Dalam dunia industri modern, pengukuran aliran (flow measurement) adalah elemen penting dalam proses produksi dan distribusi energi, air, gas, dan berbagai bahan kimia. Salah satu alat yang sering digunakan karena fleksibilitas, akurasi, dan keandalan adalah vortex flowmeter.
Namun, tidak semua media fluida memiliki karakteristik yang sama. Vortex flowmeter digunakan untuk mengukur berbagai jenis fluida, seperti gas, steam (uap), dan liquid (cairan). Meskipun prinsip kerjanya sama, perilaku fluida yang berbeda membuat pengukuran dan aplikasinya pun berbeda.
Baca Juga: Perbandingan Flow Meter Ultrasonic dan Vortex
Prinsip Kerja Vortex Flowmeter
Vortex flowmeter bekerja berdasarkan fenomena fisika yang disebut “Vortex Shedding” atau pelepasan pusaran. Saat fluida mengalir melewati penghalang atau bluff body, akan terbentuk pusaran di sisi hilir secara bergantian. Frekuensi terbentuknya pusaran ini berbanding lurus dengan kecepatan aliran fluida.
Rumus Dasar:
f=St⋅Vdf
Keterangan:
f = frekuensi vortex (Hz)
St = Strouhal Number (konstanta tergantung bentuk bluff body)
V = kecepatan fluida (m/s)
d = lebar bluff body (m)
Sensor piezoelektrik atau kapasitif menangkap getaran akibat vortex, dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang merepresentasikan laju aliran.
Baca Juga : Flowma VFM68 Series Vortex Flow Meter
Perbedaan Karakteristik Berdasarkan Jenis Fluida
1. Vortex Flowmeter untuk Gas
Karakteristik:
- Gas bersifat kompresibel, volume dan densitas berubah tergantung suhu dan tekanan.
- Densitas rendah → menghasilkan sinyal vortex yang lemah, terutama pada aliran rendah.
- Butuh kompensasi tekanan dan suhu untuk konversi ke mass flow rate.
Keuntungan:
- Tidak memiliki bagian bergerak → tahan terhadap kontaminan ringan dalam gas.
- Cocok untuk pengukuran gas bersih seperti udara, nitrogen, metana, dll.
Tantangan:
- Rentan terhadap noise dan getaran dari lingkungan.
- Reynolds number minimum harus terpenuhi agar vortex terbentuk stabil.
Aplikasi:
- Pengukuran aliran udara di HVAC
- Gas alam di jaringan distribusi
- Nitrogen atau oksigen di industri kimia
2. Vortex Flowmeter untuk Steam (Uap)
Karakteristik:
- Steam bersifat kompresibel dan panas.
- Tekanan dan suhu tinggi → perlu material tahan suhu dan tekanan ekstrem.
- Cocok untuk mengukur mass flow steam, baik superheated maupun saturated.
Keuntungan:
- Ideal untuk mengganti orifice flowmeter karena lebih akurat dan tanpa tekanan hilang besar.
- Mampu digunakan di boiler dan pabrik energi.
Tantangan:
- Harus memperhitungkan kondensasi pada saturated steam.
- Sering kali perlu transmitter suhu dan tekanan terintegrasi.
Aplikasi:
- Sistem pemanas dan sterilisasi
- Boiler power plant
- Sistem distribusi uap industri
3. Vortex Flowmeter untuk Liquid (Cairan)
Karakteristik:
- Liquid bersifat inkompresibel, densitas relatif konstan.
- Vortex shedding kuat dan stabil karena massa fluida besar.
Keuntungan:
- Tidak memerlukan kompensasi suhu/tekanan dalam kebanyakan kasus.
- Cocok untuk cairan jernih atau sedikit kental seperti air, oli ringan, bahan kimia.
Tantangan:
- Kavitasi dapat terjadi jika tekanan turun terlalu rendah di belakang bluff body.
- Jika cairan mengandung padatan, dapat menyebabkan gangguan pengukuran atau keausan.
Aplikasi:
- Distribusi air bersih
- Sistem pemrosesan kimia cair
- Proses industri makanan & minuman
Baca Juga : Pengukuran Gas menggunakan TGF06D-A Thermal Gas Flowmeter
Tabel Perbandingan Teknis
| Parameter | Gas | Steam | Liquid |
| Sifat Fluida | Kompresibel | Kompresibel & panas | Inkompresibel |
| Sinyal Vortex | Lemah (densitas rendah) | Stabil (densitas tinggi) | Kuat |
| Output Umum | Mass Flow (dengan kompensasi) | Mass Flow (butuh kompensasi) | Volumetric |
| Kompensasi Diperlukan | Suhu & Tekanan | Suhu & Tekanan | Tidak selalu |
| Tantangan Utama | Noise, tekanan rendah | Kondensasi, suhu ekstrem | Kavitasi, padatan terlarut |
| Aplikasi Umum | HVAC, sistem gas | Boiler, pemanas, power plant | Air, cairan proses |
Baca Juga :
Pemilihan Vortex Flowmeter yang Tepat
Memilih vortex flowmeter yang sesuai sangat bergantung pada:
- Jenis media yang diukur.
- Kondisi operasional: suhu, tekanan, viskositas.
- Kebutuhan pengukuran: apakah mass flow atau hanya volumetrik.
- Ukuran pipa dan flow range.
Tips:
- Untuk gas dan steam, pilih model dengan kompensasi suhu dan tekanan terintegrasi.
- Untuk liquid, perhatikan kompatibilitas bahan flowmeter dengan sifat kimia cairan.
- Pastikan flowmeter dipasang di pipa lurus minimal 10x diameter di hulu dan 5x di hilir untuk akurasi maksimal.
Baca Juga : Flowma VFM60-LA Liquid Air Vortex Flow Meter
Kesimpulan
Vortex flowmeter adalah teknologi serbaguna yang dapat digunakan untuk berbagai media fluida. Namun, untuk mencapai akurasi dan keandalan optimal, perlu pemahaman perbedaan karakteristik antara gas, steam, dan liquid.
- Gas memerlukan sensitivitas tinggi dan kompensasi suhu-tekanan.
- Steam menuntut material tahan panas dan sistem kompensasi mass flow.
- Liquid lebih mudah diukur, tetapi perlu perhatian pada potensi kavitasi atau kontaminan.
Pemilihan dan instalasi yang tepat akan memperpanjang umur alat dan menghindari kesalahan pengukuran yang merugikan.
Baca Juga : Apa itu Vortex Flow Meter?
Sumber : www.yokogawa.com | www.emerson.com | www.endress.com
