pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (smkn 1 cimahi)
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
1/15
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluan
Pengukuran aliran sangat dibutuhkan untuk mengetahui berapa banyak
bahan baku yang masuk dan keluar dalam suatu proses. Dengan mengetahui
berapa banyaknya bahan dari hasil pengukuran maka biaya yang dikeluarkan
untuk bahan bahan tersebut dapat diperkirakan nilainya, misalnya kebutuhan
sumber listrik, air, bahan produksi, dan lain lain. Meter meter yang digunakan
untuk mengukur aliran dikategorikan menjadi 2 kategori, yaitu pengukuran
quantity (Jumlah) dan pengukuranflowrate. Kalau pengukuran quantityitu
pengukuran berdasarkan totalisasi hasil pengukuran, sedangkan pengukuran
flowrateberdasarkan pengukuran sebenarnya dari rata rata pengukurannya.
Flowmeteradalah suatu instrumen yang berungsi sebagai pengukur dan
indikator aliran supaya aliran dapat sesuai dengan kebutuhan proses. Dalam
proses ini tipeflow transmitteryang digunakan adalah Vortex flowmeter.
Vortexlo!meter adalah alat ukur aliran luida yang serba guna, dengan
tingkat keakuratan pengukuran yang teliti. "ahan terhadap gangguan seperti,
getaran, luida yang kotor, arus aliran yang tinggi, temperatur rendah dan tinggi.
#isa diaplikasikan untuk segala jenis luida, baik itu uap, air, minyak, bahan
kimia. Karena luida yang akan diukur kali ini adalah air demin, maka Vortex
lo!meter adalah pilihan yang tepat untuk mengukur air demin, dibandingkan
dengan jenis lainnya.
4.2. Standar Spesifikasi
"abel $.%
&pesiikasi 'lat
60
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
2/15
61
ama model *+ Pro!irl - (-lange
ersion.)
&erial nomor /001$$
3kuran pipa 10 D 4 56
&uhu Kerja 7200 89 7 $00 89
:ange Pengukuran %./ ;2 m54h (10 D)
'kurasi pengukuran gas) ,
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
3/15
62
Bambar $.% Vortex-lo!meter ndress*+auser Pro!irl -
4.3 Bagian !agian VortexFlowmeter
Bambar $.2 > $.5 #agian bagian Vortex-lo!meter
%. &ensor
&ensor lo!meter ini menggunakan sensor pieAoelektrik
yang dimana jika ada tekanan dan getaran dari aliran luida, sensor
ini akan mengkonersikan sinyal tersebut ke sinyal elektrik. &inyal
elektrik tersebut akan di kirim ke 9P3 dan diproses disana.
2. #atang penghambat (strut)
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
4/15
63
#agian yang berungsi untuk meme?ah arus aliran agar
ter?ipta aliran turbulen yang akan menggerakan sensor. #atang ini
biasanya berbentuk prisma segitiga dengan bagian yang lan?ip
menghadap ke arah aliran melaju.
5. "ransmitter
#agian yang akan mengolah sinyal elektrik yang diterima
dari sensor menjadi sinyal elektrik yang standar, yaitu $ 20 m'.
Di transmitter ada beberapa bagian lagi.
%) Po!er supply board (no. %)
#agian di dalam transmitter yang digunakan untuk
memasukan sumber tegangan pada lo!meter.2) 'mpliier board (no. 2)
#agian yang berungsi untuk membangkitkan sinyal
elektrik yang diterima dari sensor pieAoelektrik.
5) C4 board (no. 5)
#agian yang digunakan untuk terminal input output data
pada transmitter.
$) &ensor Data Memory (no. $)&ebuah perangkat penyimpan data hasil pemba?aan aliran.
Perangkat ini berguna untuk memuat ulang dan menyimpan
setting7an transmitter.
/) Display
#agian yang memuat hasil pengukuran berupa tulisan yang
dimuat pada E9D.
