Ultrasonic Flow Meter : Prinsip Kerja, Jenis, dan Kelebihannya

Ultrasonic Flow Meter merupakan salah satu jenis flow meter yang dimana disini kita akan membahas tetang pengertian, jenis, dan kelebihan secara keselurahannya. dimana kita sudah mengetahui bahwa jenis flow meter ini memiliki cara kerja untuk mengukur atau mengitung kecepatan aliran suatu fluida dengan menggunakan ultra sound untuk akumulasi flow rate, ini merupakan pengertian ultrasonic flow meter secara umum, untuk melihat secara keseluruhan pengertian ultrasonic flow meter bisa kalian lihat pada pembahasan di bawah ini.

Pengertian Ultrasonic Flow Meter

Seperti yang telah kita ketahui cara kerja jenis flow meter ini mengukur kecepatan aliran suatu fluida dengan menggunakan ultrasound atau ultrasonic untuk mengakumulasi suatu flow rate dan dengan diketahuinya kecepatan aliran maka dapat di hitung flow rate dengan mengetahui luasan penanmpang suatu jalur aliran. Pengertian Ultrasonic Flow Meter banyak diketahui sebagai flow meter yang sistem instalasinya dengan menggunakan sistem non contact dimana sensor atau transducer tidak contact langsung dengan fluida. Karena cara instalasinya non contact atau clamp on maka jenis flow meter ini dikenal sebagai flow meter portable.

Begitu juga pada pengertian ultrasonic flow meter dengan sistem instalasi insertion dengan cara pemasangnya adalah dengan melubangi pipa yang kemudian dipasang fitting dan sensor ultrasonic atau transducer dimasukan dalam fitting dan pipa yang telah di lubangi. Dari sensor tersebut dengan menggunakan cable di teruskan ke dalam ultrasonic transmitter guna menghitung velocity maupun flow rate fluida dalam pipa. nah, seperti itulah pengertian ultrasonic flow meter, selanjutnya kami akan membahas prinsip kerja ultrasonic flow meter.

Baca Juga : Greyline PTFM 1.0 Transit Time Portable Ultrasonic Flow Meter

Prinsip Kerja Ultrasonic Flow Meter

Konstruksi dari flow meter jenis ini dapat dilakukan dengan menggunakan transduser upstream dan downstream, pipa sensor dan reflektor. Prinsip kerja dari jenis flow meter ini adalah menggunakan gelombang suara untuk menyelesaikan kecepatan cairan di dalam pipa. Ada dua kondisi di dalam pipa seperti tidak mengalir dan mengalir. Pada kondisi pertama, frekuensi gelombang ultrasonik ditransmisikan ke dalam pipa & indikasinya dari fluida serupa. Pada kondisi kedua, frekuensi gelombang yang dipantulkan berbeda karena Efek Doppler.

Prinsip Kerja Ultrasonic Flow Meter
Prinsip Kerja Ultrasonic Flow Meter

Setiap kali cairan mengalir dalam pipa dengan cepat, maka pergeseran frekuensi dapat ditingkatkan secara linier. Pemancar memproses sinyal dari gelombang & pantulannya menentukan laju aliran. Pengukur waktu transit mengirim & menerima gelombang ultrasonik di kedua arah di dalam pipa. Pada kondisi tanpa aliran, waktu yang dibutuhkan untuk mengalir di antara hulu & hilir di antara transduser adalah sama.

Di bawah dua kondisi mengalir ini, gelombang di hulu akan mengalir dengan kecepatan lebih kecil dari gelombang hilir. Saat cairan mengalir lebih cepat, perbedaan antara waktu naik & turun meningkat. Waktu hulu & hilir diproses oleh pemancar untuk menentukan laju aliran.

Baca Juga : Fuji FLR M-Flow PW Time Delta Ultrasonic Flow Meter

Jenis Instalasi Ultrasonic Flow Meter

  • Portable Ultrasonic flow meter
  • Clamp on fix ultrasonic flow meter
  • In Line Ultrasonic Flow Meter
  • Insertion Ultrasonic Flow Meter
  • Open Channel Ultrasonic Flow Meter

Dari berbagai jenis flow meter ultrasonic berdasarkan cara instalasinya yang paling banyak di sukai adalah jenis instalasi clamp on karena sangat cocok di aplikasikan pada pipa yang sangat besar ataupun pada pipa yang mereka tidak ingin terganggu proses produksinya.

Baca Juga : Penggunaan Flowmeter Ultrasonic Pada Pengolahan air limbah

In Line & Insertion

Sesuai dengan perkembangannya, flow meter ini juga di produksi dengan sistem instalasi In line flow meter dan juga insertion untuk jenis flow meter ini. Untuk jenis in line, sensor ultrasonic atau transducer di rangkai secara permanen pada flow tube yang kemudian dengan menggunakan kabel di teruskan ke dalam ultrasonic transmitter atau flow computer. Untuk jenis flow meter ini jenis koneksinya atau cara  instalasinya dengan melakukan pemotongan pipa yang kemudian di pasang flange atau di buat drat.

