PENGUKURAN LEVEL DI INDUSTRI

Beberapa metode yang telah dikembangkan untuk pengukuran level yang kontinu

secara otomatis antara lain adalah :

1. Float dan Cable

Instrumen Float dan Cable adalahh 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 didesain untuk tangki yang bertekanan. Pelampung ini mempunyai

keuntungan sebagai simple dan sensitive terhadap perubahan densitas. Turbulance juga dapat

menimbulkan masalah pada pengukuran. Teknik float dan cable tidak memberi kemungkinan

pada konsep transmitter yang dapat dilakukan oleh teknik lainnya.

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

magnetostrictive dan radar). Keuntungan menggunakan float tidak ada batasan ketinggian

tangki, akurasi yang bagus dan harganya relatif murah. Prinsip float dari pengukuran level ini

adalah displacer. Teknologi displacer didasarkan pada hukum archimedes. Displacer secara

berkala ditempatkan di external cages yang dapt mempengaruhi akurasi jika level pada vessel

tidak lurus.

2. Perpindahan

Pokok dari teknik perpindahan adalah transmitter gaya yang seimbang. Biasanya

digunakan untuk mengukur ketinggian material antara permukaan adatu densitas denagn

menggunakan gaya buoyancy pada sebuah displacer di bawah permukaan level. Gaya

buoyancy terkonversi dengan adanya gaya seimbang pneumatic atau mekanisme mekanik

yang profesional 3-15 Psi, 20-100 kPa, 4-20 mA/dc atau 10-50 mA/dc signal.

3. Head atau Pressure

Pengukuran dari kepala atau tekanan untulk 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 atau Kapasitansi

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.

5. Konduktansi

Sensor level konduktivitas terdiri dari dua elektroda yang dimasukkan kedalam vessel

atau tangki untuk diukur. Ketika level meningkat cukup tinggi untuk memberikan sebuah

garis konduksi dari satu elektroda ke elektroda yang lain secara berantai (padatan atau coil)

yang berisi energi. Sevcara berantai dapat digunakan untuk alarm atau kontrol, kemudian

konduktivitas ada diantara poin kontrol atau alarm control. Material tersebut dapat menjadi

konduktor dan tidak akan berbahaya jika terjadi percikan. Level dengan konduktivitas sekali-

kali dapat ditemukan pada aplikasi proses di pabrik.

PENGUKURAN LEVEL DI INDUSTRI

Konsep Dasar Sistem Satuan Dan Penskalaan Temperatur

Pengukuran temperatur dapat dilakukan menggunakan termometer modern dengan

penskalaan satuan mengikuti salah satu dari tiga sistem yang paling populer yaitu sistem

Fahrenheit, Celsius, dan Kelvin. Kelvin merupakan satuan dasar temperatur yang disepakati

sebagai satuan Sistem Internasional dan lazim digunakan dalam pemodelan dan kalkulasi

proses industri, sementara Fahrenheit dan Celsius merupakan satuan yang banyak digunakan

dalam masalah kesehatan dan lingkungan.

Dalam aplikasi sehari-hari, penggunaan sistem skala Celsius sering digunakan. Dalam

skala Celsius, 0°C menunjuk pada temperatur dimana air membeku dan 100°C menunjuk

pada temperatur dimana air mulai mendidih pada tekanan permukaan laut. Perbedaan 1

(satu) derajat pada skala Celsius adalah sama dengan perbedaan derajat 1 (satu) skala Kelvin.

Yang membedakan keduanya adalah start awal (offset) dari temperatur air membeku, yaitu

0°C pada skala Celsius dan 273,15 K pada skala Kelvin. Formula konversi Kelvin dari

Celsius adalah sebagai berikut:

Sistem Fahrenheit banyak digunakan di Amerika Serikat. Pada skala Fahrenheit, titik

beku air menunjuk pada 32°F dan titik didih air pada 212°F. Berikut adalah formula untuk

konversi dari Fahrenheit ke Celsius :

Selain menggunakan termometer standard, pengukuran temperatur dapat dilakukan

menggunakan sistem yang berbasis sensor untuk mendeteksi panas.

Peneraan Temperatur Dan Kesalahan Pengukuran

Dalam dunia industri, pengendalian temperatur proses merupakan salah satu faktor

penentu keberhasilan dan kualitas proses. Pengendalian temperatur di industri berkaitan

dengan range temperatur dalam proses industri yang bisa sangat tinggi atau ekstrim rendah

yang seringkali tidak bisa terukur menggunakan termometer yang biasa digunakan untuk

pengukuran sehari-hari atau pada skala laboratorium. Masalah lain yang muncul adalah

masalah penempatan termometer yang biasanya tidak begitu diperhatikan serta masalah

waktu pengukuran yang relatif singkat dengan frekuensi pengukuran yang cukup tinggi.

