Flow Sensor : Definisi, Jenis, dan Aplikasi

Flow Sensor : Definisi, Jenis, dan Aplikasi

Definisi Flow Sensor

Flow Sensor adalah bagian penting dari sistem yang membentuk cara hidup modern kita. Mereka bekerja di sistem bahan bakar kendaraan Anda, infrastruktur distribusi sistem gas dan air, dan sistem manufaktur lainnya yang tak terhitung jumlahnya. Ada beberapa jenis sensor aliran, tetapi kami akan fokus pada dua jenis sensor aliran yang paling terkenal dan cara kerjanya.

Flow Sensor adalah komponen yang mengukur aliran cairan seperti gas atau cairan. Sensor aliran memanfaatkan subsistem mekanik dan listrik untuk mengukur perubahan atribut fisik fluida dan menghitung alirannya. Mengukur atribut fisik ini tergantung pada atribut fisik fluida. Fluida gas, cair, dan non-Newtonian berperilaku sangat berbeda satu sama lain, sehingga metode yang kita gunakan untuk mengukur alirannya juga harus berbeda.

Flow Sensor dapat dibagi menjadi dua kelompok: Contact Sensor dan Non-contact Sensor. Flow Sensor kontak digunakan dalam aplikasi di mana cairan atau gas yang diukur diperkirakan tidak akan tersumbat di dalam pipa saat bersentuhan dengan bagian sensor yang bergerak. Sebaliknya, Flow Sensor Non-contact tidak memiliki bagian yang bergerak, dan umumnya digunakan ketika cairan atau gas (umumnya produk makanan) yang dipantau akan terkontaminasi atau diubah secara fisik dengan bersentuhan dengan bagian yang bergerak.

Jenis Flow Sensor

Differential Pressure Flow Sensors

Differential Pressure Flow Sensors menghitung tekanan fluida. Sensor mengukur tekanan pada dua kecepatan yang berbeda sambil mempertahankan densitas fluida. Di sebagian besar sensor aliran tekanan diferensial, node penginderaan tekanan tunggal seperti tabung pitot berada di tepi jalur aliran fluida.

Nosel atau perubahan diameter lubang mempercepat cairan, yang diukur lagi pada kecepatan yang lebih tinggi. Setelah sensor menentukan perbedaan tekanan, kita dapat menggunakan persamaan Bernoulli untuk menemukan kecepatan fluida. Akhirnya, kita dapat menggunakan kecepatan fluida itu untuk menentukan aliran keseluruhan melalui pipa.

Proses ini memerlukan pengendalian beberapa variabel untuk menghitung kecepatan fluida secara akurat. Oleh karena itu, sensor aliran berbasis tekanan diferensial biasanya merupakan rakitan yang “mengganggu” perpipaan, daripada beradaptasi dengan pipa yang ada. Beberapa sensor yang berbeda menggunakan metodologi tekanan diferensial, seperti:

  • Tabung Venturi
  • Rotameter
  • Pelat lubang
  • Susunan tabung pitot

Semua sensor ini memiliki berbagai tingkat akurasi dan kehilangan tekanan sistem. Sensor aliran tekanan diferensial adalah jenis sensor aliran yang paling populer karena kinerja dan keserbagunaannya.

Thermal Mass Flow Sensor

Umumnya Thermal Mass Flow Sensor digunakan dalam aplikasi gas, aliran rendah, akurasi tinggi seperti manufaktur semikonduktor, sensor aliran massa termal memanfaatkan sifat termal fluida untuk mengukur aliran melalui sistem.

Sistem aliran massa termal memiliki salah satu dari dua konfigurasi dasar, tetapi keduanya bergantung pada kecenderungan fluida untuk menyerap energi panas dan mengukur jumlah energi dalam fluida. Berikut panduan singkat untuk kedua konfigurasi tersebut:

Metode Pertama: Elemen pemanas dan elemen penginderaan termal bekerja sama untuk mengukur jumlah energi yang diserap fluida saat mengalir melintasi elemen pemanas dan sensor termal. Pertama, fluida menyerap energi dari elemen pemanas. Selanjutnya, sensor mengukur cairan untuk menentukan berapa banyak energi yang diserapnya.

Metode Kedua: Satu elemen pemanas berfungsi untuk menjaga suhu pada tingkat yang tetap. Saat fluida menyerap energi, ia mendinginkan elemen pemanas, yang membutuhkan lebih banyak energi dalam sistem untuk mempertahankan suhu. Kami menghitung aliran massa dengan menentukan jumlah energi yang digunakan elemen pemanas untuk mempertahankan dirinya pada suhu konstan.

Dalam kedua metode tersebut, kecepatan fluida berhubungan langsung dengan seberapa banyak energi yang dapat diserapnya. Semakin lambat aliran fluida, semakin banyak waktu yang dimiliki energi untuk berpindah dari elemen pemanas ke fluida. Semakin cepat mengalir, semakin sedikit waktu yang harus diserap oleh cairan.

Salah satu komponen penting dari sensor aliran massa termal adalah bahwa mereka harus dikalibrasi ke cairan tertentu dalam sistem aliran massa termal. Sensor aliran massa termal disetel dengan baik untuk mendukung berbagai tingkat kemurnian gas, seperti nitrogen tingkat farmasi versus nitrogen tingkat manufaktur untuk industri. Jika dikalibrasi dengan benar, sensor ini bisa sangat presisi dan andal, itulah sebabnya sensor ini sangat populer dalam pengaturan dari manufaktur.

Vortex Flow Sensor

Flow Sensor Vortex
Flow Sensor Vortex

Sensor aliran vortex terdiri dari kait kecil (dikenal sebagai “buff body”) yang melentur ke belakang dan ke depan saat bersentuhan dengan cairan atau gas yang mengalir. Perbedaan tekanan (yaitu vortisitas) yang dihasilkan oleh kait diukur untuk menentukan laju aliran. Sensor aliran mekanis menggunakan baling-baling yang berputar pada laju yang berbanding lurus dengan laju aliran. Sensor aliran mekanis juga dapat dikontrol untuk menyebabkan laju aliran meningkat atau menurun.

Ultrasonic Flow Sensor

Ultrasonic Flow Sensor adalah jenis sensor aliran non-kontak yang paling populer. Sensor aliran ultrasonik mengirimkan pulsa suara frekuensi tinggi melintasi media cair atau gas yang mengalir. Sensor ini mengukur waktu antara emisi suara dan kontaknya dengan penerima sensor untuk menentukan laju aliran gas atau cairan.

Aplikasi Flow Sensor

Berbagai sensor aliran tersedia untuk memenuhi persyaratan dan aplikasi khusus. Parameter paling umum yang akan memengaruhi jenis sensor aliran yang Anda butuhkan adalah:

  • Rentang volumetrik sensor aliran
  • Material atau Bahan
  • Tekanan
  • Diperlukan akurasnya

Sensor aliran mungkin merupakan alat yang sempurna untuk membantu Anda memahami dan mengontrol subsistem mekanis atau kimia dalam aplikasi Anda.

Share
%d bloggers like this: