocity dari aliran fluida.

Electromagnetic Flow Meter
Electromagnetic Flow Meter

Flow meter mempunyai banyak sekali jenis, ukuran dan model, karena itu jenis flowmeter yang akan kita gunakan harus benar-benar disesuaikan denan kebutuhan aplikasi di lapangan. Karena jika pemilihan jenis flow meter kurang tepat, akan menimbulkan biaya lebih tinggi. Baik karena umur dari flow meter maupun akurasi dari hasil pengukuran aliran fluida yang kurang tepat berakibat akurasinya rendah.

Kalo mengamati cara kerja flow meter yang beraneka ragam, sesuai dengan tipe flow meter maka hal-hal seperti jenis fluida, kepekatan fluida, temperature,  keasaman cairan,  working pressure, lingkungan yang explosion proof, bahkan kebersihan fluida juga harus diinformasika. Ini bisa digunakan sebagai pertimbangan awal guna menentukan jenis flow meter yang sesuai.

Definisi Flow Meter

Flow Meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur volume atau massa suatu fluida baik berupa liquid, gas maupun solid dalam suatu jalur aliran dinamis. Aliran dari fluida ini bisa dlam suatu aliran tertutup seperti pada pipa maupun terbuka seperti parit, sungai atau channel.

Fungsi flow meter yang paling banyak di ketahui di sekitar kita adalah untuk alat pengukur debit air, menghitung flow rate pompa, alat pengukur volume air. Untuk PDAM fungsi flowmeter adalah sebagai  acuan besarnya volume air yang telah terpakai guna menghitung penagihan ke pelanggan.

Flow meter disebut dengan banyak istilah yaitu flowmeter, flow gauge, flow sensor, flow computer, flow transmitter,  flow control, flow indicator, flow rate,  flow liquid, flow gas, meteran air, meter arus dan lainnya. Tregantung pada jenis Industry yang menggunakannya.

Fungsi flow meter Selain untuk mengukur dengan tujuan mendapatkan akurasi pada pemghitungan suatu volume atau masaa, flow meter juga bisa digunakan untuk control atau lainnya. Dengan memanfaatkan output yang dihasilkan oleh  flow transmitter yang bisa berupa arus, contact atau data.

Cara Kerja Flow Meter

ada berbagai jenis dari beberapa cara kerja flow meter seperti velocity flow meter, positive displacement flow meter, mass flow meter, inferential flow meter, dan differential flow meter akan dibahas sebagai berikut :

Velocity Flow Meter

Velocity Flow meters menggunakan teknik yang mengukur kecepatan (v) dari aliran yang dikalkulasikan dengan luasan penanpang jalur aliran guna mendapatkan flow rate. Prinsip ini mensyaratkan aliran yang mempunyai karakter laminer. Dengan karakteristik seperti ini dituntut adanya kepadatan dari liquid dalam artian dalam pipa diharuskan terisi penuh oleh liquid.

Pembacaan velocity flow meter biasanya menggunakan sensor yang menghasilkan signal sesuai dengan teknology yang digunakan dan diteruskan ke transmitter atau converte. Dari Converter atau transmitter ini bisa dihasilkan perhitungan flow rate serta output lainya seperti arus dan data.

Positive Displacement Flow Meter

Flow meter Positive displacement adalah satu-satunya jenis flow meter yang mengukur volume aliran secara langsung. Fluida akan mengalir dalam ruangan dengan volume sesuai desain dan dipindahkan ke ruangan lainya karena adanya putaran ruangan akibat pressure fluida. pressure. Fungsi ruangan flowmeter pada jenis ini digunakan untuk menghitung volume yang fluida yang mengalir dalam flow meter.

Contoh jenis dari positive displacement flow meter ini adalah Oval gear, nutating disc, diaphragm, helical gear,  oscillating piston. Adanya putaran pada komponen flow meter positive displacement untuk menjaga stabilitas ruangan yg terukur sabaiknya digunakan pada cairan yang mempunyai sifat pelumas untuk aplikasi cairan.

Sifat pelumas dari cairan ini dibutuhkan untuk menjaga keausan komponen flow meter akibat gesekan sehingga akurasi bisa konsisten. Positive displacement Flow meter jenis ini hanya bisa digunakan pada fluida yang bersih dan homogen untuk mencegah kemacetan putaran dari komponen flow meter.