Dengan demikian, maka diperlukan teknik dan model-model pengukuran khusus yang

disesuaikan dengan kebutuhan industri.

Ada beberapa jenis alat pengukur suhu yang bisa dipergunakan dalam industri, yaitu

thermocouple, pyrometer, bimetal, platinum resistance, dan thermistor. Masing-masing alat

ukur suhu tersebut memiliki prinsip kerja, ketelitian, dan interval suhu yang berbeda.

Pengetahuan tentang sifat-sifat serta kinerja suatu alat sangat diperlukan agar hasil

pengukuran akurat dan memiliki ketelitian sesuai kebutuhan. Berkaitan dengan ketelitian

pengukuran ini, pengurangan kesalahan dalam kalibrasi alat pengukur temperatur memiliki

peran yang sangat penting untuk mendapatkan ketelitian yang tinggi.

Peneraan temperatur memungkinkan dilakukannya pengukuran ketidakpastian dalam

pengukuran temperatur dalam rangka mengoptimalkan sensor dan ketelitian sistem.

Ketidakpastian ini bersumber dari berbagai faktor diantaranya toleransi sensor yang biasanya

memiliki nilai tertentu tergantung pada spesifikasi pembuat, ketidakakuratan dari pengukuran

itu sendiri, dan pengaruh panas yang dihasilkan dari instalasi peralatan.

Prosedur peneraan dapat diterapkan pada sensor atau peralatan pengukur secara

terpisah atau dengan kombinasi. Dengan peneraan ini, maka standar pengukuran baik

nasional maupun internasional dapat diperoleh. Prinsip peneraan adalah dengan cara

menaikkan atau menurunkan skala dari sensor temperatur peralatan ke suatu temperatur

referensi yang telah diketahui dengan pasti.

Beberapa karakteristik yang penting untuk diperhitungkan dalam peneraan pengukuran

adalah kesalahan pengukuran yang mengambarkan perbedaan antara nilai sebenarnya dengan

nilai terukur, ketidakpastian yang menggambarkan interval penerimaan dari sistem akibat

dari kesalahan komponen, histeresis yang menggambarkan perbedaan resistansi pada

temperatur yang sama tergantung dari arah pencapaian temperatur tersebut, yaitu pengukuran

naik dan pengukuran turun yang dapat menyebabkan respon temperatur 5 terukur bisa

berbeda untuk temperatur aktual yang sama; dan waktu tanggap (respon) yang

menggambarkan waktu yang diperlukan oleh detektor untuk mengirimkan sinyal dalam setiap

level perubahan temperatur. Karakteristik yang terakhir ini sangat penting dalam pengukuran

dimana proses perubahan temperatur berlangsung sangat singkat namun memerlukan

pencatatan historis perubahan yang cukup panjang.

Gambar 1 Kesalahan histeresis pada pengukuran temperatur menggunakan prinsip resistansi

bahan.

Sementara itu pengaruh dari waktu respon dalam pengukuran temperatur terhadap hasil

pengukuran ditunjukkan dalam Gambar 2. Semakin lambat respon sistem pengukur maka

akan berakibat pada semakin besar perbedaan antara temperatur terukur dengan temperatur

aktual.

Gambar 2 Pengaruh waktu tanggap yang berbeda terhadap hasil pengukuran temperatur.

Dari gambaran tentang peranan temperatur dan pentingnya pengukuran temperatur

dalam proses industri seperti disebutkan di atas, maka studi tentang teknik dan model

pengukuran temperatur merupakan hal yang sangat penting dalam rangka mendapatkan hasil

pengukuran yang akurat serta untuk menjamin kualitas produk industri melalui proses yang

terkendali. Studi ini dilakukan dengan tujuan untuk mengeksplorasi teknik dan model

pengukuran temperatur menggunakan termometer zat alir, bimetal, thermocouple, 6 platinum

resistance thermometer (PRT), thermistor, dan pyrometer. Tak kalah pentingnya adalah

peningkatan pemahaman mengenai beberapa sifat statis pengukuran temperatur seperti

keseksamaan, linieritas, dan histeresis; serta sifat dinamis pengukuran temperatur.