Gas Flow Meter : Jenis, Karakteristik, dan Akurasi

Gas flow meter juga dikenal sebagai gas flow monitor adalah alat yang mengukur aliran gas berdasarkan volume atau massa. Digunakan untuk mengukur aliran gas dalam jaringan pipa gas alam, saluran udara terkompresi, dan saluran gas pabrikan, monitor aliran gas dapat ditemukan di berbagai industri.

Jenis Gas Flow Meter

Ada beberapa jenis pengukur aliran gas, termasuk optik, yang menggunakan berkas cahaya untuk mengukur seberapa cepat partikel dalam gas bergerak, tekanan, yang mengukur perbedaan tekanan gas sebelum dan selama penyempitan aliran untuk mengukur laju aliran, dan mekanik , di mana aliran mendorong bagian meteran dan pergerakan meteran digunakan untuk menghitung laju aliran.

Saat memilih monitor aliran gas, penting untuk mengetahui dengan tepat kegunaannya sebelum dibeli. Apakah Anda memerlukan massa laju aliran diukur atau volume, laju aliran kontinu atau laju aliran total, berapa laju aliran dan suhu minimum dan maksimum, dan jika akurasi yang tepat diperlukan atau jika dapat diandalkan, pengukuran berulang sudah cukup, semua hal yang perlu dipertimbangkan.

Ultrasonic Flow Meter

Ultrasonic flow meter mengukur kecepatan fluida dengan melewatkan gelombang suara frekuensi tinggi di sepanjang jalur aliran fluida. Gerakan fluida memengaruhi perambatan gelombang suara ini, yang kemudian dapat diukur untuk menyimpulkan kecepatan fluida.

Prinsip Kerja Ultrasonic Flow Meter

Ada dua sub-tipe utama flow meter ultrasonik: Doppler dan waktu transit. Kedua jenis flowmeter ultrasonik bekerja dengan mentransmisikan gelombang suara frekuensi tinggi ke dalam aliran fluida (denyut nadi) dan menganalisis denyut yang diterima.

• Pengukur aliran Doppler mengeksploitasi efek Doppler, yaitu pergeseran frekuensi yang dihasilkan dari gelombang yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek bergerak.
• Ultrasonic Transit-time flow meter menggunakan sepasang sensor berlawanan untuk mengukur perbedaan waktu antara pulsa suara yang bergerak dengan aliran fluida versus pulsa suara yang bergerak melawan aliran fluida.

Karakteristik Ultrasonic Gas Flow Meter

• Akurasi yang dapat diandalkan
• Transduser clamp-on, tanpa harus ada pemotongan pipa
• Pengolahan sinyal digital
• Memiliki Fungsi diagnostik
• Ukur laju aliran rendah 0,05m/dtk
• Rentang pengukuran lebar 200:1
• Tidak ada bagian yang bergerak
• Pengendalian kehilangan tekanan
• Mudah dipasang dan dirawat
• Sensor suhu dan kompensasi volume

Spesifikasi Ultrasonic Gas Flow Meter

• Principle: Transit-Time
• Operating pressure: For steel pipe 5Kg/cm2
• Velocity (bi-direction): -30 m/s ~ 30 m/s
• Display: Instant flow(standard), Total flow, Velocity
• Accuracy: (Reading) 1.0%
• Reproducibility: 0.25%
• Diagnostic Function: Ultrasonic signal shape, Gain value, ΔT, FFT
• Application: Natural gas, Gas, AIR

Baca Selengkapnya : Apa itu Ultrasonic Flow Meter?

Coriolis Mass Flow Meter

Coriolis Mass Flow Meter mengukur massa dengan inersia cairan atau gas yang mengalir melalui tabung bergetar yang dilengkapi dengan seperangkat sensor di saluran masuk dan keluar meter. Peningkatan pergerakan aliran menghasilkan osilasi terukur yang sebanding dengan massa. Desain dan fungsi flow meter Coriolis menjadikannya alat ukur fluida dan gas yang paling andal.

Cairan, gas, dan berbagai zat lainnya diangkut secara teratur melalui pipa. Setiap jenis zat memiliki sifat yang berbeda sehingga menghasilkan prinsip pengukuran yang berbeda. Pengukuran aliran oleh flow meter Coriolis adalah salah satu metode yang digunakan untuk mengumpulkan data dan pengukuran. Ini adalah pengukuran langsung dari aliran massa dan kepadatan.

Pengukur aliran Coriolis dianggap sebagai pengukur massa sejati karena mengukur laju aliran massa secara langsung dan bukan aliran volumetrik, yang mengukur tiang gantungan per menit dan bukan massa. Karena massa tidak bervariasi, tidak perlu menyesuaikan flow meter untuk karakteristik material yang berbeda.

Baca Selengkapnya: Jenis Flow Meter Berdasarkan Prinsip Kerjanya

Prinsip Kerja Coriolis Mass Flow Meter

Aliran dipandu ke dalam tabung berbentuk U. Ketika gaya eksitasi osilasi diterapkan pada tabung yang menyebabkannya bergetar, fluida yang mengalir melalui tabung akan menyebabkan rotasi atau putaran pada tabung karena percepatan Coriolis bekerja berlawanan arah di kedua sisi gaya yang diberikan.

Misalnya, ketika tabung bergerak ke atas selama paruh pertama siklus, fluida yang mengalir ke meteran menahan tekanan ke atas dengan menekan tabung. Di sisi yang berlawanan, cairan yang mengalir keluar dari meteran menahan gerakan vertikalnya berkurang dengan mendorong tabung. Tindakan ini menyebabkan tabung berputar. Saat tabung bergerak ke bawah selama paruh kedua siklus getaran, tabung berputar ke arah yang berlawanan.

Puntiran ini menghasilkan perbedaan fasa (jeda waktu) antara sisi masuk dan sisi keluar dan perbedaan fasa ini secara langsung dipengaruhi oleh massa yang melewati tabung. Keuntungan dari flow meter Coriolis adalah mengukur laju aliran massa secara langsung yang menghilangkan kebutuhan untuk mengkompensasi perubahan suhu, viskositas, dan kondisi tekanan.

Karakteristik Coriolis Mass Flow Meter

• Pengulangan (Repeatability) hingga 0,05%
• Density uncertainty down : 2 g/mnt – 600 kg/mnt
• Desain ringkas dengan tapak jalur pipa minimal
• Mempunyai Sertifikat untuk digunakan di area berbahaya (Explosion-proof Certificates)
• Casing/Penutup Baja Tahan Karat SS 304/SS 316
• Tahan Korosi
• Tidak ada bagian bergerak yang aus atau rusak
• Tahan terhadap kebisingan dan getaran eksternal
• Tidak peka terhadap perubahan tekanan pipa

Spesifikasi Coriolis Mass Flow Meter

• Rentang: 0,002 kg/menit hingga 30000 kg/menit
• Tekanan: sampai dengan 1481 bar (21480 psi)
• Temperatur: -196°C (-321°F) hingga +210°C (410°F)
• Akurasi: 0,1% dari tarif
• Bahan: SS 316 Ti, Alloy C22 – 2.4602, Super Duplex – 1.4410, Sandvik HP160, Tantalum – UNS R05200,
• Koneksi Proses: ¼” hingga 12″

Baca Selengkapnya : Apa itu Coriolis Mass 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.

Prinsip Kerja Thermal Mass Flow Meter

Dalam meteran aliran termal yang 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 transfer panas memasok data dari mana laju aliran massa dapat dihitung.

Thermal Mass Flow Meter dirancang untuk memantau dan mengukur aliran massa secara akurat (berlawanan dengan mengukur aliran volumetrik) gas bersih, parameter yang tidak bergantung pada suhu. Oleh karena itu, pengukur aliran massa termal tidak memerlukan koreksi untuk perubahan suhu, tekanan, viskositas, dan densitas gas.

Kelebihan Thermal Mass Flow Meter

• Ukur laju aliran massa gas secara langsung
• Cocok untuk aplikasi di mana suhu dan tekanan berfluktuasi
• Pengukuran yang sangat akurat dan berulang dengan akurasi tipikal ± 1% FS
• Mampu mengukur secara akurat laju aliran gas rendah atau kecepatan gas rendah
• Rasio turn down yang sangat baik, biasanya 50:1
• Tidak ada bagian yang bergerak

Batasan Thermal Mass Flow Meter

• Penggunaan pengukur massa gas terbatas pada cairan yang bersih dan tidak abrasif
• Kehadiran uap air atau tetesan dapat menyebabkan ketidakakuratan pengukuran
• Sifat termal harus diketahui: variasi dari nilai yang dikalibrasi dapat menyebabkan ketidakakuratan
• Biaya awal yang relatif tinggi

Baca Selengkapnya : Apa itu Thermal Mass Flow Meter?

Turbine Flow Meter

Turbine flow meter adalah jenis pengukur aliran kecepatan yang telah digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi industri – termasuk kedirgantaraan, cryogenic, dan transfer tahanan – untuk pengukuran dengan akurasi tinggi.

Prinsip Kerja Turbine Flow Meter

Diciptakan oleh Reinhard Woltman pada abad ke-18, pengukur aliran turbin dapat diandalkan untuk digunakan dengan cairan dan gas. Ini terdiri dari rotor multi-bilah yang dipasang pada sudut kanan ke aliran fluida dan ditangguhkan dalam aliran fluida pada bantalan yang berjalan bebas. Diameter rotor sedikit lebih kecil dari diameter dalam ruang metering, dan kecepatan putarannya sebanding dengan laju aliran volumetrik. Rotasi turbin dapat dideteksi oleh perangkat solid state (keengganan, induktansi, kapasitif, dan pick-up efek Hall) atau dengan sensor mekanis (roda gigi atau penggerak magnet).

Dalam pick-up keengganan, koil adalah magnet permanen dan bilah turbin terbuat dari bahan yang tertarik pada magnet. Saat setiap bilah melewati koil, tegangan dihasilkan di koil (Gambar 1-A). Setiap pulsa mewakili volume cairan yang terpisah. Jumlah pulsa per satuan volume disebut faktor K meter.

