Articles

Fungsi Flow Meter dan Bagaimana Cara Memilihnya

Fungsi flow meter merupakan salah satu aspek terpenting dari kontrol proses setelah tekanan dan suhu. Ini adalah salah satu variabel yang paling banyak digunakan dan penting untuk sebagian besar proses di berbagai industri.

Fungsi Flow Meter

Seperti namanya, flow meter adalah alat pengukur otomatis profesional yang fungsi utamanya mengukur aliran fluida. Cairan ini dapat berupa cairan, gas, uap, bubur campuran, debu padat, dll. Pengukur aliran juga disebut sebagai pengukur aliran karena tidak hanya menghitung aliran cairan tetapi juga mengukur aliran seketika dan volume total yang terakumulasi.

Dengan presisi tinggi, masa pakai lebih lama, pengoperasian dan perawatan sederhana, serta fitur lainnya. Terutama digunakan dalam proses industri, pengukuran energi, teknik perlindungan lingkungan, transportasi, bioteknologi, eksperimen ilmiah, meteorologi laut, sungai dan danau, dan bidang lainnya.

Baca Juga: Cara Kerja Flow Meter Menurut Teknologinya

Apa itu Flow Meter?

Mengukur aliran cairan merupakan kebutuhan kritis dalam banyak aplikasi industri. Dalam beberapa operasi, kemampuan untuk melakukan pengukuran arus yang akurat sangat penting sehingga dapat membuat perbedaan antara menghasilkan laba atau rugi. Dalam kasus lain, pengukuran aliran yang tidak akurat – atau kegagalan melakukan pengukuran – dapat menyebabkan hasil yang serius (atau bahkan bencana).

Dengan sebagian besar instrumen pengukuran aliran cairan, laju aliran ditentukan secara inferensial dengan mengukur kecepatan cairan atau perubahan energi kinetik. Kecepatan tergantung pada perbedaan tekanan yang memaksa cairan melalui pipa atau saluran. Karena luas penampang pipa diketahui dan tetap konstan, kecepatan rata-rata merupakan indikasi laju aliran. Hubungan dasar untuk menentukan laju aliran cairan dalam kasus tersebut adalah:

Q = V x A

Di mana

  • Q = Aliran cairan melalui pipa
  • V = Kecepatan rata-rata aliran
  • A = Luas penampang pipa

Faktor lain yang mempengaruhi laju aliran cairan termasuk viskositas dan densitas cairan, serta gesekan cairan yang bersentuhan dengan pipa.

Flow meter (atau sensor aliran) adalah jenis instrumen aliran yang digunakan untuk menunjukkan jumlah cairan, gas, atau uap yang bergerak melalui pipa atau saluran dengan mengukur laju aliran linier, nonlinier, massa, atau volumetrik. Karena kontrol aliran seringkali penting, mengukur aliran cairan dan gas merupakan kebutuhan kritis untuk banyak aplikasi industri – dan ada banyak jenis pengukur aliran yang dapat digunakan tergantung pada sifat aplikasinya.

Saat memilih flow meter, seseorang harus mempertimbangkan faktor tidak berwujud seperti keakraban personel pabrik, pengalaman mereka dengan kalibrasi dan pemeliharaan, ketersediaan suku cadang, dan waktu rata-rata antara riwayat kegagalan, dll., di lokasi pabrik tertentu. Juga direkomendasikan bahwa biaya pemasangan dihitung hanya setelah mengambil langkah-langkah ini. Salah satu kesalahan pengukuran aliran yang paling umum adalah pembalikan urutan ini: alih-alih memilih sensor yang akan berfungsi dengan baik, upaya dilakukan untuk membenarkan penggunaan perangkat karena lebih murah. Pembelian “murah” itu bisa menjadi instalasi yang paling mahal.

Baca Juga : Jenis Flow Meter Berdasarkan Prinsip Kerjanya

Cara Memilih Flow Meter Berdasarkan Beberapa Faktor

Dasar pemilihan flow meter yang baik adalah pemahaman yang jelas tentang persyaratan aplikasi tertentu. Oleh karena itu, waktu harus diinvestasikan untuk sepenuhnya mengevaluasi sifat fluida proses dan keseluruhan instalasi. Pengembangan spesifikasi yang menyatakan persyaratan aplikasi harus menjadi proses langkah demi langkah yang sistematis.

