Flow Rate Sensor mengukur laju aliran cairan atau gas dalam pipa, saluran, dan sistem fluida lainnya untuk membantu memantau dan mengontrol proses, mencegah kegagalan sistem, dan mengoptimalkan kinerja.
Apa yang dimaksud dengan Flow Rate Sensor?
Flow Rate Sensor sangat penting dalam banyak aplikasi industri, membantu memantau dan mengontrol proses, mencegah kegagalan sistem, dan mengoptimalkan kinerja. Sensor ini mengukur laju aliran cairan atau gas dalam pipa, saluran, dan sistem fluida lainnya dengan menentukan kecepatan atau laju aliran massa dalam aliran proses.
Prinsip kerja dasar di balik sensor laju aliran didasarkan pada dasar-dasar dinamika aliran. Pertama, ditetapkan bahwa massa adalah kuantitas yang dilestarikan yang tidak dapat dibuat atau dihancurkan, atau dengan kata lain, tetap konstan terlepas dari batas-batas penampungnya. Kemudian, dalam situasi apa pun di mana ada aliran massa, massa yang masuk sama dengan massa yang keluar.
Ada berbagai teknik untuk mengukur aliran massa ini dalam hal kecepatan, yang sebanding dengan laju aliran, tergantung pada jenis sensor yang digunakan. Secara umum, sensor laju aliran mengukur kecepatan fluida pada titik tertentu dalam sistem (dengan luas penampang yang diketahui) dan menggunakan pengukuran ini untuk memperkirakan laju aliran volumetrik.
Berbagai sensor laju aliran tersedia saat ini, masing-masing dengan prinsip kerja, keunggulan, dan keterbatasan tertentu. Artikel ini akan mengulas sensor laju aliran: tekanan diferensial (Differential Pressure), elektromagnetik, perpindahan panas (Heat Transfer), dan sensor ultrasonik.
Baca Juga : Berbagai Jenis Flow Meter
Differential Pressure Sensor
Differential Pressure Sensor adalah salah satu sensor aliran yang paling umum digunakan dalam industri. Sensor tekanan diferensial bekerja dengan mengukur perbedaan tekanan antara dua titik sistem fluida. Perbedaan tekanan dibuat dengan memaksa fluida melalui penyempitan, biasanya diameter pipa yang lebih kecil, sehingga meningkatkan kecepatannya. Kemudian, dua port tekanan diposisikan, satu di bagian hulu dan satu di bagian hilir penyempitan. Perbedaan tekanan yang dihasilkan digunakan untuk menghitung laju aliran.
Salah satu bentuk umum dari sensor tekanan diferensial adalah pengukur Venturi. Sensor ini menggunakan persamaan Bernoulli, yang menyatakan bahwa aliran fluida memiliki energi konstan di setiap titik, membentuk hubungan proporsional antara dua titik tekanan.
Sensor tekanan diferensial relatif mudah dibuat dibandingkan dengan pengukur aliran lainnya. Sensor ini juga secara luas dianggap dapat diandalkan dan hemat biaya. Selain itu, sensor ini serbaguna karena dapat digunakan dalam berbagai macam cairan dan laju aliran. Di sisi lain, sensor tekanan diferensial dapat rentan terhadap kesalahan jika tidak dikalibrasi dengan benar. Sensor ini juga sensitif terhadap perubahan cepat pada sifat fluida seperti suhu dan viskositas. Selain itu, desain sensor sangat penting untuk menghindari penurunan tekanan yang tidak diinginkan dalam sistem fluida.
Baca Selengkapnya : Apa itu Differential Pressure Flow Meter?
Electromagnetic Flow Meter
Sensor laju aliran elektromagnetik (flow meter) dirancang berdasarkan hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik. Hukum Faraday menetapkan hubungan antara medan magnet dan arus yang diinduksikan ke konduktor listrik.
Dalam pengukuran laju aliran, sensor elektromagnetik menghasilkan medan magnet melintasi fluida dan mengukur tegangan yang diinduksi dalam fluida saat mengalir melalui medan magnet. Tegangan yang diinduksi sebanding dengan kecepatan fluida dan, dengan demikian, laju aliran.
Sensor laju aliran elektromagnetik dapat digunakan dalam cairan konduktif dan non-konduktif. Dua keuntungan yang mereka miliki dibandingkan sensor tekanan diferensial adalah bahwa mereka tidak membuat penurunan tekanan dalam sistem dan mereka tidak terpengaruh oleh suhu atau perubahan lain dalam fluida. Namun, mereka umumnya lebih mahal dan memerlukan kalibrasi rutin untuk menjaga akurasi.
Baca Selengkapnya : Apa itu Electromagnetic Flow Meter?
Sensor Aliran Perpindahan Panas (Heat Transfer Sensor)
Perpindahan panas sangat penting dalam sensor laju aliran karena perpindahan panas antara fluida dan sensor bergantung pada kecepatan fluida. Semakin tinggi kecepatan fluida, semakin tinggi pula laju perpindahan panasnya. Laju ini dapat diukur dengan menggunakan metode yang berbeda, seperti konduksi termal, konveksi, atau radiasi.
Elemen yang dipanaskan, yang dikenal sebagai termistor, ditempatkan di dalam aliran fluida. Kemudian, saat fluida mengalir melewati sensor, panas ditransfer ke fluida, mengubah suhu sensor. Perubahan suhu ini sebanding dengan kecepatan fluida dan laju aliran.
Seperti sensor elektromagnetik, sensor perpindahan panas tidak menciptakan penurunan tekanan dalam sistem dan tidak terpengaruh oleh perubahan viskositas fluida.
Baca Selengkapnya : Prinsip Kerja, Kelebihan, dan Aplikasi Thermal Mass Flow Meter
Ultrasonic Flow Meter
Sensor ini didasarkan pada efek Doppler dan waktu transit (transit-time) dan menggunakan gelombang ultrasonik untuk mengukur aliran. Efek Doppler menjelaskan pergeseran frekuensi gelombang ketika gelombang tersebut memantul pada objek yang bergerak.
Sensor laju aliran ultrasonik terdiri dari dua transduser di sisi berlawanan dari saluran yang membawa fluida. Satu transduser memancarkan gelombang ultrasonik, dan transduser lainnya menerima gelombang. Perubahan frekuensi gelombang saat melewati fluida sebanding dengan kecepatan fluida.
Sensor ini minimal invasif karena tidak memerlukan sensor untuk bersentuhan langsung dengan fluida. Fitur ini membuatnya sangat cocok untuk mengukur cairan korosif atau abrasif. Sensor ini juga dianggap dapat diandalkan karena pengulangannya yang tinggi.
Baca Selengkapnya : Apa itu Ultrasonic Flow Meter?
Kesimpulan
Dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Flow Rate Sensor untuk Pengukuran dalam Sistem Fluida” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Flow Rate Sensor sangat penting dalam banyak aplikasi industri, membantu memantau dan mengontrol proses, mencegah kegagalan sistem, dan mengoptimalkan kinerja. Sensor ini mengukur laju aliran cairan atau gas dalam pipa, saluran, dan sistem fluida lainnya dengan menentukan kecepatan atau laju aliran massa dalam aliran proses.
- Terdapat beberapa jenis dari flow rate sensor, yaitu : Differential Pressure, Electromagnetic, Heat Transfer Sensor, dan Ultrasonic flow meter, yang dimana alat ukur tersebut mempunyai keunggulan dan batasannya masing masing.
Referensi : control.com
