Definisi Flow meter sendiri adalah sebagai alat pengukur laju aliran yang digunakan untuk menentukan massa linier atau non-linier dan aliran volumetrik cairan atau gas. Banyak nama flow meter termasuk flow gauge, flow indicator, liquid meter, dan flow rate sensor. Bagaimana mereka diberi nama tergantung pada penggunaan industri mereka. Tujuannya adalah untuk meningkatkan presisi, akurasi, dan resolusi ukuran cairan. Flow Meter sendiri merupakan sebuah investasi besar untuk meningkatkan efisiensi, memiliki perawatan yang rendah, mudah digunakan, dan serbaguna dan tahan lama.
Flow meter dapat mengukur volume suatu material, kecepatannya, atau massanya. Menggunakan berbagai perhitungan, mereka melaporkan aliran massa, tekanan absolut, tekanan diferensial, viskositas, dan suhu. Aliran cairan sama dengan luas dan kecepatan aliran atau Q = A kalikan v. Massa dihitung dengan menggunakan rumus = Q kalikan , di mana Q sama dengan laju aliran dan sama dengan densitas. Dengan massa, perhatian utama adalah gas, reaksi kimia, dan pembakaran.
Aplikasi Flow Meter
Salah satu pertimbangan dalam penggunaan flow meter adalah jenis aliran yang dapat berupa saluran terbuka atau saluran tertutup. Saluran terbuka adalah ketika aliran terbuka ke atmosfer, sedangkan saluran tertutup adalah ketika aliran berada di dalam tabung atau pipa.
Ada beberapa fitur yang perlu dievaluasi saat menentukan efektivitas flow meter. Pemantauan jarak jauh, jenis data, dan frekuensi pengumpulan adalah beberapa faktor tersebut.
Karakteristik Fluida dan Alirannya
Hal-hal yang dapat diukur oleh flow meter adalah tekanan, suhu, densitas, viskositas, dan tekanan uap, yang ditampilkan sebagai pembacaan tunggal. Fungsi utama flow meter adalah untuk memantau atau memonitor kondisi keselamatan seperti toksisitas, gelembung, keberadaan abrasive, dan kualitas transmisi.
Baca Juga : Berbagai Jenis Karakteristik Flow Meter
Rentang Tekanan
Setiap massa membutuhkan gaya untuk bergerak, yang merupakan bagian dari Hukum Kedua Newton tentang Gerak. Dalam kasus cairan, dalam pipa tertutup, gaya yang diterapkan untuk memindahkan cairan adalah tekanan. Kepadatan cairan menentukan jumlah tekanan yang diperlukan, yang menunjukkan laju aliran. Ketika flow meter mengukur kepadatan dan tekanan, ia menggunakan data itu untuk menghitung laju aliran.
Rentang Suhu
Dalam ketentuan flow meter, pengukuran suhu disebut sebagai pengukuran aliran termal, yang mengukur perpindahan panas saat gas mengalir melewati suatu permukaan. Sensor suhu menyediakan pengukuran suhu cairan atau gas, sedangkan sensor aliran panas mengukur jumlah perpindahan panas dari aliran material.
Desain
Desain dari flow meter mempunyai perangkat utama yaitu terdiri dari transduser, dan pemancar yang digabungkan menjadi satu instrumen. Pengukur aliran positif memberikan keadaan waktu yang real, tepat serta pengukuran yang akurat dengan sinyal yang terhubung langsung ke gaya gas atau cairan. Sinyal keluaran dihubungkan ke sistem flow meter turbin atau rotator wheel, plate, channel, nozzle, laminar, dan sistem pilot table.
Flow meter terbuat dari plat stainless steel, kuningan, aluminium, PVC, PVDF, dan nilon. Desainnya tergantung pada viskositas zat yang diukur, kebersihan aliran, tekanan, suhu, dan ukuran pipa. Mereka dapat dibuat khusus untuk mengukur segala bentuk aliran.
Baca Juga : Dampak Akurasi Flow Meter
Jenis Flow Meter
Flow Meter memiliki dua kategori pengukuran yaitu gas dan cairan. Flow Meter fluida memiliki lima subkategori: tekanan diferensial, kecepatan, perpindahan positif, aliran massa, dan saluran terbuka.
Electromagnetic Flow Meter
Electromagnetic Flow Meter hanya dikenal sebagai pengukur aliran mag (magmeter) yang dimana flow meter volumetrik yang ideal digunakan untuk aplikasi air limbah dan aplikasi lain yang mengalami penurunan tekanan rendah dan dengan konduktivitas cairan yang sesuai yang diperlukan.
Perangkat tidak memiliki bagian yang bergerak dan tidak dapat bekerja dengan hidrokarbon dan air suling. Pengukur aliran mag juga mudah dirawat.
Baca Selengkapnya : Electromagnetic Flow Meter
Ultrasonic Flow Meter
Ultrasonic Flow Meter mengukur kecepatan fluida dengan melewatkan gelombang suara frekuensi tinggi di sepanjang jalur aliran fluida. Gerakan fluida mempengaruhi propagasi gelombang suara ini, yang kemudian dapat diukur untuk memonitor kecepatan fluida.
Ada dua sub-tipe utama dari Ultrasonic Flow Meter: Doppler dan Transite Time. Kedua jenis Ultrasonic Flow Meter bekerja dengan mentransmisikan gelombang suara frekuensi tinggi ke dalam aliran fluida (pulsa insiden) dan menganalisis pulsa yang diterima.
Baca Selengkapnya : Ultrasonic Flow Meter
Coriolis Mass Flow Meter
Secara sederhana, Coriolis Mass Flow Meter bekerja dengan cara mengocok satu atau lebih tabung yang membawa fluida yang mengalir, kemudian secara tepat mengukur frekuensi dan pada fase tersebut. Getaran bolak-balik digerakkan oleh kumparan elektromagnetik, yang ditenagai oleh rangkaian penguat elektronik untuk mengguncang tabung pada frekuensi resonansi mekanisnya.
Karena frekuensi ini bergantung pada massa masing-masing tabung, dan massa tabung bergantung pada kerapatan fluida yang mengisi volume tetap tabung, frekuensi resonansi menjadi indikasi kebalikan dari kerapatan fluida (Catatan 1), baik atau tidak. fluida mengalir melalui tabung.
*Catatan 1 : Faktanya, fungsi pengukur kerapatan meter aliran Coriolis ini sangat tepat sehingga sering digunakan terutama sebagai pengukur kerapatan, dan hanya sebagai pengukur arus!
Saat fluida mulai bergerak melalui tabung, inersia fluida yang bergerak menambah dimensi lain pada gerakan tabung: tabung mulai berombak (Catatan 2), memutar sedikit alih-alih hanya bergoyang maju mundur.
*Catatan 2 : Eksperimen yang menarik untuk dilakukan terdiri dari memegang selang air dalam bentuk U dan dengan lembut mengayunkan selang ke depan dan ke belakang seperti pendulum, lalu mengalirkan air melalui selang yang sama sambil terus mengayunkannya. Selang akan mulai bergelombang, gerakan memutarnya menjadi terlihat secara visual.
Gerakan memutar ini berbanding lurus dengan laju aliran massa, dan diukur secara internal dengan membandingkan pergeseran fasa (θ) antara gerakan pada satu titik pada tabung versus titik lain pada tabung: semakin besar undulasi, semakin besar pergeseran fasa antara getaran dua titik ini.
Baca Selengkapnya : Coriolis Mass Flow Meter
Variable Area Flow Meter (Rotameter)
Variable Area Flow Meter adalah salah satu di mana cairan harus melewati batasan yang luasnya meningkat dengan laju aliran. Ini berbeda dengan flow meter seperti pelat orifice dan tabung venturi di mana luas penampang elemen aliran tetap.
Contoh paling sederhana dari pengukur aliran area variabel adalah rotameter, yang menggunakan benda padat (disebut jatuh atau pelampung) sebagai indikator aliran, digantung di tengah-tengah tabung runcing:
Saat cairan mengalir ke atas melalui tabung, perbedaan tekanan berkembang melintasi penurunan. Perbedaan tekanan ini, yang bekerja pada area efektif benda jatuh, mengembangkan gaya ke atas (F = PA). Jika gaya ini melebihi berat benda jatuh, benda jatuh akan bergerak ke atas.
Baca Selengkapnya : Variable Area Flow Meter
Thermal Mass Flow Meter
Thermal Mass Flow Meter menggunakan prinsip dispersi termal di mana laju panas yang diserap oleh fluida yang mengalir dalam pipa atau saluran berbanding lurus dengan aliran massanya. Dalam pengukur aliran termal khas, gas yang mengalir di atas sumber panas menyerap panas dan mendinginkan sumbernya.
Saat aliran meningkat, lebih banyak panas yang diserap oleh gas. Jumlah panas yang hilang dari sumber panas sebanding dengan aliran massa gas dan sifat termalnya. Oleh karena itu, pengukuran perpindahan panas memasok data dari mana laju aliran massa dapat dihitung.
Thermal Mass Flow Meter dirancang untuk secara akurat untuk memantau dan mengukur aliran massa (sebagai lawan dari mengukur aliran volumetrik) gas bersih, parameter yang tidak bergantung pada suhu. Oleh karena itu, meter aliran massa termal tidak memerlukan koreksi untuk perubahan suhu, tekanan, viskositas, dan densitas gas.
Baca Selengkapnya : Thermal Mass Flow Meter
Open Channel Flow Meter
Metode umum untuk Open Channel Flow Meter adalah dengan mengukur tinggi atau HEAD cairan saat melewati penghalang (flume atau bendung) di saluran. Menggunakan teknologi level ultrasonik, pengukur aliran saluran terbuka menyertakan sensor non-kontak yang dipasang di atas flume atau bendung.
Dengan mengukur waktu dari transmisi pulsa ultrasonik untuk menerima gema, ketinggian air atau “Kepala” diukur secara akurat. Flume dan bendung adalah bentuk saluran yang dirancang khusus yang menjadi ciri aliran air.
Baca Selengkapnya : Open Channel Flow Meter
Differential Pressure Flow Meter
Differential Pressure Flow Meter bekerja berdasarkan prinsip sebagian menghalangi aliran dalam pipa. Ini menciptakan perbedaan tekanan statis antara sisi hulu dan hilir perangkat. Perbedaan tekanan statis ini (disebut sebagai tekanan diferensial) diukur dan digunakan untuk menentukan laju aliran.
Differential Pressure Flow Meter sangat populer dan diperkirakan bahwa setidaknya 40% meter aliran industri yang digunakan saat ini adalah perangkat tekanan diferensial, dengan pelat orifice menjadi yang paling populer. Perangkat tekanan diferensial telah digunakan untuk mengukur berbagai macam cairan yang berbeda dari gas hingga cairan yang sangat kental.
Popularitas pengukur aliran tekanan diferensial sebagian karena desainnya yang sederhana dan biayanya yang rendah. Dengan membaca panduan ini, Anda akan memiliki gagasan yang lebih jelas tentang manfaat, opsi pengukuran yang layak, dan aplikasi untuk menggunakan pengukur tekanan diferensial.
Konsep penggunaan penurunan tekanan yang disebabkan oleh fluida yang mengalir melalui pembatasan dalam pipa sebagai pengukuran laju aliran sudah ada sejak abad ke-18, ketika ditemukan oleh Bernoulli. Prinsip dasar bagaimana flow meter Δp beroperasi dijelaskan pada gambar di bawah ini.
Prinsip tekanan diferensial. Tabung manometer mengukur perbedaan tekanan statis di hulu dan hilir pembatasan Ketika fluida mengalir melalui pembatasan, ia mempercepat ke kecepatan yang lebih tinggi (yaitu V2 > V1) untuk menghemat aliran massa dan, sebagai akibatnya, tekanan statisnya turun. Tekanan diferensial (Δp) ini kemudian menjadi ukuran laju aliran melalui perangkat.
Baca Selengkapnya : Differential Pressure Flow Meter
Positive Displacement Flow Meter
Pengukur aliran perpindahan positif adalah mekanisme siklik yang dibangun untuk melewatkan volume tetap cairan melalui setiap siklus. Setiap siklus mekanisme meteran memindahkan kuantitas cairan yang didefinisikan secara tepat (“positif”), sehingga hitungan jumlah siklus mekanisme menghasilkan kuantitas yang tepat untuk total volume cairan yang melewati meter aliran.
Banyak meter aliran perpindahan positif bersifat putar, artinya setiap putaran poros mewakili volume cairan tertentu yang telah melewati meteran. Beberapa pengukur aliran perpindahan positif menggunakan piston, bellow, atau kantong yang dapat diperluas yang bekerja pada siklus pengisian/pembuangan bolak-balik untuk mengukur kuantitas cairan diskrit.
Pengukur aliran perpindahan positif telah menjadi pilihan tradisional untuk aliran gas alam perumahan dan komersial dan pengukuran aliran air di Amerika Serikat (aplikasi sederhana dari pengukuran aliran transfer tahanan, di mana cairan yang diukur adalah komoditas yang dibeli dan dijual).
