Chapter IIAlat-alat Instrument yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan cairan dikenal dengan istilah Level. Pengukuran level adalah yang berkaitan dengan keterpasangan

8/13/2019 Chapter IIAlat-alat Instrument yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan cairan diken

1/11

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Alat Ukur Level

Mengukur adalah suatu aktivitas atau tindakan membandingkan suatu

besaran yang belum diketahui nilainya atau harganya terhadap besaran lain yang

sudah diketahui nilainya, misalnya dengan besaran yang standar. Pekerjaan

membandingkan tersebut tidak lain adalah pekerjaan pengukuran atau mengukur.

Sedangkan pembandingnya yang disebut sebagai alat ukur level. Pengukuran

banyak sekali dilakukan dalam bidang teknik atau industri. Sedangkan alat

ukurnya sendiri banyak sekali jenisnya, tergantung dari banyak faktor, misalnya

objek yang di ukur serta hasil yang diinginkan.

Pengetahuan yang harus dimiliki adalah bagaimana menentukan besaran

yang di ukur, bagaimana mengukurnya dan mengetahui dengan apa besaran

tersebut harus di ukur. Ketiga hal tersebut mutlak harus dimiliki oleh orang yang

akan melakukan pengukuran.

Pengetahuan akan alat ukur level dan objek yang dihadapi adalah suatu

syarat agar pengukuran yang benar dapat dilakukan. Ini juga berarti bahwa cara

melakukan pengukuran yang benar akan diperoleh, jika objek yang dihadapi dapat

diketahui disamping pengetahuan tentang cara kerja alat ukur level juga harus

dikuasai. Bergantung dari alat ukurnya, pengukuran dapat dilakukan dengan cara

langsung dan tidak langsung. Pengukuran dikatakan langsung bila alat ukurnya

atau pembandingnya adalah standar, yaitu suatu pengukuran yang mempunyai

nilai standar, misalnya ukuran panjang dan berat. Sedangkan pengukuran

Universitas Sumatera Utara


2/11

dikatakan tidak langsung bila pembandingnya adalah suatu yang telah

dikalibrasikan terhadap besaran standar, misalnya termometer elektronik. Karena

sulitnya untuk mendapatkan alat ukur standar, sedangkan besaran yang akan di

ukur banyak sekali jenisnya, maka teknologi telah menghasilkan banyak cara

untuk menghasilkan alat ukur tidak langsung.

Dalam pengukuran digunakan sejumlah istilah sebagai berikut :

1. Ketelitian (Accuracy), yaitu : Harga suatu pembacaan instrumen yangmendekati harga sebenarnya dari veriabel

yang di ukur.

2. Ketepatan (Precision), yaitu : Kemampuan untuk mendapatkan hasilpengukuran yang sama dengan memberikan

harga tertentu bagi sebuah variabel.

3. Kesalahan (Error), yaitu : Penyimpangan variabel yang di ukur dariharga yang sebenarnya.

4. Sensitivitas (Sensitivity), yaitu : Perbandingan antara sinyal keluaranterhadap perubahan masukan atau variabel

yang di ukur.

5. Resolusi (Resolution), yaitu : Perubahan nilai terkecil dalam nilai yang diukur, dimana instrumen akan memberi

respon.



3/11

2.2 Metode-Metode Pengukuran Level

Beberapa metode yang telah dikembangkan untuk pengukuran level yang

kontiniunya secara otomatis antara lain adalah :

1. Floatdan CableInstrumen Float dan Cable yaitu mengukur ketinggian level dengan alat

yang menggunakan metode naik dan jatuh dari pelampung pada permukaan level.

Mekanisme ini digunakan untuk menghitung variasi level dengan range antara

beberapa inci sampai ukuran feet. Float dan Cable biasanya digunakan pada

tangki terbuka, karena perubahan ketinggian pelampung ini di desain untuk tangki

yang bertekanan. Pelampung ini mempunyai keuntungan yaitu : sebagai simple

dan sensitive terhadap perubahan densitas. Keuntungan terbesarnya yaitu

pembatasannya untuk level material yang terisi pada tangki atau SILO.

Turbulancejuga dapat menimbulkan masalah pada pengukuran. Teknik floatdan

cabletidak memberi kemungkinan pada konsep transmitteryang dapat dilakukan

oleh teknik lainnya.

Float diklasifikasikan dengan tipe dari posisi sensor (reed switch, cable,

pot, magnetostrictiveandsonicatau radar). Keuntungan menggunakan floattidak

ada batasan ketinggian tangki, akurasi yang bagus (tergantung dari tipe float) dan

harganya relatif murah. Prinsip floatdari pengukuran level ini adalah displacer.

Teknologi displacerdidasarkan pada hukum archimedes.Displacersecara berkala

ditempatkan pada external cages, yang mana dapat mempengaruhi akurasi jika

level pada vessel/cagetidak lurus.



4/11

2. Displacement(perpindahan)Perpindahan atau buoyancy tekniknya adalah sebuah transmitter gaya

yang seimbang. Ini biasanya digunakan untuk mengukur ketinggian material

antara permukaan atau densitas dengan menggunakan gaya buoyancypada sebuah

displacerdi bawah permukaan level. Gaya buoyancy terkonversi dengan adanya

gaya seimbang pneumaticatau mekanisme mekanik yang profesional 3 15 Psi,

20 100 Kpa, 4 20 mA/dc atau 10 50 mA/dc signal.

Transmitter Buoyancy ini biasanya tidak dianjurkan untuk kondisi proses

yang sangat turbulance, karena dapat menyebabkan displacernya berputar-putar

atau pengukuran yang tidak terduga yang dapat menyebabkan kerusakan pada

displacer, transmitter atau vessel. Dalam beberapa kasus bentuk displacer

containmentbiasanya jarang digunakan.

3. Head or Pressure(kepala atau tekanan)Pengukuran dari kepala atau tekanan untuk menghitung ketinggian

merupakan salah satu cara yang banyak digunakan, dimana ketinggian dihitung

dengan mengukur tekanan yang banyak dan bervariasi yang merupakan satu dari

berbagai teknik yang dipakai saat ini.

4. Capasitance(kapasitas)Jika sebuah alat penguji dimasukkan ke dalam sebuah tangki dan pengukur

kapasitansi diletakkan diantara alat dan tangki perubahan ukuran dalam tangki

akan terjadi kapasitansi dengan level material. Kejadian ini terlihat perbedaan

yang jelas antara konstanta dielektrik udara dan material di dalam tangki. Teknik

ini lebih baik diaplikasikan pada material non-konduktif, semenjak cara ini

menjadi terbaik untuk menghindari masalah yang ditimbulkan oleh material.



5/11


6/11

pembacaan, dimana akan menghasilkan dalam sinyal yang akurat ke volume

SILO.

Salah satu keuntungan dari sistem pemberat ini yaitu tidak ada kontak

langsung dengan volume SILO dan sensor, tetapi sistem ini tidak ekonomis dan

variasi dari densitas dapat merusak hubungan antara sinyal dengan level yang

sebenarnya.

8. UltrasonicCensor Level Ultrasonic terdiri dari sebuah generator ultrasonic atau

operasi dengan menggunakan oscillatorpada frekuensi 20.000 Hz. Waktu yang

dibutuhkan gelombang suara untuk masuk ke material balik kembali ke pesawat

penerima yang telah di ukur, karena waktu tersebut menunjukkan level. Cara ini

benar-benar sesuai dan akurasinya baik. Selanjutnya tidak ada kontak dengan

cairan di dalam tangki, dimana dapat meminimilisasi korosi dan kontaminasi yang

mana pada umumnya ekonomis.

Instrument sonic mendeteksi level dengan mengukur berapa lama waktu

yang dibutuhkan untuk gelombang suara dan kembali ke piezoelectric transducer

setelah mengenai material. Untuk akurasi yang maksimum transmitter harus

diletakkan pada bagian atas vesseldan diposisikan sedemikian rupa, agar struktur

dalam vesseltidak mengenai sinyal. Peralatansonicini tidak saling berhubungan.

Debu, uap-uap pelarut, busa, turbulance pada permukaan dan bunyi ambient

mempengaruhi tingkat akurasi. Perpanjangan temperatur proses dapat membatasi

aplikasi.



7/11

9. Thermal(suhu)Salah satu cara yang sedang berkembang yaitu sebuah sensor thermal,

dimana sensor thermal tersebut menghitung level berdasarkan pada perbedaan

temperatur antara material dengan udara di atasnya, ketika material kontak dengan

sensor maka perhitungan dari levelpun terjadi. Teknik thermal ini tidak terlalu

mahal, tapi digunakan untuk popularitas dalam aplikasi proses.

10.Diffrential Pressure TransmitterAda berbagai macam cara yang digunakan untuk mengukur ketinggian

suatu material di dalam tempat-tempat penyimpanan dan proses vesseldi sebuah

industri. Salah satu cara yang biasa digunakan yaitu dengan menggunakan suatu

peralatan yang disebut diffrential pressure transmitter (dp). Peralatan ini secara

aktual mengukur ketinggian suatu material di dalam vessel beserta densitasnya.

Dua variabel ini digandakan dengan hasil dari jumlah tekanan yang digunakan di

dalam rongga, dimana alat ini dapat merubahnya ke dalam petunjuk level.

Diffrential Pressure Transmitter ini relatif murah dan mudah untuk di install.

Teknologi yang nyaman ini benar-benar akurat dan dapat diandalkan ketika

digunakan untuk mengukur level dari material, karena perubahan densitas

dibutuhkan untuk keakuratan pengukuran.

11.Radar Level Transmitter

Peralatan ini berbasiskan radar sinar microwavespada proses dipermukaan

material. Bagian dari material yang direfleksikan balik dan di deteksi dengan

sensor. Waktu yang dibutuhkan sinyal tersebut kembali dihitung sebagai level.



8/11

Teknologi yang digunakan termasuk :

1. Frequency Modulated Continous Wave (FMCW), mengabaikan uap-uapdan bebas dari perubahan karakteristik fisik (kecuali dielektrik tetap) pada

proses material. Aplikasi tersebut termasuk tetap, tetapi tidak turbulance.

Harganya cukup mahal dibandingkan teknologi lainnya.

2. Pulsed Time Of Flight (PTOF), menggunakan material yang sedikit danharganya relatif murah. Terlepas dari materialnya yang rendah,

performancenya dapat dibatasi oleh hal-hal sebagai berikut : gangguan-

gangguan vessel, agitasi, busa, tekanan tinggi dan rendahnya dielektrik

material.

3. Time Domain Reflectometry(TDR), tidak seperti FMCW dan PTOF. TimeDomain Reflectometrymerupakan pengukuran yang menggunakan tangki

atau kabel fleksibel untuk menghubungkan bunyi microwave. Alat ini

dapat mengukur normal antara permukaan level di dalam material. Alat ini

murah dan dapat mengukur jangkauan yang panjang dan bagus juga untuk

material di dalam tangki yang dielektriknya rendah.

12.Radio Frequency(RF)Admitance Level TransmitterRadio frekuensi berdasarkan kapasitansi dan admitansi dapat mengatasi

kondisi proses dengan rangeyang luas. Temperatur dan tekanan proses terbuka,

hanya sistem material dengan sensor elemen yang dapat diproses. Transmitter

level dari jenis ini dapat mengalami perubahan electrical yang terjadi dengan

perubahan level pada sensor. Peralatan RF mengabaikan material yang

mengembang pada sensor dan bekerja dengan seluruh tipe dari proses material.



9/11

13.Microimpulse LevelflexFMP 232 E / 332 EPengukuran yang aman walaupun selama pengisian secarapneumaticjuga

dapat dipakai untuk beberapa produk yang sering berganti-ganti, seperti serbuk

dan butiran halus, tetapi tidak bergantung pada sifat produk seperti kelembaban,

densitas, konstanta dielektrik dan ain-lain.

Levelflex menggunakan frekuensi microimpulse yang tinggi, dimana

dikendalikan dengan sebuah penghubung dari baja. Permukaan produk

memantulkan sinyal kemudian dianalisis oleh sebuah alat instrumen. Prinsip

pengukuran baru ini tidak bisa dipungkiri, bahwa di dalam dunia pemasaran alat

ini mempunyai jangka waktu yang pendek setelah diluncurkan. Lebih dari 10.000

peralatan-peralatan pengukuran dilengkapi Endress + Hauserdengan rangeyang

luas pada pengalamannya di dalam aplikasi. Pengalaman tersebut memberikan

perlindungan level dalam material (bulk solid) dengan menggunakan levelflex

yang aman, mudah dan cara yang tepat.

14.ElectromechanicalSistem mekanik dengan tali pengukur yang tegak lurus dapat diaplikasikan

di dalam vesselyang tinggi (sampai 70 m) yang tidak berpengaruh dengan awan,

kabut dan debu.

Pengukuran Ketinggian Dengan Kapasitansi Listrik

Level(ketinggian) serbuk padat atau alumina bisa di ukur dengan memakai

pengaruh kapasitansi listrik. Kapasitansi dari elemen pengamatan kapasitansi

listrik yang sesuai berbeda dengan tingkat material dan pengukuran listrik

kapasitansi memberikan sebuah bacaan tingkat langsung. Sebagian besar

pengukuran menggunakan energi frekuensi radio yang bertingkat rendah pada



10/11


11/11

tangki tersebut adalah untuk mengetahui ketinggian serbuk padat. Prinsip objektif

dari sistem ini untuk mencegah terjadinya kelebihan pengisian. Secara otomatis

serbuk padat mempunyai sistem yang signalnya berubah untuk tiap-tiap

ketinggian. Secara umum ada signal-signal listrik yang dapat di dengar dan dapat

dilihat. Memulainya dan berhentinya motor atau menjalankan katup solenoid.

Beberapa mekanik listrik, elektronik dan dapat digunakan beberapa kontrol

ketinggian nucleonic. Kemudian secara umum komponen mendekati harga

tertinggi dalam penerapannya (aplikasi). Selanjutnya harga terendah dan

menengah dari komponen akan segera seimbang. Yang paling sesuai untuk

kontrol ketinggian akan diatur dari faktor-faktor berikut ini :

1. Perubahan temperatur.2. Perubahan tekanan gas dan udara.3. Getaran.4. Muatan air untuk kepadatan serbuk.5. Penggabungan komponen kontrol dengan material serbuk.6. Peralatan dari material serbuk, termasuk density, aliran, bentuk partikel dan

karakteristik dielektrik.


Documents

Chapter IIAlat-alat Instrument yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan cairan dikenal dengan istilah Level. Pengukuran level adalah yang berkaitan dengan keterpasangan