Perbandingan Flow Meter Ultrasonic Transit-time dan Doppler

Pengertian Ultrasonic Flow Meter

Perbandingan Flow Meter Ultrasonic Transit-time dan Doppler adalah dua hal penting yang harus selalu diperhatikan. Ultrasonic Flow Meter adalah alat pengukur aliran fluida yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk menentukan kecepatan aliran dan menghitung laju aliran volumetrik atau massa. Prinsip kerja alat ini didasarkan pada bagaimana gelombang ultrasonik merespons pergerakan fluida, baik dengan metode transit time maupun Doppler effect.

Flow meter ini sering digunakan dalam berbagai industri karena sifatnya yang non-invasif, artinya alat ini dapat mengukur aliran tanpa harus memotong atau memasukkan sensor ke dalam pipa, terutama untuk jenis clamp-on. Ultrasonic flow meter cocok untuk berbagai jenis fluida seperti air, minyak, gas, dan cairan kimia, tetapi kinerjanya lebih optimal pada fluida yang jernih atau sedikit partikel.

Perbandingan Flow Meter Ultrasonic Transit-time dan Doppler

Definisi Flow Meter Transit-time

Flow meter transit-time adalah alat pengukur aliran fluida yang mengukur perbedaan waktu antara sinyal ultrasonik yang ditransmisikan dan diterima. Alat ini digunakan untuk mengukur aliran fluida dalam berbagai industri, seperti pengolahan air, minyak dan gas.

Flowmeter ini bekerja berdasarkan prinsip bahwa gelombang ultrasonik akan mengalami percepatan jika bergerak searah dengan aliran fluida dan mengalami perlambatan jika bergerak berlawanan arah. Dengan menganalisis perbedaan waktu tersebut, perangkat ini mampu mengukur aliran dengan akurasi tinggi tanpa mengganggu proses aliran itu sendiri.

Baca Juga : Bagaimana cara memilih Sensor Level Ultrasonik yang sesuai?

Cara Kerja Flow Meter Transit-time

Flowmeter transit time menggunakan dua transduser ultrasonik yang dipasang pada pipa, baik di luar pipa (clamp-on) maupun di dalamnya (in-line). Transduser ini bekerja sebagai pemancar dan penerima gelombang ultrasonik.

Flow meter transit-time bekerja berdasarkan prinsip perbedaan waktu perjalanan gelombang ultrasonik yang melewati fluida dalam pipa. Berikut adalah cara kerjanya:

Prinsip Dasar

Flow meter ini menggunakan dua transduser ultrasonik yang dipasang pada dinding luar pipa dengan posisi sejajar atau diagonal terhadap aliran fluida. Karena fluida bergerak, gelombang ultrasonik yang bergerak searah aliran akan lebih cepat sampai di penerima, sedangkan gelombang yang bergerak melawan aliran akan lebih lambat.

Perhitungan Kecepatan Aliran

Flow meter mengukur perbedaan waktu perjalanan gelombang ultrasonik dalam kedua arah. Semakin cepat aliran fluida, semakin besar perbedaan waktu ini. Dengan menggunakan persamaan matematika, flow meter menghitung kecepatan aliran fluida berdasarkan selisih waktu ini.

Baca Juga : Flow Meter Ultrasonic WUF 500 CF

Aplikasi Flow Meter Transit-time

Pengukur aliran waktu transit memiliki penerapan yang luas untuk pengukuran aliran sungai yang bersih atau sangat murni. Beberapa aplikasi tersebut antara lain:

• Laju aliran air bersih di instalasi pengolahan air.
• Air panas atau dingin di pembangkit listrik.
• Cairan murni dan ultra murni dalam industri farmasi, makanan dan minuman.
• Minyak mentah cair hingga sedang dalam industri penyulingan minyak bumi.
• Sistem distribusi air yang digunakan dalam pertanian dan irigasi.

Definisi Flow Meter Doppler

Ultrasonic Doppler adalah teknologi yang menggunakan prinsip Efek Doppler untuk mendeteksi perubahan frekuensi gelombang ultrasonik akibat pergerakan objek, seperti partikel dalam fluida atau sel darah dalam pembuluh darah.

Dalam flow measurement, Ultrasonic Doppler digunakan dalam Doppler Flow Meter untuk mengukur kecepatan aliran fluida dengan cara menganalisis perubahan frekuensi gelombang ultrasonik yang dipantulkan oleh partikel atau gelembung gas dalam fluida yang bergerak.

Baca Juga : Perbandingan Flow Meter Ultrasonic dan Vortex

Cara Kerja Flow Meter Doppler

Flow meter Doppler adalah jenis ultrasonic flow meter yang bekerja berdasarkan Efek Doppler, yaitu perubahan frekuensi gelombang ultrasonik yang dipantulkan oleh partikel atau gelembung gas yang bergerak dalam fluida. Flow meter ini digunakan untuk mengukur fluida yang mengandung partikel tersuspensi atau gelembung udara.

 Pengiriman Gelombang Ultrasonik

• Transduser ultrasonic dipasang pada bagian luar pipa (untuk tipe clamp-on) atau dimasukkan ke dalam pipa (insertion).
• Transduser mengirimkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu ke dalam fluida.

 Pemantulan Gelombang oleh Partikel atau Gelembung Gas

• Jika fluida mengandung partikel padat atau gelembung gas, gelombang ultrasonik akan dipantulkan kembali ke transduser.
• Jika fluida tidak mengalir, frekuensi pantulan akan sama dengan frekuensi awal.
• Jika fluida mengalir, frekuensi pantulan akan berubah sesuai dengan kecepatan aliran fluida.

 Efek Doppler dan Perubahan Frekuensi

• Jika partikel atau gelembung bergerak mendekati transduser → frekuensi pantulan meningkat.
• Jika partikel atau gelembung bergerak menjauh dari transduser → frekuensi pantulan menurun.
• Selisih antara frekuensi awal dan frekuensi pantulan disebut Doppler Shift dan digunakan untuk menghitung kecepatan fluida.

Aplikasi Flow Meter Doppler

Flow meter Doppler banyak digunakan dalam berbagai industri karena kemampuannya mengukur aliran fluida yang mengandung partikel padat, gelembung gas, atau material tersuspensi. Berikut adalah beberapa aplikasi utama dari flow meter Doppler:

Pengolahan Air dan Limbah

• Pengukuran Aliran Air Limbah: Flow meter Doppler digunakan untuk mengukur aliran air limbah yang mengandung partikel padat, kotoran, dan material tersuspensi.
• Pengolahan Air Bersih: Digunakan untuk memonitor aliran dalam sistem distribusi air bersih yang mungkin mengandung partikel atau gelembung.

Industri Minyak dan Gas

• Transportasi Minyak Mentah: Flow meter Doppler digunakan untuk memantau aliran minyak mentah dalam pipa, yang dapat mengandung partikel kecil dan gelembung gas.
• Proses Pengolahan Gas: Digunakan untuk mengukur aliran gas alam atau gas lainnya dalam pipa yang mengandung partikel atau cairan yang terbawa oleh gas.

Industri Kimia dan Farmasi

• Cairan Kental atau Abrasif: Flow meter Doppler sangat berguna untuk mengukur cairan kimia atau farmasi yang mengandung partikel tersuspensi atau bahan abrasif, seperti suspensi atau slurry.
• Pengolahan Bahan Kimia: Cocok untuk sistem yang mengalirkan bahan kimia yang dapat menghasilkan gelembung atau gas terlarut dalam aliran fluida.

Industri Makanan dan Minuman

• Pengolahan Makanan Cair: Digunakan untuk mengukur aliran fluida dalam industri makanan yang mengandung bahan padat, seperti sirup atau jus dengan partikel alami.
• Minuman Berkarbonasi: Flow meter Doppler dapat mengukur aliran cairan yang mengandung gelembung gas, seperti soda atau minuman berkarbonasi lainnya.

Sistem HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)

• Sistem Pemanas dan Pendingin: Digunakan untuk mengukur aliran air dalam sistem HVAC yang mengandung partikel atau gelembung udara, seperti dalam sistem pemanas air atau pendinginan.

Baca Juga : Perbandingan Nilai Akurasi 3 Flowmeter

Keuntungan Menggunakan Ultrasonic Flow Meter

Perbandingan Flow Meter Ultrasonic Transit-time dan Doppler

Keuntungan utama dari Flow Meter Ultrasonic Transit-Time adalah, ia bekerja secara non-invasif dengan cairan bersih dan sangat murni. Hal ini memungkinkan pengguna untuk menjaga integritas cairan sambil tetap mengukur aliran.

Beberapa kelebihannya lainnya antara lain:

1. Pemasangan mudah-transduser mengatur klem ke pipa.
2. Tidak ada bagian yang bergerak untuk aus.
3. Penurunan tekanan nol.
4. Bekerja dengan baik dengan cairan bersih dan ultra murni.
5. Tidak ada potensi kebocoran.
6. Tidak sensitif terhadap suhu cairan, viskositas, densitas atau variasi tekanan.

Flow Meter Ultrasonic Doppler

• Akurat
  Flow meter ultrasonik doppler memiliki akurasi yang tinggi, terutama untuk aliran yang bebas kotoran atau partikel kecil.
• Tidak memblokir aliran
  Flow meter ultrasonik doppler tidak memiliki bagian yang menghalangi aliran, sehingga tidak menyebabkan pressure drop dan kemungkinan aliran macet.
  
• Hemat energi
  Flow meter ultrasonik doppler membutuhkan energi yang kecil, sehingga biaya perawatannya relatif rendah.
• Fleksibel
  Flow meter ultrasonik doppler dapat mengukur berbagai macam jenis fluida, termasuk air kotor, limbah, dan bahan kimia.
• Tahan air
  Flow meter ultrasonik doppler memiliki sensor IP68 yang tahan air.
  
• Mampu menahan suhu dan tekanan tinggi
  Flow meter ultrasonik doppler mampu menahan suhu dan tekanan tinggi.
  

Baca Juga : Flow Meter Ultrasonic Jenis Clamp On Untuk Pipa PVC

Kesimpulan Perbandingan Flow Meter Ultrasonic Transit-time dan Doppler

Ultrasonic Flow Meter adalah alat pengukur aliran fluida yang menggunakan gelombang ultrasonik, dengan dua prinsip utama: Transit-Time dan Doppler Effect. Flow meter Transit-time mengukur perbedaan waktu gelombang ultrasonik, cocok untuk fluida bersih seperti air dan minyak. Flow meter Doppler mengukur perubahan frekuensi gelombang ultrasonik yang dipantulkan oleh partikel atau gelembung gas, ideal untuk fluida yang mengandung partikel atau gas, seperti air limbah atau slurry. Kedua jenis flow meter ini memiliki keunggulan non-invasif, akurat, hemat energi, dan biaya perawatan rendah, serta banyak digunakan di berbagai industri untuk pengukuran aliran fluida.