BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Fluid level berasal dari kata fluid yang berarti benda yang punya kemampuan mengalir dengan mengikuti bentuk tempat mengalirnya dan level yang berarti batas atau permukaan, namun kata level cenderung digunakan untuk ketinggian suatu permukaan. Secara istilah fluida level adalah ketinggian permukaan dari benda mengalir. Sedangkan fluid level checkout berarti memeriksa ketinggian permukaan benda mengalir. Fluida bisa berupa benda cair atau gas. Fluida memiliki manfaat yang besar sekali, contohnya adalah system rem hidrolik pada kendaraan yang jauh lebih pakem, padahal dulunya menggunakan system mekanis, lalu system pendinginan pada mesin mobil atau motor, dulu masih menggunakan pendinginan udara dengan memanfaatkan sirip – sirip pada sisi blok silinder mesin, sekarang sudah menggunakan liquid coolant yang dialirkan ke dalam mesin, sehingga suhu mesin lebih stabil dan lebih cepat melepas panas, komponen pun terjaga keawetannya, dan masih banyak lagi. Intinya fluida sebagai pengganti system mekanis karena lebih ringkas dan optimal. Dalam penerapannya, fluida harus ditakar terlebih dahulu agar tidak berlebihan atau kekurangan. Yakni dengan alat ukur fluida, namun penulis hanya memaparkan secara garis
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Fluid level berasal dari kata fluid yang berarti benda yang punya kemampuan
mengalir dengan mengikuti bentuk tempat mengalirnya dan level yang berarti batas atau
permukaan, namun kata level cenderung digunakan untuk ketinggian suatu permukaan.
Secara istilah fluida level adalah ketinggian permukaan dari benda mengalir.
Sedangkan fluid level checkout berarti memeriksa ketinggian permukaan benda
mengalir. Fluida bisa berupa benda cair atau gas.
Fluida memiliki manfaat yang besar sekali, contohnya adalah system rem hidrolik
pada kendaraan yang jauh lebih pakem, padahal dulunya menggunakan system mekanis,
lalu system pendinginan pada mesin mobil atau motor, dulu masih menggunakan
pendinginan udara dengan memanfaatkan sirip – sirip pada sisi blok silinder mesin,
sekarang sudah menggunakan liquid coolant yang dialirkan ke dalam mesin, sehingga
suhu mesin lebih stabil dan lebih cepat melepas panas, komponen pun terjaga
keawetannya, dan masih banyak lagi.
Intinya fluida sebagai pengganti system mekanis karena lebih ringkas dan optimal.
Dalam penerapannya, fluida harus ditakar terlebih dahulu agar tidak berlebihan atau
kekurangan. Yakni dengan alat ukur fluida, namun penulis hanya memaparkan secara
garis besar saja hal – hal tentang pemeriksaan ketinggian benda mengalir.
1.1.1 Ciri – Ciri Fluida
Fluida harus bisa mengalir.
· Aliran fluida harus bisa mengikuti tempat mengalirnya, karena jarak antar partikel
dalam struktur mikronya yang renggang itulah sehingga bisa mengalir mengikuti
tersebut meningkatkan tekananan nosel ke relay udara sehingga
mennyebabkan penambahan tekanan keluaran (output) yang cukup untuk
menyeimbangkan gaya beban pegas dengan bellow untuk mengembalikan
displacer ke posisi semula.
c. Hidrostatis (Manometer)
Metode ini biasanya menggunakan pengukur tekanan atau
pengukur beda tekan (Gambar 8-6) seperti pada pengukur aliran dan
tekanan. Prinsip yang digunakan menggunakan rumus :
P = G x D x H ........................ (8-1)
Dimana :
P = tekanan statik head, psi
G = spesifik gravitasi cairan dalam tangki
D = densitas air, lb/cu. In
H = tinggi tangki dari titik referansi (datum) minimal, in
d. Sistim Hidrolik Termal
Dalam sistim fasa primer, dimana cairan dan uap terkomposisi
sama berada pada T dan P yang umum (normal). Ketinggian cairan dapat
diukur dan dikontrol oleh sistim hidrolik termal. Penggunaannya terutama
pada generator uap dan boler. Hal ini berdasarkan teori bahwa suhu fasa
juga akan konstan baik dalam vessel maupun dalam sistim terpisah diluar
vessel. Fase cair tidak bereaksi seperti itu, jauh dari sumber panas, suhu
turun. Dalam sistim di luar tangki terdapat perbedaan suhu antara fase uap
danfasecair.(Gambar8-6)
e. Sistim Elektroda (Probe)
Sistim elektroda (probe) sering digunakan untuk pengukuran
ketinggian, dimana tidak diperlukan titik pengukuran spesifik atau hasil
data dalam bentuk indikasi ataupun rekaman. Pada sistim dengan 2
elektroda, saat ketinggian turun di bawah elektroda rendah, relay listrik
akan terganggu menyebabkan katup kontrol pada bagian inlet terbuka
untuk mengisi tangki. Ketika ketinggian melewati elektroda yang
posisinya lebih tinggi, relay akan terganggu sehingga katup tertutup,
gerakan anatara 2 elektroda menghasilkan 2 ketinggian berupa dead zone
(Gambar 8-8).
