Tipe Flow Meter menurut Cara Kerjanya

Pemilihan dari jenis serta tipe flow meter biasanya disesuaikan dengan jenis fluida yang akan diukur, kondisi lingkungan, besarnya aliran serta yang paling penting adlah tingkat akurasi dari pembacaan flow meter. Berikut model dan tipe flow meter menurut cara kerjanya :

Ultrasonic Flow Meter

Ultrasonic flow meter merupakan alat meter dengan cara kerja mengukur selisih waktu transit (differential transit time), dengan mengukur waktu transit pulsa suara pada frekuensi yang tinggi (high-frequency sound pulses) yang melintas pada pipa beraliran fluida.

Waktu transit adalah waktu yang diperlukan pulsa suara yang melintasi pipa dalam dua arah, yaitu searah dan berlawanan arah dengan arah aliran. Selisih waktu antara keduanya tersebut sebanding dengan rata-rata kecepatan alir cairan.  Karena pengukuran aliran berdasarkan waktu transit, maka metode ini disebut juga dengan ultrasonic transit time flow meter.

Flowma Flowmasonic WUF 620 CF
Flowma Flowmasonic WUF 620 CF

Ultrasonic flowmeter adalah sebuah alat yang diperlukan untuk mengukur kecepatan aliran, volume, aliran masa dari cairan atau gas dengan karakteristik mudah dipindah-pindah, sehingga populer dengan sebutan Portable Ultrasonic flow meter.

Ultrasonic flow meter sejauh ini dibuat dalam segala type dan range aplikasi dari transmit waktu atau Doppler sebagi aliran dasar atau aliran fluid, rendahnya anemometer untuk menggambarkan mahalnya gas alam sebagai aplikasi transfer tahanan. Harga untuk sebuah ultrasonic flow meter bisa berkisar antara USD 25 sampai USD 150.000 tergantung pada aplikasinya dan juga ada yang hand held ultrasonic flow meter.

Sebuah Ultrasonic flow meter akan dikategorikan kedalam type Doppler (yang mana digunakan untuk menggeser prinsip Doppler). Atau peralatan pemindahan waktu yang berupa mengukur selisih waktu.Perbedaan ini kemungkinan telah membawa alasan yang cukup simple untuk mengklasifikasikan ultrasonic dengan mudah dalam industri. Dalam hal ini Doppler flow meter yang mana terdapat Doppler shift yang diukur dengan menggunakan gelombang continue pada frekuensi yang tetap atau variasi seperti perubahan yang terjadi dalam Doppler shift yang diukur dengan menggunakan getaran.

Pada Ultrasonic flow meter Transmisi dari gelombang yang melewati sensor secara tidak langsung berhubungan dengan fluida dinamakan non contact type. Beberapa informasi mengklasifikasikan tipe yang baru sebagai “phase shift” dan dibandingkan dengan type lama dilihat pada starting meter menggunakan “transit time“ dan yang lainnya menggunakan “Correlation transit time“

Sekarang dibuat kombinasi antara kedua transit tadi dengan teknologi ultrasound, hal ini memungkinkan untuk mengetahui secara tepat seberapa banyak fungsi dan kalkulasi dari teknik yang aktual.

Dan cara pengoprasiannya juga cukup sederhana tinggal diikat ke pipa yang akan diukur flownya. Sedangkan untuk keluaran dari flow meter bisa hanya dibaca pada display dan juga ada yang dilengkapi dengan printer sehingga hasil pengukuran dapat langsung disimpan berupa hard copy dan ada juga hasil pengukuran disimpan pada memory card berupa soft copy yang bisa langsung dibaca oleh komputer dengan menggunakan card reader.

Glass Tube Flow Meter

Glass tube flow meter pada dasarnya merupakan jenis variable area flow meter atau rotameter yang dimana cara kerjanya tergantung pada luasan penampang tube, Pada aplikasinya material dari jenis flow meter ini tersedia beberapa jenis dari material stainless steel, pvc, teflon hingga alumunium.