Sedangkan fix clamp on ultrasonic flow meter banyak digunakan untuk mengatahui volume ataupun flow rate atau untuk control flow rate dari sistem aliran tertutup. Karena digunakan untuk pemantauan flow rate secara continyu maka power yang digunakan biasanya menggunakan power listrik AC maupun DC.

Baca Juga : ONICON F-4400 Clamp-On Portable Ultrasonic Flow Meter

Portable Flow Meter

Flow meter portable mulai terkenal saat dikenalkanya flow meter jenis ultrasonic dimana cara penggunaan dan instalasinya cukup mudah dan cepat serta dapat dibawah kemana mana.

Portable flow meter ini menggunakan jenis clamp on flow meter dimana sensor atau sering di sebut dengan transducer ultrasonic cukup di clamp pada permukaan luar pipa, Karena prosesn insatlasi tanpa memotong pipa atau melubangi pipa maka biaya instalasi dari flow meter clamp on sangat murah dan cepat.

Flowmasonic WUF 620 J
Flowmasonic WUF 620 J Portable Flowmeter

Untuk jenis flow meter portable biasanya di lengkapi dengan data logger Baik itu secara internal maupun external dan untuk power karena sifatnya portable biasanya menggunakan baterai yang bisa di charge dan umumnya baterai mampu bekerja pada waktu cukup lama diatas 5 jam.

Clamp On

Flow meter clamp on adalah jenis flow meter yang cara kerjanya menggunakan ultra sound dan cara instalasinya cukup dengan di clamp pada permukaan pipa. Yang dimaksud dengan cara instalasi clamp on adalah saat melakukan instalasi kita tidak perlu memotong pipa maupun melubangi pipa.

Dengan melakukan pemotongan pipa atau melubangi pipa, akan menghambat proses produksi karena aliran air harus di matikan. Selain itu biaya untuk memotong atau melubangi pipa yang dilanjutkan dengan pengelasan conection,  berupa flange atau fitting tidak murah dan butuh waktu yang cukup lumayan. Bayangkan jika kita harus memasang flow meter air pada pipa dengan diameter diatas 12 inchi , bisa dipastikan harga dari flange, gasket, biaya potong dan welding bisa dipastikan sangat mahal.

Baca Juga : Flow Meter Ultrasonic untuk Aliran Kecil Tanpa Menggunakan Pompa

Karena itu ada banyak engineer untuk menyarankan menggunakan jenis flow meter insertion jenis magnetic flow meter atau jenisnya yang cenderung lebih ekonomis jika dibandingkan dengan jenis in line. Karena cara instalasinya cukup dengan melubangi pipa dilanjutkan dengan melakukan welding pada fiiting sebagai tempat atau dudukan memasukan (insert) sensor ke dalam pipa guna mendeteksi kecepatan aliran air dalam pipa.

Flowma flowmasonic WUF 620 Clamp On Ultrasonic Flow Meter
Flowma flowmasonic WUF 620 Clamp On Ultrasonic Flow Meter

Jenis Flow Meter ini terdiri dari sensor atau transducer dan flow computer atau ultrasonic transmitter. Fungsi di transducer ultrasonic adalah sebagai sensor guna mendeteksi kecepatan aliran air dalam pipa yang diteruskan ke ultrasonic flow transmitter yang kemudian diolah dengan kalkulasi perhitungan jarak terhadap selisih waktu dari pancaran gelombang suara ultrasonic sehingga di dapat velocity dari ciran dalam pipa.

Baca Juga : Instalasi Flow meter ultrasonic clamp on untuk air dingin mesin chiller

Keuntungan penggunaan  Flow Meter Clamp on ultrasonic :

  1. Tidak ada penghalang di lintasan aliran, sehingga tidak ada pressure drop.
  2. Tidak ada part bergerak (moving parts), sehingga tidak ada bagian parts yang aus yang menyebabkan maintenance cost rendah.
  3. Model multi sensor mempunyai ketelitian lebih tinggi
  4. Dapat digunakan untuk mengukur flow fluida yang korosif dan slurry.
  5. Tersedia bbebrapa jenis sensor yang dapat mengukur dimeter pipa dari size DN15 – DN6000
  6. Jika diaplikasikan pada ukuran pipa yang besar diatas 4 inchi akan lebih ekonomis dibandingkan dengan jenis flowmeter lainnya.
  7.  Biaya instalasi sangat murah apalagi jika di instal pada pipa besar
  8. Tidak perlu menghentikan proses aliran dalam pipa atau tidak perlu mematikan pompa
  9. Dapat di operasikan pada semua jenis material pipa ( carbon steel, PVC, HDPE, SUS , dll ) dan semua jenis cairan homogen
  10. Dapat di operasikan pada air limbah dan air kotor dengan maksimal solid partikel 12%
  11. Dapat dipasang pada pada aliran dengan low flow velocity hingga 0.03 m/s
  12. Mempunyai akurasi lumayan baik 1% – 2%
  13. Pada additional tersedia eksternal data logger dengan menggunakan SD card
  14. Tersedia analaog ouput 4-20mA,Pulse, relay, dan communication RS485
  15. Tersedia sensor dengan class IP68 ( water proof)