Namun untuk model yang menggunakan katup diafragma biasanya digunakan pada fluida gas seperti pemakaian pada gas meter yang digunakan di rumah.Namun bisa dioperasikan pada volume kecil dan pressure kecil karena sifat dari katup diafragmanya sendiri.

Mass Flow Meter

Jauh sebelum mass flow meter diaplikasikan, Perhitungan mass pada  aliran massa sering dihitung dari output flow meter volumetrik dan densitimeter. Density diukur secara langsung, atau dihitung menggunakan output dari temperature dan pressure aliran. Pengukuran massa aliran berdasarkan volumetrik tidak terlalu akurat.

Hal ini dikarenakan hubungan perubahan antara pressure dan temperature yang tidak stabil membuat density tidak pasti sehingga akurasinya diragukan. Fungsi flowmeter jenis mass flow adalah untuk menghitung mass suatu fluida yang bergerak dinamis agar lebih akurat dan efisien.

Jauh sebelum mass flow meter diaplikasikan, Perhitungan mass pada  aliran massa sering dihitung dari output flow meter volumetrik dan densitimeter. Density diukur secara langsung, atau dihitung menggunakan output dari temperature dan pressure aliran. Pengukuran massa aliran berdasarkan volumetrik tidak terlalu akurat.

Hal ini dikarenakan hubungan perubahan antara pressure dan temperature yang tidak stabil membuat density tidak pasti sehingga akurasinya diragukan. Fungsi flowmeter jenis mass flow adalah untuk menghitung mass suatu fluida yang bergerak dinamis agar lebih akurat dan efisien.

Inferential Flowmeter

Flow Meter ini tidak mengukur volume, kecepatan ataupun massa, tetapi mengukur aliran dengan menyimpulkan nilainya dari parameter lain yang diukur seperti karena perbedaan pressure ataupun posisi luasan area dari sensor.

Differential Pressure Flow Meter

Prinsip operasi Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters) di dasarkan pada persamaan Bernoulli yang menguraikan hubungan antara tekanan dan kecepatan pada suatu aliran fluida.  Alat ini memandu aliran ke dalam suatu penghalang aliran (yang mempunyai lubang dengan diameter yang berbeda dengan diameter pipa), sehingga menyebabkan perubahan kecepatan aliran (flow velocity) dan tekanan (pressure) antara sisi upstream dan downstream dari penghalang. Dengan mengukur perubahan tekanan tersebut, maka kecepatan aliran dapat dihitung.

Komponen  Flow Meter

Ada dua bagian dari flow meter yang utama yaitu flow sensor dan flow transmitter atau atau flow computer. Untuk flow sensor terdapat beberapa komponan sesuai dengan jenis dan model flow meternya dan biasanya ini yang menjadi acuan size flow meter dengan koneksi disesuaikan kondisi lapangan apakah menggunakan flange, ulir, atau lainya.

Untuk flow sensor ini biasanya bahan material sensor di sesuaikan dengan material pipa, spesifikasi fluida, temperature maksimal, max pressure, IP class apakah butuh water proof atau lainya, termasuk jika dibutuhkan material yang punya kelas food grade dan tahan asam.

Bagian kedua dari Flowmeter adalah flow transmitter atau flow display atau flow gauge, yang mempunyai fungsi menerjemahkan signal dari sensor kedalam hitungan kecepatan dan lainya, yang bisa ditampilkan berupa angka ke display serta memberikan ouput lainya. Flow transmitter ini biasanya hanya terbagi dalam bentuk menyatu dengan sensor atau terpisah, yang istilah dilapangan adalah compact/integral atau remote/split yang menggunakan kabel sebagai penghubung sensor ke transmitter.