2.2. Jenis-Jenis Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan
Dalam mengukur tinggi permukaan cairan dalam suatu tangki pemrosesan
maupun dalam tangki penimbunan dipergunakan alat ukur tinggi permukaan cairan
yang sesuai dengan bentuk penggunaannya.
Alat ukur permukaan cairan terdiri dari beberapa jenis diantaranya :
1. Mistar Ukur
Suatu batang dengan skala yang telah dikalibrasi dicelupkan secara vertikal
dari atas ke dalam cairan yang akan diukur, atau dimasukkan sampai terjadi sentuhan
antara permukaan cairan dan ujung mistar ukur. Ketinggian permukaan pada hal
pertama dibaca pada batas pembasahan mistar, pada hal kedua pada suatu titik acuan
tertentu (misalnya pinggiran wadah). Nilai ukur tergantung pada besar dan bentuk
wadah. Mistar ukur hanya boleh digunakan untuk wadah yang sebelumnya dipakai
untuk mengkalibrasi mistar yang bersangkutan. Apabila digunakan mistar ukur yang
salah atau cara pencelupan yang tidak betul (misalnya miring), nilai ukur akan
menjadi salah pula.
Mistar ukur merupakan alat ukur yang paling sederhana untuk cairan dalam
wadah terbuka yang tidak terlalu tinggi. Tidak cocok untuk pengukuran yang harus
dilakukan seringkali dan menuntut ketelitian tinggi. Juga tidak cocok untuk
pengukuran dalam bejana bertekanan atau vakum atau berisi cairan berbusa.
2. Kaca Intip, Pipa Gelas Vertikal
Dengan memasang kaca pada dinding bejana (berdasarkan alasan
keselamatan kaca dibuat ganda), tinggi permukaan dapat dilihat langsung secara
visual. Karena pembersihan dan reparasi kaca intip lebih sulit, sering digunakan pipa
gelas (gelas duga) yang dipasang vertikal pada bagian luar bejana. Ujung atas dan
ujung bawah dihubungkan dengan bagian dalam bejana. Hubungan tersebut dapat
dibuka atau ditutup dengan menggunakan organ penyekat. Ketinggian cairan dalam
pipa sama dengan ketinggian dalam bejana (prinsip bejana berhubungan) serta dapat
dibaca langsung pada skala dari pipa.
Organ penyekat pada ujung bawah berfungsi untuk mencegah pengeluaran
cairan bila pipa rusak dan hanya boleh dibuka sewaktu pembacaan nilai ukur. Pada
penggunaan pipa gelas selalu terdapat bahaya perusak mekanik. Pipa gelas vertikal
hanya digunakan apabila tidak diperlukan penunjuk jarak jauh tidak ada tekanan
tinggi atau perubahan temperatur yang tajam, dan bila pembacaan nilai ukur secara
langsung betul-betul dimungkinkan. Alat ini tidak cocok untuk cairan dengan
viskositas tinggi atau cairan yang mengotori pipa gelas. Apabila pipa gelas vertikal
tidak dapat digunakan, bisa dipasang pipa logam yang tidak bersifat magnetik. Pipa
logam diisi benda apung magnetik. Kedudukan benda apung sesuai dengan ketinggian
permukaan cairan dalam bejana. Tinggi permukaan ini dapat dilihat secara tidak
langsung dengan bermacam-macam cara : keping-keping magnet terbungkus plastik
dipasang paralel dengan pipa logam. Keping-keping akan membalik bila benda apung
berada didekatnya. Kedua sisi keping memiliki warna yang berbeda, sehingga dengan
melihat warna tersebut posisi benda apung magnetik, yang berarti tinggi permukaan,
dapat diketahui. Hal ini tetap dapat diamati dari jarak yang jauh. Suatu bola baja
(berongga, berat jenisnya disesuaikan) diapungkan pada cairan dalam sebuah pipa
kaca atau plastik dengan ketinggian yang sama dengan benda apung magnetik. Bola
tersebut menunjukkan cairan. Namun cara ini sensitif terhadap getaran. Dengan
memasang saklar magnet, pipa ukur dengan benda apung magnetik dapat juga
memberi sinyal bila nilai batas tercapai.
