Apa itu Displacer Level Sensor? – Sensor level displacer menggunakan Prinsip Archimedes untuk mendeteksi level cairan dengan terus menerus mengukur berat batang displacer yang direndam dalam cairan proses.
Displacer berbentuk silinder dengan luas penampang konstan dan dibuat panjang atau pendek sesuai kebutuhan. Ketinggian standar berkisar dari 14 inci hingga 120 inci. Saat level cairan meningkat, batang displacer mengalami gaya apung yang lebih besar, membuatnya tampak lebih ringan bagi instrumen penginderaan, yang menafsirkan kehilangan berat sebagai peningkatan level dan mentransmisikan sinyal output proporsional.
Prinsip Kerja Displacer Level Sensor
Saat level cairan berkurang, gaya apung pada batang displacer berkurang dengan peningkatan berat yang sesuai yang ditafsirkan sebagai penurunan level oleh sensor level yang kemudian memberikan output sinyal yang sesuai.
Ditampilkan di bawah ini adalah tipikal pemasangan sensor level displacer:
Meskipun teori dasar operasi telah diuraikan di atas, dalam sensor level displacer praktis, konstruksi direkayasa untuk mencapai tujuan pengukuran yang diinginkan dengan sirkuit elektronik yang canggih.
Dalam jenis sensor level displacer ini, displacer dipasang pada pegas yang membatasi pergerakannya untuk setiap peningkatan daya apung (yaitu perubahan level).
Pemancar yang menggabungkan Transformator Diferensial Variabel Linier (LVDT) digunakan untuk melacak naik turunnya batang pemindah saat ketinggian cairan berubah. Elektronik canggih ini kemudian digunakan untuk mengolah sinyal tegangan dari LDVT menjadi sinyal keluaran 4-20mA.
Baca Juga : Apa itu sistem hidrolik?
Prinsip Archimedes Diterapkan pada Displacer
Menurut Prinsip Archimedes, gaya apung pada benda yang tenggelam selalu sama dengan berat volume fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Misalkan dalam sensor level pemindah, kita memiliki batang pemindah silinder dengan kerapatan, , jari-jari, r, panjang, L, dan fluida proses kerapatan, . Dalam instalasi ini, panjang batang pemindah sebanding dengan ketinggian cairan yang diukur:
Volume batang pemindah, V=πr2L
ditunjukkan pada diagram untuk pemasangan sensor level displacer di atas, ketika bejana penuh, batang pemindah terendam seluruhnya dalam fluida proses sehingga volume fluida proses yang dipindahkan adalah V=πr2L. Ketika level bejana kosong atau minimum, volume fluida proses yang dipindahkan adalah V = 0
Karenanya:
Ketika kapal penuh, gaya apung pada batang pemindah diberikan oleh:
Gaya apung = berat fluida proses yang dipindahkan
= πr2LУg (g = percepatan gravitasi)
Berat sebenarnya dari pemindah = πr2Lρg
Berat bersih displacer yang dirasakan oleh LVDT, pemancar, dan elektronik terkait saat bejana penuh adalah:
= r2Lρg−πr2LУg=πr2Lg(ρ–У)=Vg(ρ–У)
Seperti dapat dilihat di atas, berat bersih yang dirasakan oleh LVDT sebanding dengan perbedaan densitas displacer rod (ρ) dan fluida proses (У)
Oleh karena itu, batang pemindah harus memiliki berat jenis yang lebih tinggi daripada tingkat cairan yang diukur dan harus dikalibrasi untuk berat jenis cairan. Kisaran berat jenis khusus untuk cairan di mana sensor level pemindah diterapkan adalah dalam kisaran 0,25 hingga 1,5. Hal lain yang layak disebutkan adalah bahwa kisaran instrumen tingkat pemindah hanya bergantung pada panjang (L) batang pemindah yang ditentukan untuk aplikasi yang diberikan.
Baca Juga : Cara Menentukan Pressure Gauge
Ketika kapal kosong atau level minimum,
Gaya apung pada pemindah = 0
Oleh karena itu, berat yang dirasakan oleh LVDT adalah =πr2Lρg
LVDT mendaftarkan sinyal tegangan pada level wadah minimum dan mengeluarkan sinyal yang sesuai. Panjang displacer ditentukan oleh rentang operasi (span) yang ditentukan, berat jenis, tekanan, dan suhu fluida proses. Diameter dan berat dihitung dari pabrik untuk memastikan operasi yang benar dan memberikan output 4-20mA yang akurat.
Aplikasi Displacer Level Sensor
Sensor level displacer digunakan dalam aplikasi pengukuran level seperti pot knock-out, drum kondensat, separator, bejana flash, bejana penyimpanan, dan tangki penerima.
Baca Juga : Jenis Industrial Level Sensor
Kesimpulan
dari pembahasan artikel diatas tentang “Apa itu Displacer Level Sensor? ” dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :
- Sensor level displacer menggunakan Prinsip Archimedes untuk mendeteksi level cairan dengan terus menerus mengukur berat batang displacer yang direndam dalam cairan proses.
- Displacer berbentuk silinder dengan luas penampang konstan dan dibuat panjang atau pendek sesuai kebutuhan. Ketinggian standar berkisar dari 14 inci hingga 120 inci.
- Saat level cairan berkurang, gaya apung pada batang displacer berkurang dengan peningkatan berat yang sesuai yang ditafsirkan sebagai penurunan level oleh sensor level yang kemudian memberikan output sinyal yang sesuai.
Sumber : InstrumentationTools.com