Aplikasi Turbine Gas Flow Meter

• Air
• Gas
• Gas alam
• Nitrogen
• Oksigen
• Kompresi Udara

Spesifikasi Flowma WFT67-G Turbine Gas Flow Meter

Vortex Flow Meter

Vortex Meter dapat digunakan untuk berbagai cairan, yaitu cairan, gas, dan uap. Mereka harus dilihat sebagai pilihan pertama, tunduk pada verifikasi untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu. Vortex Flow Meter adalah pengukur frekuensi, karena mengukur frekuensi pusaran yang dihasilkan oleh bluff body “badan tebing” atau shedder bar “batang penumpah”.

Vortisitas hanya akan terjadi dari kecepatan tertentu (Penomoran Ulang) ke depan, akibatnya meteran pusaran akan memiliki nol yang ditinggikan yang disebut sebagai titik “batas”. Sebelum kecepatan menjadi nol, keluaran meteran akan dipotong menjadi nol. Pada aliran balik tertentu (di atas titik potong) beberapa pengukur pusaran dapat menghasilkan sinyal keluaran, yang dapat menyebabkan interpretasi yang salah.

Vortex Flow Meter adalah pengukur aliran volume sebenarnya, seperti pengukur lubang. Ini menjadi meter intrusif seperti meter orifice, akan menyebabkan penurunan tekanan saat aliran meningkat, mengakibatkan kerugian permanen. akibatnya, cairan di dekat titik didihnya, dapat menimbulkan kavitasi karena tekanan pada meteran turun di bawah tekanan uap cairan. Segera setelah tekanan pulih di atas tekanan uap, gelembung akan meledak. kavitasi menyebabkan meter tidak berfungsi dan harus dihindari setiap saat.

Kelebihan Vortex Flow Meter

• Vortex meter dapat digunakan untuk cairan, gas, dan uap
• Keausan rendah (relatif terhadap flow meter turbin)
• Biaya instalasi dan pemeliharaan yang relatif rendah
• Sensitivitas rendah terhadap variasi kondisi proses
• Akurasi dan pengulangan jangka panjang yang stabil
• Berlaku untuk berbagai suhu proses
• Tersedia untuk berbagai macam ukuran pipa

Batasan Vortex Flow Meter

• Tidak cocok untuk laju aliran yang sangat rendah
• Panjang minimum pipa lurus diperlukan di bagian hulu dan hilir vortex meter

Baca Selengkapnya : Apa itu Vortex Flow Meter?

Variable Area Flow Meter

Pengukur aliran area variabel beroperasi pada tekanan delta konstan (Δp) dan area berubah dengan laju aliran. Area tersebut akan meningkat ketika debit melalui meteran meningkat untuk mempertahankan Tekanan Delta konstan (Δp).

Desain meter luas variabel yang paling umum adalah tipe kerucut dan apung, yang juga dikenal sebagai rotameter. Desain dasar meteran luas variabel adalah tabung runcing (biasanya kaca) yang berisi pelampung pemusatan diri yang didorong ke atas oleh aliran dan ditarik ke bawah oleh gravitasi. Pada laju aliran yang lebih tinggi, pelampung naik untuk meningkatkan luas antara tabung dan pelampung dan mempertahankan Δp konstan.

Laju aliran ditentukan oleh seberapa jauh pelampung telah naik ke tabung: ada kelulusan di sisi tabung. Pengukur luas variabel banyak digunakan untuk mengukur gas tetapi jenis yang berbeda tersedia untuk berbagai cairan yang berbeda. Istilah koreksi daya apung diperlukan untuk cairan dan cairan padat.

Pengukur aliran area variabel adalah alat pengukur aliran yang sangat sederhana namun serbaguna untuk digunakan pada semua jenis cairan, gas, dan uap. Mereka beroperasi pada prinsip area variabel, dimana fluida yang mengalir mengubah posisi pelampung, piston, atau baling-baling untuk membuka area yang lebih luas untuk aliran fluida. Posisi pelampung, piston, atau baling-baling digunakan untuk memberikan indikasi visual langsung dari laju aliran.

Baca Selengkapnya : Apa itu Variable Area Flow Meter?

Kesimpulan

Dari Artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Gas Flow Meter : Jenis, Karakteristik, dan Akurasi” Dari 6 Teknologi Flow Meter yang mampu untuk mengukur aplikasi gas namun perlu di garis bawahi, dari 6 teknologi flow meter yang telah kami paparkan mempunyai nilai akurasi yang berbeda, yaitu :

• Coriolis Mass Flow Meter : ≤0,2%
• Thermal Mass Flow Meter : ±1%
• Ultrasonic Gas Flow Meter : ±1.0%
• Turbine Flow Meter : ±1.5%
• Vortex Flow Meter : 1,25% tingkat akurasi saat mengukur aliran massa cairan dan 2% tingkat akurasi untuk gas dan uap.
• Variable Area Flow Meter : Akurasi tipikal adalah ±5% FS pada rentang 10:1

Sumber : Rheonik.com | kofloc.com | Instrumentationtools.com