In Line Ultrasonic Flow meter

Jenis ini yang banyak beredar digunakan di dunia industri selama ini lebih banyak menggunakan jenis flowmeter yang cara instalasinya menggunakan sistem clamp on yaitu instalasi yang tidak perlu memotong pipa maupun melubangi pipa. Karena itu anggapan sebagaian besar para enginner jika di sodorkan dengan jenis ini selalu di indentikan clamp on flow meter.

In Line Ultrasonic Flow Meter SL3488
In Line Ultrasonic Flow Meter SL3488

Padahal ini merupakan satu satunya flow meter yang mempunyai karakteristik dalam melakukan instalasi tidak perlu dilakukan dengan mengehentikan aliran dalam pipa terlalu lama dan diidentikan tanpa harus menutup valve atau mematikan pompa. Padahal jenis flow meter ini ada juga yang menggunakan sitem instalasinya harus mematikan pompa atau menutup valve dan melakukan peotongan pipa. Jenis instalasinya harus melakukan pemotongan pipaa dan di lanjutkan dengan memasang flange atau membuat ulir dinamakan dengan istilah InLine seperti pada gambar dibawah ini.

Baca Juga : Jenis Cairan Dan Karakteristik Flowmeter

Kelebihan dan Kekurangan Ultrasonic Flow Meter

Berikut merupakan kelebihan dan kekurangan dari jenis flow meter ini, mari kita simak :

Kelebihan Ultrasonic Flow Meter

  • Itu tidak menghalangi jalur aliran cairan.
  • O/p meter ini berbeda untuk densitas, viskositas & suhu cairan.
  • Aliran cairan adalah dua arah
  • Respon dinamis dari meteran ini baik.
  • Output dari meteran ini dalam bentuk analog
  • Konservasi energi
  • Sangat cocok untuk pengukuran aliran kualitas besar
  • Sangat berguna untuk menyesuaikan dan memelihara
  • Fleksibilitas itu bagus
  • Tidak ada kontak dengan cairan
  • Tidak ada risiko kebocoran
  • Tidak ada bagian yang bergerak, kehilangan tekanan
  • Akurasi tinggi

Kekurangan Ultrasonic Flow Meter

  • Lumayan Mahal dibandingkan dengan flow meter mekanis lainnya.
  • Desain yang terlalu rumit
  • Bagian sensor dari meteran ini mahal.
  • Meter ini rumit dibandingkan dengan meter lainnya, sehingga memerlukan spesialis untuk memelihara dan memperbaiki meteran ini
  • Tidak bisa mengukur pipa semen atau beton yang berkarat.
  • Tidak berfungsi setelah pipa berisi lubang atau gelembung di dalamnya
  • Tidak dapat mengukur pipa semen / beton atau pipa dengan lapisan material seperti itu.

Beberapa poin diatas merupakan kelebihan dan kekurangan dari ultrasonic flow meter ini yang dimana kita masing masing bisa mengetahui kelebihan dan kekurangan dari ultrasonic flow meter.

Cara Instalasi Ultrasonic Flow Meter

Cara instalasi jenis flow meter ini yang paling banyak digemari dan dicari informasinya oleh pengguna peralatan instrumentasi adalah jenis instalasi clamp on. Ada 2 tipe flow meteri jenis clamp on, yaitu jenis flow meter portable dan wall monting ultrasonic flow meter. Untuk jenis flow meter clamp on bisa digunakan pada size pipa dari DN15 hingga DN6000, dengan beberapa ukuran transducer yang disesuaikan dengan diameter pipa. Keunggulan  lain dari flow meter clamp on ini adalah dapat dioperasikan pada semua jenis material pipa dan semua jenis cairan yang homogen.

Instalasi Flow Meter Ultrasonic Portable
Instalasi Flow Meter Ultrasonic Portable

Cara instalasi flowmeter utrasonic clamp on sangat mudah dan cepat, dengan langkah awal adalah mengumpulkan data pipa dan liquid sebagai variable yang harus dimasukan ke ultrasonic flow transmitter. Ketika data yang dimasukan sesuai dengan yang sebenarnya maka akan didaptkan kekuatan ultrasound yang bagus.