Gbr.2.1 Alat Ukur Tinggi Permukaan dengan Menggunakan Kaca Intip
3. Alat Ukur dengan Benda Apung
Suatu benda apung (berongga) akan langsung bergerak mengikuti perubahan
tinggi cairan. Gerakan benda apung disampaikan ke alat penunjuk dengan bermacam-
macam cara.
Pada benda apung dipasang batang vertikal yang ujungnya menunjuk pada
skala yang sudah dikalibrasi. Cara ini cocok untuk wadah kecil yang terbuka,
kadang-kadang digunakan sebagai penunjuk harga batas untuk sistem tertutup dengan
saklar mekanik melalui katrol. Benda apung dipasang pada suatu logam ungkit.
Gerakannya diperkecil oleh suatu tuas dan kemudian dipindahkan ke alat penunjuk.
Pemindahan secara mekanik ke alat penunjuk pada sistem tertutup dilakukan
dengan menggunakan kopling magnet. Pemindahan secara pneumatik menggunakan
transmiter mekanik/pneumatik. Penunjuk jarak jauh dan pemberian sinyal pada nilai
batas (alarm), juga bisa dilakukan.
Benda apung dengan lengan ungkit tidak cocok untuk bejana yang tinggi dan
sempit. Korosi atau pengotoran dapat menyebabkan sistem tuas menjadi macet. Bila
terjadi korosi bola apung bisa terisi cairan. Penyampaian gerakan secara elektrik
dengan transmiter mekanik atau elektrik, penunjuk jarak jauh, pemberi sinyal pada
harga-harga batas (alarm), sambungan ke alat pengatur.
4. Alat Ukur dengan Benda Celup
Pada alat ini, suatu pegas digantungi benda celup silinder. Tergantung pada
ketinggian cairan dalam bejana, gaya berat yang membebani pegas menjadi lebih
kecil sesuai dengan besarnya gaya apung. Perubahan panjang pegas bisa dipindahkan
ke alat penunjuk secara mekanik, pneumatik, magnetik atau elektik.
Gaya apung pada benda celup tergantung pada berat jenis cairan. Dengan
demikian pengukuran juga tergantung pada berat jenis cairan. Benda celup juga cocok
untuk bejana yang tinggi dan sempit.
5. Alat Ukur Tekanan dan Beda Tekanan
Tekanan hidrostatik pada dasar suatu bejana tergantung pada berat jenis dan
ketinggian cairan. Tekanan ini diukur dengan manometer. Pada bejana tertutup dan
bertekanan, yang diukur adalah beda tekanan antara dasar bejana dan ruang di atas
cairan. Perbedaan tekanan ini dapat dilihat dari rumus :
P = P1 + P2 (2.1)
Dimana : P = Tekanan di dalam tangki (Pa).
P1 = Tekanan di atas cairan, yaitu tekanan udara yang menekan cairan (Pa).
P2 = Tekanan di dalam cairan (Pa).
P2 = . g . h [ = massa jenis cairan (kg/m3). h = tinggi cairan (m)].
Pengukuran ini juga dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gbr. 2.2 Gambar Pengukuran dengan Alat Ukur Beda Tekanan
Cara ini tergantung pada berat jenis. Sebagai kerugiannya, bagian bawah
bejana perlu dipasangi flens (karena terdapat bahaya kebocoran). Penunjuk jarak jauh
atau pemberi sinyal pada nilai-nilai batas (alarm) dengan transmiter hidrolik elektrik
atau hidrolik pneumatik. Dengan sistem gas tiup juga dapat ditentukan tekanan
hidrostatik. Udara atau gas inert ditiup melalui pentil serta pipa yang tercelup ke
dalam bejana. Ujung pipa hampir mencapai dasar bejana dan tekanan yang diukur
dengan manometer pada posisi sesudah pentil menunjukkan tekanan hidrostatik pada
dasar bejana. Berat jenis berpengaruh pada metode ini. Cocok juga untuk cairan yang
korosif, kotor dan berviskositas tinggi dalam bejana yang berventilasi (sering untuk
tangki minyak). Manometer dapat dikalibrasi langsung dalam satuan volume.