Glass tube flow meter banyak digunakan untuk aplikasi pemasangan dengan sistem vertikal dan besaran flow rate bisa langsung di baca. Biasanya menggunakan tabung kaca yang mana bahan dari kaca cukup baik yaitu pyrex glass. Jenis Glass tube flow meter ini banyak digunakan ketika installasi pipa cairan tidak mempunyai area horisontal yang  sehingga tidak terlalu membutuhkan area yang luas.

Untuk aplikasinya, Glass tube flow meter hanya maksimal pada temperature 120 derajat celcius. Sedangkan pressure maksimal pada jenis ini tidak terlalu tinggi hanya pada kisaran 10 bar, Jenis Glass tube flow meter ini hanya tersedia untuk fluida berupa  untuk jenis liquid dan gas. Ketika kita menginginkan untuk pressure working yang lebih tinggi, di kisaran hingga 60 bar bisa digunakan jenis metal tube flow meter.

Akurasi dari flowmeter glass tube biasanya tidak begitu presisi dan maksimal kapasitas flow rate terbatas pada ukuran tabung DN100. Untuk koneksinya sendiri biasanya hnaya ada 3 yaitu menggunakan ulir, flange dan triclap.

Baca Juga : Coriolis Mass Flow Meter

Pengukur aliran area variabel dasar adalah tipe indikasi Glass Tube Flow Meter. Tabungnya dibuat dengan presisi dari kaca borosilikat, dan pelampungnya dibuat secara presisi dari logam, kaca atau plastik. Pelampung logam biasanya terbuat dari baja tahan karat untuk memberikan ketahanan terhadap korosi. Pelampung memiliki tepi meteran yang tajam di mana pembacaan diamati dengan menggunakan skala yang dipasang di samping tabung.

Fitting ujung dan sambungan dari berbagai bahan dan gaya tersedia. Elemen penting adalah tabung dan pelampung, sering disebut kombinasi tabung dan pelampung, karena bagian meteran inilah yang menyediakan pengukuran. Faktanya, kombinasi tabung kaca dan pelampung baja tahan karat yang serupa umumnya tersedia, terlepas dari jenis casing atau fitting ujung yang dapat diminta aplikasi, untuk memenuhi kebutuhan pelanggan dengan sebaik-baiknya.

Prinsip Kerja Rotameter
Prinsip Kerja Rotameter

Skala meter dapat dikalibrasi untuk pembacaan langsung udara atau air, atau mungkin memiliki skala untuk membaca persen jangkauan atau skala arbitrer untuk digunakan dengan persamaan atau grafik konversi. Pengukur aliran area variabel tabung kaca berpelindung keselamatan digunakan secara umum di seluruh industri untuk mengukur cairan dan gas. Mereka menyediakan kapasitas aliran hingga sekitar 60 GPM, dan diproduksi dengan fitting ujung logam atau plastik untuk memenuhi karakteristik kimia dari cairan yang diukur.

Satu-satunya cairan yang meteran ini tidak cocok adalah yang menyerang tabung pengukur kaca, seperti air di atas 90°C (194°F), dengan pH tinggi yang melembutkan kaca; uap basah, yang memiliki efek yang sama; soda kaustik, yang melarutkan kaca; dan asam fluorida, yang mengetsa kaca. Keterbatasan utama pengukur tujuan umum adalah batas tekanan dan suhu tabung pengukur kaca. Tabung kecil, 6 mm (1/4″) cocok untuk tekanan kerja hingga 500 psig, tetapi tekanan operasi untuk tabung besar 51 mm (2″) mungkin serendah 100 psig. Batas suhu praktis untuk pengukur aliran area variabel kaca adalah 204°C (400 °F), meskipun pengoperasian pada suhu tinggi tersebut secara substansial mengurangi tekanan pengoperasian meter. Secara umum, ada hubungan linier antara suhu operasi dan tekanan.

Baca Juga : Glass Tube Flow Meter : Definisi, Prinsip Kerja, dan Aplikasi

Thermal Mass Flow Meters

Thermal Mass Flow Meter menggunakan prinsip perpindahan panas konvektif  ( convective heat transfer) pada fluida untuk mengukur laju aliran yang mengalir dalam pipa atau saluran. Umumnya pada flowmeter thermal terdapat dua sensor temperature.

Fox Thermal Mass Flow Meter | Gas Inline Flow Meter | Insertion gas Flow Meter
Fox Thermal Mass Flow Meter | Gas Inline Flow Meter | Insertion gas Flow Meter

Salah satu sensor dipanaskan pada temperature tertentu oleh sirkuit dan berfungsi sebagai sensor aliran. Sedangkan Sensor temperature kedua bertindak sebagai sensor referensi, dan mengukur seta mencatat suhu gas.

Saat ada gas mengalir pada sensor  pertama (sensor aliran), molekul-molekul gas yang mengalir mengangkut panas dari sensor ini. Akibatnya sensor pertama menurun temperaturenya dan mendingin, dan energi hilang. Ini menyebabkan kesetimbangan sirkuit terganggu, dan perbedaan suhu (ΔT) antara sensor yang dipanaskan dan sensor referensi telah berubah.

Dalam satu detik, sirkuit akan mengembalikan energi yang hilang dengan memanaskan sensor aliran untuk memperbaiki suhu yang terlalu panas. Saat laju aliran meningkat, akan ada lebih banyak panas pada sensor yang hilang. Mass transmitter menggunakan selisih antara panas tersebut untuk menentukan laju fluida. Kebanyakan Flow Meter Thermal Mass digunakan untuk mengukur aliran gas.

Jumlah panas yang hilang dari sensor tergantung pada desain sensor dan sifat thermal fluida. Sifat thermal fluida bervariasi mengikuti variabel tekanan dan suhu, namun variasi ini biasanya kecil di sebagian besar aplikasi. Sehingga dalam aplikasi dimana sifat thermal fluida diketahui dan relatif konstan selama operasi aktual, gas flow meter jenis thermal, dapat juga digunakan untuk mengukur massa karena fluida tidak tergantung pada tekanan atau suhu fluida.

Oleh karena itu, Penguna Thermal Mass Flow Meter harus mengetahui komposisi fluida sehingga faktor kalibrasi yang tepat dapat digunakan untuk menentukan laju aliran secara akurat. Karena kendala ini, Flow Meter Thermal Mass biasanya diterapkan untuk mengukur aliran gas murni.Namun, dalam banyak aplikasi lain, sifat thermal fluida ditentukan oleh komposisi fluida. Dalam aplikasi seperti ini, berbagai komposisi fluida selama operasi aktual dapat mempengaruhi hasil pengukuran flow thermal.

Baca Juga : Thermal Mass Flow Meter : Pengertian, Prinsip Kerja, dan Kelebihannya

Coriolis Mass Flow Meter

Mass Flow Meter Coriolis
Rheonik Coriolis Mass Flow Meter untuk cpo

Gaya yang dihasilkan karena getaran ini akan ditangkap oleh suatu sensor yang akan di konfigurasi lewat coriolis transmitter sehingga menghasilkan aliran linier. Flow meter coriolis mempunya akurasi yang sangat tinggi hingga 0.1% dan mampu di operasikan pada temperature tinggi serta pada pressure tinggi.

Coriolis mass flow meter dalam aplikasinya tidak terpengaruh pada perubahan temperature karena sifat dari coriolis flow meter ini menghitung massa sehingga adanya bubble atau udara yang terjebak pada aliran tidak begitu berpengaruh dimana untuk pengukuran liquid massa dari udara bisa di abaikan.

Positive Displacement PD Meter

Positive Displacement Flow Meter atau sering disebut dengan PD Flow Meter merupakan jenis flow meter yang mengukur volume atau flow rate gerakan fluida dengan membagi suatau ruangan media yang tetap dengan volume yang terukur.

flowmeters membuat pengukuran aliran volumetrik mengambil kenaikan terbatas atau volume dari fluida. Sebuah analogi dasar akan memegang ember di bawah keran, mengisi ke tingkat yang ditetapkan, lalu cepat-cepat menggantinya dengan yang lain dan waktu ember tingkat di mana ember diisi (atau jumlah ember untuk aliran “ditotal”).

