Articles

Menentukan kinerja flow meter

Menentukan kinerja flow meter merupakan hal penting karena akan memberikan efek pada proses industri itu sendiri, jika salah dalam menentukan jenis flow meter dengan aplikasinya akan menimbulkan dampak yang negatif bagi para pelaku industri, karena dalam menentukan flow meter ada beberapa aspek yang harus dipenuhi. Disini kami akan menjelaskan faktor-faktor yang terlibat dalam menentukan kinerja keseluruhan flow meter dan bagaimana setiap faktor memengaruhi akurasi flow meter.

Flowma WFT67-G Turbine Gas Flow Meter

Linieritas, repeatability, dan pada akhirnya akurasi pengukur aliran turbin bergantung pada beberapa variabel, termasuk tekanan, suhu, kepadatan, gesekan, dan kompresibilitas fluida. Dengan demikian, baik sifat mekanik pengukur aliran maupun sifat fisik fluida bergabung untuk mempengaruhi kinerja perangkat pengukuran aliran.

Kita ambil contoh turbine flow meter yang dapat berbentuk radial atau aksial, di mana cairan yang melewati perangkat aliran menyebabkan turbin berputar. Saat bilah turbin berputar, mereka melewati sensor dan terdeteksi secara optik atau, lebih sering, secara magnetis dan diubah menjadi pulsa elektronik. Frekuensi pulsa (Hz) yang dihasilkan sebanding dengan kecepatan aliran.

Dalam industri, ada beberapa istilah yang digunakan ketika melihat pengoperasian flowmeter. Uraian berikut ini bertujuan untuk memasukkan istilah-istilah tersebut ke dalam format yang dapat diakses. Istilah-istilah tersebut tidak boleh dibaca sebagai definisi ketat seperti yang dinyatakan dalam standar yang diterbitkan, ISO 11631:1998 (en) Pengukuran aliran fluida – Metode penentuan kinerja flowmeter.

Baca Juga: Definisi dan Perhitungan Flow Rate

K-Faktor atau Faktor-K

K-faktor adalah jumlah pulsa per volume (dalam liter) yang dihitung dengan membagi frekuensi pulsa elektronik dengan laju aliran. Faktor-K dari pengukur aliran turbin adalah unik untuk masing-masing perangkat, meskipun pengukur yang diproduksi secara massal cenderung memiliki faktor-K yang sangat mirip, meskipun tidak identik.

Ketika pengukur aliran dikalibrasi pada laju aliran tertentu dan nilai rentang aliran (sebagaimana ditentukan oleh desainnya), pengulangan dan linearitas yang diperlukan diukur untuk memberikan faktor-K untuk setiap titik pengukuran. Sertifikat kalibrasi untuk pengukur aliran spesifik tersebut mencatat kinerja aktual yang diharapkan dalam kondisi instalasi yang ideal.

Sebagai ilustrasi, pengukur aliran turbin mungkin memiliki laju aliran 2 liter per detik (120 l/menit) dan memberikan frekuensi output 2000Hz. Ini berarti bahwa 1000 pulsa dihasilkan untuk setiap liter cairan yang diukur. Titan biasanya akan mengkalibrasi pada aliran yang berbeda di seluruh rentang aliran meter untuk menentukan faktor-K terbaik secara keseluruhan untuk perangkat aliran tertentu. Faktor-K ini digunakan untuk instrumentasi pemantauan, seperti tampilan Pulsite Solo Titan, dan pengulangan dan linearitas dihitung dengan kalibrasi ini untuk rentang aliran.

Baca Selengkapnya: K-Faktor Flow Meter dan Perhitungan

Ketidakpastian kalibrasi

Ketidakpastian kalibrasi adalah ketidakpastian total dari peralatan pengukur referensi yang digunakan untuk mengkalibrasi perangkat, seperti pengukur aliran. Seberapa baik hal ini menjadi dasar dari semua klaim performa. Ini adalah angka yang jarang dikutip selain oleh rumah kalibrasi bersertifikat.

Tidak ada kalibrasi, bahkan yang dapat dilacak sepenuhnya, yang dapat bersifat absolut karena ada ketidakpastian pada setiap pengukuran hingga ke Standar Nasional. Rumah kalibrasi terbaik mengklaim ketidakpastian sebesar ±0,02%, tetapi yang lebih umum adalah ±0,1%. Ini adalah nilai dasar yang mendasari semua pernyataan akurasi lainnya. Jika ketidakpastian di sini adalah ± 0,2%, pengukur aliran tidak dapat dinyatakan lebih akurat dari itu, bahkan jika pengulangan dan linearitas kurang dari ± 0,1%, karena ketidakpastian peralatan kalibrasi dan metodologi adalah penentu utama.

Baca Juga: Fungsi Flow Meter dan Bagaimana Cara Memilihnya

Pengulangan atau Repeatability

Pengulangan adalah kemampuan pengukur aliran untuk memberikan hasil yang sama pada pengoperasian berulang kali dengan kondisi operasi yang sama. Pengukur aliran turbin kecil Titan berhasil digunakan dalam proses batching dan aplikasi pengeluaran, terutama dalam sektor makanan dan minuman, kimia, dan laboratorium, karena pengulangan yang sangat baik (± 0,1%).

Hal ini tidak sama dengan akurasi atau linearitas. Tanpa pengulangan yang sangat baik, pengukur aliran turbin tidak dapat mencapai kinerja yang baik. Biasanya, beberapa titik diambil pada setiap titik kalibrasi untuk memeriksa pengulangan perangkat, meskipun ini tidak selalu dilaporkan pada sertifikat kalibrasi. Pengukur aliran yang sangat dapat diulang yang dapat dikalibrasi in-situ sangat ideal untuk aplikasi batching di mana offset proses apa pun juga dapat dipertanggungjawabkan secara andal.

Baca Juga: Cara Kerja Flow Meter Menurut Teknologinya

Akurasi

Akurasi adalah istilah yang digunakan untuk menentukan pembacaan yang sebenarnya dari suatu instrumen (akurasi tinggi), atau bahkan penyimpangan dari kebenaran absolut (akurasi rendah). Akurasi umumnya digunakan sebagai istilah kualitatif, yang menunjukkan kualitas instrumen. Angka akurasi yang dinyatakan harus mencakup linearitas, pengulangan, dan ketidakpastian kalibrasi.

Baca Selengkapnya: Dampak Akurasi Flow Meter

Linearitas

Linearitas biasanya didefinisikan dengan menyatakan deviasi maksimum pembacaan pada rentang yang ditentukan (misalnya ±1% dari laju aliran). Ini adalah kemampuan pengukur aliran untuk tetap berada dalam batas yang ditentukan pada seluruh rentang aliran yang ditentukan oleh desainnya.

Cara standar untuk menyatakan linearitas adalah kesalahan pembacaan. Alternatif yang sering digunakan di beberapa sektor industri adalah persentase defleksi skala penuh (full-scale deflection) atau FSD.

Baca Juga: 8 Tips Memilih Flow Meter Agar Sesuai Dengan Kebutuhan Anda

Linearitas FSD

Pengukur yang ditunjukkan pada Gambar 1 menunjukkan pembacaan yang wajar. Di-plot dalam bentuk ini, aliran yang ditunjukkan versus aliran aktual menunjukkan hampir satu garis lurus. Meteran ditetapkan sebagai ±2% dari akurasi skala penuh dengan kisaran skala penuh 100 l/menit. Jadi, toleransi ±2 liter per menit berlaku pada seluruh rentang pengoperasian, bahkan pada aliran minimum. Jika jumlah pulsa per liter untuk meteran yang sama diplotkan terhadap laju aliran, maka akan terlihat jelas perbedaannya.

Dengan menggunakan meteran yang sama, plot pada Gambar 2 mengilustrasikan peningkatan kesalahan pembacaan pada laju aliran rendah. Kita dapat mengibaratkan spesifikasi FSD ±1% seperti menggunakan indikator yang hanya memiliki tampilan digital beresolusi 0-100. Semua pembacaan berada dalam satu satuan langkah, sehingga meteran mengukur ±1 liter per menit pada aliran penuh. Hal yang sama juga berlaku pada 1 liter per menit, yang bisa jadi 0 atau 2, yaitu ±1 l/menit yang setara dengan linearitas FSD 1%; akurasi satu liter per menit pada 100 atau 1 l/menit.

Meskipun rentang aliran 100:1 dan linearitas FSD 1% biasanya tidak diklaim, contoh ini memberikan ilustrasi yang baik tentang potensi masalah. Bahkan, rentang aliran 10:1 dengan 1% FSD akan memberikan 10% kesalahan yang diizinkan pada aliran minimum yang ditentukan, yaitu 10 l/menit ± 1 l/menit.

Analogi indikator ini juga menunjukkan pentingnya instrumentasi dan tampilan yang terkait, yang tidak dibahas di sini. Grafik yang diplot pada Gambar 3 menggunakan data flowmeter yang sama dengan ilustrasi FSD di atas. Dalam hal ini, garis kesalahan ditampilkan sebagai persentase pembacaan. Jelas bahwa contoh flowmeter keluar dari akurasi yang diperlukan antara 10 dan 20l/menit untuk akurasi ‘pembacaan’ sebesar ± 2%.

Grafik pada Gambar 4 lebih baik menggambarkan situasi aktual dengan flowmeter yang sama yang digunakan pada Gambar 1. Pengukur aliran mendekati batas maksimum yang dapat diterima pada aliran penuh tetapi turun di luar spesifikasi pembacaan ±2% sekitar 17 liter per menit.

Baca Juga: Definisi Flow Meter Berdasarkan Jenisnya

Kesimpulan

Sementara pengukur aliran turbin, menawarkan pengulangan dan keandalan tingkat tinggi yang diperlukan untuk sistem pengiriman batch yang akurat, sensor aliran ultrasonik  serta pengukur aliran roda gigi oval yang lebih besar sangat akurat pada rentang aliran yang lebih luas, terutama dengan cairan kental seperti oli.

“Ketika pelanggan memutuskan pengukur aliran yang sesuai dengan aplikasi mereka, mereka perlu menyadari perbedaan antara FSD dan akurasi ‘pembacaan’, karena sering kali pemasok tidak menentukan akurasi mana yang dikutip. Seperti yang dibahas di sini, pembacaan linearitas memiliki dampak signifikan pada kinerja flowmeter, terutama pada ujung bawah rentang alirannya.”

Referensi: mepca-engineering.com

Naufal

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