.4 Prinsip "er#a VortexFlowmeter
Prinsip kerja dari Vortexlo!meter menga?u kepada "eoriKarman
Vortex street, dimana ketika aliran luida bertemu dengan batang
penghalang (strut), memisahkan, bergerak di sekitar objek dan
mengalir. Pada titik kontak, pusaran yang terbentuk se?ara bergantian di
kedua sisi objek. +al ini men?iptakan peningkatan tekanan dan penurunan
ke?epatan di satu sisi obstruksi. &ementara itu, penurunan tekanan dan
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
5/15
64
peningkatan ke?epatan di sisi lain dari objek. 'liran akan bergantian
mengalir dari sisi kiri dan kanan batang penghalang. 'liran tersebut seperti
membentuk gelombang gunung dan lembah. -rekuensi gerakan aliran
sebanding dengan ke?epatan dari luida saat mele!ati batang tersebut.
Bambar $.$ Prinsip kerja Vortex-lo!meter
4.$ "arakteristik Vortex%l&'(eter
7 &atuan indikasinya m54h (debit aliran)
7 'kurasi pengukurannya tinggi7 Pemasangannya mudah
) &angat ?o?ok untuk mengukursteam
4.*. "ele!ihan dan "ekurangan Vortex%l&'(eter
4.*.1. "ele!ihan
) #isa digunakan di semua aplikasi luida, baik itu ?air, gas, uap, oli,
dsb.
) "ahan terhadap suhu ekstrim dari 720089 hingga $0089
) Kuat terhadap gangguan getaran, aliran yang kuat, ?airan yang kotor,
elektromagnetis, dan perubahan suhu yang drastis.
) "idak ada benda yang bergerak atau berputar.
4.*.2. "ekurangan
) +anya bisa mengukur aliran turbulen
) "idak bisa mengukur aliran yang sangat tinggi (F%00.000 m54h),
karena akan merusak sensor mekanisnya.
) +anya bisa mengalir dari satu arah.
) "idak bisa mengukur aliran yang iskositasnya tinggi.
4.+. Pengukuran Air ,e(in dengan VortexFlowmeter
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
6/15
65
Mula Mula atur terlebih dahuluset pointyang diinginkan untuk dialirkan
menuju tangki, misalkan %00 m5. 'tur terlebih dahulu berapaflowrate7nya
dengan memberi input arus $ 20m' ke -lo!meter. Jika inginflowrate7nya
maksimal, atur pada 20m'. &etelah perintah dilakukan, pompa akan menyala
dansolenoid valveakan terbuka. 'liran air demin akan mengalir sampai
men?apai nilaiset point yang telah diatur. Jika sudah mele!atiset point,
-lo!meter akan mengirimkan sinyal $ 20m' lalu pompa akan mati dan
Solenoid valve akan menutup.
'liran air akan mele!ati sensor Vortex, 'liran air ini akan dipe?ah oleh
bluff bodydan mengalir dari sisi kiri dan kanan se?ara bergantian. 'liran yang
dipe?ah itu akan menghasilkan pusaran yang akan memberikan tekanan
berupa getaran rekuensi dari pusaran tersebut. Makin ?epat ke?epatan aliran,
maka makin besar pula rekuensi Vortexyang dihasilkan. &ensorPiezoelectric
bisa memba?a getaran rekuensi Vortex. &ensorpiezoelectricbisa memba?a
rekuensi dari % %00+A. Ealu outputdaripiezoelectricberupa tegangan akan
dibangkitkan oleh rangkaian penguat di cip amplifier transmitterhingga
men?apai nilai % / G yang lalu akan diubah menjadi $ 20m'.
Bambar $.; Proses pengukuran aliran air demin
4.-. "ali!rasi
-lo!meter ini bisa dikalibrasi menggunakan P:-C#3&, +':", dan lain
lain. Kalibrasi yang umumnya dilakukan yaitu menggunakan +':".
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
7/15
66
Bambar $./ Koneksi lo!meter dengan +':" ?om.
%) 9onne?t po!er supply 2$ GD9 dengan resistor 2/0H disambung
seri dengan multi meter. 9onne?t seperti yang tertera di gambar
atas.
2) Csi lo!meter dengan aliran air. 'tur bukaan valvemulai dari 0=,
2/=, /0=, /=, %00=.
5) ilai arus saat tidak ada aliran harus sesuai dengan $m', bukaan
2/ = harus 1m', dan seterusnya.
$) Pasang kembali -lo!meter pada tempat pengukuran. Eakukan
commisioningdengan men?obanya melakukan pengukuran normal.
/) Jika dirasa masih kurang pas, ?oba langkah % 5 kembali.
4.. Instalasi
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
8/15
67
Bambar $. , $.1 > $. "ata ?ara pemasangan lo!meter
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
9/15
68
"ata ?ara pemasangan lo!meter yang tidak sesuai aturan akan
berdampak pada tidak akuratnya pengukuran karena kesalahan
pemasangan yang bersamaan mendukung aktor lain yang mempengaruhi
ketidakakuratan pengukuran. #erikut tata ?ara pemasangan yang benar @
%. -lo!meter harus diberi jarak antara body dengan tembok atau benda
lainnya minimal %0 ?m. Juga kabel yang tersambung pada lo!meter harus
dilebihkan %/ ?m di bagian dekatgland lo!meter untuk menghindari
tarikan tak disengaja yang akan memutuskan sambungan pada lo!meter.
2. Pemasangan a??esories pendukung harus sesuai ukuran yang ditetapkan.
Pada gambar $.;, no.% pemasangan pipa penyusut harus berjarak %/ I
diameter pipa. Pada no. 2, pemasangan sambungan pipa sebaiknya
berjarak pada %1 I diameter pipa. Pada no.5 pemasangan siku 08
sebaiknya dipasang di jarak 20 I diameter pipa agar aliran masukan pada
lo!meter bisa menjadi optimal. Pada no.$, siku 5 dimensi dipasang pada
jarak $0 I diameter pipa, karena siku yang berkelok kelok membuat
aliran kurang ?epat dan dengan adanya jarak tersebut bisa mengembalikan
ke?epatan aliran sesuai standar. Pada no./, siku 08 atas ba!ah, dipasang
pada jarak 2/ I diameter pipa, karena siku ini dibanding siku 5 dimensi
lebih sedikit menghambat ke?epatan laju aliran, oleh karena itu jaraknya
lebih sedikit dari yang 5 dimensi. Pada no.;, pemasangan !ontrol Valve
dipasang pada jarak /0 I diameter pipa, karena 9ontrol Gale menghambat
laju aliran dengan aksi buka tutup katupnya. 'gar aliran tetap optimal
diperlukan jarak yang agak panjang sampai aliran yang masuk ke
lo!meter sesuai standar.5. rientasi pemasangan lo!meter dilakukan berdasarkan aplikasi
pengukuran pada beda luida. Misalnya pada luida yang bersuhu tinggi
(steam) digunakan posisi 9 dan D pada gambar $. jika menggunakan
orientasi horiAontal, dan posisi ' untuk orientasi ertikal. &edangkan pada
aplikasi luida bersuhu rendah digunakan posisi # atau D pada orientasi
horiAontal, dan posisi ' untuk orientasi ertikal. Mengapa posisi tidak ada
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
10/15
69
yang menghadap ke ba!ah, dikarena pengaruh graitasi dan ketinggian
akan mempengaruhi kinerja sensor mekanis pada lo!meter.
4.1/. 0ata ara peng&perasian
Bambar $.%0"nterfacepada lo!meter
Ma?am ma?am tombol kontrol @
-* 4 -7 3ntuk menjalankan perintah
- * F5 detik Masuk ke#xtended $enu
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
11/15
70
- * 5 detik Menjalankan %uic& Setup
- * F 5 detik Kembali ke a!al 4'ome
#erikut pengaturan yang ada di dalam menu %uic& Setup@
Bambar $.%% %uic& Setup $enu
#erikut pengaturan yang ada di dalam#xtended $enu @
Bambar $.%2#xtended $enu
%uic& setupberisikan ungsi ungsi yang sangat penting dalam
instrumentasi. &eperti aplikasi luida, satuan ukur aliran, dan displayhasil
pengukuran.#xtended menuberisikan semua ungsi yang ada di lo!meter
Vortex.
9ara menggunakannya @
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
12/15
71
%) Masuk ke mode pengubahan (tekan tombol -*)
2) Pilih ungsi mana yang akan dirubah (tekan tombol -*4-7)
5) 'ktikan pengubahan dengan memasukan kode () lalu tekan tombol -*$) :ubah jumlah nilai atausetting7an (tekan tombol *47)
/) Kembali ke a!al dengan menekan tombol -* F5 detik.
(Mode pengubahan akan otomatis terkun?i apabila tidak ada tombol yang
ditekan.)
9ontoh @
Penulis ingin mengubah aplikasi pengukuran luida menjadi Lliquid6.
%) Masuk ke mode pengubahan
2) Pilih ui?k &etup menu
5) Pilih &ubmenu 'PPE, lalu pilih LEC6 yang berarti L(iquid6$) Masukan pass!ord () lalu tekan - *
/) "ekan - * F5 detik untuk kembali ke'ome
4.11. 0r&u!lesh&&ting
Dalam sebuah alat instrumen yang dikatakan bagus, tetap saja pasti
akan ada masalah dalam penggunaannya. Mulai dari aktor operator,
alatnya, dan lingkungan yang mempengaruhi kinerja dari alat tersebut.
#erikut ma?am ma?am kesalahan yang bisa terjadi dan solusinya.
)* +isplaykedap kedip
Jika angka yang ditampilkan kedap kedip, berarti ada suatu
masalah dalam lo!meter. Jika mun?ul angka L6 kedap
kedip dan angka pengukuran tidak tampil dalam display. 'tur
ulang kembali ungsi Lunit6 pada quic& setupmenu.
2) Eampu ED tidak menyala
Pastikan sambungan koneksi antara sumber dengan lo!meter
tersambung dengan benar. 9ek polaritas tegangannya, terbalik atau
tidak. #isa kemungkinan dipengaruhi olehsystem error.
5) "idak ada sinyal aliranPastikan di dalam pipa sudah terpenuhi oleh luida. Karena luida
harus terisi penuh agar pengukuran bisa teliti dan memungkinkan
bisa mengukur aliran luida.
$) &inyal aliran saat tidak ada aliran
Mungkin lo!meter dalam kondisi tidak ada aliran yang mengalir
karena pengaruh dari rekuensi dan arah dari osilasinya. &olusinya,
putar lo!meter 08 (bagian sensor saja) ke arah mana saja. Karena
getaran kurang memberi eek jika dipindah pada sisi yang lain.
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
13/15
72
ain -mplificationlo!meter bisa dike?ilkan pada submenu
LPu;/6 di dalam extended menu. ain -plificationini adalah
sensitiitas lo!meter dalam mengukur aliran. Karena pengaturan
ain -mplificationyang salah bisa mengakibatkan masalah seperti
ini.
Pastikan aktor luar yang menyebabkan getaran seperti valveatau
pompa agar bisa diminimalisir getarannya.
4.12. iring
Bambar $.%5 Niring pada -lo!meter
1. "utu! p&sitif atu daa
2. "utu! negatif atu daa
3. Pulse &utput fl&'(eter
4.13. ,i(ensi 5kuran %l&'(eter
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
14/15
73
Bambar $.%$ Dimensi ukuran lo!meter
D 200 mm
d 12./ mm
+ 215 mm
E 200 mm
O 50 mm
4.14. 0a!el Per!andingan Hasil Pengukuran Aliran
"abel $.2
Perbandinganflowratedengan output arus
-
7/25/2019 Pengukuran air demin menggunakan vortex flowmeter (SMKN 1 Cimahi)
15/15
74
Skala %l&'rate 6utput Arus
0 = %,/ m54h $ m'
2/ = %;,;2/ m54h 1 m'
/0 = 5%,/ m54h %2 m'
/ = $;,1/ m54h %; m'
%00 = ;2 m54h 20 m'