Dengan tekanan yang tepat dan kompensasi suhu, laju aliran massa dapat ditentukan secara akurat. PD Flow Meter mempunyai beberapa jenis berdasarkan teknologi atau bentuk chamber dan rotasinya :

  • Reciprocating piston / piston berosilasi – piston setiap mekanis atau magnetis dioperasikan untuk mengisi silinder dengan cairan dan kemudian debit fluida. Setiap stroke merupakan pengukuran yang terbatas dari fluida.
  • Oval Gear – dua roda gigi berputar oval dengan gigi disinkronkan “memeras” sejumlah terbatas cairan melalui meteran untuk setiap revolusi.
  • Nutating disk – disk dipasang pada bola adalah “bergoyang” tentang sumbu oleh aliran fluida dan rotasi masing-masing mewakili jumlah terbatas cairan ditransfer.
  • Baling-baling putar – Sebuah impeller berputar mengandung dua atau lebih baling-baling membagi ruang antara baling-baling ke volume diskrit dan masing-masing rotasi (atau lewat vane) dihitung.
  • Diafragma – Fluida ditarik ke dalam sisi inlet dari sebuah diafragma berosilasi dan kemudian menghilangkan ke stopkontak. Diafragma berosilasi siklus dihitung untuk menentukan laju aliran.

Baca Juga Positive Displacement Flow Meter : Pengertian, Manfaat, dan Aplikasi 

Turbine Flow Meter

Turbin Flow Meter atau Turbine Flow Meter (turbin aksial) diciptakan oleh Reinhard Woltman dan merupakan flow meter yang akurat dan dapat diandalkan untuk liquid dan gas. Flow meter ini menggunakan energi mekanik dari cairan yang mengalir guna memutar sebuah “pinwheel” (rotor) menterjemahkan tindakan mekanis putaran turbin di dalam aliran cairan di sekitar porosnya ke dalam tingkat aliran yang terbaca (gpm, lpm, dll) Turbin cenderung mengikuti perjalanan aliran di sekitarnya.

Blades pada rotor dibuat miring dengan sudut tertentu layaknya baling-baling,  untuk mengubah energi dari aliran fluid menjadi  energi rotasi. Poros rotor berputar pada bushing/bearing dimana ketika cairan bergerak lebih cepat, rotor berputar secara proporsional lebih cepat.

Jenis Flow Meter ini banyak digunakan untuk pengukuran gas alam dan aliran cairan. Meskipun pengukuran dengan flow meter turbin kurang akurat dibandingkan dengan pengukuran dengan pancaran (jet) maupun pemindahan (displacement) pada tingkat aliran yang rendah, akan tetapi elemen pengukur tidak menempati atau terputus dari keseluruhan jalur aliran.

Rotasi poros dari Flow Meter Turbine dapat dirasakan secara mekanis atau dengan mendeteksi gerakan blade. Gerakan blade terdeteksi secara magnetis, dengan masing-masing blade atau bagian tertanam dari logam akan menghasilkan pulsa.

Ketika liquid bergerak lebih cepat pada flow meter turbine, maka akan lebih banyak menghasilkan pulsa yang akan sebanding dengan kecepatan aliran fluida. Sensor Pick-up pada flow meter turbin akan memproses sinyal pulsa untuk menentukan aliran fluida. Pemancar dan sistem gerakan yang tersedia untuk menangkap aliran di kedua arah arus maju dan mundur.

Sensor pick-up menghasilkan pulsa secepat berputar nya impeller, ini memberikan reaksi waktu yang sangat cepat sehingga membuat jenis flow meter ini  sangat cocok untuk aplikasi batching. Pulsa yang dihasilkan oleh sensor pick-up merupakan pulsa per satuan volume, juga disebut sebagai faktor-k.

Baca Juga : Turbine Flow Meter : Prinsip Kerja, Jenis, dan Fungsi

Electromagnetic Flow Meter

iMAG magnetic flow meter
iMAG electromagnetic flow meter

Magnetic flow meter pada prinsipnya menggunakan Hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik. Menurut prinsip ini, ketika medium konduktif melewati medan magnet, tegangan yang dihasilkan. Tegangan ini berbanding lurus dengan kecepatan medium konduktif, kerapatan medan magnet, dan panjang konduktor. Dalam Hukum Faraday, ketiga nilai tersebut dikalikan bersama-sama, bersama dengan konstan, untuk menghasilkan besarnya tegangan. karena itu cairan yang diukur oleh flowmeter electromagnetic harus bersifat sebagai conductive.