Langkah Awal

Langkah pertama dalam proses pemilihan sensor aliran adalah menentukan apakah informasi debit harus kontinu atau total, dan apakah informasi ini diperlukan secara lokal atau jarak jauh. Jika jarak jauh, haruskah transmisinya analog, digital, atau dibagi? Dan, jika dibagikan, berapa frekuensi pembaruan data (minimum) yang diperlukan? Setelah pertanyaan ini dijawab, evaluasi sifat dan karakteristik aliran dari fluida proses, dan pipa yang akan mengakomodasi flow meter, harus dilakukan (Tabel 1).

Cara Pemilihan Flow Meter

Karakteristik Fluida dan Aliran

Fluida dan suhu tekanan, penurunan tekanan yang diijinkan, kerapatan (atau berat jenis), konduktivitas, viskositas (Newtonian atau bukan?), dan tekanan uap pada suhu operasi maksimum dicantumkan, bersama dengan indikasi bagaimana sifat-sifat ini dapat bervariasi atau berinteraksi . Selain itu, semua informasi keselamatan atau toksisitas harus diberikan, bersama dengan data terperinci tentang komposisi cairan, adanya gelembung, padatan (abrasif atau lunak, ukuran partikel, serat), kecenderungan untuk melapisi, dan kualitas transmisi cahaya (buram, tembus cahaya). , atau transparan?).

Baca Juga : Berbagai Jenis Karakteristik Flow Meter

Kisaran Tekanan dan Suhu

Nilai tekanan dan suhu minimum dan maksimum yang diharapkan harus diberikan selain nilai operasi normal. Apakah aliran dapat berbalik, apakah tidak selalu mengisi pipa, apakah aliran slug dapat berkembang (udara-padat-cair), apakah kemungkinan aerasi atau pulsasi, apakah perubahan suhu mendadak dapat terjadi, atau apakah tindakan pencegahan khusus diperlukan selama pembersihan dan pemeliharaan, fakta-fakta ini juga harus dinyatakan.

Area Perpipaan dan Instalasi

Mengenai perpipaan dan area di mana meter aliran akan ditempatkan, informasi berikut harus ditentukan: Untuk perpipaan, arahnya (hindari aliran ke bawah dalam aplikasi cairan), ukuran, material, jadwal, peringkat tekanan flensa, aksesibilitas, belokan ke atas atau ke bawah, katup, regulator, dan panjang aliran pipa lurus yang tersedia.

Sehubungan dengan area tersebut, insinyur yang menentukan harus mengetahui apakah terdapat getaran atau medan magnet, apakah tersedia tenaga listrik atau pneumatik, apakah area tersebut diklasifikasikan untuk bahaya ledakan, atau jika ada persyaratan khusus lainnya seperti kepatuhan terhadap sanitasi. atau peraturan clean-in-place (CIP).

Laju Aliran dan Akurasi

Langkah selanjutnya adalah menentukan rentang meter yang dibutuhkan dengan mengidentifikasi aliran minimum dan maksimum (massa atau volumetrik) yang akan diukur. Setelah itu, akurasi pengukuran aliran yang dibutuhkan ditentukan. Biasanya, akurasi ditentukan dalam persentase pembacaan aktual (AR), dalam persentase rentang terkalibrasi (CS), atau dalam persentase satuan skala penuh (FS). Persyaratan akurasi harus dinyatakan secara terpisah pada debit minimum, normal, dan maksimum. Kecuali Anda mengetahui persyaratan ini, kinerja pengukur Anda mungkin tidak dapat diterima dalam jangkauan penuhnya.

Akurasi vs Pengulangan

Dalam aplikasi di mana produk dijual atau dibeli berdasarkan pembacaan meteran, akurasi mutlak sangat penting. Dalam aplikasi lain, keterulangan mungkin lebih penting daripada akurasi mutlak. Oleh karena itu, disarankan untuk menetapkan secara terpisah persyaratan akurasi dan keterulangan dari setiap aplikasi dan menyatakan keduanya dalam spesifikasi.

Ketika akurasi pengukur aliran dinyatakan dalam satuan % CS atau % FS, kesalahan absolutnya akan meningkat seiring penurunan laju aliran yang diukur. Jika kesalahan meter dinyatakan dalam % AR, kesalahan secara absolut tetap sama pada arus tinggi atau rendah. Karena skala penuh (FS) selalu merupakan kuantitas yang lebih besar daripada rentang yang dikalibrasi (CS), sensor dengan kinerja % FS akan selalu memiliki kesalahan yang lebih besar daripada sensor dengan spesifikasi % CS yang sama. Oleh karena itu, untuk membandingkan semua penawaran secara adil, disarankan untuk mengonversi semua pernyataan kesalahan yang dikutip menjadi % unit AR yang sama.

