Flow meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur volume atau massa suatu fluida baik berupa liquid, gas maupun solid dalam suatu jalur aliran dinamis. Aliran dari fluida ini bisa dlam suatu aliran tertutup seperti pada pipa maupun terbuka seperti parit, sungai atau channel. Fungsi flow meter yang paling banyak di ketahui di sekitar kita adalah untuk alat pengukur debit air, menghitung flow rate pompa, alat pengukur volume air. Untuk PDAM fungsi flowmeter adalah sebagai acuan besarnya volume air yang telah terpakai guna menghitung penagihan ke pelanggan.
Flow meter disebut dengan banyak istilah yaitu flowmeter, flow gauge, flow sensor, flow computer, flow transmitter, flow control, flow indicator, flow rate, flow liquid, flow gas, meteran air, meter arus dan lainnya. Tregantung pada jenis Industry yang menggunakannya. Fungsi flowmeter Selain untuk mengukur dengan tujuan mendapatkan akurasi pada pemghitungan suatu volume atau masaa, flow meter juga bisa digunakan untuk control atau lainnya. Dengan memanfaatkan output yang dihasilkan oleh flow transmitter yang bisa berupa arus, contact atau data.
Prinsip dan Cara Kerja Flow Meter
Velocity Flow Meter
Velocity Flow meters menggunakan teknik yang mengukur kecepatan (v) dari aliran yang dikalkulasikan dengan luasan penanpang jalur aliran guna mendapatkan flow rate. Prinsip ini mensyaratkan aliran yang mempunyai karakter laminer. Dengan karakteristik seperti ini dituntut adanya kepadatan dari liquid dalam artian dalam pipa diharuskan terisi penuh oleh liquid.
Pembacaan velocity flow meter biasanya menggunakan sensor yang menghasilkan signal sesuai dengan teknology yang digunakan dan diteruskan ke transmitter atau converte. Dari Converter atau transmitter ini bisa dihasilkan perhitungan flow rate serta output lainya seperti arus dan data.
Positive Displacement Flow Meter
Flow meter Positive displacement adalah satu-satunya jenis flow meter yang mengukur volume aliran secara langsung. Fluida akan mengalir dalam ruangan dengan volume sesuai desain dan dipindahkan ke ruangan lainya karena adanya putaran ruangan akibat pressure fluida. pressure. Fungsi ruangan flowmeter pada jenis ini digunakan untuk menghitung volume yang fluida yang mengalir dalam flow meter.
Contoh jenis dari positive displacement flow meter ini adalah Oval gear, nutating disc, diaphragm, helical gear, oscillating piston. Adanya putaran pada komponen flow meter positive displacement untuk menjaga stabilitas ruangan yg terukur sabaiknya digunakan pada cairan yang mempunyai sifat pelumas untuk aplikasi cairan.
Sifat pelumas dari cairan ini dibutuhkan untuk menjaga keausan komponen flow meter akibat gesekan sehingga akurasi bisa konsisten. Positive displacement Flow meter jenis ini hanya bisa digunakan pada fluida yang bersih dan homogen untuk mencegah kemacetan putaran dari komponen flow meter. Namun untuk model yang menggunakan katup diafragma biasanya digunakan pada fluida gas seperti pemakaian pada gas meter yang digunakan di rumah.Namun bisa dioperasikan pada volume kecil dan pressure kecil karena sifat dari katup diafragmanya sendiri.
Mass Flow Meter
Jauh sebelum mass flow meter diaplikasikan, Perhitungan mass pada aliran massa sering dihitung dari output flow meter volumetrik dan densitimeter. Density diukur secara langsung, atau dihitung menggunakan output dari temperature dan pressure aliran. Pengukuran massa aliran berdasarkan volumetrik tidak terlalu akurat.
Hal ini dikarenakan hubungan perubahan antara pressure dan temperature yang tidak stabil membuat density tidak pasti sehingga akurasinya diragukan. Fungsi flowmeter jenis mass flow adalah untuk menghitung mass suatu fluida yang bergerak dinamis agar lebih akurat dan efisien.
Untuk Kasus dimana akurasi merupakan syarat paling penting, sebaiknya menggunakan mass flow meter. Sesuai dengan hukum kekalan masa, bahwa massa yang memasuki sistem sama dengan massa yang meninggalkan sistem ketika keduanya diukur pada interval yang sama. Perubahan Pressure dan Temperature hanya bisa merubah bentuk atau volume tapi tidak akan merubah massa suatu aliran.
Jenis dari mass flow meter yang paling terkenal adalah coriolis mass flow meter dan thermal mass flow meter. Untuk coriolis mass flow meter ini dapat di gunakan untuk mengukur aliran liquid maupun gas serta mempunyai akurasi yang sangat bagus hingga 0,1%. Sedangkan untuk thermall mass flow meter biasanya di gunakan untuk fluida Gas yang bersih.
Inferential Flowmeter
Flow Meter ini tidak mengukur volume, kecepatan ataupun massa, tetapi mengukur aliran dengan menyimpulkan nilainya dari parameter lain yang diukur seperti karena perbedaan pressure ataupun posisi luasan area dari sensor.
Differential Pressure Flow Meter
Prinsip operasi Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters) di dasarkan pada persamaan Bernoulli yang menguraikan hubungan antara tekanan dan kecepatan pada suatu aliran fluida. Alat ini memandu aliran ke dalam suatu penghalang aliran (yang mempunyai lubang dengan diameter yang berbeda dengan diameter pipa), sehingga menyebabkan perubahan kecepatan aliran (flow velocity) dan tekanan (pressure) antara sisi upstream dan downstream dari penghalang. Dengan mengukur perubahan tekanan tersebut, maka kecepatan aliran dapat dihitung.
Fungsi Flowmeter dan Aplikasi flow meter di dunia industri
Di dunia industri seperti industri automotiv, industri makanan dan minuman, industri kimia, industri pengolhan limbaa, Fungsi flowmeter dapat digunakan untuk :
- Menenetukan kecepatan aliran suatu fluida dalam sistem tertutup atau jaringan pipa
- Menghitung flow rate atau debit air dalam pipa maupun aliran terbuka seperti parit atau sungai
- Dapat mengecek performa suatu mesin atau pompa seperti pada sitem pendingin, cooling tower atau lainnya
- Dapat untuk mengukur dan mengetahui suatu volume atau massa suatu fluida yang melewati flow meter
- Flow meter juga berfungsi sebagai control pada suatu proses ketika output dihubungkan ke plc
Jenis Installasi Flow Meter
Inline Flow Meter
Inline flow meter merupakan jenis instalasi dengan cara mematang pipa. Jenis instalasi ini dimiliki oleh hampir semua jenis dan teknology flow meter dan berbagai jenis fluida. Pada Peraktekna flowmeter Inline ini dimiliki oleh semua jenis dan model flow meter.
Pada awal flow meter di ciptakan, jenis instalasi ini paling banyak di gunakan dimana fungsi flow meter digunakan untuk mengukur debit air dan volume air yang mengalir dalam flow meter
Insertion Flow Meter
Insertion flow meter merupakan jenis installasi dengan cara melubangi pipa. Pipa Utama yang dipasang flow sensor di lubangi kemudian di pasafang fitting baik dengan pengelasan maupun cenis clamp on. Kemudian sensor dimasukan dan di kunci pada fitting. Pada Perakteknya flowmeter Insertion ini dimiliki oleh jenis flow meter magnetic, turbine, ultrasonic, paddle wheel, vortex dan thermal mass.
Clamp-On Flow Meter
Clamp on flow meter merupakan jenis installasi dengan cara tidak memotong maupun melubangi pipa, dimana sensor cukup di tempel di luar permukaan pipa dan di clamp. Sehingga pada saat installasi aliran dalam pipa tidak harus berhenti atau pompa tidak perlu mati atau valve tidak perlu ditutup.
Jenis instalasi ini hanya di miliki oleh jenis flow meter ultrasonic dan banyak diaplikasikan pada jenis flow meter portable. Karena sifatnya yang simple dan mudah penggunaanya. Untuk harga biasanya lumayan mahal, namun jika diaplikasikan pada pipa besar secara ekonomis akan dinilai murah. Untuk Aplikasi pada pipa besar baiay instalasi lebih mrah dibandingkan dengan jenis inline ataupun insertion.
Open Channel Flow Meter
Open channel flow meter merupakan jenis installasi yang digunakan pada jalur terbuka seperti pada parit, gorong-gorong, channel atau pipa besar yang aliranya tidak bisa penuh. Jenis ini biasanya menggunakan dua jenis sensor ketinggian dan velovity atau perbedaan ketinggian.
Pada dasarnya flow meter open chanel ini menghitung kecepatan aliran dengan mempertimbangkan ketinggian permukaan. Untuk pengukuran kecepatan aliran bisa menggunakan transit time flow meter atau Magnetic flow meter. Sedangkan untuk ketinggian permukaan aliran menggunakan ultrasonic level sensor. Penggabungan velocity dengan luas penampang bisa menghasilkan kapasitas aliran atau flow rate aliran dalam kanal.
Akurasi Flow Meter
Akurasi flow meter bisa dijadikan tolak ukur penting dlam menilai performa flow meter, karena keakurasian hasil pengukuran aliran akan menentukan kontrol dan kwalitas hasil proses. Keakuratan dari flow meter untuk menjaga kondisi proses yang diperlukan guna memaksimalkan produksi pabrik, efisiensi dan kualitas produk. Seringkali, akurasi dari pengukuran aliran digunakan sebagai indikator kinerja mesin maupun proses secara keseluruhan. Keakuratan ini penting guna mendapatkan preforma mesin yang maksimal maupun menjaga stabilitas dari kualitas hasil produksi yang disyaratkan.
Cara Menentukan Type Flow Meter
Setiap Jenis Flowmeter memiliki spesifikasi dan cara kerja sesuai dengan metode yang di miliki. Karena Itu dalam memilih flow meter harus di sesuaiakn dan tujuan serta manfaat dipasangnya flow meter. Karena tidaka ada satu pun jenis dan model flow meter dapat digunakan untuk semua karakteristik fluida.
Cara yang benar dalam memilih flowmeter adalah dengan mengetahui terlebih dahulu peruntukan flowmeter yang akan dibeli. Dengan mengetahui tujuan dan manfaat yang didapatkan, maka kita akan mudah mementukan jenis serta teknologi flowmeter mana yang akan dipakai. Ini tentu lebih hemat, efektif dan efisian dibandingdengan menyeseuaikan peruntukan flow meter agar sesuai dengan teknologi yang sudah kita pilih terlebih dahulu.
Parameter Yg Perlu diperhatikan dalam memilih Model Flow Meter
Agar Pemasangan flow meter mendapatkan manfaat yang maksimal, biaya operasional yang optimal serta life time yang maksima,l maka ada beberapa parameter yang harus di perhatikan sebelum membeli flow meter. Pada umumnya kesalahan terbesar dari pemasangan flow meter adalah salah pilih jenis dan model yang harus digunakan.
Parameter berikut ini dapat digunakan sebagai pedoman bagi para pembeli atau engineering dalam menentukan spesifikasi flow meter :
- Jenis Fluida : liquid, gas, steam dan lainnya
- Maksimal dan minimal Flow rate
- Akurasi yang di targetkan ( 0,1% , 0,2 %, 0,5% , 1%, 2% atau lebih
- Temperature dan pressure maksimal dan minimal
- Size Pipa dan jenis material pipa
- Jenis power : Ac, DC atau battery
- Out put arus dan data yang dibutuhkan
- Jenis Instalasi : in line, insertion, clamp on or open channel
- Lokasi installasi : in door, out door atau di dalam bak control atau tinggi diatas lantai
- Fungsi flow meter : untuk pengecekan flow rate dan velocity, aliran, total volume, total massa ,
- Tujuan pemasangan flow meter : Insidensial atau permanen
- Dan Lainya disesuaikan dengan lapangan dan desai engineering
Jenis dan Model Flow Meter
Magnetic Flow Meter
Electomagnetic flow meter atau sering disebut magmeter merupakan jenis flow meter yang tidak mempunyai bagian yang bergerak (moving part). Magnetic flow meter ini sangat ideal jika digunakan untuk pengukuran aliran fluida yang tidak homogen, cairan yang kotor, cairan yang mengandung lumpur atau untuk cairan limbah ataupun air intake, air bahan baku, air dari waduk atau sungai yang banyak mengandung kotoran atau sampah ( plastik, rumput atayupun lainnya), sehinga cukup cocok digunakan untuk flow meter limbah.
Magnetic flowmeters pada prinsipnya menggunakan Hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik. Menurut prinsip ini, ketika medium konduktif melewati medan magnet, tegangan yang dihasilkan. tegangan ini berbanding lurus dengan kecepatan medium konduktif, kerapatan medan magnet, dan panjang konduktor. Dalam Hukum Faraday, ketiga nilai tersebut dikalikan bersama-sama, bersama dengan konstan, untuk menghasilkan besarnya tegangan. karena itu cairan yang diukur oleh flowmeter electromagnetic harus bersifat sebagai conductor electric.
Magnetic flow meter ini hanya bisa digunakan pada aplikasi air (water) yang mempunyai konduktifitas tertentu, sesuai dengan aturan yang disyaratkan masing manufacture flowmeter electromagnetic. Secara umum magnetic flowmeter tidak berfungsi pada fluida hidrokarbon dan air suling (distilled water / demin water), namun ideal untuk mengukur aliran cairan seperti slurry dan material korosif.seperti pada proses chemical ataupun minuman maupun cairan air yang kental seperti kecap, sauce, syrup dan lainnya.
Ada dua bagian dari flow meter magetic yang utama yaitu magnetic flow sensor dan magnetic flow transmitter atau converter. Untuk Magnetic flow sensor terdapat komponan berupa flow tube, electrode, coil cover dan connection baik.
Ultrasonic Flow Meter
Flowmeter ultrasonic merupakan tipe flow meter yang cara kerjanya mengukur kecepatan aliran fluida dengan menggunakan ultrasound, sehingga dengan perhitungan volume yang mengalir bisa terbaca di transmitter ultrasonic. Dengan menggunakan sensor ultrasonik atau sering disebut transducer ultrasonic flowmeter dapat mengukur kecepatan rata dari aliran fluida dalam pipa dengan cara mengukur rata-rata perbedaan waktu antara waktu pengiriman signal dan penerimaan signal dengan arah aliran.
Flow meter ultrasonic ini identik dengan flow meter clamp on dimana instalasinya tidak perlu memotong pipa ataupun melubangi pipa. Jenis ultrasonic flow meter yang paling banyak dikenal adalah portable flow meter dan wall mount clamp on ultrasonic flow meter. Clamp on ultrasonic flowmeter ini cara instalasi dan cara kerjanya hampir sama dengan portable ultrasonic flow meter. Yang membedakan adalah flow meter ini menggunkan power yang fix dan flow meter ini biasanya digunakan untuk operasional yang lama dan digunakan untuk membaca dan dapt juga menyimpan hasil pembacaan flow dalam pipa.
Sebagaimana umumnya flow meter clamp on ultrasonic mempunyai output analag 4-20 mA, alarm, relay, pulse maupun communication RS232 atau RS485. Sedangkan untuk jenis flow transmitter atau ultrasonic flow computer ada yang berjenis wall mount, pannel mount maupun pipe mount. Sedangkan untuk power suplai juga ada yang menggunakan AC 220 VAc maupun 24 Vdc.
Coriolis Mass Flow Meter
Coriolis mass flow meter merupakan jenis flowmeter mass flow yang real menghitung mass suatu fluida yang mengalir dalam flowmeter. Massa Flow Meter coriolis merupakan alat untuk mengukur massa cairan yang bergerak melalui sensor coriolis yang berupa pipa khusus. Mass Flow meter ini bekerja berdasarkan hukum coriolis, dimana pengukuran dari fluida yang melewati sensor coriolis terhitung dengan komponen massa atau berat.
Akurasi dari Coriolis flow meter coriolis merupakan flow meter yang mempunyai akurasi cukup tinggi hingga mampu mendeteksi aliran pada error 0.1%. Karena sifat kerja dan material bahan serta sensor dari coriolis mass flow meter yang begitu teliti maka harga dari coriolis flow meter sangat mahal. Namun demikian harga mahal tersebut akan terganti dengan tingginya akurasi yang bisa di dapatkan oleh flow meter ini.
Karena sifat konstruksi dari sensor coriolis mass flow meter yang mampu bekerja pada temperature ekstrem dingin hingga panas serta mampu bekerja pada pressure fluida yang tinggi. Karena itu coriolis flow meter sangat tepat digunakan oleh fluida yang mempunyai harga mahal dimana akurasi yang kurang akurat bisa menimbulkan kerugian yang besar baik karena segi biaya maupun segi kwalitas product.
Vortex Flow Meter
Vortex Flowmeter dikenal juga sebagai vortex shedding flowmeters atau oscillatory flowmeters, prinsip kerjanya didasarkan pada pengukuran getaran (vibration) pada downstream pusaran (vortex) yang disebabkan oleh penghalang yang ditempatkan pada aliran fluida. Frekwensi getaran dari vortex dapat dihubungkan dengan laju aliran fluida.
Thermal Mass Flow Meter
Flow meter Thermal mass menggunakan prinsip thermal pada fluida untuk mengukur laju aliran yang mengalir dalam pipa atau saluran. Umumnya pada flowmeter thermal terdapat dua sensor suhu. Sensor pertama akan dipanaskan sampai pada besaran derajat tertentu, sedangkan pada sensor kedua berfungsi untuk mencatat suhu fluida.
Sebagian panas pada sensor pertama akan hilang karena adanya fluida yang mengalir. Saat laju aliran meningkat, akan ada lebih banyak panas pada sensor yang hilang. Transmitter menggunakan selisih antara panas tersebut untuk menentukan laju fluida. Kebanyakan Flow Meter Thermal Mass digunakan untuk mengukur aliran gas.
Jumlah panas yang hilang dari sensor tergantung pada desain sensor dan sifat thermal fluida. Sifat thermal fluida bervariasi mengikuti variabel tekanan dan suhu, namun variasi ini biasanya kecil di sebagian besar aplikasi. Sehingga dalam aplikasi dimana sifat thermal fluida diketahui dan relatif konstan selama operasi aktual, flowmeters thermal dapat juga digunakan untuk mengukur massa karena fluida tidak tergantung pada tekanan atau suhu fluida.
Variable Area Flow Meter
juga umum dikenal sebagai rotameter, terdiri dari sebuah tabung lonjong dari gelas, dengan sebuah pelampung di dalam yang didorong ke atas oleh aliran cairan dan ditarik ke bawah oleh gravitasi.
Turbine Flow Meter
umum dikenal sebagai rotameter, terdiri dari sebuah tabung lonjong dari gelas, dengan sebuah pelampung di dalam yang didorong ke atas oleh aliran cairan dan ditarik ke bawah oleh gravitasi.
Positive Displacement Flow Meter
Positive Displacement Flow Meter atau sering disebut dengan PD Flow Meter merupakan jenis flow meter yang mengukur volume atau flow rate gerakan fluida dengan membagi suatau ruangan media yang tetap dengan volume yang terukur.
Positif perpindahan (PD) flowmeters membuat pengukuran aliran volumetrik mengambil kenaikan terbatas atau volume dari fluida. Sebuah analogi dasar akan memegang ember di bawah keran, mengisi ke tingkat yang ditetapkan, lalu cepat-cepat menggantinya dengan yang lain dan waktu ember tingkat di mana ember diisi (atau jumlah ember untuk aliran “ditotal”) .
Desain dari aliran PD Flow Meter dalam ruang masuk dan keluar selalu berputar berulang-ualang guna mengisi volume kompartemen kosong dengan cairan atau gas yan mengalir dalam kompartemen yang tersedia.. Laju aliran dihitung dari tingkat kompartemen ini diisi dan dikosongkan. Jenis komponen dalam flow meter ini bisa berupa disc nutating, gigi oval, gigi heliks ataupun piston atau screw. read more..
Orifice Flow Meter
Orifice Flow Meter adalah perangkat dengan lubang di dalamnya, yang fungsinya untuk mengukur laju aliran volume, membatasi aliran, atau mengurangi tekanan. Perangkat ini berlaku untuk pengukuran umum dalam cairan bersih, gas, dan aliran aliran. Ini kompatibel dengan diameter pipa dan dikenal sebagai solusi pengukuran aliran ekonomis pada ukuran garis yang lebih besar.
Venturi Flow Meter
jenis flowmeter yang bekerja berdasarkan prinsip Persamaan Bernoulli. Perangkat ini digunakan untuk mengukur laju aliran fluida pada industri air, kimia, farmasi, dan minyak & gas untuk mengukur laju aliran cairan di dalam pipa.
Portable Flow Meter
Portable Ultrasonic flow meter merupakan meter jenis inferensial (mengukur secara tidak langsung) yang menentukan kecepatan aliran cairan dengan mengukur waktu transit pulsa suara frekuensi tinggi yang melintasi pipa aliran. Waktu transit adalah waktu yang diperlukan pulsa suara yang melintasi pipa dalam dua arah, yaitu searah dan berlawanan arah dengan arah aliran.
Perbedaan waktu yang digunakan untuk melintas dari dua arah tersebut sebanding dengan rata-rata kecepatan aliran. Karena pengukuran aliran berdasarkan waktu transit, maka metode ini disebut juga dengan ultrasonic transit time flow meter. Untuk metode pada ultrasonic transit time mempunyai keunggulan karena cara kerjanya berdasarkan pada velocity (kecepatan aliran) jadi tidak bergantung dari obyek yang ada di dalam fluida tersebut, sehingga ultrasonic tipe transit time banyak digunakan di dalam custody transfer (product yang diukur mempunyai nilai jual).
Selain itu juga tidak ada moving parts (benda bergerak) atau pressure drops (penurunan tekanan). Akurasi yang dihasilkan juga bagus yaitu 0.2 %[2]. Portable Ultrasonic transit time Flow Meter cocok sekali digunakan untuk para engineer yang ingin mengecek suatu system yang ingin mengetahui besaran atau flow rate dari suatu cairan dalam pipa.
Biasanya Portable flow meter ini digunakan untuk mengecek besaran sistem pendinginan mesin, sistem lubrikasi, Kapasitas pompa, dan lainya agar persolan mesin atau kwalitas produksi yang berhubungan dengan sitem pendinginan bisa di deteksi sejak dini. Atau bisa juga Portable flow meter ini di gunakan untuk mengecek Performa Flow meter yang terpasang sehingga pemabacaan flow meter karena kerusakan bisa terdeteksi atau juga bisa digunaan untuk mengkonfirmasi flow meter yang terpasang.
Source: inaparts.com
Baca Juga
- Clamp on Flow Meter untuk PLTU
- Jenis Flow Meter Untuk Pengukuran Air Limbah
- Jenis Flow Meter Air Laut
- Flowmeter Air untuk Ukuran Pipa besar
- Flow Meter Pompa Hydrant Gerand untuk Sistem Pemadam Kebakaran
- Mass Flow Meter untuk Minyak Goreng
- Flow Meter Coriolis mass flow untuk Crude Palm Oil
- Flow Meter Untuk Mengukur Debit pada Open Channel
- Harga Flow Meter Ultrasonic
- Flow meter air dingin chiller
- Kelebihan dan Cara Instalasi Magnetic Flow Meter
- Flow meter Clamp On Ultrasonic
- Langkah dan Cara Instalasi Flow Meter Ultrasonic