6. Pengukuran dengan Pancaran Radioaktif
Isotop radioaktif (Cobalt 60, Cesium 137) ditaruh dalam bejana yang kedap
radioaktif. Dari bejana tersebut pancaran dikeluarkan hanya ke arah tempat
pengukuran. Bejana tersebut biasanya dipasang di luar bejana penyimpanan (silo,
tangki). Sinar gamma menembus bejana atau mungkin juga isinya, mengenai detektor
yang terletak berseberangan dengan sumber pancaran. Pancaran tersebut ditangkap
oleh tempat pengukuran, tempat pengukuran menangkap frekwensi dari sinar gamma
tersebut. Hal ini dapat diperhatikan pada gbr 2.3.
(GAMBAR)
Gbr. 2.3 Keterpasangan Sensor Radioaktif pada Pengukuran Tinggi Cairan
Permukaan Tangki
Keterangan Gambar :
- Radiation Path : Garis pancaran radiasi
- Source and Holder : Sumber radiasi
- Detector : Pendeteksi pancaran radiasi
- Platform : Dinding tangki
-Vessel Clip : Flens pengunci
- Elevation : Jarak antara sumber radiasi dengan pendeteksi
- Maz,Min Liquid Level : Maksimum dan minimum ketinggian tangki
- Plan View : Perencanaan keterpasangan pengukuran
Frekwensi tersebut akan menunjukkan besar jarak yang ditempuh oleh sinar
gamma. Hal ini dapat dilihat dari rumus :
S = k . c .∆ f/2
Dimana : S = Jarak yang ditempuh oleh sinar gamma (m).
k = Konstanta dari bahan isotop.
c = Kecepatan pancaran sinar gamma. (m/det).
∆f = Perbedaan frekwensi yang dihasilkan oleh sinar gamma (Hz).
Melalui suatu penguat, detektor mengirimkan arus yang besarnya tergantung
pada tinggi bahan proses dalam bejana, yaitu apakah di atas atau di bawah berkas
sinar gamma. Metode ini tergantung pada bahan dan berat jenis. Penggunaan
susbstansi radioaktif diatur dengan undang-undang mengenai radiasi.
Penggunaannya terutama untuk pengukuran nilai batas. Untuk pengukuran kontinu
diperlukan sepasang sumber-penerima yang dapat digerakkan ke arah vertikal, dengan
kedudukan senantiasa dicatat. Alat tersebut digunakan bila cara lain tidak cocok
(misalnya karena tekanan terlalu tinggi, biji-bijian terlalu besar, bahan beracun atau
terlalu viskos). Dalam bejana tidak perlu dipasang perlengkapan untuk pengukuran
(pengukuran tanpa sentuhan).
Print hal 1o sampe abes
2.2 Pengukuran Ketinggian Padatan
Pengukuran ketinggian padatan merupakan pengukuran yang cukup
banyak digunakan antara lain untuk penyimpanan bahan baku, produk dan
material lainnya yang menunjang suatu proses industri. Adapun klarifikasi
pengukuran ketinggian padatan yaitu :
Pengukuran Kontinyu
Pengukuran level Padatan kontinyu menggunakan pengendalian
dengan sistem pneumatik dan listrik dan cocok untuk aplikasi proses
kontinyu. Pengukuran kontinyu. Pengukuran kontinyu meliputi :
a. Grid
Jenis grid memberikan indikasi dinamis dan kontinyu ketinggian
padatan. Grid dimasukkan ke dalam bentangan (bed) padatan bergerak,
mengukur secara langsung gaya internal yang berhubungan dengan
densitas padatan dan kedalaman bentangan (Bed).
Ukuran maksimal material tidak boleh melebihi 1/3 diamtere bukaan
grid. Pada gambar 8-9, grid terdiri dari cincin metal tipis yang
dihunungkan dengan poros membentuk silinder vertikal. Grid biasanya
hanya sebagian terendam pada bentangan padatan, dan level naik atau
turun sebanding dengan kenaikan dan penurunan grid. Batasan aplikasi
o Hanya untuk bed yang bergerak
o Memerlukan kalibrasi sendiri
o Dirancang untuk aplikasi spesifik
b. Gamma-ray detector
Radiasi nuklir dari sumber tertentu dapat dihubungkan dengan level
solid dalam vessel dimana detektor mengkonversikan radiasi nuklir ke
kuantitas listrik berhubungan dengan level. Detektornya disebut Geiger
Counter. Ada dua variasi sistim yaitu :
Variasi intensitas sebanding dengan ketebalan material interpose antara
sumber dan detektor
Variasi intensitas berbanding terbalik terhadap jarak kuadrat antara sumber
dan deteksi.
Untuk pengukuran level padatan, sumber dapat diletakkan sedemikian
rupa sehingga padatan itu sendiri membentuk ketebalan yang bervariasi
dimana sinar gamma harus menembus untuk mencapai detektor (Gambar
8-10).
c. Noise Level
Pengendalian noise untuk pengoperasian dalam grinding mill adalah
aplikasi pengukuran level yang berhubungan dengan variasi suara yang
diproduksi dalam bola, batang ata tabung grinding mill (Gambar 8-11).
Sebuah mikrofon diletakkan dekat grinding mill yang diaktifkan oleh
suara, dan sistim pengendalian dikalibarasi untuk mempertahankan laju
umpan yang juga mempertahankan tingkat suara yang optimum untuk aksi
grinding maksimum. Biasanya alarm juga dipasang bersamaan, sehingga
operator dapat mengetahui terjadinya ketidakberesan seperti loncatan
bunga apo atau penyumbatan dengan menyalanya lampu alarm. Peralatan
ini digunakan untuk peralatan bergerak dan dibatasi pada aplikai dimana
tingkat suara adalah fungsi suara yang dihasilkan.
Pengukuran Titik Tetap
a. Diafragma
Jenis ini menggunakan diafragma fleksibel yang berhubungan dengan
material dalam vessel (bin). Saat level padatan naik, tekanan akan menekan
diafragma terhadap mekanisme level pengukur berat. Saat level tersentuh,
saklar listrik diaktifkan. Indikator level diafragma biasanya dipasang pada
bagian luar bin (Gambar 8-12).
Keuntungan
3 Biaya murah namun terbatas pada vessel terbuka dan untuk pengendalian
tinggi dan rendah (2 posisi).
b. Kerucut Pendan
Alat ini terdiri dari saklar yang sensitif di dalam wadah anti debu yang
menggerakkan pivot tempat kerucut pendan terpasang. Batang pendan
bersambung ke bola apung plastik atau kerucut logam. Ketika kerucut atau
bola apung terjungkit oleh material padat, saklar di bagian atas diaktifkan,
Alat (gambar 8-13) ini dapat dipasang pada bagian atas, bawah atau variasi
level tertentu dimana ingin dilakukan pengukuran 2 pengendalian.
Gambar 8-14 menunjukkan detektor pendan dengan 2 bola pengapung
untuk 2 posisi pengukuran.
c. Defleksi Probe
Alat ini menggunakan kontak listrik yang tertutup (mati) saat material
padat mendefleksikan (membengkokkan) batang baja tirus yang
dihubungkan dengan diafragma kuningan (Gambar 8-15).
Banyak digunakan pada operasi penimbunan batu bara dan penggunaan
dibatasi untuk pemasangan pada bagian top (pengukuran permukaan) dan
vessel terbuka.
d. Padel Berputar
Alat ini digunakan untuk indikasi dan pengendalian level material
yang kering, butiran atau hancur. Poros padel digerakkan oleh motor, ketika
rotasi (putaran) padel tertahan oleh material padatan akan menyebabkan
pendukung motor dan rumah gigi bergerak pada permukaan horizontal.
Putaran tersebut mengaktifkan 2 saklar roller mini dalam putaran
berlawanan. Saklar pertama unutk mengaktifkan alat seperti sirkuit aliran,
sedang saklar kedua mematikan daya ke roda padel yang lalu berhenti
berputar. Ketika material levelnya turun, sebuah pegas akan
mengembalikan keadaan ke posisi semula dan kedua saklar terbebaskan dan
padel berputar lagi (Gambar 8-16).
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Jadi, fluid level adalah batas ketinggian suatu permukaan benda mengalir.
Bertujuan untuk mengetahui ketinggian permukaan suatu fluida cair dalam suatu wadah
Pengukuran ketinggian padatan merupakan pengukuran yang cukup banyak digunakan antara lain untuk penyimpanan bahan baku, produk dan material lainnya yang menunjang suatu proses industri
Masing- masing memiliki karakter sendiri – sendiri, juga kekurangan dan kelebihan.
3.2 SARANDalam penyusunan makalah ini, kami menyadari banyak kekurangan . Untuk
itu sarn dan kritik yang membangun sangat diperlukan untuk menyempurnakan