Pengguna juga disarankan untuk membandingkan penginstalan berdasarkan kesalahan total loop. Misalnya, ketidakakuratan pelat lubang dinyatakan dalam % AR, sedangkan kesalahan sel d/p terkait dinyatakan dalam % CS atau % FS. Demikian pula, ketidakakuratan meter Coriolis adalah jumlah dari dua kesalahan, satu diberikan dalam % AR, yang lain sebagai nilai % FS. Ketidakakuratan total dihitung dengan mengambil akar dari jumlah kuadrat dari ketidakakuratan komponen pada laju aliran yang diinginkan.

Dalam spesifikasi flow meter yang disiapkan dengan baik, semua pernyataan akurasi diubah menjadi % unit AR yang seragam dan persyaratan % AR ini ditentukan secara terpisah untuk aliran minimum, normal, dan maksimum. Semua spesifikasi dan penawaran flow meter harus dengan jelas menyatakan akurasi dan keterulangan meter pada aliran minimum, normal, dan maksimum.

Tabel 1 memberikan data kisaran angka Reynolds (Re atau RD) di mana berbagai desain flow meter dapat beroperasi. Dalam memilih flow meter yang tepat, salah satu langkah pertama adalah menentukan bilangan Reynolds minimum dan maksimum untuk aplikasi. RD maksimum diperoleh dengan membuat perhitungan ketika aliran dan densitas maksimum dan viskositas minimum. Sebaliknya, RD minimum diperoleh dengan menggunakan aliran dan densitas minimum dan viskositas maksimum.

Jika kinerja rapat yang dapat diterima dapat diperoleh dari dua kategori pengukur aliran yang berbeda dan salah satunya tidak memiliki bagian yang bergerak, pilih salah satu yang tidak memiliki bagian yang bergerak. Bagian yang bergerak merupakan sumber masalah yang potensial, tidak hanya karena alasan keausan, pelumasan, dan kepekaan terhadap pelapisan yang jelas, tetapi juga karena bagian yang bergerak membutuhkan ruang bebas yang kadang-kadang menimbulkan “selip” ke aliran yang sedang diukur. Bahkan dengan meteran yang dirawat dan dikalibrasi dengan baik, aliran yang tidak terukur ini bervariasi dengan perubahan viskositas dan suhu fluida. Perubahan suhu juga mengubah dimensi internal meteran dan memerlukan kompensasi.

Selanjutnya, jika seseorang dapat memperoleh kinerja yang sama dari pengukur aliran penuh dan sensor titik, umumnya disarankan untuk menggunakan pengukur aliran. Karena sensor titik tidak melihat aliran penuh, mereka membaca secara akurat hanya jika dimasukkan ke kedalaman di mana kecepatan aliran adalah rata-rata profil kecepatan melintasi pipa. Bahkan jika titik ini ditentukan dengan hati-hati pada saat kalibrasi, kemungkinan besar tidak akan berubah, karena profil kecepatan berubah dengan laju alir, viskositas, suhu, dan faktor lainnya.

Jika semua pertimbangan lain sama, tetapi satu desain menawarkan lebih sedikit kehilangan tekanan, disarankan untuk memilih desain tersebut. Sebagian alasannya adalah bahwa kehilangan tekanan harus dibayar dengan biaya operasi pompa atau kompresor yang lebih tinggi selama masa pakai pembangkit. Alasan lain adalah bahwa penurunan tekanan disebabkan oleh pembatasan apa pun di jalur aliran, dan di mana pun pipa dibatasi menjadi tempat potensial untuk penumpukan material, sumbatan, atau kavitasi.

Baca Juga: Dampak Akurasi Flow Meter

Satuan Massa atau Volumetrik

Sebelum menentukan flow meter, disarankan juga untuk menentukan apakah informasi aliran akan lebih berguna jika disajikan dalam satuan massa atau volumetrik. Saat mengukur aliran bahan kompresibel, aliran volumetrik tidak terlalu berarti kecuali densitas (dan terkadang juga viskositas) konstan. Ketika kecepatan (aliran volumetrik) cairan mampat diukur, adanya gelembung yang tersuspensi akan menyebabkan kesalahan, oleh karena itu, udara dan gas harus dihilangkan sebelum cairan mencapai meteran. Pada sensor kecepatan lainnya, pelapis pipa dapat menyebabkan masalah (ultrasonik), atau meteran dapat berhenti berfungsi jika bilangan Reynolds terlalu rendah (di vortex shedding meter diperlukan RD > 20.000).