Dari flow transmitter ini flow meter mampu membaca dan mendeteksi kecepatan aliran atau velocity, dengan satuan unit jarak per waktu, debit aiar atau kapasitas yang sering disebut dengan flow rate dengan satuan unit volume perwaktu serta bisa membaca volume cairan yang melewati cairan pada waktu tertentu dengan satuan unit volumetric. Dan untuk kasus tertentu mass flow meter mampu membaca mass dari fluida yang mengalir dalam flow meter dengan satuan unit mass seperti gram, kg, ton, punds dan lainya,

Bahkan jika flow meter model tertentu dikombinasi dengan temperature maka flow transmitter bisa menyajikan energy yang dihasilkan fluida yang bisa menyajikan suatu heat energy dengan satuan energy joule. Hal ini bisanya diaplikasikan untuk steam, air panas pada HVAC atau pada sitem pendinginan seperti chiller atau AC.

Namun jangan lupa untuk jenis pembacaan gauge atau display yang menggunakan sistem mecahnical register biasanya hanya mampu menmpilkan flow rate dan volumetrik dan tidak bisa memberikan analog output kecuali ditambah dengan sensor putaran yang menerjemahkan putaran sistem mechanical ke dalam satuan angka volume seperti red ssensor atau lainya.

Power dan Output Flow Meter

Untuk masalah power flowmeter biasanya pada gauge atau pembacaan ada dua yaitu pembacaan dengan menggunakan mechanical register yang menggunakan jarum yang diteruskan ke sistem angka dan ada juga yang sistem pembacaanya secara digital. Untuk jenis pembacaan menggunakan mechanical register sering populer dengan istilah flow meter biasa, flowmeter analog atau flow meter manual.  Jenis flow meter ini biasanya tidak menggunakan flow sensor tapi menggunakan model ruang volume seperti model rotameter atau pd flow meter. Dan flow meter dengan jenis gauge atau mechanical register pada umumnya tidak membutuhkan energy power atau listrik.

Sedangkan pada jenis pembacaan digital biasanya  menggunakan sistem sensor seperti magnetic flow meter menggunakan sensor berupa electrode, ultrasonic flow meter bisanya menggunakan sensor berupa ultrasonic transducer, coriolis flow meter menggunakan sensor coriolis yang mampu membaca force yang bisa menghasilkan mass flow dan seterusnya.

Flow meter yang digital biasanya dioperasikan dengan power AC dari 90 VAc hingga 240 VAc, power DC dari 12 VDc hingga 36 VDc atau tersedia juga dengan penggunaan Battery yang mampu bertahan hinggga 2 tahun – 5 tahun. Begitu juga output bukan saja pembacaan di display tapi juga bisa memberikan analog output 4 – 20 mA, Pulse, alarem dan comunication RS485. Jadi cukup lengkap bagi kita yang menginginkan hasil pengukuran flow sensor jika di hubungkan ke control, komunikasi ke komputer atau remote sitem seperti keGPRS atau sistem internet.

Akurasi Flow Meter

Akurasi flow meter cukup bervariasi, sesuai dengan jenis dan model dari flowmeter yang diproduksi. Ada yang mempunyai akurasi 5%, 2%, 1%, 0.5% bahkan ada yang 0.2 % dan lebih baik. Untuk jenis flow mete air biasanya kisaran yang diharapkan jika untuk kwalitas proses dan product mencapai 0.5% hingga 1%. Sedangkan jika digunakan untuk irigasi dan pemantauan flow rate untuk menajga performa mesin seperti pada proses pendinginan mesin biasanya berkisar pada angka 2% hingga 5%.

Baca Juga :

Fungsi Flow Meter dan Aplikasi flow meter di dunia industri

Di dunia industri seperti industri automotiv, industri makanan dan minuman, industri kimia, industri pengolhan limbah, Fungsi flowmeter  dapat digunakan untuk :

  • Menenetukan kecepatan aliran suatu fluida dalam sistem tertutup atau jaringan pipa
  • Menghitung flow rate atau debit air dalam pipa maupun aliran terbuka seperti parit atau sungai
  • Dapat mengecek performa suatu mesin atau pompa seperti pada sitem pendingin, cooling tower atau lainnya
  • Dapat untuk mengukur dan mengetahui suatu volume atau massa suatu fluida yang melewati flow meter
  • Flow meter juga berfungsi sebagai control pada suatu proses ketika output dihubungkan ke plc

Demikian Artikel “Cara Kerja Flow Meter Berdasarkan Jenisnya” Semoga dapat menjawab pertanyaan pembaca terhadap flow meter, semoga bermanfaat.

Share
%d bloggers like this: