Dalam dunia instrumentasi industri, Pressure Sensor atau sensor tekanan adalah perangkat vital yang berfungsi untuk mengukur tekanan gas atau cairan. Secara teknis, tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diterapkan pada suatu area permukaan tertentu.
Pressure sensor bekerja dengan mendeteksi tekanan fisik dan mengubahnya menjadi sinyal output (biasanya elektrik) yang dapat dibaca oleh operator atau sistem kontrol. Ketika tekanan diterapkan pada elemen sensor yang sensitif, mekanisme internal akan memproses data tersebut menjadi satuan pengukuran yang akurat.
Baca Juga : Jenis dan Aplikasi Proximity Sensor
Klasifikasi Tipe Pengukuran Tekanan
Sebelum memilih alat, penting untuk memahami tipe referensi tekanan yang diukur. Berikut adalah empat kategori utamanya:
- Absolute Pressure Sensor: Sensor ini mengukur tekanan relatif terhadap ruang hampa udara sempurna (vakum).
- Gauge Pressure Sensor: Jenis yang paling umum, mengukur tekanan relatif terhadap tekanan atmosfer lingkungan saat itu.
- Sealed Gauge Pressure Sensor: Mirip dengan gauge, namun referensinya adalah ruang tertutup dengan tekanan tetap (biasanya 1 atm), bukan atmosfer luar.
- Differential Pressure Sensor: Digunakan ketika Anda perlu mengetahui selisih (perbedaan) antara dua titik tekanan yang berbeda dalam satu sistem.
Mengapa Pengukuran Tekanan Sangat Penting?
Pengukuran tekanan bukan sekadar angka, melainkan indikator kesehatan sistem. Fungsinya meliputi:
- Efisiensi Energi: Menentukan kerugian tekanan (pressure drop) dalam pipa atau saluran (duct) untuk mengoptimalkan kinerja.
- Keamanan Peralatan: Vital untuk mesin berbasis tekanan seperti turbin, mesin pembakaran internal (IC), dan boiler.
- Kontrol Proses: Mengukur laju aliran (flow rate) atau kecepatan fluida secara tidak langsung.
- Sistem Hidrolik & Pneumatik: Menjadi parameter utama dalam operasional elemen mekanis.
Faktor Memilih Sensor yang Tepat
Agar tidak salah investasi, pertimbangkan faktor berikut sebelum membeli sensor:
- Karakteristik zat/fluida yang diukur (korosif, kental, atau gas).
- Kondisi lingkungan kerja (suhu, getaran).
- Rentang tekanan (range) proses.
- Tingkat akurasi dan sensitivitas yang dibutuhkan.
Baca Juga : Klasifikasi Sensor dan Transduser
Jenis-Jenis Sensor Tekanan (Mekanis & Elektrik)
Secara garis besar, sensor tekanan dibagi menjadi dua kategori berdasarkan outputnya: Mekanis dan Elektrik.
A. Sensor Tekanan Mekanis
Jenis ini mengubah tekanan menjadi gerakan fisik yang kemudian dikonversi menjadi penunjukan skala.
1. Bourdon Tube Pressure Sensor Komponen utamanya adalah tabung berbentuk C yang akan berubah bentuk saat terkena tekanan. Ketika tekanan internal naik, tabung akan cenderung lurus. Gerakan ujung tabung ini kemudian dikonversi menjadi putaran jarum pada skala.
- Kelebihan: Ekonomis, respon cepat, rentang operasi luas.
- Kekurangan: Sensitif terhadap guncangan/getaran dan perubahan suhu, serta rentan mengalami histeresis.
- Aplikasi: Pengukuran tekanan tabung gas, level tangki, dan sistem rem udara otomotif.
2. Helix and Spiral Tube Merupakan pengembangan dari tabung Bourdon. Bentuk spiral atau heliks memberikan panjang tabung yang lebih besar dalam ruang kompak, menghasilkan sensitivitas yang lebih baik.
- Kelebihan: Akurasi tinggi dan minim kerugian gerak mekanis.
3. Bellows Terdiri dari ruang tertutup dengan dinding berlipat-lipat menyerupai akordeon. Saat tekanan masuk, lipatan akan mengembang. Bellows sering dilengkapi pegas untuk meningkatkan akurasi.
- Kelebihan: Konstruksi sederhana, perawatan mudah, cocok untuk tekanan rendah.
- Kekurangan: Histeresis dan perlindungan over-range yang kurang baik.
- Aplikasi: Kontrol industri, dirgantara (aerospace), dan transmisi daya.
4. Diaphragm (Diafragma) Menggunakan piringan logam fleksibel (diafragma). Tekanan akan mendorong diafragma melengkung, dan lengkungan ini diukur.
- Kelebihan: Isolasi cairan proses yang baik, biaya rendah.
- Aplikasi: Industri kimia, petrokimia, dan tambang.
5. Manometer Alat ukur klasik menggunakan tabung U berisi cairan. Perbedaan ketinggian cairan di kedua kaki tabung menunjukkan perbedaan tekanan.
- Kelebihan: Sangat sederhana dan murah.
- Kekurangan: Sulit untuk tekanan tinggi (kecuali menggunakan air raksa) dan tidak praktis untuk otomatisasi.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, Kelebihan Eddy Current Sensor
B. Sensor Tekanan Elektrik (Transduser)
Jenis ini mengubah tekanan fisik menjadi sinyal listrik analog atau digital.
1. Strain Gauge Bekerja dengan prinsip deformasi material. Ketika elemen sensor meregang atau tertekan, resistansi listriknya berubah. Perubahan resistansi ini kemudian diukur sebagai tekanan.
- Kelebihan: Sangat akurat, kompak, tidak ada bagian bergerak yang aus.
- Kekurangan: Sensitif terhadap suhu (perlu kompensasi).
- Aplikasi: Pengukuran torsi, getaran, dan regangan material.
2. Piezoelectric Pressure Sensor Menggunakan kristal piezoelektrik yang menghasilkan tegangan listrik saat mengalami tekanan mekanis.
- Kelebihan: Respon sangat cepat, cocok untuk tekanan dinamis tinggi.
- Kekurangan: Hanya cocok untuk pengukuran dinamis (tekanan berubah-ubah), kurang akurat untuk tekanan statis.
3. Capacitive Pressure Sensor Menggunakan dua pelat logam dengan dielektrik di antaranya. Salah satu pelat (diafragma) bergerak saat terkena tekanan, mengubah nilai kapasitansi.
- Kelebihan: Akurasi tinggi, linieritas baik, rentang luas.
- Aplikasi: Mesin jet, ban mobil, dan sensor sentuh.
4. Vibrating Wire Menggunakan kawat yang digetarkan oleh osilator elektronik. Perubahan tekanan pada diafragma akan mengubah ketegangan kawat, yang berdampak pada perubahan frekuensi getaran.
- Kelebihan: Resolusi tinggi, stabil jangka panjang, histeresis rendah.
- Aplikasi: Pemantauan bendungan, pondasi bangunan, dan struktur geoteknik.
5. Optical Pressure Sensor Menggunakan cahaya untuk mendeteksi pergerakan diafragma (misalnya dengan memblokir berkas cahaya).
- Kelebihan: Tahan terhadap gangguan elektromagnetik (EMI), aman untuk lingkungan berbahaya (eksplosif).
- Aplikasi: Industri minyak dan gas, serta medis.
Baca Juga : Definisi dan Jenis Sensor Suhu
Kesimpulan
Memahami jenis dan karakteristik Pressure Sensor adalah kunci keberhasilan operasional pabrik Anda. Apakah Anda membutuhkan sensor tipe Bourdon untuk pembacaan visual langsung, atau tipe Capacitive untuk integrasi ke sistem kontrol digital, pemilihannya harus disesuaikan dengan kebutuhan spesifik aplikasi. Kesalahan dalam memilih sensor dapat berakibat pada data yang tidak akurat hingga kerusakan sistem.
Jika Anda membutuhkan bantuan teknis untuk menentukan spesifikasi Pressure Sensor yang paling tepat, atau ingin melakukan pengadaan komponen instrumentasi industri lainnya, jangan ragu untuk berdiskusi dengan tim ahli kami, hubungi kami sekarang.
Baca Juga : Definisi, Cara Kerja dan Jenis Resistance Temperature Detector