Mengingat pertimbangan ini, meter aliran massa, yang tidak peka terhadap variasi densitas, tekanan, dan viskositas dan tidak terpengaruh oleh perubahan bilangan Reynolds, harus diingat. Juga kurang dimanfaatkan dalam industri kimia adalah berbagai flume yang dapat mengukur aliran dalam pipa yang sebagian penuh dan dapat melewati padatan besar yang mengambang atau dapat diendapkan.

Pemeliharaan Flow Meter

Sejumlah faktor memengaruhi kebutuhan perawatan dan harapan hidup flow meter. Faktor utamanya, tentu saja, adalah mencocokkan instrumen yang tepat dengan aplikasi tertentu. Perangkat yang dipilih dengan buruk selalu akan menyebabkan masalah di awal. Pengukur aliran tanpa bagian yang bergerak biasanya membutuhkan lebih sedikit perhatian daripada unit dengan bagian yang bergerak. Tapi semua flow meter pada akhirnya membutuhkan perawatan.

Elemen utama dalam flowmeters tekanan diferensial memerlukan pemipaan, katup, dan perlengkapan yang ekstensif saat terhubung ke elemen sekundernya, jadi pemeliharaan mungkin merupakan upaya berulang dalam instalasi semacam itu. Saluran impuls dapat menyumbat atau menimbulkan korosi dan harus dibersihkan atau diganti. Dan penempatan elemen sekunder yang tidak tepat dapat mengakibatkan kesalahan pengukuran. Merelokasi elemen bisa mahal.

Pengukur aliran dengan bagian yang bergerak memerlukan pemeriksaan internal berkala, terutama jika cairan yang diukur kotor atau kental. Memasang filter di depan unit semacam itu akan membantu meminimalkan pengotoran dan keausan. Instrumen tanpa hambatan, seperti pengukur ultrasonik atau elektromagnetik, dapat mengalami masalah dengan komponen elektronik elemen sekundernya. Sensor tekanan yang terkait dengan elemen sekunder harus dilepas dan diperiksa secara berkala.

Aplikasi di mana pelapisan dapat terjadi juga merupakan masalah potensial untuk instrumen tanpa penghalang seperti unit magnetik atau ultrasonik. Jika lapisan diisolasi, pengoperasian flowmeters magnetik pada akhirnya akan terganggu jika elektroda diisolasi dari cairan. Kondisi ini akan dicegah dengan pembersihan secara berkala. Dengan flowmeter ultrasonik, sudut refraksi dapat berubah, dan energi sonik yang diserap oleh lapisan akan menyebabkan meter menjadi tidak beroperasi.

Baca Juga: Pemilihan, Prinsip Kerja, dan Aplikasi Instrument Alirsan

Kesimpulan Fungsi Flow Meter

dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Fungsi Flow Meter dan Bagaimana Cara Memilihnya”, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

  • Flow meter adalah alat pengukur otomatis profesional yang fungsi utamanya mengukur aliran fluida. Cairan ini dapat berupa cairan, gas, uap, bubur campuran, debu padat, dll. Pengukur aliran juga disebut sebagai pengukur aliran karena tidak hanya menghitung aliran cairan tetapi juga mengukur aliran seketika dan volume total yang terakumulasi.
  • Masing Masing flow meter mempunyai nilai akurasi yang berbeda dan semua bergantung dengan faktor faktor yang telah kami jabarkan diatas, agar mendapatkan nilai maksimal.
  • Saat memilih flow meter, seseorang harus mempertimbangkan faktor tidak berwujud seperti keakraban personel pabrik, pengalaman mereka dengan kalibrasi dan pemeliharaan, ketersediaan suku cadang, dan waktu rata-rata antara riwayat kegagalan, dll.

Wiratama Mitra Abadi menyediakan berbagai macam jenis flow meter (brand kami dan juga brand keagenan kami). Apa saja jenis dan brand flow meter yang kami miliki? Lihat produk kami selengkapnya di : Flow Measurement

Sumber: www.omega.com | www.ato.com

Naufal

a member of SEO Team at Wiratama Mitra Abadi. He loves to learn something new everyday.