Sifat siklus dari meter perpindahan positif cocok untuk pengukuran kuantitas gas total (dan bukan hanya laju aliran), karena mekanismenya dapat digabungkan ke penghitung mekanis yang dibaca oleh personel utilitas setiap bulan.
Baca Selengkapnya : Positive Displacement Flow Meter
Turbine Flow Meter
Turbine Flow Meter adalah jenis turbin pengukur volumetrik. Fluida yang mengalir melibatkan rotor yang menyebabkannya berputar pada kecepatan sudut yang sebanding dengan laju aliran fluida. Kecepatan sudut hasil rotor dalam pembangkitan sinyal listrik (tipe gelombang sinus AC) di pickup. Penjumlahan dari sinyal listrik yang berdenyut berhubungan langsung dengan aliran total.
Frekuensi sinyal berhubungan langsung dengan laju aliran. Baling-baling rotor adalah satu-satunya bagian yang bergerak dari flow meter. Pengukur aliran Turbin (turbin aksial) ditemukan oleh Reinhard Woltman dan merupakan pengukur aliran yang akurat dan andal untuk cairan dan gas. Ini terdiri dari tabung aliran dengan koneksi ujung dan rotor berputar bebas multi-bilah magnetik (impeller) yang dipasang di dalam; sejalan dengan arus. Rotor didukung oleh poros yang bertumpu pada penyangga yang dipasang secara internal.
Pengukur Aliran Turbin Pendukung dalam Proses Otomatis dirancang untuk juga bertindak sebagai pelurus aliran, menstabilkan aliran, dan meminimalkan efek negatif turbulensi. Pendukung juga menampung bantalan terbuka yang unik; memungkinkan media yang diukur untuk melumasi semak-semak – memperpanjang masa pakai meter aliran. Penopang diikat dengan cincin pengunci (circlips) di setiap ujungnya.
Sebuah sensor pick-up dipasang di atas rotor. Ketika bilah magnet melewati sensor pickup, sinyal dihasilkan untuk setiap bilah yang lewat. Ini memberikan sinyal berdenyut sebanding dengan kecepatan rotor dan mewakili pulsa per unit volumetrik.; dan dengan demikian laju aliran juga.
Baca Selengkapnya : Turbine Flow Meter
Vortex Flow Meter
Ketika fluida bergerak dengan bilangan Reynolds tinggi melewati benda diam (“bluff body”), ada kecenderungan fluida untuk membentuk vortisitas di kedua sisi benda. Setiap pusaran akan terbentuk, kemudian terlepas dari objek dan terus bergerak dengan aliran gas atau cairan, satu sisi pada satu waktu secara bergantian.
Fenomena ini dikenal sebagai vortex shedding, dan pola vortex bergerak yang dibawa ke hilir objek diam dikenal sebagai vortex street.
Efek vortex shedding pada hari yang berangin dapat dilihat dengan mengamati pergerakan tiang bendera, tiang lampu, dan cerobong asap yang tinggi.
Masing-masing objek ini memiliki kecenderungan untuk berosilasi tegak lurus terhadap arah angin, karena variasi tekanan yang disebabkan oleh vortisitas saat mereka secara bergantian membentuk dan melepaskan diri dari objek:
Rangkaian pusaran bolak-balik ini dipelajari oleh Vincenc Strouhal pada akhir abad kesembilan belas dan kemudian oleh Theodore von K´arman pada awal abad kedua puluh.
Ditentukan bahwa jarak antara vortisitas berturut-turut hilir objek diam relatif konstan, dan berbanding lurus dengan lebar objek, untuk berbagai nilai bilangan Reynolds (Catatan). Jika kita melihat vortisitas ini sebagai puncak gelombang kontinu, jarak antara vortisitas dapat diwakili oleh simbol yang biasanya digunakan untuk panjang gelombang: huruf Yunani “lambda” (λ).
*Catatan : Penting untuk dicatat bahwa fenomena pelepasan pusaran berhenti sama sekali jika bilangan Reynolds terlalu rendah.
Aliran laminar tidak menghasilkan vortisitas, melainkan aliran garis arus di sekitar objek apa pun yang menghalangi jalannya.
Baca Selengkapnya : Vortex Flow Meter
Kesimpulan
Dari beberapa yang sudah kami jelaskan diatas hanya sebagian pengetahuan umum dari berbagai jenis tipe flow meter, kami akan mengulas jenis jenis flow meter secara detail pada artikel berikutnya.