Selain diameter pipa biasanya yang agak sulit adalah data ketebalan pipa, karena rata rata pengguna tidak mempunyai thickness gauge. Namun kita bisa memasukan ketebalan pipa berdasarkan tabel dimensi pipa yang isa di download lewat google. Ketika kita membutuhkan output dari ultrasonic transmitter yang bisa dimasukan ke plc atau lainnya, jangan lupa untuk setting parameter output, dan ini biasanya berdasarkan pada flow rate atau pulsa.

Baca Juga : Flow Meter Ultrasonic Portable untuk Mengecek Sistem Pendingin Mesin

Pada dasarnya dalam pemilihan suatu flow meter itu didasari dari kebutuhan masing masing dan setiap flow meter itu memiliki aplikasinya tertentu, jadi untuk menentukan atau memilih suatu flow meter kita dapat lihat dari kebutuhan kita dahulu.

Berikut adalah langkah – langkah pemasangan/Instalasi Flow meter ultrasonic clamp on

  • Sebelum melakukan pemasangan flow meter, pastikan kelengkapan flow meter ultrasonic yang kita beli. Untuk transit time ultrasonic terdiri dari  3 komponan utama yaitu
    • 1 set Ultrasonic flow transmitter
    • 1 set transducer untuk single path
    • 1 set cable transducer
    • Accesorries :
      • 1 set clamp on bracket  ( disesuaikan dengan diameter pipa )
      • 1 set bracket transducer
      • 1 sachet ultrasonic gel compound
      • 1 panel box include komponen panel
      • manual operasional dan quck guide instalation rudi
  • Tentukan  lokasi pipa yang dipasang transducer, ikuti  persyaratan jarak upstream dan down stream dan pastikan aliran laminer.
    • Hindari posisi dimana not full fill pipe
    • Hindari pemasangan pada arah top to bottom
  • Sebelum melakukan pemasangan flow meter, pastikan kelengkapan flow meter ultrasonic yang kita beli. Untuk transit time ultrasonic terdiri dari 3 komponan utama yaitu 1 set transducer, cable dan 1 unit ultrasonic transmitter.  Sedangkan accesorie lain yang dibutuhkan saat instalasi adalah transducer bracket, clamp on dan ultrasonic gel.
  • Tentukan  lokasi pipa yang dipasang transducer, ikuti  persyaratan jarak upstream dan down stream dan pastikan aliran laminer.
  • Tentukan jenis instalasi transducer yaitu Type  Z ( berseberangan ), Type V ( sejajar ).
  • Ukur Diameter Luar dan tebal pipa setelah itu masukan parameter tersebut pada ultrasonic transmitter
  • Masukan jenis material pipa, jenis liner , jenis cairan dan tandai jarak trasnducer.
  • Siapkan pembersih permukaan pipa, seperti amplas dan bersihkan permukaannya yang dipasang transducer
  • Pemasangan transducer dilakukan dengan pengikatan clamp .
  • Lakukan setting pada unit pengukuran sesuai dengan yang kita inginkan yaitu satuan velocity, flow rate  dan satuan totalizer (volume). Satuan unit bisa kita pilih ke satuan liter, m3, galon, barrel dll serta satuan waktu seperti menit, jam, detik dan hari.
  • Selanjutnya adalah menyeting cut off dan damping yang di ikuti dengan mereset flow rate dan totalizer.
  • Flow meter juga dilengkapi dengan data logger bisa disetting sistem penyimpanan riwayat data perwaktu tertentu.
  • Bagi yang membutuhkan analog out put sebaiknya disetel juga ke 4-20 mA dan dilakukan pengecekan ampere atau volt nya.
  • Untuk mengetahui kwalitas dari aliran sebaiknya dilakukan pengecekan kekuatan signal . Jika signal kurang bagus hendkanya dilakukan pengecekan ulang paramete diameter, tebal, jenis pipa dan jenis cairan.
  • Setelah semua dicek setting dari satuan pembacaan, output analog bisa dilanjutkan dengan memasang trasnmitter pada panel dan cable conduite. Cable harus terjaga dari cuaca dan kerusakan lainnya serta memasang bracket transducer agar posisi transducer tidak mudah berubah.
  • Dan jangan lupa, semua langkah diatas dilakukan pada kondisi aliran dalam pipa harus berhenti tidak bolah ada aliran. Untuk mengetahui normal tidaknya signal sebaiknya dibaca manual operasional dimana standartnya disesuaikan dengan persyaratan dari manufacture.

Sebagai catatanyang harus diperhatikan adalah Prlindungan transmitter ultrasonic dan tracker terhadap cuaca serta kondisi lain i harus di perhatikan dengan meletakan ultrasonic transmitter dalam panel box serta proteksi transducer dengan bracket yang memadai ketika pipa berada di luar ruangan.

Baca Juga

Share
%d bloggers like this: