Pengukuran Level Dengan Gelembung Udara

1

PENGUKURAN LEVEL DENGAN GELEMBUNG UDARA PENGERTIAN

Instrumentasi merupakan suatu alat yang sangat penting dalam suatu sistem pengukuran yang salah satunya pengukuran besarnya tinggi permukaan cairan, alat ini harus dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan kebutuhan instrumentasi di pabrik. PENGUKURAN E!E "E!E #EA$UR #EA $URE#E E#EN%& N%&.e .e'el 'el mer merupa upakan kan sal salah ah sat satu u 'ar 'ariab iabel el yang bany banyak ak di( di(ump umpai ai di ind indust ustri ri seperti halnya temperatur "temperature&, tekanan "pressure& dan aliran "fl)*&. Pengukuran adalah  penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, biasanya terhadap suatu standar atau satuan  pengukuran. Pengukuran permukaan "le'el& adalah yang berkaitan dengan keterpasangan terh te rhada adap p pe pera rala lata tan n pr pr)s )ses es ya yang ng be berb rbent entuk uk k)l k)l)m )m se seper perti ti ta tang ngki ki,, dr drum um,, ta tabu bung ng si sili lind nder. er. Pengukuran angsung dan Pengukuran %ak angsung adalah macam+macam met)de di dalam  pengukur permukaan pada at cair, sedangkan pada at padat dapat digunakan met)de listrik, is)t)p, is)t) p, ultr ultras)ni as)nik. k. -i dalam pengukuran secara langs langsung ung terda terdapat pat (enis (enis+(eni +(eniss penguku pengukuran ran yaitu yaitu,, menggunakan gelas penun(uk dan pelampung, sedangkan pada pengukuran secara tidak langsung yaitu, $istem gelembung suara, Ultras)nic, $istem (ebakan udara dan #an)meter pipa U. Prinsip Prinsip dari pengukuran pengukuran permukaan permukaan sendiri sendiri yaitu, yaitu, Pengukuran Pengukuran le'el dengan system system hydr)static head, enis gerakan pelampung, enis perpindahan benda apung, K)ndukti'itas listrik  dan Pengendalian Pengendalian splite range.Instr range.Instrumen umen yang digunakan untuk mengukur ketinggian ketinggian dengan  batasan ketinggian tertentu dinamakan dengan le'el. Pengukuran permukaan "le'el& adalah yang  berkaitan dengan keterpasangan terhadap peralatan pr)ses yang berbentuk k)l)m seperti / %angki, %angki, -rum, %abung %abung $ilinder.

METODE PENGUKURAN

Ada dua cara utama untuk mengukur ketinggian permukaan "le'el& cairan, yaitu/ 0.

Pengukuran secara langsung, yang antara lain prinsip b)la pelampung dan k)ndukti'itas

2

1.

Pengukuran tidak langsung yang antara lain, menggunakan prinsip pengukuran tahanan

abs)lute, diagfrahma, system gelembung udara, tekanan differensial, man)meter air raksa dan lain sebagainya. Untuk menentukan tinggi permukaan atau le'el permukaan at padat, dapat (uga dipergunakan cara / 0. istrik. 1. Is)t)p. 2. Ultras)nik.

PRINSIP UNTUK MENGUKUR PERMUKAAN (LEVEL)

0. Pengukuran le'el dengan system hydr)static head Prinsip pengukurannya adalah bah*a tekanan pada suatu titik di dalam fluida yang diketahui massa (enisnya adalah sebanding dengan tinggi k)l)m fluida. Untuk memudahkan  pengukuran tekanan hidr)static, digunakan man)meter tabung U atau pressure gauge. Rumus yang digunakan / P=ρxh -imana / P / %ekanan hidr)static 3 / #assa (enis benda cair  h / %inggi permukaan cairan 1. enis gerakan pelampung Prinsip ini sangat sederhana, yaitu (ika pelampung diapungkan pada permukaan fluida maka pelampung akan naik dan turun mengikuti gerakan permukaan fluida. $elan(utnya dengan suatu mekanisme, pergerakan pelampung tersebut dapat di translasikan pada macam alat ukur  atau mekanisme c)ntr)l le'el lain. 2. enis perpindahan benda apung Pengukuran ini menggunakan prinsip dasar hukum Archimedes, yang menyatakan bah*a t)tal tekanan fluida terhadap benda yang tercelup kedalamnya adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan dan arah tekanan tersebut ke atas "'ertikal&. Gaya ke atas tersebut sering dikenal dengan gaya apung. $ebagai transmitter, sistem perpindahan benda apung adalah

3

k)mbinasi dari perpindahan benda apung dengan sistem pneumatik, sehingga sinyal inf)rmasi le'el yang dikirimkan adalah bentuk tekanan udara. 4. K)ndukti'itas listrik Prinsip ini berdasarkan kenyataan bah*a beberapa (enis fluida merupakan k)ndukt)r  listrik, sedangkan beberapa (enis yang lain termasuk udara, realtif tidak menghantarkan arus listrik. 5al ini digunalan untuk mengetahui ada atau tidaknya permukaan fluida melampaui garis le'el tertentu. 6. Pengendalian splite range ika di pengendalian selektif "selecti'e c)ntr)l& ada dua pr)ses 'ariabel yang dikendalikan )leh satu c)ntr)l 'al'e, di pengendalian split range ada duac)ntr)l 'al'e untuk mengendalikan sebauah pr)cess 'ariabel. -engan pengendalian split range, c)ntr)l 'al'e mampu mengendalikan fl)* yang kecil sampai fl)* yang besar. adi, ada dua c)ntr)l 'al'e di dalam sebuah l))p, untuk  l)*+fl)* dan high+fl)*. Namun, pada diagram k)tak tetap hanya ada satu final c)ntr)l element, karena ker(a c)ntr)l 'al'e bergantian "se7uencing&. JENIS-JENIS PENGUKURAN PERMUKAAN A. Penguu!"n L"ng#ung

0. Pengukuran permukaan dengan gelas penun(uk Gelas penun(uk ini berhubungan dengan cairan di dalam tangki dan diletakkan disamping tangki yang berisi cairan. #enurut h)kum be(ana berhubungan, tinggi tangki dan  padagelas penun(uk selalu sama. adi dengan mengatur tinggi cairan di dalam tangki. Untuk dapatmelihat tinggi ini, cairan yang akan diukur harus bening dan tidak b)leh keruh karena akanmengganggu pengelihatan pada gelas petun(uk. %entunya gelas petun(uk ini adalah bila gelas petun(uk ini pecah maka cairan di dalam akan tumpah ke luar. $elainitu  biasanya batas ukurnya hanya sampai kira+kira satu meter.

1. Pengukuran permukaaan dengan pelampung -i sini pelampung yang ringan selalu begerak megikuti permukaan. Karena adanya  pemberat 8maka katr)l berputar menggerakkan (arum petun(uk. -engan kalibrasi maka

4

tentunya angka+angka pada skala merupakan tinggi cairan atau sudah langsung manun(ukkan ')lume atau massadari cairan tersebut.9anyak sekali cara+cara pengukuran dengan pelampungini, tetapi pada dasarnya mempunyai prinsip yang sama, yaitu gerakana  permukaan cairan diikuti dengan gerakan pelampung yangselan(utnya dihubungkan pada  (arum skala. 5ubungan antara pelampung (arum petun(uk bias berupa tali, ka*at dengan katr)l atau batang kaku dengan suatu engsel.-engan menggunakan pelampung, daerah ker(a pengukurpermukaan dapat diperbesar "lebihdari 0 met er &. $ka la pe mba caa n dapat diletakkan pada tempat yang tinggi atau rendah, atauterpisah (auh dari tangki cairan. Untuk memper)leh ketelitian yang baik, pelampung harustercelup sampai batas penampang yang terbesar. Ada 2 hal yang penting untuk diperhatikan pada ke(adian ini yaitu / 

Penggeser tidak akan terapung diatas cairan, melainkan sebagian akan terbenam,

karena penggeser itu sendiri mempunya berat tertentu dan terikat pada gantungan "supp)rt arm&. 

Naiknya tinggi permukaan cairan akan membuat penggeser naik, karena adanya gaya

apung yang lebih besar dari cairan. Akan tetapi pergerakan dari penggeser hanya kecil sekali dibandingkan dengan naiknya tinggi permukaan cairan. Perubahan pada kedudukan penggeser akan mengakibatkan perubahan pada kedudukan  penun(uk dari timbangan.

B. Penguu!"n T$%" L"ng#ung

#eskipun pengukuran secara tidak langsung ini banyak (enisnya tetapi hanya akan dibahas empat macam, yaitu/ 0.$istem gelembung udara $uatu pipa pan(ang dicelupkan ke dalam tangki berisi cairan dan bagian atasnyadihubungkan dengan sumber tekanan melalui pengatur tekanan dan (uga ke pengukur tekanan.#ulut pipa  bagian ba*ah tidak diletakkan sampai dasar be(ana untuk menghindari k)t)ran+k)t)ran atau endapan+endapan yang dapat mengganggu pengukuran. Udara sedikit demi sedikitdimasukkan

5

kedalam pipa dengan tekanan. Karena adanya udara masuk maka cairandi dalam pipa terdesak ke  ba*ah.Pada saat udara mulai meninggalkan mulut pipa timbullah gelembung+gelembung. Pada saat ini tekanan cairan di mulut pipa sama dengan tekanan udara yangditun(ukkan )leh pengukur  tekanan, yaitu/P : 3 g 5adi tinggi permukaan cairan diukur dari dasar tangki adalah/ T= &' &

-imana/ 5): Ketinggian mulut pipa dari dasar be(ana 3g : 9erat (enis cairan Pengukuran

permukaan dengan

sistem gelembung

udara

mempunyai beberapa

kerugian,diantaranya adalah/ a.5arus menggunakan sumber udara dengan pengatur tekanan yang dapatmengubah tekanan sedikit demi sedikit supaya pengukuran teliti. b.5arus mengamati gelembung+gelembung udara yang pertama kali timbul. 1.$istem K)tak -iafragma %erdiri dari satu k)tak yang tertutup dan dipasang pada u(ung pipa yang dicelupkan ke dalam cairan . 9ila cairan didalam tangki naik maka tekanan udara dalam k)tak yang berada di atas k)tak diafragma (uga naik. -engan mengukur tekanan ini maka dapat diketahui tingginyacairan di dalam tangki. ;leh karena diafragma mengadakan k)ntak langsung dengancairan di dalam tangki maka ia ini harus terbuat dari bahan+bahan yang tahanterhadap cairan. 2.$istem ebakan Udara -alam hal tidak ada diafragma yang sesuai untuk sesuatucairan, maka dapat dipakai sistem (ebakan udara. $istem ini terdiri dari satuk)tak dengan lubang di ba*ahnya. -an yang dipasang di u(ung pipa yangdicelupkan ke dalam cairan.ubang k)tak dibiarkan tanpa diafragma. Karena udara di dalam k)tak mendapat tekanan cairanmaka akan terdesak ke atas. %ekanan ini diteruskan ke pengukur tekanan. -enganmengetahui besarnya tekanan ini dapat diketahui tinggi

6

cairan di dalam tangki. Agar kenaikan cairan di dalam k)tak tidak terlalu besar, maka')lume k)tak dibuat (auh lebih besar daripada ')lume pipa di atasnya. $istem (ebakan udara ini mempunyai kerugian yaitu bila dipakai untuk cairan yang dapatmelarutkan udara. 9ila udara larut di dalam cairan maka cairan akan naik kedalam k)tak dan pengukuran men(adi tidak teliti lagi. Untuk itu maka (ebakan udara ini harus sering diangkat keluar dari cairan sehingga terisi lagi denganudara seperti pada sistem gelembung udara untuk mengisi udara kembali. -engancara ini (ebakan udara tidak perlu lagi diangkat keluar cairan. 4.Pengukuran Permukaan -engan #an)meter Pipa U #an)meter pipa U yang dipakai untuk mengukur permukaan cairan di dalam tangki terbuka. -engan mengukur tinggi hdari cairan man)meter dapat diketahui tinggi 5 dari cairan di dalam tangki. #et)de ini banyak kelemahannya yaitu kemungkinan gangguan+gangguan dari luar seperti gel)mbang+gel)mbang suara dari luar seperti gel)mbang+gel)mbang suara dari sumber+sumber  lain. Kedua (enis pengukuran tersebut pada dasarnya menggunakan prinsip sebagai berikut / 0. 5idr)static head 1. Gerakan pelampung 2. Perpindahan b)la apung 4. K)nduklti'itas listrik 

 #et)de Pengukuran e'el / a.

#et)da pengukuran tinggi permukaan cairan ada dua yaitu /

Pengukuran dilihat langsung %inggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan ditun(ukkan dalam satuan pengukuran pan(ang "meter&. -engan diketahuinya tinggi permukaan cairan maka ')lume dari cairan yang diukur dapat dicari bila dikehendaki.

 b.

#et)da mekanik.

7

Gaya pada cairan menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasi kedalam bentuk skala angka+angka. Pengukuran langsung tinggi permukaan cairan dapat dilihat dari penggunaan gelas penglihat atau gelas ukur biasa dalam be(ana dianggap merupakan met)de yang paling sederhana untuk mengukur tinggi permukaan cairan. #et)de ini sangat efektif  digunakan dalam pengukuran langsung.9eberapa met)de tidak langsung meliputi pengukuran "permukaan&, tekanan, pengukuran kerapatan "densitas&, pengukuran tinggi permukaan dengan  pemberat, dan lain+lain. c.

#et)da yang digunakan secara luas untuk langsung mengukur permukaan adalah

 pelampung sederhana, yang dapat dihubungkan dengan transduser gerakan sesuai untuk  menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan permukaan cairan. d.

Permukaan cairan dalam tangki harus dibuat setabil agar )perasi dalam pabrik dapat

setabil. 9anyaknya cairan yang terdapat dalam tangki dapat diketahui dengan mendeteksi tinggi dari permukaan cairan dalam tangki pr)ses. Permukaan cairan dibuat tetap dengan mengendalikan la(u arus cairan yang dilakukan dari dasar tangki menggunakan c)ntr)l 'al'e. Rangkaian kendali permukaan cairan terdiri atas detekt)r, c)ntr)ller, c)n'erter dan c)ntr)l 'al'e.

8

DATAR PUSTAKA

http/<<(ayamandalapurba.bl)gsp)t.c).id<1=02<=10<0.