Electromagnetic Flowmeter merupakan jenis flow meter yang mempunyai populasi penggunaan tertinggi dari semua jenis Flowmeter ini, digunakan mengukur aliran fluid baik berupa air atau cairan lainnya baik aliran yang corosive, kotor dan lumpur. Karena pemakiannya yang cukup banyak sebagian besar para produsen flow meter mempunyai produk jenis electromagnetic flow meter.

Electromagnetic Flowmeter yang paling banyak digunakan dalam aplikasi pengukuran aliran air dan limbah dan chemical. Sebagaian besar aplikasi dari pemakaian Electromagnetic flow meter adalah untuk dunia industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, perhotelan dan pengolahan limbah karena harus menggunakan flowmeter yang memenuhi persyaratan sanitasi.

Baca Juga : Pemahaman Electromagnetic Flow Meter

Orifice Flow Meter

Flow meter jenis ini pada prinsip kerjanya menggunakan pressure difference dan bisa digunakan untuk high temperature maupun high pressure. Orifice flow meter disamping bisa digunakan untuk mengukur aliran liquid, gas juga bisa untuk diaplikasikan pada aliran Steam. Flow meter yang dibuat dari bahan UPVC, PE dan PP atau PTFE sangat cocok sekali untuk aplikasi aliran chemical yang corosive. Pada Type Orifice flowmeter ini ada juga yang diaplikasikan untuk cairan matrial yang berat/ kental seperti cairan slude pada proses WWT atau mengukur gas yang mempunyai humadity yang tinggi.

Variable Area Flow Meter

Variable Area Flow Meter adalah pengukur aliran industri yang digunakan untuk mengukur laju aliran cairan dan gas. Pengukur area variabel terdiri dari tabung dan pelampung. Respons float terhadap perubahan debit adalah linier, dan rentang aliran 10-ke-1 atau penurunan adalah standar.

Pengoperasian meteran ini didasarkan pada prinsip area variabel: aliran fluida menaikkan pelampung dalam tabung yang meruncing, meningkatkan luas aliran fluida. Semakin besar alirannya, semakin tinggi pelampung dinaikkan. Ketinggian pelampung berbanding lurus dengan debit. Dengan zat cair, pelampung dinaikkan dengan kombinasi daya apung zat cair dan kecepatan head fluida.

Dengan gas, daya apung dapat diabaikan, dan pelampung hanya merespons head kecepatan saja. Pelampung bergerak ke atas atau ke bawah dalam tabung sebanding dengan laju aliran fluida dan luas lingkaran antara pelampung dan dinding tabung. Pelampung mencapai posisi stabil di dalam tabung ketika gaya ke atas yang diberikan oleh fluida yang mengalir sama dengan gaya gravitasi ke bawah yang diberikan oleh berat pelampung.

Perubahan laju aliran mengganggu keseimbangan gaya ini. Pelampung kemudian bergerak ke atas atau ke bawah, mengubah luas lingkaran hingga kembali mencapai posisi di mana gaya berada dalam kesetimbangan. Untuk memenuhi persamaan gaya, float meteran aliran area variabel mengasumsikan posisi berbeda untuk setiap debit konstan.

Vortex Flow Meter

Vortex Flow Meter adalah flow meter untuk mengukur laju aliran fluida dalam saluran tertutup. Pengukur aliran pusaran terdiri dari: sensor aliran yang dapat dioperasikan untuk merasakan variasi tekanan karena pelepasan pusaran fluida dalam suatu lintasan dan untuk mengubah variasi tekanan menjadi sinyal sensor aliran, dalam bentuk sinyal listrik; dan pemroses sinyal yang dapat dioperasikan untuk menerima sinyal sensor aliran dan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang sesuai dengan variasi tekanan karena vortex-shedding dari fluida di bagian tersebut.

Source: Indonesia Industrial Parts – Measurement, Equipment, Electrical & Control (inaparts.com)

Share
%d bloggers like this: