i
DESAIN INSTRUMENTASI
INDUSTRI: APLIKASI DAN
SPESIFIKASI PENGUKURAN LEVEL
FITRI RAHMAH
LP UNAS
ii
Desain Instrumentasi Industri: Aplikasi dan Spesifikasi Pengukuran Level
Oleh : Fitri Rahmah
Hak Cipta© 2021 pada Penulis Editor Naskah : Gilang Almaghribi Penyunting : Kiki Rezki Lestari dan Fitria Hidayanti Desain Cover : Erna Kusuma Wati ISBN: 978-623-7376-89-7 Hak Cipta dilindungi Undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun, baik secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotocopy, merekam atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin dari Penulis. Penerbit : LP_UNAS Jl.Sawo Manila, Pejaten Pasar Minggu, Jakarta Selatan Telp. 021-78067000 (Hunting) ext.172 Faks. 021-7802718 Email : [email protected]
iii
KATA PENGANTAR
Dalam pembuatan buku Desain Instrumentasi Industri: Aplikasi dan Spesifikasi Pengukuran Level ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang telah banyak membantu. Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. El Amry Bermawi Putra, MA selaku Rektor
Universitas Nasional 2. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada
Masyarakat Universitas Nasional 3. LP Unas 4. Jajaran dosen dan karyawan di lingkungan Universitas
Nasional Demikianlah semoga buku ajar Desain Instrumentasi
Industri: Aplikasi dan Spesifikasi Pengukuran Level ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa termasuk mahasiswa Program Studi Teknik Fisika Universitas Nasional. Tentunya dalam pembuatan buku ajar ini, tidak luput dari kesalahan. Untuk itu, kami mohon masukan dari para pembaca untuk perbaikan buku ajar ini.
Jakarta, Maret 2021
Penulis Fitri Rahmah
iv
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................ iv
BAB 1 - MENENTUKAN APAKAH PERANGKAT PENGUKUR TINGKAT PROSES MEMENUHI PERSYARATAN APLIKASI ..................................................... 1
1.1. Tipe Elektrik ................................................................. 1
1.1.1. Perangkat Jenis Kapasitansi ............................... 1
1.1.2. Penerimaan Frekuensi Radio (RF) .................. 15
1.1.3. Probe Impedansi (Probe Resistensi)................... 19
1.1.4. Perangkat Jenis Konduktivitas ........................ 22
1.1.5. Perangkat Pita Resistensi .................................. 26
1.2. Perangkat Jenis Ultrasonik ........................................ 30
1.3. Perangkat Radiasi Nuklir ........................................... 38
1.4. Tipe Sel Beban ............................................................ 42
1.5. Perangkat Radar Gelombang Mikro ....................... 46
1.6. Sakelar Level ............................................................... 63
1.7. Perangkat Level Optik ............................................... 66
BAB 2 - MENENTUKAN PERANGKAT PENGUKUR ANTARMUKA YANG TEPAT UNTUK APLIKASI INDUSTRI ................................................................................... 69
v
2.1. Definisi Antarmuka ................................................... 70
2.2. Tujuan Pengukuran Antarmuka ............................... 70
2.2.1. Peran Pengukuran Antarmuka Dalam Pemisahan Lapangan .......................................................... 71
2.2.2. Peran Pengukuran Antarmuka Dalam Desalter Minyak Mentah ................................................................... 72
2.3. Unit, Terminologi, Simbol ........................................ 75
2.4. Kategori Umum Perangkat Pengukur Antarmuka 75
2.4.1. Perangkat Pemindahan ..................................... 75
2.4.2. Kapasitif .............................................................. 80
2.4.3. Perangkat Kepala Hidrostatis .......................... 88
2.4.4. Jenis Perangkat Antarmuka Lainnya ............... 92
2.5. Memilih Perangkat Antarmuka Saat Ada Emulsi .. 93
BAB 3 - MENENTUKAN APAKAH PERANGKAT PENGUKUR TINGKAT MEMENUHI PERSYARATAN APLIKASI PENGUKURAN TANGKI OTOMATIS ....... 97
3.1. Tujuan Pengukuran Tangki Otomatis ..................... 99
3.1.1. Akun Untuk Inventaris Dan / Atau Transfer Kepemilikan ....................................................................... 100
3.1.2. Menyediakan Operasi Proses Yang Efektif . 101
3.2. Perbedaan Antara Pengukuran Tangki Otomatis Dan Pengukuran Level Proses ............................................ 102
3.2.1. Persyaratan Akurasi ......................................... 103
3.2.2. Interval Akses Data ......................................... 103
vi
3.2.3. Jalur Komunikasi ............................................. 104
3.2.4. Jenis Data Yang Dibutuhkan ......................... 104
3.3. Teknik Mengukur Tangki ....................................... 105
3.3.1. Teknik Berbasis Level ..................................... 106
3.3.2. Teknik Berbasis Tekanan ............................... 107
3.3.3. Teknik Gabungan (Hybrid) ........................... 108
3.4. Pertimbangan Struktur Tangki Saat Memilih Alat Pengukur Ketinggian ............................................................ 109
3.4.1. Ketidaksempurnaan Tangki ........................... 110
3.4.2. Tangki Atap Tetap Versus Terapung ........... 112
3.4.3. Pentingnya Titik Referensi Untuk Pengukuran Level 112
3.5. Perangkat Pelampung dan Pita .............................. 114
3.6. Pemindah Berbasis Servo........................................ 123
3.7. Perangkat Radar ....................................................... 129
3.8. Perangkat Ultrasonik ............................................... 133
3.9. Pengukur Tangki Hidrostatis ................................. 135
3.10. Komentar Penutup Tentang Pengukuran Tangki Otomatis ................................................................................. 146
BAB 4 GRAVITASI SPESIFIK: TERMINOLOGI, TUJUAN, CONTOH ............................................................... 148
4.1 Definisi Gravitasi Spesifik ...................................... 149
4.2 Unit, Terminologi, dan Simbol .............................. 152
4.3 Tujuan Pengukuran Gravitasi Spesifik .................. 153
vii
4.3.1 Memperkirakan Komposisi atau Nilai Material 154
4.3.2 Membandingkan Jumlah Material ..................... 155
4.4 Kategori Umum Perangkat Pengukur Level yang Digunakan untuk Mengukur Gravitasi Spesifik ............... 158
4.4.1 Perangkat Head Hidrostatis ................................ 158
4.4.2 Perangkat Apung ................................................. 165
4.4.3 Perangkat Berat Material ..................................... 169
BAB 5 SPESIFIKASI LEVEL INSTRUMENT ................. 171
5.1 Ruang Lingkup ......................................................... 171
5.1.1 Singkatan ............................................................... 171
5.1.2 Kode dan Standar ................................................ 172
5.2 Desain Level Instrument......................................... 173
5.2.1 Kondisi Layanan .................................................. 173
5.2.2 Level Instrument .................................................. 173
5.2.3 Lampiran Instrumen ........................................... 175
5.2.4 Serfitikasi Listrik Berbahaya ............................... 175
5.2.5 Koneksi Listrik ..................................................... 175
5.2.6 Koneksi Instrumen Proses ................................. 175
5.2.7 Material .................................................................. 178
5.2.8 Level Instrument Tipe Perbedaan Tekanan .... 179
5.2.9 Displacer Type Level Instrument ...................... 182
5.2.10 Level Gauge ..................................................... 185
viii
5.2.11 Liquid Level Switches ..................................... 191
5.2.12 Tank Gauging .................................................. 193
5.2.13 Miscellaneous Type Level Instruments ........ 194
5.3 Surge Protection ....................................................... 194
5.4 Kekebalan RFI .......................................................... 195
5.5 Ketahanan Terhadap Iklim Tropis ........................ 196
5.6 Papan Nama .............................................................. 196
5.7 Inspeksi dan Pengujian ............................................ 197
5.7.1 Pengujian dan Inspeksi ............................................ 197
5.7.2 Sertifikasi QA/QC ................................................... 198
BAB 6 SPESIFIKASI INSPEKSI DAN PENGUJIAN .... 201
6.1 Gambaran Umum .................................................... 201
6.2 Pengujian dan Inspeksi ............................................ 201
6.2.1 Persyaratan Umum................................................... 201
6.2.2 Factory Acceptance Test (FAT) ............................ 202
6.2.3 Site Acceptance Test (SAT) .................................... 203
6.3 Commissioning ......................................................... 204
6.3.1 Pre-Commissioning ................................................. 204
6.3.2 Commissioning ......................................................... 204
6.3.3 Acceptance Work ..................................................... 205
6.3.4 Peralatan Khusus ...................................................... 206
6.3.5 Spare Part .................................................................. 206
6.3.6 Training...................................................................... 206
ix
6.4 Papan Nama .............................................................. 206
6.5 Protective Coating.................................................... 208
6.6 Sertifikasi ................................................................... 208
DAFTAR PUSTAKA............................................................... 209
TENTANG PENULIS ............................................................ 212
1
BAB 1 - MENENTUKAN APAKAH
PERANGKAT PENGUKUR TINGKAT
PROSES MEMENUHI PERSYARATAN
APLIKASI
1.1. Tipe Elektrik
Perangkat tipe elektrik mengukur sifat listrik, seperti
kapasitansi, fluida proses dan mengubah pengukuran
properti listrik menjadi pengukuran level. Perangkat tipe
elektrik meliputi:
• perangkat jenis kapasitansi
• penerimaan frekuensi radio (RF)
• perangkat jenis konduktivitas
• perangkat tipe resistansi
1.1.1. Perangkat Jenis Kapasitansi
Perangkat jenis kapasitansi menggunakan konstanta
dielektrik material untuk menentukan levelnya. Prinsip -
2
Prinsip kerja probe kapasitansi adalah membuat kapasitor
melalui penggunaan probe kapasitansi yang dipasang di
tengah tangki. Probe kapasitansi bertindak sebagai satu
pelat kapasitor, sedangkan dinding tangki bertindak
sebagai pelat kapasitor lainnya. Karena semua material
memiliki konstanta dielektrik, termasuk udara, kondisi
untuk perubahan kapasitansi dimungkinkan. Alasannya
adalah karena konstanta dielektrik zat cair selalu lebih
besar daripada udara. Saat bahan proses mengisi bejana,
bahan proses mengelilingi probe kapasitansi dan mengubah
kapasitansi tangki. Kapasitansi tangki diubah secara
proporsional dengan levelnya. Variasi kapasitansi cukup
linier, sehingga kapasitansi yang berubah mewakili tingkat
perubahan.
Kapasitansi berubah karena konstanta dielektrik
cairan, KL, dan konstanta dielektrik udara, KA, berbeda.
Ketika level meningkat dari ujung bawah probe ke atas
probe, kapasitansi tangki berubah dan probe merasakan
perubahan ini. Konduktivitas tidak boleh terjadi antara
probe tengah dan dinding tangki logam. Untuk mencegah
3
konduktivitas antara probe tengah dan dinding tangki
logam, vendor menyediakan insulator di bagian atas probe.
Dua asumsi dibuat dalam analogi pembuatan
kapasitor dari dinding tangki sebagai satu pelat dan probe
kapasitor sebagai pelat lainnya. Salah satu asumsinya
adalah dinding tangki terbuat dari logam, jika tidak
kondisi kapasitansi tidak dapat terjadi. Asumsi lain adalah
bahwa media proses tidak konduktif. Cairan, jika
konduktif, menciptakan jalur arus di mana arus mengalir
antara probe dan dinding tangki (yaitu, dua pelat kapasitor).
Kedua asumsi tersebut berarti bahwa seorang insinyur
memilih desain probe kapasitif berdasarkan karakteristik
bejana dan fluida. Beberapa desain probe kapasitansi
tersedia untuk mendukung aplikasi dengan dinding tangki
logam atau non-logam dan cairan konduktif atau non-
konduktif.
Rancangan - Empat jenis desain probe (Gambar 1)
digunakan dalam pengukur tingkat kapasitansi:
• probe telanjang
• probe terisolasi
• probe perisai konsentris
4
• probe fleksibel
Probe telanjang diisolasi dari dinding tangki melalui
kopling pemasangannya yang bertindak sebagai isolator.
Probe telanjang digunakan dengan cairan non-konduktif
yang memiliki konstanta dielektrik rendah.
Probe berinsulasi ditutup dengan lapisan (biasanya
Teflon) yang bertindak sebagai insulator. Probe
berinsulasi digunakan dengan bahan konduktif.
Perhatikan bahwa probe berinsulasi juga cocok untuk
cairan non-konduktif. Pendekatan industri untuk
menyelidiki pilihan saat Anda tidak yakin dengan
konduktivitas cairan adalah "jika ragu, isolasi".
Probe pelindung konsentris (selongsong) dilengkapi
dengan pelindung tabung logam atau selongsong untuk
meningkatkan sensitivitas probe terhadap perubahan
kapasitansi. Peningkatan kepekaan diperlukan untuk
bejana yang sangat besar, ketika perubahan level
menghasilkan perubahan kecil dalam kapasitansi.
Probe fleksibel pada dasarnya adalah kabel fleksibel,
dan dapat digunakan pada aplikasi dengan jangkauan lebih
dari 12 kaki.
5
Osilator frekuensi tinggi digunakan untuk
"membangkitkan" sistem pengukuran kapasitif dengan
sinyal frekuensi radio. Detektor mampu mendeteksi
perubahan kapasitansi menggunakan kemampuan respon
frekuensi, terutama melalui perubahan fasa dan amplitudo
sinyal sinusoidal. Sinyal dihasilkan antara probe dan tangki
itu sendiri. Tingkat daya sinyal sangat rendah. Rangkaian
dan probe tersedia yang memenuhi persyaratan keamanan
intrinsik.
Gambar 1. Jenis Probe Kapasitansi
6
Performa - Teknologi kapasitansi telah digunakan dalam
pengukuran proses selama beberapa dekade dan dianggap
dapat diandalkan oleh industri pengolahan minyak.
Dengan asumsi bahwa tidak ada penumpukan material
yang terjadi pada probe, probe kapasitansi relatif bebas
perawatan. Berikut beberapa keuntungan dan kerugian
kinerja tambahan dari probe kapasitansi.
Keuntungan kinerja probe kapasitansi adalah sebagai
berikut:
• tidak ada bagian yang bergerak, jadi keausan
mekanis tidak menjadi perhatian
• tersedia untuk pengukuran level kontinu atau titik
• tersedia dalam berbagai macam bahan konstruksi
• mendukung geometri tangki apa pun
• penggunaan tekanan tinggi hingga 5000 psi
• batas suhu pada isolator probe hingga 1000 ° F
• opsi daya rendah untuk aplikasi yang secara
intrinsik aman
7
Kerugian kinerja dari probe kapasitansi adalah sebagai
berikut:
• pengukuran dipengaruhi ketika perubahan terjadi
dalam konstanta dielektrik fluida proses.
Perhatikan bahwa suhu mengubah konstanta
dielektrik fluida. Air, misalnya, memiliki konstanta
dielektrik 88 pada 0 ° C, 80 pada 20 ° C, 48 pada
100 ° C. Teknologi kompensasi suhu biasanya
tersedia untuk perangkat kapasitansi. Kompensasi
suhu otomatis harus disediakan dalam sirkuit probe
untuk cairan di mana konstanta dielektrik berubah
sebagai fungsi suhu.
• pemasangan yang tepat itu penting, probe bisa
pendek melintasi isolator.
• penumpukan bahan konduktor pada probe dapat
menyebabkan pembacaan level yang salah. Ini
diminimalkan dengan menggunakan osilasi
frekuensi tinggi.
• penumpukan material proses, seiring waktu, pada
isolator dapat mengakibatkan hubungan arus
pendek pada isolasi yang dimaksud.
8
Instalasi - Pemasangan probe kapasitansi memiliki
pertimbangan sebagai berikut:
• Probe penginderaan level kontinu dipasang secara
vertikal. Probe tidak boleh bersentuhan dengan
dinding bejana atau struktur internal bejana.
• Probe penginderaan level titik dipasang secara
horizontal. Tujuannya adalah untuk memberikan
perubahan besar di area yang dibasahi probe untuk
sedikit perubahan level.
• Jika dinding tangki dan media proses tidak
konduktif, elektroda arde tambahan mungkin
diperlukan.
• Probe kapasitansi penginderaan level kontinu dapat
dipasang secara internal bejana atau secara
eksternal di dalam ruang.
Referensi instalasi berikut berlaku untuk instalasi
probe kapasitansi.
9
Alasan
penggunaan Ringkasan
Pemasangan
probe
Pemasangan samping untuk aplikasi
level titik atau bejana besar. Pemasangan
atas untuk level kontinu.
Segel proses Lebih disukai katup isolasi bersegel
Probe lokasi Hindari aliran saat mengisi atau
gunakan pelindung probe.
Gambar 2. Referensi Instalasi
Aplikasi - Instrumen level tipe kapasitansi harus
dipertimbangkan hanya untuk mengukur level cairan,
level antarmuka cairan-cairan dan level padatan granular.
Mereka tidak boleh digunakan dalam cairan yang
mengandung gas yang masuk. Probe kapasitansi tidak
boleh digunakan sebagai perangkat pematian darurat
utama.
Contoh mengilustrasikan mengevaluasi pemancar
tingkat kapasitansi. Asumsikan bahwa kisaran kapasitansi
adalah minimum 50 hingga 4000 pf (pikofarad).
10
Minimum menentukan bahwa perangkat dapat disetel
pada 50 pf, jadi ini berarti bahwa dari ujung probe ke titik
tertinggi, Anda harus memiliki perubahan kapasitansi 50
pf. Cairan organik, seperti propana, memiliki perubahan
kapasitansi pergeseran yang rendah. Asam, seperti asam
sulfat, cenderung memiliki perubahan kapasitansi
pergeseran yang tinggi. Geometri tangki juga dapat
mempengaruhi pergeseran kapasitansi. Hasil akhirnya
adalah semakin sempit diameter tangki, semakin besar
perubahan kapasitansi. Jika ada diameter tangki yang
besar, terkadang disarankan untuk menggunakan
pelindung konsentris di sekitar probe. Akibatnya, Anda
sekarang memiliki kapasitor yang dibuat di antara probe
dan pelindung konsentris. Vendor mungkin menyebut
perisai mereka sebagai "pipa diam" atau “stillwell”. Karena
pipa diam digunakan, Anda memiliki perubahan
kapasitansi terbesar, dan ini sering digunakan dalam
mengukur cairan organik, seperti propana.
Mengetahui geometri tangki, kapasitansi cairan, dan
diameter probe, Anda secara teoritis dapat menghitung
perubahan kapasitansi untuk level yang akan diukur.
11
Persamaannya cukup mudah untuk tangki yang memiliki
probe yang dipasang di tengah tangki. Jika, karena alasan
tertentu, probe bergeser dari garis tengah, atau insulasi
ditambahkan ke probe, perhitungannya menjadi sangat
rumit. Grafik sering disediakan oleh vendor untuk
menentukan perubahan kapasitansi per satuan jarak.
Contoh bagan ditunjukkan pada Gambar 3. Pada
sumbu x adalah konstanta dielektrik, dari 0 sampai 10;
pada sumbu y perubahan kapasitansi untuk probe telanjang
disajikan dalam pf per inci. Grafik tersedia untuk diameter
tangki dan stillwell. Grafik ini digunakan sebagai alat
skrining untuk melihat apakah probe akan bekerja. Artinya,
jika Anda mengetahui rentang yang akan diukur perangkat
dan konstanta dielektrik material, Anda dapat memilih
perangkat. Dalam beberapa kasus, Anda mungkin harus
berkonsultasi dengan vendor untuk melihat apakah probe
sesuai dan mendapatkan rekomendasi tambahan
12
Gambar 3. Contoh Grafik Probe Gain
Probe kapasitansi bekerja dengan baik dalam operasi
pengolahan minyak mentah awal. Contoh aplikasi yang
ditunjukkan pada Gambar 4 adalah untuk proses
penghilangan air minyak. Probe kapasitansi terus menerus
memantau ketinggian air. Sinyal pemancar ke pengontrol
level, LC, memberikan indikasi level yang berkelanjutan.
Pengontrol, LC, membuka katup untuk melepaskan air
dari tangki ketika mencapai level yang tidak diinginkan.
13
Gambar 4. Contoh Aplikasi: Tangki Penghilang Air
Gambar 5 referensi standar dan praktek yang
mempengaruhi pemilihan perangkat tipe listrik. Tinjau
referensi untuk detail tambahan saat menentukan
kesesuaian perangkat untuk aplikasi.
Karena masalah pelapisan pada perangkat
kapasitansi awal, penggunaan probe kapasitansi tidak
langsung diterima. Namun, probe kapasitansi saat ini
mengatasi penumpukan lapisan dengan menambahkan
probe kedua (disebut pelindung atau pelindung yang
digerakkan), dengan menggunakan frekuensi yang lebih
tinggi, atau dengan mengukur admitansi (yang merupakan
14
kebalikan dari impedansi). Diskusi selanjutnya
menjelaskan salah satu teknologi terbaru, penerimaan RF.
Alasan penggunaan Ringkasan
Aplikasi umum • Aplikasi yang dapat diterima
• Tidak diizinkan sebagai perangkat
shutdown
• Pedoman kompensasi suhu
• Panduan instalasi
Kriteria penggunaan • Penggunaan aplikasi yang
mengkhawatirkan.
• Karakteristik proses
memengaruhi penggunaan.
Instalasi • Pemasangan alat kapasitansi
Kapasitansi dan probe
penerimaan RF
Referensi tambahan untuk
pemilihan dan implementasi.
Gambar 5. Referensi untuk Pemilihan Perangkat Jenis
Listrik
15
1.1.2. Penerimaan Frekuensi Radio (RF)
Pemancar frekuensi radio (RF) mengatasi kesalahan
akibat lapisan melalui penggunaan teknologi anti-lapisan.
Prinsip - Sebelum meninjau prinsip admitansi RF,
pertama-tama pertimbangkan efek pelapisan pada
pengukuran kapasitif. Ketika probe kapasitif berinsulasi
terendam sepenuhnya, ia mengukur komponen kapasitif
yang hampir murni. Komponen kapasitif pengukuran
lebih akurat disebut susceptansi kapasitif. (Susceptans
sendiri didefinisikan sebagai kebalikan dari reaktansi
kapasitif.) Selama probe terendam sepenuhnya,
pengukuran kapasitif hampir murni akan terjadi.
Ketika level turun, lapisan probe dapat terjadi. Jika
lapisan terdiri dari bahan konduktif, maka komponen
konduktif dimasukkan ke dalam pengukuran level.
Komponen konduktif, yang disebut konduktansi,
bersama dengan susceptansi kapasitif, memasukkan sinyal
kesalahan ke dalam pengukuran. Sinyal kesalahan ini, jika
tidak diperbaiki, dapat menyebabkan pembacaan tingkat
tinggi secara artifisial karena efek lapisan. Hasil dari sinyal
kesalahan adalah komponen admitansi yang berada 45 °
16
keluar fasa dengan sinyal level utama. Penerimaan (yang
merupakan kebalikan dari impedansi) mencakup
komponen konduktansi dan susceptansi kapasitif.
Gambar 6. Vektor Penerimaan RF
Dalam diskusi sebelumnya tentang probe yang
terendam penuh, probe kapasitif sebenarnya mengukur
komponen admitansi yang terdiri dari kapasitansi hampir
murni dan tanpa konduktansi. Lapisan tersebut
memperkenalkan konduktansi. Dua cara untuk
menghilangkan sinyal kesalahan yang dihasilkan dari
17
konduktansi adalah dengan mengukur komponen
konduktif dan mengurangi kesalahan dari sinyal total, atau
untuk membatalkan sinyal kesalahan dengan menggeser
sinyal sebesar 45 °.
Rancangan - Untuk mempelajari fenomena admitansi
lebih lanjut diperlukan pembahasan tentang teori jalur
transmisi, yang berada di luar cakupan modul mata kuliah
ini. Semua yang diperlukan di sini adalah untuk
mengetahui bahwa perangkat masuk RF menghilangkan
komponen konduktansi dari sinyal kesalahan yang
disebabkan oleh lapisan. Perangkat penerimaan RF
menghilangkan sinyal kesalahan melalui penggunaan
sirkuit anti-pelapisan, yang dipasang di pemancar
perangkat penerimaan RF.
Performa - Perangkat dapat bekerja dalam kondisi
operasi yang ekstrim seperti suhu (rentang probe dari -300
° F hingga 1000 ° F) dan tekanan (dari -15 psig hingga
10.000 psig). Lingkungan proses dengan agitasi,
pembusaan, korosi, bahaya ledakan, dan bahan yang
18
mematikan dapat diatasi dengan probe, sensor, atau
pemilihan segel yang tepat.
Instalasi - Perangkat penerimaan RF relatif mudah
dipasang. Untuk setiap perangkat penerimaan RF, hanya
diperlukan satu pintu masuk bejana dengan kopling atau
flensa berulir. Pembukaan bejana biasanya di atas
permukaan material.
Gambar 7. Aplikasi: Pengujian Sumur Otomatis
Aplikasi - Vendor penerimaan RF mengklaim bahwa
perangkat mereka adalah perangkat pengukuran tingkat
19
pertama yang universal untuk semua aplikasi pengukuran
tingkat. Perangkat penerimaan RF cocok untuk
pengukuran tingkat titik dan kontinu. Perangkat dapat
mengukur empat jenis bahan: cairan, bubur, butiran, dan
antarmuka.
Pada contoh di Gambar 7, probe penerimaan RF
digunakan untuk terus memantau ketinggian air dalam
penguji sumur otomatis. Jika level terlalu tinggi,
pengontrol level membuka katup pembuangan air. Probe
kapasitansi juga disebut sebagai probe impedansi, yang
dijelaskan di bagian selanjutnya.
1.1.3. Probe Impedansi (Probe Resistensi)
Probe impedansi yang dijelaskan dalam bagian ini
pada dasarnya adalah probe kapasitansi level titik dengan
pelindung yang dikendalikan atau teknologi pelindung
yang mengatasi efek pelapisan yang tidak diinginkan.
Prinsip - Ketika material level turun di bawah probe
kapasitansi, pelapisan dapat terjadi. Pelapisan pada probe
kapasitansi level titik memungkinkan arus mengalir ke
dinding bejana. Probe salah menunjukkan bahwa level
20
material ada. Untuk mengatasi indikasi level yang salah,
probe impedansi menggunakan teknologi yang disebut
sebagai pelindung yang dikendalikan (juga disebut
"pelindung yang dilindungi"). Teknologi pelindung
berpenggerak terdiri dari probe sekunder yang
"digerakkan" ke voltase dan frekuensi yang sama dengan
probe utama. Karena pelindung yang digerakkan dan probe
utama tidak memiliki perbedaan potensial ketika probe
dilapisi, arus tidak dapat mengalir melalui lapisan ke
dinding bejana.
Gambar 8. Desain Probe Impedansi
21
Rancangan - Probe impedansi untuk pengukuran level
titik terdiri dari probe utama, insulasi, probe sekunder, dan
insulasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Performa - Probe impedansi memiliki keuntungan dari
probe kapasitansi yang dijelaskan sebelumnya dalam
diskusi perangkat kapasitansi, sambil mengatasi masalah
pelapisan. Probe impedansi masih rentan terhadap
perubahan konstanta dielektrik.
Gambar 9. Aplikasi: Sakelar Level Tangki Penghilang Air
22
Instalasi - Probe impedansi memiliki pertimbangan yang
sama seperti probe kapasitansi RF yang dijelaskan
sebelumnya.
Aplikasi - Probe impedansi dengan teknologi pelindung
yang digerakkan dirancang untuk pengukuran level titik.
Contoh aplikasi ditunjukkan pada Gambar 9, di
mana contoh tangki penghilang air yang ditunjukkan
sebelumnya sekarang mencakup probe impedansi yang
digunakan sebagai sakelar level untuk indikasi level tinggi
dan (di bagian bawah tangki) untuk indikasi level rendah.
Ketidakakuratan bisa 0,5 inci.
1.1.4. Perangkat Jenis Konduktivitas
Perangkat jenis konduktivitas bergantung pada
konduktivitas bahan proses agar perangkat dapat
memberikan deteksi level.
Prinsip - Perangkat jenis konduktivitas pada dasarnya
adalah detektor level titik. Prinsip operasinya adalah
23
proses material, yang harus konduktif, naik dan
menyentuh elektroda probe konduktif, yang kemudian
membuat jalur listrik dari probe ke dinding bejana.
Rancangan - Desain perangkat konduktivitas (Gambar
10) terdiri dari elektroda probe dan sakelar relai. Jalur listrik
yang dibuat saat bahan proses kontak, elektroda probe
menggerakkan relai. Kontak relai kemudian tersedia
untuk digunakan dalam aplikasi deteksi level titik atau
kontrol level titik.
Gambar 10. Desain Perangkat Konduktivitas
24
Performa - Akurasi perangkat sekitar ± 3.175 mm (± 1/8
inci). Keuntungan dan kerugian tambahan tercantum di
bawah ini.
Keunggulan kinerja perangkat jenis konduktivitas
meliputi:
• tidak ada bagian yang bergerak, mudah digunakan
• perawatan yang rendah
Kerugian kinerja dari perangkat jenis konduktivitas
meliputi:
• kontrol level titik saja
• digunakan dengan cairan bersih yang tidak
berbahaya
• cairan harus konduktif
Instalasi - Perangkat konduktivitas relatif mudah
dipasang. Bejana logam menjadi elektroda arde. Jika
bejana non-logam, opsi tersedia untuk elektroda yang
berfungsi sebagai elektroda arde. Perangkat dibatasi
hingga panjang maksimum sekitar 60 inci, suhu hingga
600 ° F, dan tekanan hingga 3000 psig.
25
Gambar 11. Aplikasi: Bejana Pengumpul Air untuk
Stabilizer Mentah
Aplikasi - Secara teknis, dimungkinkan untuk
menggunakan perangkat konduktivitas dengan cairan apa
pun yang mengalir. Namun, dari sudut pandang praktis,
sakelar konduktivitas jarang digunakan dalam aplikasi
pemrosesan kritis. Perangkat dibatasi untuk aplikasi level
titik dengan cairan tidak berbahaya dan berair. Contoh
aplikasi adalah penggunaan deteksi ketinggian air, seperti
alarm ketinggian air pada boiler.
Contoh aplikasi (Gambar 11) untuk probe konduktivitas
adalah untuk mendeteksi level cairan yang tinggi dalam
pot penampung air untuk bahan penstabil kasar
26
1.1.5. Perangkat Pita Resistensi
Perangkat pita resistansi paling baik dijelaskan
sebagai resistor variabel yang resistansinya berubah saat
level cairan berubah.
Prinsip - Sebuah kumparan resistansi mengalir di
sepanjang sensor, bagian bawah sensor bergabung dengan
strip logam ke bagian belakang kumparan. Resistensi
rekaman itu dibaca dari ohmmeter. Jika tangki kosong,
maka koil tidak menyentuh strip pada titik mana pun,
yang memberikan pembacaan resistansi maksimum. Saat
level mulai meningkat, tekanan hidrostatik membuat
kumparan heliks membelok dan menyentuh strip. Saat
kumparan menyentuh strip, resistansi menjadi lebih
rendah. Resistensi yang diukur adalah dari bagian atas pita
di atap tangki ke permukaan yang rata.
Rancangan - Perakitan (Gambar 12) ditutup dengan
lapisan atau wadah Teflon. Dalam kondisi normal,
kumparan tidak menyentuh pita. Saat level cairan naik,
gaya hidrostatis cairan memaksa kumparan untuk
27
melakukan kontak dengan sensor. Untuk air, gaya
hidrostatis sekitar 4 inci H2O akan memaksa kumparan
melawan garis belakang. Karena kebutuhan gaya
hidrostatis untuk menekan kumparan ke pita, offset nol
konstan muncul.
Gambar 12. Desain Pita Resistensi
Karena seluruh rangkaian tertutup dalam wadah
plastik, saat levelnya meningkat, penutup plastik berubah
bentuk. Saat wadah berubah bentuk, volume di dalam
wadah akan hilang. Wadah harus bisa bernafas atau
mengeluarkan udara. Untuk memungkinkan pernapasan,
28
wadah memiliki tabung kapiler dengan pengering untuk
menyerap kelembapan. Tabung kapiler mencegah udara
luar masuk ke dalam tabung. Dalam tangki bertekanan,
tabung dialirkan kembali ke tangki. Dalam tangki terbuka,
tabung dibuang ke atmosfer.
Performa - Untuk aplikasi kepadatan konstan,
dimungkinkan untuk membidik perangkat dan
mengkalibrasi offset dari perangkat. Namun, kedalaman
pencelupan merupakan fungsi dari kepadatan. Ketika
massa jenis cairan dua kali lebih padat dari air, gaya
hidrostatisnya adalah 51 mm (2 inci), bukan 102 mm (4
inci). Ketika massa jenis cairan setengah padat seperti air,
gaya hidrostatis akan menjadi 204 mm (8 inci), bukan 102
mm (4 inci). Oleh karena itu, gravitasi spesifik material
berpengaruh terhadap akurasi pengukuran.
Instalasi - Dalam penerapannya, rentang pita tahanan
bisa cukup panjang, hingga 45,7 meter (150 kaki). Pita itu
cukup linier. Kumparan terbuat dari logam bermutu
tinggi. Logam bermutu tinggi memberikan resistansi yang
29
konstan, sehingga rekamannya cenderung cukup akurat.
Dari sudut pandang korosi, biasanya selotip ditutup
dengan Teflon, yang membuat selotip tahan terhadap
serangan kimia. Pita itu dapat digunakan dengan sejumlah
besar bahan proses. Namun, ada beberapa bahan yang
perlahan-lahan akan menembus polimer seperti teflon.
Pemeriksaan perawatan berkala pada tubing
direkomendasikan.
Gambar 13. Pita Resistensi di Sumur Air
Aplikasi - Aplikasi terutama dari jenis kontrol inventaris.
Contoh penerapannya adalah untuk tangki propana
bawah tanah yang besar. Pita juga digunakan di bejana
besar seperti bejana pengangkut minyak mentah.
30
1.2. Perangkat Jenis Ultrasonik
Perangkat ultrasonik menggunakan waktu untuk
gelombang suara yang dipantulkan kembali ke pemancar
sebagai dasar pengukuran level.
Perangkat tipe ultrasonik (Gambar 14)
mengirimkan pulsa gelombang suara ke permukaan cairan
dan kemudian menghitung berapa lama gelombang suara
yang dipantulkan kembali ke sensor ultrasonik. Jumlah
waktu (disebut waktu perjalanan pulang pergi) antara
sinyal gelombang suara asli dan sinyal gelombang suara
yang dipantulkan diubah menjadi pengukuran level.
Waktu antara sinyal asli dan sinyal pantulan berubah
karena jarak dari sensor ke permukaan cairan berubah.
Perangkat tipe ultrasonik, saat dipasang di bagian
atas tangki, menggunakan waktu perjalanan pulang pergi
untuk mengukur kedalaman ruang uap di atas permukaan
cairan. Perangkat jenis ultrasonik, saat dipasang di bagian
bawah tangki di bawah cairan, gunakan waktu perjalanan
pulang pergi untuk mengukur kedalaman cairan di bawah
permukaan cairan.
31
Perangkat ultrasonik biasanya dipasang di bagian
atas tangki. Pemancar ultrasonik menghasilkan pulsa
suara frekuensi tinggi dan mengarahkan pulsa ke
permukaan cairan. Frekuensi berkisar dari sinyal 9 KHz
hingga 160 KHz, dengan tipikal 20 KHz. Jumlah sinyal
yang cukup diharapkan dapat dipantulkan kembali ke
sensor pemancar. Karena gelombang suara menyebar saat
mereka melakukan perjalanan melintasi media proses di
dalam bejana, dispersi mempengaruhi kekuatan sinyal
gelombang suara. Kekuatan gelombang suara yang
dipantulkan berkurang secara eksponensial dengan
bertambahnya jarak.
Gambar 14. Prinsip Ultrasonik
32
Dispersi bukan satu-satunya penyebab menurunnya
kekuatan gelombang suara. Gelombang suara juga diserap
oleh media proses (gas atau cairan) yang dilaluinya. Selain
kekuatan gelombang suara yang berubah, kondisi proses
dalam bejana juga berpengaruh.
Waktu perjalanan pulang pergi, tergantung pada
jarak ke permukaan cairan, juga tergantung pada
kecepatan suara. Kecepatan suara sendiri merupakan
fungsi dari komposisi temperatur dan uap.
Ketergantungan kecepatan suara pada suhu dapat
diprediksi, sehingga perangkat ultrasonik sering kali
memiliki sirkuit untuk mengimbangi perubahan suhu.
Pendekatan yang umum adalah mengukur suhu uap dan
kemudian mengkompensasi perubahan suhu yang
memengaruhi kecepatan suara.
Perhatikan bahwa kompensasi perubahan suhu
tidak mengatasi pengaruh komposisi uap. Kabut antara
sensor dan permukaan mempengaruhi gelombang suara
dimana gelombang suara tersebar sebelum gelombang
mencapai permukaan. Selain itu, ketika terjadi kabut,
sinyal yang mencapai permukaan tersebar di jalur yang
33
dipantulkan sehingga sensor tidak dapat mendeteksinya.
Untuk mengimbangi pengaruh komposisi uap pada
kecepatan sonik, perangkat suara dapat mengirim
gelombang suara lain dari sumber lain atau memantulkan
gelombang suara bolak-balik. Target reflektif tambahan
dapat dipasang dengan jarak yang diketahui. Karena jarak
target diketahui, perangkat dikalikan kecepatan suara ke
target yang diketahui, dihitung dan digunakan untuk
mengkompensasi perubahan kecepatan suara. Selain itu,
stratifikasi uap dapat menyebabkan kecepatan suara
bervariasi melalui lapisan uap, membuat pengukuran yang
akurat menjadi sulit. Untuk mengkompensasi pengaruh
stratifikasi uap, pendekatannya adalah menyediakan
selimut gas di dalam bejana. Perangkat ultrasonik
kemudian dikalibrasi untuk kecepatan suara yang
diketahui melalui selimut gas.
Reflektifitas bahan permukaan juga mempengaruhi
seberapa banyak pulsa gelombang suara yang
dikembalikan. Cairan dan partikel padat yang lebih besar
memiliki reflektifitas yang baik. Partikel padat kecil
memiliki reflektifitas yang buruk karena mereka menyerap
34
gelombang suara. Permukaan harus rata untuk
reflektifitas terbaik guna memastikan bahwa sinyal
kembali ke sensor. Permukaan yang tidak teratur, seperti
permukaan cairan yang bergejolak, tidak akan
memantulkan gelombang suara dengan baik karena agitasi
cenderung menyebarkan gelombang suara. Berbusa pada
permukaan cairan menyebabkan gelombang suara
diserap. Busa bisa sangat padat sehingga gelombang suara
diserap dan tidak ada sinyal yang dikembalikan ke
perangkat ultrasonik.
Jarak untuk sebagian besar perangkat ultrasonik
berada dalam kisaran 7,6 m (25 kaki), dengan beberapa
desain khusus memiliki jangkauan hingga 60 m (200 kaki).
Level permukaan di bawah sensor juga harus berada pada
jarak minimum di bawah sensor agar dapat berfungsi
dengan baik. Jarak operasi minimum bervariasi di antara
vendor, dengan jarak minimum dalam kisaran 0,1 hingga
1 m (1 hingga 3 kaki). Unit ultrasonik tidak berbahaya bagi
kesehatan.
Keuntungan utama perangkat ultrasonik adalah
sensor tidak bersentuhan dengan materi proses.
35
Akurasi perangkat mulai dari skala 0,25% hingga
2% tergantung pada komposisi uap dan reflektifitas
permukaan. Akurasi umum kurang dari 1% rentang.
Perhatikan bahwa dengan akurasi 0,25% pada file
Bejana 9,1 meter (30 kaki), akurasi mencapai ± 2,3
cm (± 0,9 inci).
Saat memasang perangkat jenis ultrasonik,
pemancar harus diposisikan dengan hati-hati agar pulsa
suara dapat kembali ke sensor. Menemukan pemancar di
dekat saluran masuk produk di bagian atas bejana dapat
mengganggu jalur pulsa suara. Sudut pancaran perangkat
ultrasonik menunjukkan seberapa lebar jalur yang
diperlukan untuk pulsa suara. Setiap potensi hambatan
horizontal (seperti perpipaan, tangga, aliran produk) tidak
boleh mengganggu sudut balok tersebut. Jika gelombang
pulsa suara dipantulkan dari penghalang, perangkat
ultrasonik akan salah mengartikan pantulan dari
penghalang dan memberikan pembacaan level yang salah.
Angin ruang beruap berat dapat terjadi di dalam
bejana. Arah denyut suara sebenarnya dapat bergerak
dalam kondisi ini. Penempatan pemancar yang tepat atau
36
penggunaan sekat dan pipa diam mencegah jenis masalah
ini.
Pemasangan di dekat peralatan proses yang dapat
menghasilkan semburan suara ultrasonik harus dihindari.
Semburan suara dapat diterima oleh perangkat ultrasonik
dan menyebabkan pembacaan level yang salah. Beberapa
perangkat ultrasonik menyediakan teknologi penyaringan
kebisingan untuk mencegah pembacaan palsu dari
kebisingan acak. Pencegahan terjadinya derau acak
mungkin juga memerlukan pemfilteran sumber derau
yang tepat, seperti dalam kasus kontrol penggerak motor
frekuensi variabel.
Perangkat ultrasonik paling sering digunakan untuk
pengukuran kontinu. Perhatikan bahwa perangkat level
titik ultrasonik tersedia untuk pengukuran level titik.
Aplikasi dapat mencakup pengukuran level cairan, bubur,
dan antarmuka. Pengukuran tingkat padatan tergantung
pada kondisi proses.
Perangkat tipe ultrasonik paling baik digunakan
dalam proses saat
37
• perangkat pengukur level tipe invasif dapat
tersumbat, kotor, atau dilapisi oleh media proses,
dan
• kurasi 1% hingga 2% dapat diterima.
Contoh aplikasi ditunjukkan pada Gambar 15.
Perangkat ultrasonik menyediakan pengukuran ketinggian
untuk bah saluran pembuangan air berminyak.
Gambar 15. Aplikasi: Tempat Pembuangan Air
Berminyak
38
1.3. Perangkat Radiasi Nuklir
Perangkat level nuklir menggunakan jumlah radiasi
yang diserap oleh bahan proses untuk menentukan
pengukuran level.
Prinsip - Perangkat tipe nuklir (Gambar 16) bekerja
berdasarkan prinsip bahwa bahan proses menyerap
(melemahkan) radiasi. Di luar salah satu dinding bejana,
sumber nuklir terpasang memancarkan radiasi. Detektor
nuklir dipasang di luar dinding bejana yang berlawanan.
Sumber dan detektor nuklir biasanya dibuat dalam bentuk
tipe “strip”. Jenis radiasi biasanya sinar gamma (sinar X).
Sebagai pancaran radiasi dari sumber ke detektor, bahan
proses menyerap sebagian sinar gamma. Jumlah
penyerapan didasarkan pada kepadatan bahan proses dan
volume bahan proses saat ini di dalam bejana. Saat level
cairan naik, cairan menyerap lebih banyak radiasi daripada
gas atau udara di atas cairan. Saat level cairan naik, radiasi
yang terdeteksi berkurang.
39
Gambar 16. Perangkat Nuklir
Rancangan - Perancangan perangkat radiasi nuklir
membutuhkan pengetahuan tentang ketebalan dinding
bejana, dimensi bejana, dan bahan konstruksi. Dari
informasi tersebut, Anda bisa menentukan besarnya
radiasi yang akan diserap saat wadah kosong. Anda
kemudian dapat menghitung ulang jumlah radiasi yang
diserap dengan bejana penuh. Perhitungan mungkin
menunjukkan bahwa faktor-faktor, seperti ketebalan
dinding, dapat mempengaruhi resolusi pengukuran,
karena dinding tebal menyerap lebih banyak radiasi.
Performa - Kinerja perangkat radiasi sangat baik;
keandalannya luar biasa. Perangkat radiasi nuklir adalah
perangkat non-kontak, dan hanya memerlukan sedikit
40
perawatan. Perangkat radiasi nuklir dapat dipasang di luar
bejana. Perangkat tersebut dapat menampung sejumlah
geometri tangki. Kadang-kadang, perangkat radiasi nuklir
memiliki kalibrasi otomatis untuk memperhitungkan
peluruhan sumber radioaktif. Perangkatnya cukup linier.
Kerugian utama adalah bahan radioaktif berada di lokasi
proses, yang memerlukan pemenuhan berbagai peraturan
peraturan dan keselamatan.
Untuk aplikasi industri, sumber radiasi biasanya
Cesium 137 atau dalam beberapa kasus, kobalt 60.
Perangkat radiasi nuklir biasanya berada di bawah
beberapa bentuk kendali regulasi pemerintah. Regulasi
sering berubah. Pemasangannya mungkin memerlukan
pemeriksaan kebocoran secara berkala. Pengguna
perangkat radiasi nuklir bertanggung jawab untuk
mendapatkan persetujuan yang diperlukan, bukan
vendornya. Pembuangan perangkat mungkin
memerlukan biaya tambahan, perangkat tidak bisa begitu
saja dibuang. Singkatnya, ini mengharuskan seseorang
untuk memikul tanggung jawab pribadi atas perangkat
41
tersebut selama masa pakainya dan juga mengikuti
peraturan radiasi nuklir.
Instalasi - Instalasi tipikal adalah instalasi di mana titik
atau strip sumber nuklir dipasang di salah satu dinding
bejana, sedangkan di luar dinding bejana yang berlawanan
dipasang detektor. Perangkat dipasang di luar tangki;
kontak dengan media tidak menjadi masalah.
Aplikasi - Perangkat radiasi menemukan kegunaan
utamanya dalam pengukuran level dan kepadatan. Dalam
pengukuran level, dua masalah keamanan tambahan perlu
disebutkan. Pertama, ketika perangkat radiasi digunakan
di bejana, prosedur harus ditetapkan dan diikuti untuk
memastikan bahwa personel pendukung pemeliharaan
tidak memasuki bejana selama penutupan bejana atau
perbaikan bejana saat perangkat radiasi menyala. Kedua,
perangkat radiasi yang digunakan untuk pengukuran level
cenderung merupakan sumber radioaktif yang lebih besar
daripada yang digunakan untuk pengukuran densitas,
42
sehingga peraturan tambahan mungkin berlaku untuk
perangkat nuklir yang digunakan dalam pengukuran level.
1.4. Tipe Sel Beban
Alat pengukur level sel beban sebenarnya mengukur
massa, bukan level. Sel beban sering kali dipasang pada
penyangga baja struktural bejana. Penyangga baja
struktural dapat dalam bentuk kaki baja pada tempat
sampah, struktur penyangga berpinggir, atau rantai yang
menahan tangki kecil. Sensor sel beban terutama
digunakan untuk pengukuran padatan berdebu kering.
Ketika bejana memiliki bentuk yang tidak biasa dan tidak
teratur, maka sel beban memberikan solusi pengukuran
yang sesuai.
Prinsip dan desain - Sel beban dapat digunakan sebagai
sel kompresi pada penyangga bejana atau digunakan di
bagian atas bejana penimbangan yang ditopang. Misalnya,
di dalam tangki, struktur penyangga berada di bagian
bawah tangki. Setiap struktur pendukung dapat dilengkapi
dengan sel beban, yang disebut sel beban tipe kompresi.
43
Saat material ditambahkan ke tangki, struktur penyangga
baja mulai membelok. Defleksi juga menyiratkan bahwa
kompresi pada sel beban meningkat. Nilai kompresi
diubah menjadi pengukuran berat.
Jenis lain dari sistem sel beban adalah sistem
suspensi. Sistem suspensi digunakan terutama untuk
mengukur beban padat. Contoh rangkaian adalah saat
bejana di gantung. Di atas pan, dipasang sel beban, yang
mengukur gaya saat berat material berubah.
Gambar 17. Penggunaan Sel Beban
44
Performa - Pertimbangan utama dalam sel beban
kompresi adalah bobot harus diterapkan secara vertikal.
Setiap gerakan samping atau gaya pada tangki dapat
memberikan pembacaan yang salah. Perpipaan tambahan
apa pun dapat memiliki efek buruk. Dalam hal ini, selang
fleksibel sering direkomendasikan. Perhatikan bahwa
sambungan selang fleksibel menyebabkan masalah
keamanan tambahan, apakah selang tersebut dapat
menahan tekanan, layanan korosif, dan media yang
mudah terbakar.
Sel Beban membutuhkan sedikit atau tanpa
perawatan; namun, beberapa pengenalan dengan protokol
RS 232 mungkin diperlukan oleh personel pemeliharaan.
Instalasi - Antarmuka ke sel beban sering kali melalui
port RS 232. Jika ada lebih dari satu sel beban, seperti 16
sel beban, persyaratan untuk 16 port RS 232 mungkin sulit
untuk membenarkan biaya. Karena pengaturan jaringan
multi-drop sering diperlukan untuk mengumpulkan data,
port RS 232 tambahan menjadi terlalu mahal. Salah satu
pendekatannya adalah dengan mengambil sinyal RS 232
45
dan mengubahnya menjadi sinyal RS 485. Ketika sistem
kontrol terdistribusi (DCS) mengakses data dari satu sel
beban, DCS menunjuk sel beban tertentu. Sel beban
kemudian menanggapi permintaan untuk data berat saat
ini. Permintaan, bagaimanapun, bisa jadi paling lambat 10
permintaan per detik. Bukan hal yang aneh bagi pengguna
untuk menulis program mereka sendiri untuk mengakses
data. Saat program kustom ditulis, personel pemeliharaan
sering kali tidak memahami apa yang coba dilakukan oleh
program tersebut.
Aplikasi - Sensor sel beban memang memberikan
alternatif untuk alat pengukur level lainnya jika tujuannya
adalah untuk mengukur seberapa banyak padatan kering
berdebu yang ada. Sel beban tidak bersentuhan dengan
materi proses. Teknologi non-kontak membuat sel beban
sesuai untuk bahan yang korosif, beracun, atau kental.
Sensor sel beban dapat menjadi alternatif ketika
sambungan bejana atau ventilasi instrumen tidak
memungkinkan. Sel Beban adalah solusi yang relatif
46
mahal jika dibandingkan dengan perangkat pengukuran
level yang lebih konvensional.
1.5. Perangkat Radar Gelombang Mikro
Pengguna biasanya mengacu pada "sistem level
radar" sebagai "sistem level radar gelombang mikro."
Pengoperasian sistem level radar gelombang mikro mirip
dengan perangkat tipe ultrasonik di mana sinyal
gelombang ditransmisikan ke permukaan dan kemudian
dipantulkan kembali ke sensor. Jumlah waktu sinyal
gelombang mikro untuk kembali menjadi dasar teori
untuk menentukan level material. Pembahasan berikut
menjelaskan jenis sistem level radar gelombang mikro
yang menggunakan metode Frequency Modulated Continuous
Wave (FMCW). Metode FMCW dianggap sebagai
pendekatan yang memenuhi tuntutan akurasi yang lebih
tinggi daripada metode radar lain yang lebih umum,
seperti yang menggunakan sinyal radar berdenyut.
47
Gambar 17. Metode FMCW
Sistem level radar gelombang mikro yang
menggunakan metode FMCW (Gambar 17)
memancarkan gelombang radio dalam pita X dari
spektrum elektromagnetik pada sekitar 10 GHz (giga
Hertz). Sumber sinyal gelombang mikro, biasanya dioda
osilator, menghasilkan gelombang radio elektromagnetik
yang difokuskan dan dikirim ke tangki melalui antena.
Gelombang radio elektromagnetik dikirim sebagai
frekuensi sapuan ke permukaan cairan. Sapuan frekuensi
adalah pola peningkatan dan penurunan frekuensi radio
selama bandwidth tetap dan periode waktu singkat.
48
Sensor radar secara bersamaan mendeteksi
gelombang radio yang dikirim ke permukaan cairan dan
gelombang radio yang dipantulkan dan dikembalikan
(bergema). Frekuensi sinyal yang dipantulkan berbanding
lurus dengan apa yang disebut "waktu penerbangan", yang
merupakan perbedaan antara waktu sinyal dikirim ke
permukaan cairan dan waktu sinyal yang dipantulkan
terdeteksi. Akan sangat rumit untuk mengukur secara
langsung waktu aktual penerbangan dan
menggunakannya sebagai dasar untuk penghitungan jarak
karena sinyal bergerak kira-kira pada kecepatan cahaya.
Misalnya, jarak 1,5meter (5 kaki) akan memakan waktu
sekitar 20 nanodetik, sehingga persyaratan akurasi
pengukuran tangki 1/16 inci akan membutuhkan akurasi
waktu dalam kisaran pikodetik.
Meskipun waktu penerbangan tidak praktis untuk
diukur secara langsung, perbedaan frekuensi dapat diukur.
Gelombang radio yang dipantulkan kembali ke sensor
radar bergeser fase karena waktu penundaan
penerbangan, dan dengan demikian terdeteksi pada
frekuensi yang berbeda. Sensor radar mampu
49
membandingkan dan mencampur perbedaan frekuensi
antara sinyal yang ditransmisikan dan sinyal pantulan yang
"lebih lama". Sensor radar menghasilkan (keluaran) sinyal
termodulasi frekuensi tunggal (FM) yang merupakan hasil
dari perbedaan frekuensi antara sinyal yang dipancarkan
dan dipantulkan. Sinyal FM yang dihasilkan berbanding
lurus dengan waktu penerbangan, kemudian digunakan
untuk menentukan jarak dari sensor radar ke permukaan
cairan. Sebagai contoh, Sinyal FM yang berkisar antara 0
dan lebih dari 2000 Hz digunakan untuk mengindikasikan
level yang bervairiasi antara 0-60 mter (0-200 kaki)
Contoh berikut menggambarkan metode FMCW,
yang didasarkan pada perhitungan berikut:
jarak = (T cF) / 2 B
dimana
T = waktu laju sapuan (periode waktu untuk sapuan
frekuensi)
c = kecepatan cahaya
F = perbedaan frekuensi antara sinyal yang
ditransmisikan dan dipantulkan B = bandwidth.
50
Dalam contoh berikut, asumsikan bahwa
perbedaan frekuensi 50 Hz dirasakan oleh sensor radar
saat menyapu pada kecepatan 0,01 detik pada bandwidth
50 MHz dari 10,500 GHz ke 10.550 GHz. Berapa jarak
dari sensor radar ke permukaan cairan?
jarak = (T cF) / 2 B
jarak = (0,01 detik x 186.281 mil / detik) (5280 kaki
/ mil) (50 Hz) / 2 (50 x 106 Hz)
jarak = 4,9 kaki
Desain (Gambar 18) dari sistem radar gelombang
mikro dapat digambarkan terdiri dari
• modul elektronik microwave,
• antena, dan
• opsi pengukuran tangka
51
Gambar 18. Desain Sistem Radar
Modul elektronik radar gelombang mikro berisi
perangkat keras yang diperlukan (osilator, pencampur
frekuensi, sensor, dan sebagainya) untuk bekerja sesuai
dengan metode Frekuensi Modulasi Gelombang Kontinu
(FMCW) yang dijelaskan sebelumnya.
Seperti disebutkan sebelumnya, sinyal radar
gelombang mikro dikirim ke permukaan melalui antena.
Antena mengarahkan sinyal ke permukaan dengan sinar
tegak lurus yang terfokus. Dua jenis antena adalah
• parabola, dan
52
• terompet.
Antena parabola, yang memiliki bentuk seperti
mangkuk, umumnya memberikan sinar dan kekuatan
sinyal yang lebih terfokus. Antena parabola cenderung
lebih besar dan lebih mahal daripada antena terompet.
Gambar 19. Antenna Radar
Perhatikan bahwa antena membuat lebar berkas
sinyal yang berbanding terbalik dengan diameter antena.
Antena parabola yang berdiameter 30 cm (12 inci) akan
memiliki berkas yang lebih sempit daripada antena
terompet dengan diameter 10 cm (4 inci). Properti antena
yang bergantung pada pemilihan perangkat radar adalah
lebar berkas sinyal yang dapat dibuat oleh antena, yang
dinyatakan dengan istilah "sudut divergensi". Sudut
53
divergensi yang terlalu lebar berarti bahwa sensor dapat
menangkap pantulan yang tidak diinginkan dari struktur
tangki internal. Sementara antena penghasil sinyal berkas
sinar sempit sering digunakan untuk menghindari
hambatan internal tangki, antena sinyal berkas sinar
sempit memerlukan penyelarasan sensor radar yang tepat
untuk memastikan bahwa sebagian berkas dipantulkan
kembali ke sensor.
Opsi pengukuran tangki termasuk koneksi sensor
suhu, yang diperlukan saat pengukuran tangki digunakan
untuk tujuan inventaris. Input suhu diperlukan untuk
menghitung volume tangki pada kondisi referensi. Selain
itu, unit tampilan data jarak jauh tersedia untuk
membantu operator dalam memantau kejadian tangki
seperti pengisian, agitasi, dan sirkulasi ulang.
Karena pengukuran radar gelombang mikro berada
dalam domain frekuensi dan bukan dalam domain
amplitudo atau perbedaan waktu, pengukuran tersebut
relatif kebal terhadap derau, sama seperti radio FM lebih
unggul dalam konversi sinyal ke radio modulasi amplitudo
54
(AM). Keuntungan dan kerugian kinerja perangkat radar
dijelaskan selanjutnya.
Keunggulan kinerja perangkat gelombang mikro
radar adalah sebagai berikut:
• Perangkat radar gelombang mikro tidak
bersentuhan, kokoh, dan tidak memiliki bagian
yang bergerak. Perangkat tidak rentan terhadap
masalah media proses yang menempel dan
menyumbat sensor. Perangkat radar gelombang
mikro terus beroperasi secara akurat bahkan saat
dilapisi dengan media lengket dan lengket.
• Perangkat radar gelombang mikro bekerja dengan
baik di lingkungan yang tidak bersahabat, seperti
aplikasi aspal panas, yang akan membuat
perangkat lain tidak dapat digunakan. Perangkat
radar gelombang mikro, misalnya, mengabaikan
stratifikasi dan rintangan, seperti stalaktit, yang
tumbuh dari langit-langit tangki.
• Perangkat radar gelombang mikro memberikan
indikasi kondisi yang memerlukan servis namun
tidak memengaruhi keakuratan pengukuran.
55
Misalnya, ketika servis diperlukan karena terlalu
banyak lapisan pada sensor, perangkat radar
menghasilkan sinyal FM yang lebih lemah.
Perangkat radar juga dapat menyimpulkan bahwa
kondisi berbusa terjadi di bejana berdasarkan
pengurangan amplitudo sinyal FM.
• Perangkat radar gelombang mikro tidak
memerlukan kalibrasi ulang saat kondisi
pengukuran, seperti tekanan dan suhu, berubah.
• Tidak seperti sinyal perangkat ultrasonik yang
merupakan gelombang suara, sinyal perangkat
radar gelombang mikro, karena merupakan
gelombang radio, tidak bergantung pada molekul.
Gelombang suara bergantung pada molekul yang
bertabrakan untuk mengirimkan gelombang suara
- gelombang radio tidak. Dengan demikian, sinyal
radar tidak terpengaruh oleh perubahan suhu dan
tekanan gas di atas cairan.
• Sebagian besar kondisi berbusa tidak
memengaruhi keakuratan pengukuran level;
56
perangkat gelombang mikro radar mendeteksi
permukaan datar di bawah busa.
Kerugian kinerja perangkat gelombang mikro radar
adalah sebagai berikut:
• Perangkat radar gelombang mikro kadang-kadang
dipasang pada pipa diam, yang merupakan pipa
stasioner di tangki atap terapung. Jika perangkat
radar gelombang mikro dipasang pada pipa diam,
perangkat tersebut rentan terhadap kesalahan
pengukuran saat pipa bengkok, tidak tegak lurus,
berubah diameter, atau mengalami penumpukan
produk.
• Ketika perangkat radar gelombang mikro
dipasang pada pipa-diam, perangkat tersebut
rentan terhadap kesalahan pengukuran karena
pelapisan cairan yang mengkontaminasi.
• Proses turbulensi cairan dapat memengaruhi
pengukuran level dengan cara yang sulit
diprediksi. Umumnya turbulensi gelombang
setinggi 3 kaki bisa tertangani. Namun, pada
antena yang lebih kecil, kesalahan pengukuran
57
yang disebabkan oleh sinar divergen yang kembali
dari permukaan yang bergejolak dapat
menyebabkan pembacaan level terlihat lebih
rendah 7,5 cm (3 inci).
• Sinyal balik yang dipantulkan tergantung pada
reflektifitas material. Reflektifitas suatu material
bervariasi dengan kepadatan molekul, yang pada
gilirannya sesuai dengan konstanta dielektrik
material. Semakin tinggi konstanta dielektrik,
semakin banyak sinyal yang dipantulkan.
Umumnya, material dengan konstanta dielektrik di
atas 4 paling berhasil memantulkan sinyal.
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, kinerja yang
dapat diandalkan dari perangkat radar gelombang mikro
bergantung pada pemasangan yang benar. Unit radar
gelombang mikro tidak mudah dipasang oleh sebagian
besar petugas pemeliharaan. Persyaratan daya,
pengkondisian sinyal, dan komputasi untuk perangkat
radar gelombang mikro memerlukan dukungan teknis
atau vendor. Awak pemeliharaan tipikal biasanya tidak
dapat menggunakan perangkat radar gelombang mikro.
58
Setelah dipasang dengan benar, bagaimanapun, perangkat
radar harus beroperasi secara relatif bebas masalah. Di
antara pertimbangan pemasangan perangkat radar
gelombang mikro, yang paling menonjol adalah
• jenis atap yang mungkin dimiliki tangki dan
• jenis antena yang dibutuhkan untuk memasang
tangki.
Atap tangki yang umum adalah sebagai berikut:
• atap terapung
• atap tetap
Atap apung - Seringkali tangki minyak mentah besar
dengan atap terapung memiliki pipa stasioner yang
disebut pipa diam. Pipa masih digunakan untuk mengukur
level. Biasanya, unit radar dipasang di atas pipa-diam. Pipa
diam bertindak sebagai pemandu gelombang untuk sinyal
radar. Adaptor kerucut dengan ukuran yang tepat untuk
antena sering kali diperlukan untuk membuat pipa diam
menjadi ukuran pemandu gelombang standar. Kualitas
pipa diam ditinjau untuk kondisi seperti apakah pipa diam
59
memiliki lengkungan, penumpukan, perubahan diameter,
atau tidak tegak lurus.
Gambar 20. Pemasangan Tangki Atap Apung
Sebagai alternatif untuk pemasangan pipa diam,
perangkat radar gelombang mikro dapat mengukur
pergerakan atap terapung, tetapi pendekatan ini tidak
disukai karena karakteristik pergerakan atap.
Atap tetap - Biasanya, unit radar dipasang di lubang
seperti penutup manhole. Meskipun modul elektronik
gelombang mikro tidak bersentuhan dengan material,
namun sensor ditempatkan di dalam atap dan terkena
atmosfer tangki.
60
Gambar 21. Pemasangan Tangki Atap Tetap
Antena tersedia dalam dua versi pemasangan:
• Tergantung
• Sepenuhnya terisolasi
Antena Tergantung adalah versi yang segel
prosesnya berada di antara antena dan modul elektronik
gelombang mikro. Dalam versi ini, antena radar (terompet
atau piringan) berada di dalam tangki dan diekspos ke
atmosfer tangki.
61
Antena terisolasi sepenuhnya adalah versi di mana
sensor radar berada di atas segel. Pada versi ini, antena
radar (terompet atau piringan) berada di luar tangki dan
tidak terkena atmosfer tangki. Segel proses terbuat dari
bahan plastik, keramik, atau kaca dan dipasang di atas
flensa nosel tangki. Sensor radar dipasang di atas segel
proses. Karena bahan segel proses memiliki konstanta
dielektrik yang rendah, sinar radar dapat melewatinya
dengan sedikit kehilangan sinyal.
Gambar 22. Pemasangan Terisolasi Penuh
62
Satu unit radar biasanya berharga 10000 USD, tetapi
biaya pemasangan sebenarnya bisa mencapai 15000 Riyal.
Karena biaya ini, unit radar harus dipertimbangkan untuk
aplikasi yang paling menuntut. Perangkat radar umumnya
tidak diterapkan pada aplikasi yang relatif bersih karena
tersedia alternatif pengukuran tingkat yang lebih murah.
Contoh cairan yang dapat diukur dengan sistem radar
gelombang mikro adalah minyak mentah, aspal, gas
petroleum cair (LPG), dan sulfur cair.
Contoh aplikasi untuk pengukur radar ditunjukkan
pada Gambar 23. Pengukur radar untuk pengukuran level
LPG dipasang pada pipa-diam.
Gambar 23. Penerapan pada Tangki LPG
63
1.6. Sakelar Level
Sakelar level sering digunakan dalam interlock
proses, interlock pengaman, dan aplikasi kontrol on / off
(diskrit). Penggunaan sakelar level sangat penting untuk
aplikasi yang melibatkan keselamatan. Lebih disukai,
sakelar ketinggian memberikan pengukuran level titik,
yang menunjukkan apakah ada cairan atau tidak ada pada
titik tertentu dalam bejana.
Misalnya, jika pemancar tekanan dipasang di bagian
bawah tangki, keluaran pemancar dapat dibawa ke sakelar
tekanan atau detektor on-off. Namun, ketika keselamatan
menjadi pertimbangan dan perhatiannya adalah level yang
melebihi titik tertentu, alih-alih menggunakan sakelar
tekanan, salah satu pendekatannya adalah dengan
menggunakan sakelar level. Tujuan sakelar level dalam
contoh ini adalah untuk menentukan apakah level cairan
ada atau tidak. Sakelar level dapat digunakan untuk
aplikasi antarmuka cairan / gas, padat / gas, cairan /
cairan.
64
Teknologi bervariasi untuk sakelar level. Diskusi
berikut memberikan penjelasan singkat tentang teknologi
yang diterapkan pada sakelar level.
• Diafragma - Diafragma terhubung ke a sakelar.
Saat level hadir, sakelar aktif.
• Pelampung - Tipe pelampung dapat dimasukkan
ke bagian samping atau atas tangki. Saat level naik
ke level titik, sakelar terpicu.
• Pemindah - Elemen Pmeindah biasanya memiliki
panjang yang cukup pendek dan bentang yang
sempit.
• Elemen getar - Mirip dalam konsepnya dengan
garpu tala, perangkat osilasi di bagian luar tangki
menggetarkan garpu pada amplitudo getaran
tertentu.
• Ultrasonik - Sakelar ultrasonik menggunakan
probe, dimasukkan di atas atau di samping tangki.
65
Probe itu sendiri memiliki celah. Di satu sisi celah
adalah kristal bergetar, di sisi lain celah adalah
penerima. Penerimaan sinyal berkurang saat cairan
berada di celah.
• Kapasitansi - Probe kapasitansi memiliki desain
yang mirip dengan probe ultrasonik, kecuali
bahwa probe tersebut mengukur kapasitansi di
celah.
• Gelombang Mikro - Sakelar level gelombang
mikro memiliki pemancar dan penerima yang
dipasang di sisi berlawanan dari tangki. Jika bejana
kosong maka sinyal terdeteksi, jika bejana sudah
penuh sinyal tidak terdeteksi.
• Konduktivitas - Elektroda probe konduktivitas
mengalirkan arus saat level terdeteksi.
66
• Roda dayung - Roda dayung cukup andal untuk
mendeteksi level padat. Roda bergerak perlahan
dan mampu mendeteksi saat ada benda padat.
• Perangkat nuklir - Perangkat nuklir, menggunakan
sumber dan detektor, mendeteksi level ketika
intensitas pancaran titik berkurang.
Persyaratan aplikasi dan pemasangan untuk sakelar level
dijelaskan dalam dokumen vendor terkait.
1.7. Perangkat Level Optik
Perangkat level optik menggunakan pantulan
cahaya atau refraksi untuk merasakan keberadaan cairan.
Perangkat level optik terutama digunakan untuk
pengukuran level titik, meskipun beberapa versi
berkelanjutan tersedia.
Prinsip dan desain - Jenis bias (Gambar 24)
menunjukkan level dengan mengubah ke warna gelap saat
ada cairan. Perangkat jenis level optik didasarkan pada
67
prinsip pembiasan cahaya. Ketika cairan tidak ada, prisma
tampak putih terang karena cahaya dipantulkan kembali.
Saat ada cairan, prisma tampak gelap karena cahaya
dibiaskan ke dalam cairan. Agar cahaya bisa membias ke
dalam cairan, cairan harus memiliki indeks bias yang lebih
tinggi. Indeks bias kaca prisma sekitar 1,5, indeks udara
1,0, sedangkan indeks cairan umumnya lebih tinggi dari
1,5.
Gambar 24. Desain Perangkat Optik
Performa dan instalasi - Cairan yang melapisi dapat
memberikan pembacaan tingkat yang salah. Akurasi optik
bias yang digunakan untuk pengukuran level kontinu
68
diperkirakan 1,6 mm (1/16 inci). Aplikasi dibatasi pada
layanan bersih tanpa pelapis.
69
BAB 2 - MENENTUKAN PERANGKAT
PENGUKUR ANTARMUKA YANG
TEPAT UNTUK APLIKASI INDUSTRI
Pengukuran antarmuka adalah bentuk lain dari
pengukuran level proses yang dapat mencakup
pengukuran level kontinu dan / atau titik. Bagian ini
memberikan fokus khusus pada aspek pemilihan
perangkat pengukur level dari pengukuran antarmuka.
Untuk mendukung tujuan itu, topik-topik berikut
dibahas:
• Definisi antarmuka
• Tujuan pengukuran antarmuka
• Satuan, terminologi, dan simbol
• Kategori umum alat pengukur antarmuka
70
2.1. Definisi Antarmuka
Bejana proses seperti pemisah mengizinkan cairan
yang tidak bercampur (yaitu, cairan yang tidak dapat
bercampur) dengan berat jenis yang berbeda untuk
dipisahkan untuk diproses lebih lanjut. Batas antara cairan
yang tidak bercampur disebut "antarmuka".
2.2. Tujuan Pengukuran Antarmuka
Memberikan pengukuran antarmuka yang akurat
penting karena pergerakan posisi antarmuka atau bahkan
pembalikan salah satu posisi fase ke atas atau bawah
bejana dapat menyebabkan hilangnya produksi,
peningkatan biaya pengoperasian, dan bahkan bahaya
keselamatan.
Pengukuran antarmuka sering ditemukan dalam
langkah-langkah pembersihan minyak mentah saat
produksi minyak. Pembersihan minyak mentah sangat
penting agar minyak terangkut dengan benar dan diproses
tanpa menyebabkan pengotoran dan korosi pada
peralatan. Pengukuran antarmuka yang umum dalam
71
pembersihan minyak mentah biasanya adalah salah satu
dari berikut ini:
• proses pemisahan lapangan
• desalting minyak mentah
2.2.1. Peran Pengukuran Antarmuka Dalam Pemisahan
Lapangan
Pemisahan lapangan merupakan salah satu upaya
awal untuk menghilangkan gas, air, dan kotoran yang
terkandung dalam minyak mentah. Pemisahan lapangan
dilakukan dalam bejana besar yang memungkinkan
minyak mentah dipisahkan menjadi tiga fase - gas, minyak
mentah, dan air. Proses pemisahan seringkali merupakan
fungsi gravitasi. Karena minyak mentah lebih berat
daripada gas dan lebih ringan dari air, pemisahan lapangan
terjadi, idealnya menjadi lapisan gas, minyak, dan air yang
berbeda. Lapisan minyak mentah muncul di dalam bejana
sebagai lapisan tengah.
Pengukuran antarmuka pada separator (Gambar 25)
meliputi pengukuran lokasi antarmuka gas / minyak, serta
lokasi antarmuka oil / minyak. Penting untuk mengukur
72
antarmuka, karena setiap lapisan di dalam pemisah
diproses lebih lanjut. Lapisan gas sering kali dipompa
keluar untuk pemrosesan gas alam. Minyak mentah
dipompa dari lapisan tengah untuk diproses lebih lanjut,
seperti stabilisasi. Air dipompa dari dasar separator untuk
dibuang di lokasi sumur.
Gambar 25. Antarmuka dalam Contoh Pemisahan
Minyak
2.2.2. Peran Pengukuran Antarmuka Dalam Desalter
Minyak Mentah
Penghilangan garam minyak mentah (Gambar 26)
adalah operasi pencucian air untuk mengolah minyak
73
mentah untuk diproses lebih lanjut. Minyak mentah dari
proses pemisahan sebelumnya mengandung kontaminan.
Kontaminan ini, jika tidak dihilangkan, akan menyumbat
peralatan, terlepas pada suhu tinggi dan menimbulkan
korosi pada peralatan, dan menonaktifkan katalis dalam
proses pemurnian. Untuk mencegah hal ini terjadi,
pengukuran penting yang terjadi pada penghilang minyak
mentah adalah pengukuran antarmuka. Jika levelnya
terlalu tinggi, maka elemen elektrostatis (jaringan
tegangan) di dalam desalter dapat mengalami korsleting.
Jika level salah diukur sebagai terlalu rendah, maka
produk dibuang secara tidak perlu.
Gambar 26. Contoh Desalting Minyak Mentah
74
Antarmuka minyak / air harus diukur dengan ketat
(dan selanjutnya dikontrol) untuk alasan yang disebutkan
sebelumnya. Tantangan yang dihadapi seorang insinyur
dalam jenis pengukuran ini adalah bahwa perubahan kecil
pada level dapat membuat perubahan volume yang sangat
besar. Alasannya adalah karena bejana pengurai minyak
mentah sangat besar, berisi minyak mentah dan air dalam
volume besar. Perubahan kepadatan minyak mentah dan
air dengan sendirinya dapat menyebabkan pengukuran
antarmuka yang salah. Pertimbangan pengukuran ini,
bersama dengan tujuan operasi proses untuk
menyediakan keluaran desalter yang konstan,
menciptakan tantangan pemilihan pengukuran bagi
insinyur.
Peran pengukuran antarmuka dalam operasi pabrik
sekali lagi menggambarkan tema yang konsisten di seluruh
modul kursus ini - proses pemilihan pengukuran level
bergantung pada aplikasi.
75
2.3. Unit, Terminologi, Simbol
Unit, terminologi, dan simbol sama dalam
pengukuran antarmuka seperti yang digunakan untuk
indikasi dan kontrol titik dan level kontinu. Lihat Gambar
dari ISA untuk simbol tersebut.
2.4. Kategori Umum Perangkat Pengukur Antarmuka
Diskusi berikut menjelaskan kategori umum dari
alat pengukur antarmuka yang meliputi:
• perangkat perpindahan,
• perangkat kapasitansi,
• perangkat kepala hidrostatis, dan
• jenis perangkat lain, seperti
o pelampung
o ultrasonic
2.4.1. Perangkat Pemindahan
Perangkat perpindahan dijelaskan secara rinci di
bagian awal modul kursus ini. Beberapa komentar
tambahan dibuat di bagian ini karena berlaku untuk
pengukuran antarmuka.
76
Prinsip dan desain - Prinsip dan desain pemindah
tabung torsi telah dijelaskan sebelumnya di bagian
pengukuran tingkat proses. Namun, dalam aplikasi
antarmuka, pemindah benar-benar terendam. Memilih
diameter yang tepat untuk pemindah penting untuk
aplikasi antarmuka. Dalam aplikasi antarmuka, cairan
bagian atas dan cairan bawah akan memiliki berat jenis
yang berbeda. Dalam aplikasi ini, fluida yang lebih ringan
mengelilingi bagian atas dari pemindah, sedangkan fluida
yang lebih berat mengelilingi bagian bawah dari
pemindah. Gaya apung yang coba dideteksi oleh
pemindah bergantung pada perbedaan gravitasi spesifik,
sehingga dibutuhkan pemindah berdiameter lebih besar
jika perbedaan gaya berat spesifiknya kecil.
Performa - Untuk unit perpindahan untuk mendeteksi
sebuah antarmuka, perbedaan minimum dalam berat jenis
cairan harus ada. Alasan untuk menambah kompleksitas
adalah bahwa dalam pengukuran tingkat proses yang
khas, gravitasi spesifik cairan 0,5 atau lebih besar
77
menghasilkan gaya apung yang cukup. Namun, dalam
aplikasi antarmuka, perbedaan dalam berat jenis tertentu
antara lapisan cairan / cairan bisa sangat kecil. Kebutuhan
untuk mengukur sedikit perbedaan dalam berat jenis
berarti sensitivitas pemindah harus sangat tinggi.
Misalnya, satu perangkat vendor mensyaratkan bobot
jenis minimum antar fluida harus 0,2 atau lebih besar. Jika
fluida kurang dari nilai 0,2 itu, perpindahan non-standar
harus ditentukan dan dipilih.
Instalasi - Pemindah dapat dipasang di dalam bejana atau
dipasang secara eksternal untuk aplikasi antarmuka.
Ketika instrumen pemindah dipasang secara internal di
dalam bejana melalui bukaan berflensa, elemen pemindah
tetap berada di dalam Elemen pemindah menggerakkan
sakelar atau mekanisme pilot yang ditempatkan secara
eksternal ke bejana.
Ketika sebuah pemindah dipasang secara eksternal
(Gambar 27), seperti yang terjadi pada banyak aplikasi
proses, elemen pemindah ditempatkan di ruang eksternal
(juga disebut "wadah apung"). Meskipun hal ini
78
memungkinkan perawatan yang nyaman tanpa
menghentikan proses, beberapa pertimbangan harus
diperhatikan.
Gambar 27. Konfigurasi External Displacer
Beberapa aplikasi mungkin memerlukan
pertimbangan penginstalan tambahan berikut:
• Pemindah dan pipa penghubung mungkin perlu
dipanaskan jika cairannya kental.
• Jika suhu bejana tinggi, bilik pemindah mungkin
memerlukan pemanasan sehingga cairan di dalam
79
bilik luar dapat memiliki berat jenis yang sama
dengan fluida di dalam bejana.
• Dalam aplikasi pengupas uap, keberadaan uap air
dan hidrokarbon menimbulkan risiko tetesan
panas uap air yang terkondensasi dapat jatuh ke
cairan hidrokarbon panas di dalam ruang
pemindah eksternal. Mendidih dapat terjadi,
menyebabkan elemen perpindahan melonjak dan
memberikan pembacaan yang salah. Untuk
menghindari hal ini, aliran gas pembersih secara
terus menerus diperlukan untuk meminimalkan
jumlah uap air yang masuk ke ruang.
• Aplikasi mungkin memerlukan pembersihan,
pengenceran, atau pembatasan cairan yang masuk
ke ruang eksternal untuk mencegah penumpukan
material pada pemindah.
Aplikasi - Displacer umumnya digunakan dalam
aplikasi bersih. Material yang sangat kental dapat melekat
pada pemindah dan mempengaruhi operasi pemindah,
80
memerlukan langkah tambahan seperti pembersihan
ruang luar secara terus menerus.
Aplikasi antarmuka yang membutuhkan pemindah
ditunjukkan pada Gambar 28, di mana pemindah
mengukur antarmuka dalam tangki pengendapan.
Gambar 28. Pengukuran Antarmuka Tangki
Pengendapan
2.4.2. Kapasitif
Probe kapasitansi sangat cocok untuk pengukuran
antarmuka, serta pengukuran tingkat proses yang
81
dijelaskan sebelumnya dalam modul kursus ini. Meskipun
perangkat kepala hidrostatis atau pemindah dapat
digunakan untuk mengukur antarmuka, sensitivitas
pengukuran sering kali merupakan fungsi dari perbedaan
gravitasi (massa jenis) tertentu. Ketika probe kapasitansi
digunakan untuk pengukuran antarmuka, sensitivitas
perangkat itu adalah fungsi dari perbedaan konstanta
dielektrik.
Prinsip dan desain - Prinsip dan desain, meskipun
dijelaskan sebelumnya dalam modul kursus ini, ditinjau
secara singkat untuk menekankan beberapa konsep.
Ingatlah bahwa probe jenis kapasitansi mengukur jumlah
kapasitansi antara dua pelat kapasitor. Dinding bejana di
sebagian besar aplikasi menjadi satu pelat, probe
kapasitansi menjadi pelat lainnya. Bahan proses menjadi
penghalang dielektrik yang akan diukur antara dua pelat
kapasitansi. Untuk pengukuran antarmuka, sangat penting
untuk dicatat bahwa probe kapasitansi hanya mengukur
satu variabel. Oleh karena itu, dalam pengukuran
82
antarmuka, probe kapasitansi hanya dapat mengukur satu
antarmuka.
Dalam aplikasi antarmuka, dua antarmuka mungkin
ada. Proses ini mungkin memiliki antarmuka gas / cairan
atas dan cairan atas / antarmuka cairan bawah. Tantangan
bagi insinyur adalah memilih perangkat kapasitansi atau
menemukan metode yang akan mengabaikan antarmuka
gas / cairan atas. Tujuannya adalah untuk mengukur
hanya satu antarmuka, dan ada dua cara untuk
melakukannya:
• desain bejana menjadi 100% penuh, atau
• pilih probe yang mengabaikan lapisan gas / cairan
atas.
Karena tidak selalu praktis untuk bejana 100%
penuh, opsi yang lebih baik adalah memilih probe yang
mengabaikan lapisan gas / cairan atas. Ini dicapai melalui
penggunaan probe kapasitansi yang memiliki perisai tidak
aktif. Pelindung tidak aktif menutupi probe ke titik di
bawah antarmuka gas / cairan bagian atas. Pendekatan
perisai tidak aktif adalah metode umum untuk
83
memecahkan masalah aplikasi yang memiliki dua
antarmuka.
Performa - Jika antarmuka antara minyak dan air,
konstanta dielektrik untuk minyak dan air jauh lebih besar
daripada gravitasi spesifik untuk minyak dan air,
memberikan sensitivitas yang lebih baik pada probe
kapasitansi. Namun, jika antarmuka melibatkan
pengukuran asam, maka probe kapasitansi mungkin tidak
sesuai jika komposisi material mempengaruhi konstanta
dielektrik.
Instalasi - Ukuran kecil dan koneksi proses yang kecil
membuat probe kapasitansi murah dan mudah dipasang.
Pemasangan probe kapasitansi untuk pengukuran
antarmuka memiliki pertimbangan yang sama seperti saat
digunakan dalam mengukur ketinggian level proses.
Pertimbangannya adalah sebagai berikut:
• Probe penginderaan level kontinu dipasang secara
vertikal. Probe tidak boleh bersentuhan dengan
dinding bejana atau struktur internal bejana.
84
• Probe penginderaan level titik dipasang secara
horizontal. Tujuannya adalah untuk memberikan
perubahan besar di area yang dibasahi probe untuk
sedikit perubahan level.
• Jika dinding tangki dan media proses tidak
konduktif, elektroda referensi arde tambahan
mungkin diperlukan.
• Probe kapasitansi dapat dipasang secara internal di
dalam bejana atau secara eksternal di dalam ruang.
Saat digunakan dalam aplikasi antarmuka,
pemasangan probe kapasitansi juga memiliki
pertimbangan berikut:
• Selubung inaktif dari probe kapasitansi
penginderaan level kontinu meluas ke jarak yang
tepat di bawah antarmuka (Gambar 29).
85
Gambar 29. Instalasi Probe
Aplikasi - Probe kapasitansi paling baik diterapkan pada
produk yang relatif bersih yang tidak memiliki masalah
penumpukan berat. Jika penumpukan diantisipasi,
tersedia probe kapasitansi yang mencakup teknologi anti-
pelapisan. Probe kapasitansi dapat digunakan dalam
aplikasi yang sulit, termasuk yang memiliki suhu dan
tekanan tinggi.
Ketika digunakan untuk mengukur antarmuka
minyak / air, fasa air diukur karena fasa air lebih konduktif
daripada fasa minyak. Fase minyak sering dianggap
sebagai fase isolasi dengan perubahan kapasitansi yang
relatif tidak signifikan.
86
Aplikasi berikut juga dimungkinkan dengan probe
kapasitansi:
• Penginderaan tingkat titik dasar air dalam tangki
stok minyak dilakukan melalui penggunaan probe
antarmuka horizontal.
• Penginderaan level berkelanjutan dari level
antarmuka di treater pemanas.
• Penginderaan tingkat titik antarmuka di pemanas
treater. Probe horizontal di sini digunakan sebagai
cadangan untuk probe penginderaan level
kontinu.
• Penginderaan level berkelanjutan dari antarmuka
dalam tangki minyak skim.
• Penginderaan level titik antarmuka di tangki
minyak skim. Probe horizontal di sini digunakan
sebagai cadangan untuk probe penginderaan level
kontinu untuk menyediakan alarm antarmuka
rendah.
87
Gambar 30. Aplikasi - Desalter Minyak Mentah
Gambar 31 standar referensi dan praktik yang
memengaruhi pemilihan perangkat pengukur level saat
digunakan dalam aplikasi antarmuka. Tinjau referensi
untuk detail tambahan saat menentukan kesesuaian
perangkat untuk aplikasi.
Alasan
Ringkasan
Aplikasi umum • Bagian 4.4.5- Persyaratan pipa tegak
• Bagian 5.4 - Pengukur refleks tidak
diizinkan
• Bagian 5 5 Pengukur
Pemindah Pemindah direkomendasikan.
Kapasitansi Kapasitansi dapat diterima untuk
88
Pipa tegak Komentar tentang pipa tegak
Alat pengukur
level yang
digunakan
Setiap perangkat (kapasitansi,
perpindahan, hidrostatis) memiliki
pembahasan singkat mengenai
Gambar 31. Referensi untuk Pemilihan Perangkat
Pengukur Level untuk Aplikasi Antarmuka
2.4.3. Perangkat Kepala Hidrostatis
Diskusi berikut mengacu pada penggunaan
pemancar tekanan berbasis mikroprosesor untuk
mengukur posisi antarmuka. Keuntungan menggunakan
pendekatan ini adalah bahwa metode head hidrostatis
menyediakan pengukuran kontinu (berlawanan dengan
deteksi level titik) dari posisi antarmuka.
Prinsip dan desain - Rentang pemancar tekanan
diferensial pada Gambar 32 dikonfigurasikan untuk
menemukan level antarmuka. Rentang ini didasarkan
pada perbedaan antara berat jenis zat cair dan jarak antara
tingkat antarmuka maksimum dan minimum.
89
Gambar 32. Metode Hidrostatis untuk Deteksi
Antarmuka
Perhitungan berikut digunakan untuk menentukan
bentang
Span = H (SG2 - SG1), dimana
H = jarak antara level antarmuka maksimum dan
minimum
SG1 = Gravitasi Spesifik cairan 1
SG2 = Gravitasi Spesifik zat cair 2
Perhitungan tambahan mungkin diperlukan untuk
setiap penekanan rentang atau ketinggian.
90
Performa dan instalasi - Pengukuran antarmuka dengan
perbedaan gravitasi spesifik kurang dari 0,1 sulit bila
pemancar konvensional 4 hingga 20 mA digunakan.
Ketika pemancar berbasis mikroprosesor digunakan,
dimungkinkan untuk mengukur hingga perbedaan yang
lebih kecil dalam gravitasi spesifik. Misalnya, perbedaan
0,05 dalam berat jenis dapat dikontrol dalam perubahan
level 7,5%. Pemancar konvensional memerlukan
perubahan level 20% sebelum dapat mendeteksi
perubahan ini. Pemancar berbasis mikroprosesor dapat
mendeteksi dengan lebih baik pergeseran posisi
antarmuka.
Salah satu asumsi dalam penggunaan pemancar
tekanan diferensial adalah bahwa berat jenis kedua zat cair
tidak berubah. Gravitasi spesifik yang diasumsikan
kemudian digunakan untuk mengkalibrasi pemancar
tekanan diferensial. Perhatiannya adalah bahwa berat jenis
yang tidak berubah dapat menyebabkan kesalahan
pengukuran yang tidak terdeteksi. Posisi antarmuka
kemudian dilaporkan secara tidak benar ketika berat jenis
cairan berubah. Pada Gambar 33, beberapa pemancar
91
tekanan digunakan, dua pemancar tekanan digunakan
untuk memperhitungkan perubahan berat jenis di setiap
cairan, satu digunakan untuk mengukur tekanan kepala
total.
Gambar 33. Beberapa D / P untuk Deteksi Antarmuka
Keunggulan kinerja adalah sebagai berikut:
• Pengukuran berkelanjutan disediakan dalam
metode ini
• Metode hidrostatik tidak rentan terhadap
pembusaan dan gelembung.
Kerugian kinerja adalah sebagai berikut:
92
• Pergerakan posisi level antarmuka harus cukup
besar agar dapat dideteksi oleh pemancar tekanan
diferensial. Perhatikan bahwa situasi ini dibahas
pada Gambar 33.
• Metode hidrostatik rentan terhadap perubahan
gravitasi tertentu.
Aplikasi - Pemancar tekanan berbasis mikroprosesor
dapat terus mengukur posisi antarmuka untuk cairan yang
gravitasi spesifiknya dapat berubah.
2.4.4. Jenis Perangkat Antarmuka Lainnya
Jenis perangkat lainnya adalah sebagai berikut:
Pelampung - Pelampung tersedia untuk pengukuran
antarmuka cairan. Pelampung diberi bobot sehingga
mengapung pada posisi antarmuka. Pelampung yang
digunakan untuk pengukuran antarmuka lebih besar dari
yang digunakan untuk indikasi level. Meskipun
pelampung dapat digunakan dalam aplikasi antarmuka
industri pada umumnya, pelampung tidak dapat diterima
untuk aplikasi di Industri Minyak dan Gas atau
93
Petrokimia. Pelampung tidak dapat digunakan untuk
deteksi antarmuka.
Ultrasonik - Transduser khusus tersedia dari produsen
untuk memungkinkan deteksi ultrasonik pada antarmuka.
Biasanya ini adalah pengukuran level titik. Untuk
beroperasi dengan benar, perangkat dipasang dengan
sudut horizontal 10 ° off. Pendekatan lain adalah
memasang perangkat ultrasonik di bagian bawah bejana
dan memantulkan sinyal dari posisi antarmuka.
2.5. Memilih Perangkat Antarmuka Saat Ada Emulsi
Perhatian pengukuran khusus pada pemisah adalah
terjadinya emulsi minyak mentah dan air (Gambar 34).
Apa yang membuat pengukuran antarmuka sangat
menantang adalah lapisan emulsi, dengan ketebalan
hingga 1 atau 2 meter, dapat muncul. Lapisan emulsi yang
tebal dapat menyulitkan untuk mengukur dan mengontrol
antarmuka dengan benar. Perangkat kapasitansi bekerja
paling baik jika Anda membutuhkan sedikit air dalam
minyak. Namun, jika Anda membutuhkan sedikit
persentase air minyak dalam air, maka penerapannya
94
menjadi menantang. Berdasarkan persyaratan tersebut,
lapisan emulsi menyulitkan perangkat pengukur level
untuk mengidentifikasi antarmuka. Akibatnya, pengontrol
tidak mendapatkan informasi pengukuran yang tepat
tentang kapan harus membuang air dari separator.
Idealnya, Anda tidak ingin membuang emulsi.
Gambar 34. Kehadiran Emulsi di Antarmuka
Untungnya, beberapa pendekatan pengukuran
antarmuka telah berhasil dalam pendekatan ini, dan
terdaftar secara singkat. Untuk aplikasi khusus ini,
disarankan untuk berkonsultasi dengan vendor
instrumen. Maksud dari ikhtisar singkat ini adalah untuk
menggambarkan bahwa lebih dari satu alat pengukur
95
tingkat dapat digunakan untuk aplikasi antarmuka yang
sulit. Perangkat tersebut adalah sebagai berikut:
• Probe gelombang mikro - Beberapa probe
gelombang mikro mampu mendeteksi sejumlah
kecil air dalam hidrokarbon. Probe tidak sensitif
terhadap suhu atau salinitas. Pelapis seperti
parafin atau tar tidak menghalangi operasi probe.
• Probe admitansi RF - Probe admitansi RF dapat
dipasang di semua lapisan cairan. Melakukannya
akan membuat pengukuran yang merupakan rata-
rata dari ketiga lapisan. Antarmuka dapat diukur
hingga satu inci dalam bejana berdiameter 3 kaki.
Probe memiliki efek yang dapat diabaikan dari
lapisan aspal berat aspal dan suhu ekstrim.
• Pemancar tekanan diferensial - Dua pemancar
tekanan diferensial yang dipasang sedikit di atas
garis pelepasan dapat mengukur kerapatan.
Kepadatan yang bervariasi diukur saat lapisan
emulsi bergerak di dalam bejana.
• Sensor konduktivitas - Memasang dua sensor
konduktivitas yang sensitif terhadap varians
96
konduktivitas rendah dapat digunakan. Satu
sensor dipasang di tingkat antarmuka, sementara
yang lain dipasang di bagian bawah bejana.
Ketika emulsi terjadi dalam pengukuran antarmuka,
metode pemrosesan sering digunakan untuk
meminimalkan emulsi. Metode pemrosesan seperti
perlakuan panas, membiarkan gravitasi memisahkan
emulsi, atau menambahkan bahan kimia untuk memecah
emulsi.
97
BAB 3 - MENENTUKAN APAKAH
PERANGKAT PENGUKUR TINGKAT
MEMENUHI PERSYARATAN
APLIKASI PENGUKURAN TANGKI
OTOMATIS
Istilah "pengukuran tangki otomatis" mewakili
sistem pengukuran yang menyediakan penghitungan
inventaris hidrokarbon. Akuntansi persediaan menuntut
agar pengukuran proses menjadi sangat akurat sehingga
perhitungan persediaan selanjutnya - yang sebagian
didasarkan pada pengukuran level - juga akurat. Sistem
pengukuran tangki otomatis dapat mencakup pengukuran
level, suhu, dan kepadatan. Karena pengukuran
ketinggian memainkan peran penting dalam sistem
pengukuran tangki, pemilihan perangkat atau sistem
pengukur ketinggian menempatkan beberapa tantangan
unik pada insinyur.
98
Meskipun pengukuran tangki mencakup berbagai
pengukuran dan penghitungan proses, pengukuran ini
sering dianggap sebagai disiplin pengukuran terpisah dan
bukan hanya bentuk lain dari pengukuran level proses.
Misalnya, sistem pengukuran tangki otomatis dapat
mengkompensasi kuantitas level yang diukur dan
menghitung data level untuk perubahan dalam struktur
tangki itu sendiri saat tangki mengisi dan mengosongkan.
Pengukuran level tangki digunakan untuk mendapatkan
data massa dan volume.
Pembahasan berikut ini terutama berkaitan dengan
aspek pengukuran level pengukuran tangki. Hal penting
yang perlu diperhatikan dalam menentukan apakah alat
pengukur ketinggian memenuhi persyaratan pengukuran
tangki adalah tujuan dari aplikasi pengukuran tangki,
bagaimana data pengukuran ketinggian dalam aplikasi
pengukuran tangki diperoleh, dan seberapa penting
pengukuran ketinggian bagi pengguna akhir. Untuk
memiliki latar belakang dan pemahaman yang memadai
tentang peran pengukuran ketinggian dalam pengukuran
99
tangki, topik-topik berikut yang mempengaruhi pemilihan
perangkat pengukuran ketinggian dibahas.
• Tujuan pengukuran level dalam pengukuran
tangki
• Perbedaan antara pengukuran tangki dan
pengukuran level proses
• Komentar umum tentang struktur tangki
• Teknik pengukuran tangki otomatis
• Perangkat pelampung dan pita
• Pemindah yang digerakkan servo
• Perangkat radar
• Perangkat ultrasonik
• Pengukuran tangki hidrostatis (HTG)
3.1. Tujuan Pengukuran Tangki Otomatis
Pengukur tangki memiliki salah satu atau kedua
tujuan berikut ini:
• Akun untuk inventaris dan / atau transfer
kepemilikan
• Menyediakan operasi proses yang efektif
100
3.1.1. Akun Untuk Inventaris Dan / Atau Transfer
Kepemilikan
Pengukuran tangki memberikan data pengukuran
yang sering dibutuhkan untuk tujuan pengendalian
inventaris. Berbagai departemen, seperti manajemen,
penjualan, dan akuntansi, perlu mengetahui persediaan
hidrokarbon apa yang mereka miliki agar berhasil
melakukan pekerjaannya. Data inventaris mencakup data
volume kotor, volume standar, massa, dan level.
Meskipun sebagian besar operasi transfer
kepemilikan industry minyak dan gas dilakukan melalui
pengukuran aliran, sejumlah besar transfer kepemilikan
dilakukan melalui pengukuran tangki otomatis. Ketika
pengukuran tangki otomatis digunakan untuk transfer
kepemilikan, keakuratan pengukuran menjadi penting.
Sebelum dan sesudah transfer produk, level tangki dibaca.
Perbedaan level dapat digunakan untuk menentukan
jumlah materi yang dikirim atau diterima. Informasi
transfer hak asuh dimasukkan ke dalam penagihan, jadi
keakuratan inventaris sangat penting.
101
3.1.2. Menyediakan Operasi Proses Yang Efektif
Perhatikan bahwa tidak semua pengukuran
pengukuran tangki hanya untuk tujuan manajemen
inventaris dan transfer kepemilikan. Pengukuran tangki
juga penting untuk memproses personel operasi yang
perhatian utamanya belum tentu manajemen inventaris.
Personel operasi khawatir bahwa mereka tidak mengisi
tangki secara berlebihan, atau ketika mengisi tangki,
mengosongkan tangki hingga kering. Untuk menyediakan
operasi yang aman, personel operasi perlu mengetahui
level dan ketinggian volume-yang-aman sehingga mereka
dapat dengan aman memindahkan produk ke dalam dan
ke luar tangki.
Personel operasi juga dapat menggunakan data
pengukuran tangki untuk menilai tingkat umpan dan hasil.
Sebagai contoh industri, pengukuran pengukuran tangki
terkadang digunakan dalam operasi pencampuran.
Misalnya, sistem pengukuran tangki dapat berperan dalam
pemrosesan awal minyak mentah. Aliran minyak mentah
dari beberapa tangki dapat dicampur ke kepadatan yang
102
konsisten (nomor API), kemudian diisi ke tangki lonjakan
sebelum memasuki proses distilasi mentah. Pencampuran
dengan kerapatan yang konsisten memiliki efek
menghasilkan operasi proses yang lebih mulus dari proses
distilasi mentah. Jenis operasi ini tergantung pada level
tertentu pada pengukuran tangki otomatis, di mana
pengukuran level berperan.
3.2. Perbedaan Antara Pengukuran Tangki Otomatis
Dan Pengukuran Level Proses
Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik
tentang perbedaan antara pengukuran tangki dan
pengukuran level proses, perbedaan berikut ditinjau
secara singkat:
• persyaratan akurasi
• interval akses data
• jalur komunikasi
• jenis data yang dibutuhkan
103
3.2.1. Persyaratan Akurasi
Satu perbedaan utama antara pengukuran tangki dan
pengukuran level proses adalah bahwa akurasi sistem
pengukuran tangki dapat mendekati persyaratan akurasi
sistem transfer kepemilikan. Alasan untuk menggunakan
sistem pengukuran tangki yang sangat akurat adalah
kekhawatiran bahwa peningkatan hasil dalam proses
otomatisasi sering kali hilang dalam sistem pengukuran
tangki yang kurang akurat. Selain itu, sistem pengukur
tangki yang sangat akurat memberikan informasi yang
lebih baik tentang kinerja proses.
3.2.2. Interval Akses Data
Sistem pengukuran tangki memberikan pengukuran
departemen Sistem Informasi Manajemen (MIS) dengan
kecepatan pemindaian setiap menit. Pengukuran level
proses memiliki interval pemindaian 1 detik atau kurang
untuk terus memantau dan / atau mengontrol level.
104
3.2.3. Jalur Komunikasi
Perbedaan lain antara sistem pengukuran tangki dan
pengukuran tingkat proses yang khas adalah bahwa jalur
komunikasi yang berbeda digunakan antara tangki
penyimpanan (tangki tangki) dan sistem kontrol. Jalur
komunikasi untuk sistem pengukuran tingkat proses
tipikal adalah sinyal 4 hingga 20 mA ke pengontrol. Untuk
sistem pengukuran tangki, digunakan jalan raya atau
jaringan data terpisah, di mana sistem kontrol
mendapatkan datanya dari unit antarmuka lapangan. Unit
antarmuka lapangan terdiri dari teknologi berbasis
mikroprosesor yang menerima sinyal proses seperti
pengukuran level, tekanan, atau suhu. Unit antarmuka
lapangan menggunakan data tersebut untuk membuat
perhitungan kepadatan dan massa dan volume. Unit
antarmuka lapangan kemudian mengirimkan datanya ke
sistem jarak jauh.
3.2.4. Jenis Data Yang Dibutuhkan
Pembahasan sebelumnya tentang unit antarmuka
lapangan dengan benar menyiratkan bahwa pengukuran
105
tangki memasok berbagai pengukuran dan data yang
dihitung. Data tipikal yang disediakan oleh sistem
pengukuran tangki sering kali mencakup ketinggian, suhu
rata-rata, dasar air, kepadatan, volume kotor, volume
standar, dan massa. Pengukuran dapat dilakukan dengan
salah satu dari beberapa teknik pengukuran tangki.
3.3. Teknik Mengukur Tangki
Perbedaan di antara teknik pengukuran tangki
adalah bahwa data pengukuran tangki yang khas - seperti
level, volume, massa, dan kepadatan - diturunkan secara
berbeda. Bergantung pada tekniknya, data diperoleh baik
melalui pengukuran langsung, pengukuran inferensial,
kalkulasi, atau beberapa kombinasi darinya. Dengan
demikian, keakuratan data bergantung pada bagaimana
data tersebut diperoleh. Mengetahui bagaimana data
diperoleh dan seberapa penting akurasi bagi pengguna
akhir memengaruhi pemilihan perangkat pengukur level.
Teknik pengukuran tangki adalah:
• Teknik berbasis level,
• Teknik berbasis tekanan, dan
106
• Teknik gabungan (hybrid).
3.3.1. Teknik Berbasis Level
Teknik berbasis level menggunakan perangkat
seperti pelampung dan tape device, servo driven
displacers, dan radar sebagai alat pengukur level untuk
mendapatkan pengukuran level langsung. Teknik
menggunakan salah satu alat pengukur level ini untuk
mendapatkan pengukuran level yang paling akurat.
Akurasi pengukuran tangki harus 1/16 ”atau 1,6 mm.
Alasan untuk tingkat akurasi yang tinggi adalah memiliki
pengukuran level yang paling akurat untuk perhitungan
volume dan massa selanjutnya. Untuk sampai pada massa,
diperlukan sampel lab untuk mendapatkan nilai massa
jenis untuk perhitungan massa. Teknik berbasis level
memberikan pengukuran level yang paling akurat
dibandingkan dengan teknik berbasis tekanan. Beberapa
vendor mengklaim akurasi hingga ± 0,8 mm (± 1/32”).
Namun, pengukuran densitas, karena ini adalah sampel
lab, membutuhkan personel untuk melakukan
pengukuran. Sampel laboratorium itu sendiri belum tentu
107
mewakili kepadatan rata-rata dari semua inventaris
hidrokarbon tangki.
3.3.2. Teknik Berbasis Tekanan
Teknik berbasis tekanan menggunakan metode yang
disebut pengukuran tangki hidrostatis (HTG). HTG
menggunakan pemancar tekanan berbasis mikroprosesor
yang sangat akurat untuk sampai pada ukuran berat atau
massa produk. HTG terkadang disebut sebagai "sistem
berbasis massa". HTG mewakili pendekatan yang
berbeda secara fundamental untuk pengukuran tangki.
Teknik berbasis tekanan memberikan pengukuran massa
yang paling akurat, dibandingkan dengan teknik berbasis
level. Karena ini adalah pendekatan berbasis massa,
beberapa pengguna merasa bahwa HTG secara inheren
lebih akurat daripada sistem berbasis level. Jika
pengukuran level diperlukan, pengukuran kepadatan
tambahan dilakukan. Pengukuran level dihitung -
perhitungan didasarkan pada pengukuran tekanan dan
kepadatan. Teknik berbasis tekanan HTG bukanlah hal
108
baru dalam pengukuran tangki, teknik ini telah dikenal
selama beberapa dekade.
3.3.3. Teknik Gabungan (Hybrid)
Teknik gabungan (hybrid) menggunakan metode
yang menggabungkan teknologi pengukuran level dan
tekanan. Alasan di balik pendekatan ini adalah bahwa yang
terbaik dari teknik berbasis level dan berbasis tekanan
digabungkan untuk membuat pengukuran level, massa,
dan densitas yang sangat akurat.
Gambar 35 referensi standar dan praktik yang
mempengaruhi pemilihan alat pengukur ketinggian saat
digunakan dalam aplikasi pengukuran tangki otomatis.
Tinjau referensi untuk detail tambahan saat menentukan
kesesuaian perangkat untuk aplikasi.
Alasan
penggunaan Ringkasan
Aplikasi umum • Aplikasi tangki penyimpanan besar
• Persyaratan LPG
• Persyaratan NACE
109
Instalasi Panduan penginstalan (API dan
referensi penginstalan vendor
Kriteria
penggunaan
Kriteria unik untuk aplikasi
minyak dan gas Persyaratan
ATG
Mendaftar persyaratan pelampung
dan pemindah untuk sistem ATG Alat pengukur
level umum
Kriteria pengukuran tangki
non-inventaris (tingkat proses). Alat pengukur
level umum
Kriteria pengukuran tangki inventaris.
Pendekatan
pengukuran
tradisional
Memberikan dasar untuk metode
pengukuran tangki otomatis tradisional.
Tidak membahas sistem pengukuran
Alat pengukur
level umum
Kriteria pengukuran tangki non-
inventaris (tingkat proses) dan
Gambar 35. Referensi untuk Pemilihan Perangkat
Pengukur Ketinggian untuk Pengukur Tangki Otomatis
3.4. Pertimbangan Struktur Tangki Saat Memilih Alat
Pengukur Ketinggian
Untuk menentukan level yang valid, data massa dan
volume juga membutuhkan pemahaman tentang struktur
tangki, yang berada di luar cakupan kursus ini. Meskipun
110
demikian, beberapa komentar umum tentang struktur
tangki dibuat untuk memberikan perspektif yang
memadai tentang pemilihan alat pengukur ketinggian
untuk sistem pengukur tangki. Pertimbangannya dapat
diringkas sebagai berikut:
• Ketidaksempurnaan tangki
• Tetap versus tangki atap terapung
• Pentingnya titik referensi untuk pengukuran level
3.4.1. Ketidaksempurnaan Tangki
Tangki adalah objek yang tidak sempurna, sehingga
kesalahan pengukuran level dimungkinkan kecuali ada
kelonggaran untuk ketidaksempurnaan tersebut (Gambar
36). Sistem pengukuran tangki saat ini sering kali
menyertakan teknologi, yang disebut tabel koreksi atau
pengikat, yang mengkompensasi kondisi proses yang
berubah. Sementara tujuan pengukuran tangki adalah
untuk mengukur ketinggian hingga 1/16” atau 1,6 mm,
dalam tangki yang sangat besar, 1/16” atau 1,6 mm adalah
jarak yang kecil untuk diukur. Ketidaksempurnaan tangki
dengan sendirinya dapat menyebabkan kesalahan yang
111
lebih besar. Tangki juga elastis. Tekanan termal
menyebabkan tangki mengembang dan berkontraksi
dengan suhu. Tangki berubah bentuk saat terisi dan
kosong. Jumlah besar cairan di dalam tangki juga
menghadirkan tantangan pengukuran. Misalnya, cairan itu
sendiri dapat mengalami stratifikasi suhu dan massa jenis.
Stratifikasi dapat menyebabkan pengukuran suhu dan
massa jenis tidak mencerminkan kondisi produk saat ini
dan, akibatnya, membuat perhitungan massa dan volume
yang dihasilkan mencurigakan. Untungnya, banyak tangki
memiliki peralatan sirkulasi ulang untuk mengurangi efek
stratifikasi.
Gambar 36. Ketidaksempurnaan Tangki Yang
Mempengaruhi Pengukuran Level
112
3.4.2. Tangki Atap Tetap Versus Terapung
Atap tetap dan tangki atap apung juga
mempengaruhi pemilihan alat pengukur tingkat untuk
sistem pengukur tangki. Untuk meminimalkan kesalahan
atap apung, salah satu opsi adalah memasang pipa diam di
dalam tangki. Pipa diam, juga disebut sebagai pipa diam,
adalah struktur independen di dalam tangki. Pipa diam
tidak berubah bentuk selama pengisian dan pengosongan
tangki. Karena pipa-diam bukan bagian struktural tangki,
kekakuannya jauh lebih baik daripada dinding tangki.
Kadang-kadang, alat pengukur level dipasang di atas
struktur pipa diam untuk memberikan pengukuran yang
akurat.
3.4.3. Pentingnya Titik Referensi Untuk Pengukuran
Level
Terlepas dari seberapa akurat atau canggih alat
pengukur ketinggian untuk aplikasi pengukur tangki,
pergerakan dudukan pengukur tangki atau titik referensi
selalu menyebabkan kesalahan pengukuran terbesar.
113
Mengatasi pergerakan pemasangan pengukur tangki atau
titik referensi harus menjadi perhatian utama insinyur
apakah pengukur tangki itu otomatis atau manual.
Kekhawatiran ini dibahas lebih rinci di Bab 3.1A dari
standar API tentang pengukuran tangki.
Ketidaksempurnaan dan elastisitas tangki
sedemikian rupa sehingga memilih sistem pengukuran
ketinggian untuk aplikasi pengukuran tangki memang bisa
sangat menantang. Tantangan ini telah menyebabkan
teknologi pengukur tangki yang telah berevolusi dan terus
berkembang. Jenis sistem pengukur tangki otomatis
(ATG) meliputi:
• Pelampung dan pita
• Pengukuran tangki pemindahan yang digerakkan
servo (STG)
• Pengukuran tangki hidrostatis (HTG)
• Pengukuran tangki radar (RTG)
• Ultrasonik
(Catatan: Literatur industri sering menggunakan
singkatan ATG, FTG, STG, HTG, RTG untuk
mengidentifikasi sistem pengukur tangki otomatis.
114
Pengukur tangki otomatis (ATG) mencakup semua
teknologi, yang mencakup pengapungan dan pengukur
tangki pita (FTG), pengukur tangki pemindahan yang
digerakkan servo (STG), pengukuran tangki hidrostatis
(HTG), dan pengukuran tangki radar (RTG). Akronim
FTG, STG, HTG, RTG mengidentifikasi teknologi ATG
tertentu. HTG adalah salah satu akronim yang lebih
umum digunakan; singkatan yang jarang digunakan adalah
FTG, STG, dan RTG.)
3.5. Perangkat Pelampung dan Pita
Perangkat pelampung dan pita, juga disebut sebagai
"pengukur mekanis," mungkin merupakan sistem
pengukur tangki paling awal dan terus digunakan secara
ekstensif di banyak aplikasi industri.
Penjelasan paling sederhana untuk elemen
pelampung adalah bahwa elemen pelampung adalah
benda apung yang bertumpu langsung pada permukaan
zat cair. Elemen pelampung dipandu sepanjang satu set
kabel agar pelampung tidak bergeser secara horizontal.
Pelampung harus disimpan dalam bidang vertikal untuk
115
memberikan pengukuran yang akurat. Kabel pemandu
memiliki jangkar untuk mereka di dasar tangki, serta
mekanisme pegas di bagian atas tangki yang menjaga
ketegangan pada kabel pemandu. Elemen pelampung
sering kali memiliki diameter lebar, sekitar 381 mm (15
inci), untuk meminimalkan efek yang berpotensi
merugikan akibat perubahan berat jenis produk pada
pengukuran level. Pelampung memiliki diameter yang
lebar karena jika terjadi perubahan berat jenis zat cair,
perubahan resultan kedalaman perendaman pelampung
akan lebih kecil untuk pelampung berdiameter lebih lebar
daripada pelampung dengan diameter yang lebih kecil.
Pita berlubang terhubung ke pelampung. Pita
berlubang juga terhubung ke unit kepala pengukur.
Rakitan kepala pengukur memberikan indikasi level. Di
dalam unit kepala pengukur adalah counter drive sprocket dan
kumparan penyimpanan pita. Pita berlubang dirutekan ke
atas counter drive sprocket dan kumparan penyimpanan pita.
Poros counter drive sprocket terhubung ke indikator
pembacaan level. Kumparan penyimpan pita di dalam
unit kepala pengukur dapat memutar dan melepaskan pita
116
saat elemen pelampung naik dan turun dengan level
cairan.
Rakitan kepala pengukur dipasang di atas tangki
tepat di atas pelampung, atau di samping tangki pada
kemiringan (permukaan tanah). Saat unit kepala pengukur
dipasang ke bagian atas tangki, operator harus naik ke atas
tangki untuk melihat indikasi pembacaan.
Dalam tangki atap tetap (Gambar 37) yang memiliki
pipa diam, rakitan kepala pengukur sebaiknya dipasang di
bagian atas pipa diam. Elemen pelampung bertumpu pada
ketinggian cairan di dalam pipa diam. Meskipun
pelampung berada di dalam pipa-diam, kabel pemandu
tetap ada untuk menjaga pelampung dalam bidang
vertical.
117
Gambar 37. Pelapung di Tangki Atap Tetap (Kerucut)
Perangkat pelampung dan pita yang dipasang
dengan benar mampu melakukan pengukuran yang sangat
akurat. Meskipun perangkat pelampung dan selotip
mewakili salah satu teknologi pengukuran tangki paling
awal, perangkat ini dapat akurat hingga 1,6 mm (1/16
inci). Namun, pemasangan (dijelaskan nanti di bagian ini)
perangkat pelampung dan pita memiliki pengaruh besar
pada akurasinya. Selain itu, pembuat tangki dapat
menyediakan perangkat pelampung dan selotip sebagai
118
aksesori tangki (perlengkapan). Perhatikan bahwa jika
perangkat pelampung dan pita dibeli sebagai aksesori
tangki, mungkin belum tentu mendapat perhatian dari
pembuat tangki bahwa pelampung dan pita device perlu
melakukan pengukuran yang akurat.
Keunggulan kinerja perangkat pelampung dan pita
meliputi:
• pengukuran level langsung (bukan dengan
inferensi),
• perangkat yang relatif murah,
• tidak ada batasan ketinggian tangki, dan
• tidak ada batasan untuk berat jenis.
Kerugian kinerja perangkat pelampung dan pita
meliputi yang berikut ini:
• akurasi tergantung pada pemasangan (3,2 mm
hingga 1,6 mm jika dipasang pada pipa diam, 254
mm atau lebih jika dipasang pada kemiringan).
• akurasi mungkin tidak dapat diterima untuk
operasi transfer kepemilkan.
• akurasi mungkin dipertanyakan untuk operasi
inventaris, mengingat nilai produk minyak bumi
119
yang semakin meningkat dan keinginan untuk
pengendalian inventaris yang lebih tepat.
• Selama periode waktu tertentu, perangkat
pelampung dan pita bisa menjadi sangat intensif
perawatannya. Jenis masalah pemeliharaan
meliputi:
o bagian yang bergerak yang terkena cairan,
o pitabisa menekuk atau patah,
o ada penghalang di tangki yang
mengganggu pelampung, dan
o pelampung harus dijaga kebersihannya.
o pelampung sulit diperbaiki jika kerusakan
terjadi di dalam tangki.
Pemasangan alat pelampung dan pita memiliki
pengaruh besar pada akurasi pengukurannya. Instalasi
industri yang khas adalah memasang rakitan kepala
pengukur pada kemiringan di sisi tangki. Memasang
pelampung dan pita dengan cara ini dapat menyebabkan
kesalahan pengukuran dalam kisaran ± 2,5 cm (± 1 inci).
Kesalahan bisa lebih tinggi jika perangkat tidak dirawat
dengan benar. Alasan mengapa kesalahannya tinggi adalah
120
pita itu harus dialihkan dari dalam tangki dari pelampung
ke rangkaian luar pada tingkat kemiringan. Ketika dinding
tangki mengembang atau menyusut karena pengaruh
termal dan / atau hidrostatik, pita juga bergerak. Friksi
pita dan efek korosi juga berkontribusi pada kesalahan.
Pita yang dipasang di perataan dan perangkat pelampung
juga mengalami kesalahan terbesar saat titik referensi
teratasnya turun selama pengisian tangki,
Jika perangkat pelampung dan pita dipasang di atas
jenis pipa diam atau sumur pipa yang tepat, perangkat
tersebut secara inheren menjadi lebih akurat, dengan
akurasi hingga ± 3,2 mm (± 1/8 inci). Namun, praktik
industri yang khas adalah bahwa tangki atap terapung
jarang memiliki perangkat pelampung dan pita yang
dipasang di atas pipa diam. Sebagai gantinya, katrol
perangkat pelampung dan pita disangga dari sisi tangki.
Pita yang terbuka dapat mengalami kesalahan karena
gulungan angin.
Selain referensi yang tercantum pada Gambar 38,
referensi berikut berlaku untuk pemasangan perangkat
pelampung dan tape. Tinjau referensi ini untuk detail
121
tambahan saat menentukan kesesuaian perangkat untuk
aplikasi. Pemasangan perangkat pelampung dan tape
dijelaskan dalam API Manual of Petroleum Measurement
Standards (MPMS), Bab 3, Tank Gauging. Gambar 38
memberikan ringkasan dari referensi ini.
Alasan
penggunaan Ringkasan
Lokasi
pemasangan
Persyaratan pemasangan dengan
dan tanpa pipa diam, menghindari
turbulensi, kedekatan dengan palka
pengukur.
Desain pipa diam Dukungan pipa diam, lokasi,
diameter, kedalaman.
Pemasangan Tujuan pemasangan adalah
untuk meminimalkan gerakan
vertikal berbanding terhadap
referensi tangki.
Pengumpulan,
transmisi, dan
penerimaan data
Memberikan keamanan yang tepat
untuk data terukur melalui praktik
instalasi yang baik.
122
Persyaratan
pemasangan
khusus untuk
perangkat
pelampung dan
tape
Persyaratan pemasangan dengan dan
tanpa pipa diam, pemasangan rata
dengan pipa diam, ketinggian kepala
pengukur, pemasangan, kabel
pemandu apung
Pemasangan
pada tangki atap
terapung
Pemasangan pelampung terpisah,
meminimalkan windage, dan
pemasangan saat tangki dalam
pelayanan
Perangkat level
tape
Kriteria pengukuran tangki inventaris.
Gambar 38. Referensi untuk Pemasangan Perangkat
Pelampung dan Pita
Umumnya, perangkat pelampung dan pita mewakili
teknologi dewasa dalam proses penggantian dengan alat
pengukur ketinggian, seperti pemindah yang digerakkan
servo yang lebih baik, pengukur tangki hidrostatis (HTG),
atau alat radar. Perangkat pelampung dan pipa digunakan
123
dalam aplikasi ladand tangki, terutama dalam layanan
cairan.
3.6. Pemindah Berbasis Servo
Sebuah pemindah yang digerakkan servo (Gambar
39) dapat menghilangkan banyak masalah yang dialami
dengan alat pelampung dan pita. Pemindah yang
digerakkan servo, juga disebut pengukur tangki otomatis
bertenaga servo (STG), mahal dan dianggap sebagai
instrumen presisi. Pemindah yang digerakkan servo
populer di kalangan pengguna saat ini karena pabrikan
mendasarkan desain pada otomatisasi proses pengukuran
tangki manual yang disebut pencelupan tangan.
124
Gambar 39. Pemindah Digerakan Servo
Perbedaan antara elemen pelampung dan elemen
pemindah adalah bahwa elemen pemindah lebih berat
daripada cairan yang direndamnya, sedangkan elemen
pelampung bertumpu pada permukaan cairan. Elemen
pemindah tenggelam ke dalam cairan kecuali jika ditahan
oleh kabel yang terhubung ke rakitan servo. Servo
memutar dan melepas kabel sehingga selalu mendukung
pemindah. Pemindah, karena lebih padat daripada cairan,
memiliki berat tetap. Kombinasi berat tetap dari
pemindah dan berat kabel berarti bahwa jumlah tegangan
yang diketahui harus ada pada kabel ketika pemindah
125
direndam dalam cairan. Rakitan servo mempertahankan
tegangan konstan pada kabel, dan menggunakan tegangan
itu (bersama dengan panjang ekstensi kabel) untuk
menentukan permukaan level. Saat level berubah, servo
merasakan perubahan tegangan kabel. Rakitan servo
memutar atau melepaskan kabel yang sesuai untuk
mengubah posisi pemindah sehingga tegangan
kesetimbangan selalu dipertahankan. Akibatnya,
pemindah terus menerus ditimbang, dan akibatnya
levelnya terus dipantau. Pemindah yang digerakkan servo
menggunakan transduser gaya presisi dan teknologi
berbasis mikroprosesor untuk membuat pengukuran yang
sangat akurat dan pengulangan 0,004 inci.
126
Gambar 40. Desain Pemindah Berbasis Servo
Karena pemindah yang digerakkan servo yang
diproduksi saat ini memiliki lebih sedikit bagian yang
bergerak, pemindah yang digerakkan servo yang
diproduksi saat ini memiliki keandalan yang lebih baik
daripada perangkat servo sebelumnya. Misalnya, satu
pabrikan mengurangi jumlah bagian dari hampir 100
bagian menjadi tiga bagian pada dasarnya (spul servo,
kabel, elemen pemindah). Beberapa vendor mengklaim
akurasi pengukuran hingga ± 0,8 mm (± 1/32 inci).
Pemindah yang digerakkan servo canggih memiliki
127
akurasi yang disetujui untuk digunakan dalam operasi
transfer kepemilikan.
Selain referensi yang tercantum pada Gambar 38,
referensi berikut berlaku untuk pemasangan pemindah
tipe servo. Tinjau referensi ini untuk detail tambahan saat
menentukan kesesuaian perangkat untuk aplikasi.
Pemasangan pemindah tipe servo dijelaskan dalam API
Manual of Petroleum Measurement Standards (MPMS),
Bab 3, Tank Gauging. Gambar 41 memberikan ringkasan
dari referensi ini.
Alasan penggunaan Ringkasan
Lokasi pemasangan Persyaratan pemasangan dengan
dan tanpa pipa diam,
menghindari turbulensi,
kedekatan dengan palka
pengukur.
Desain pipa diam Dukungan pipa diam, lokasi,
diameter, kedalaman.
Pemasangan Tujuan pemasangan adalah
untuk meminimalkan gerakan
128
vertikal berbanding terhadap
referensi tangki.
Pengumpulan,
transmisi, dan
penerimaan data
Memberikan keamanan yang
tepat untuk data terukur
melalui praktik instalasi yang
baik.
Persyaratan
pemasangan
khusus untuk
pemindah yang
digerakkan
servo
Diskusi tentang belitan,
toleransi, berat kabel,
kerapatan produk seperti
yang diterapkan pada
pemindah yang digerakkan
servo.
Lokasi pemasangan Pertimbangan lokasi
Perangkat
tingkat pita
(termasuk
pemindah yang
digerakkan
servo)
Kriteria pengukuran tangki
inventaris.
Gambar 41. Referensi untuk Pemasangan Pemindah
Digerakan Servo
129
Pemindah yang digerakkan servo paling cocok
untuk aplikasi bersih, seperti produk jadi seperti bensin
dan bahan bakar diesel. Karena elemen pemindah lebih
padat daripada cairan, pemindah yang digerakkan servo
juga menemukan penggunaan dalam mengukur
antarmuka cairan. Beberapa tangki beroperasi dengan air
di dasar tangki (juga disebut "dasar air" atau "kolam
renang"). Pemindah yang digerakkan servo dapat
digunakan untuk mendeteksi antarmuka dalam aplikasi
tersebut. Selain itu, dalam aplikasi antarmuka, pemindah
yang digerakkan servo yang sama yang digunakan untuk
mengukur tingkat permukaan dapat diprogram untuk
turun secara berkala dan menemukan antarmuka.
Pengukuran kepadatan juga dapat dilakukan dengan
pemindah yang digerakkan servo.
3.7. Perangkat Radar
Perangkat radar dijelaskan secara detail di bagian
awal modul kursus ini. Beberapa komentar tambahan
130
dibuat di bagian ini karena berlaku untuk pengukuran
tangki dan pemilihan perangkat pengukur ketinggian.
Gambar 42. Operasi Radar
Prinsip dasar yang dijelaskan sebelumnya adalah
bahwa perangkat radar, dipasang di atas tangki (Gambar
42), secara bersamaan mengirimkan sinyal ke permukaan
dan merasakan sinyal gema yang dipantulkan. Waktu yang
diperlukan untuk mengembalikan sinyal yang dipantulkan
menjadi dasar teori untuk menghitung level produk.
131
Perangkat radar menyediakan pembacaan pengukuran
level langsung. Kebanyakan sistem pengukur tangki radar
memiliki kemampuan pengukuran suhu sebagai opsi.
Selain referensi yang tercantum pada Gambar 42,
referensi berikut berlaku untuk instalasi perangkat radar.
Tinjau referensi untuk detail tambahan saat menentukan
kesesuaian perangkat untuk aplikasi. Pemasangan
perangkat radar dijelaskan dalam API Manual of
Petroleum Measurement Standards (MPMS), Bab 3, Tank
Gauging. Gambar 43 memberikan ringkasan dari
referensi ini.
Kinerja dan penerapan perangkat radar dijelaskan
secara rinci di bagian awal modul kursus ini. Komentar
tambahan mengenai kinerja adalah bahwa perangkat radar
tersedia dari vendor dalam tingkatan kinerja. Dengan kata
lain, perangkat radar tersedia dari vendor yang dirancang
hanya untuk aplikasi pengukur tangki otomatis. Perangkat
radar yang lebih akurat, yaitu yang memberikan akurasi ±
1 hingga 3 mm (± 0,04 hingga 0,125 inci) untuk
pengukuran tangki, lebih mahal daripada perangkat radar
yang digunakan dalam pengukuran level proses.
132
Alasan
penggunaan Ringkasan
Lokasi
pemasangan
Persyaratan pemasangan dengan
dan tanpa pipa diam, menghindari
turbulensi, kedekatan dengan palka
pengukur.
Desain pipa diam Dukungan pipa diam, lokasi,
diameter, kedalaman.
Pemasangan Tujuan pemasangan adalah untuk
meminimalkan gerakan vertikal
berbanding terhadap referensi
tangki.
Pengumpulan,
transmisi, dan
penerimaan data
Memberikan keamanan yang tepat
untuk data terukur melalui praktik
instalasi yang baik.
Tindakan
pengamanan
Menghindari radiasi berbahaya selama
pengujian dan servis.
Persyaratan
instalasi untuk
tangki atap
Persyaratan ruang kosong,
komentar tentang pengaturan
pemasangan.
133
tetap
Pemasangan
pada tangki atap
terapung
Pemasangan di atas pipa diam
Perangkat radar Kriteria pengukuran tangki
inventaris (dan non-inventaris).
Gambar 43. Referensi untuk Instalasi Perangkat Radar
Pertimbangan kinerja perangkat radar dijelaskan
dalam Standar API, Bab 3, Pengukuran Tangki, Lampiran
B, Bagian B.2.4.3. Tinjau pertimbangan kinerja yang
dijelaskan secara singkat di bagian ini, yang meliputi:
• kehalusan permukaan cairan,
• berbusa,
• kelembaban,
• kesalahan karena tekanan tangki internal, dan
• struktur tangki internal.
3.8. Perangkat Ultrasonik
Perangkat ultrasonik dijelaskan secara detail di
bagian awal kursus ini modul. Beberapa komentar
134
tambahan dibuat di bagian ini karena berlaku untuk
pengukuran tangki.
Pemasangan perangkat ultrasonik dijelaskan dalam
Standar API, Bab 3, Pengukuran Tangki, Lampiran B.
Bagian B.2.6.3 tentang pemasangan pemancar ultrasonik.
Tinjau pertimbangan instalasi yang dijelaskan secara
singkat di Bagian B.2.6.3, yang meliputi:
• instalasi sensor dan pemancar,
• pemisahan dari level cairan,
• jalur transmisi ke permukaan,
• penggunaan pipa diam, dan
• aksesibilitas untuk pemeliharaan.
Kinerja perangkat ultrasonik dijelaskan dalam
Standar API, Bab 3, Pengukuran Tangki, Lampiran B,
Bagian B.2.6.2. Tinjau pertimbangan kinerja yang
dijelaskan secara singkat di Bagian B.2.6.2, yang meliputi:
• penyerapan gelombang, dan
• kompensasi suhu.
135
3.9. Pengukur Tangki Hidrostatis
Sistem pengukuran tangki hidrostatis menggunakan
pengukuran tekanan untuk mendapatkan (menghitung)
nilai ketinggian, massa, kepadatan, dan volume. Dari nilai
turunan HTG, pengukuran massa adalah yang paling
akurat. Karena HTG mengukur tekanan hidrostatis di
dasar tangki, sebaiknya HTG dianggap sebagai metode
pengukuran massa minyak. Metode HTG mewakili
pendekatan yang berbeda secara fundamental untuk
pengukuran tangki. Tidak seperti sistem pengukuran level
langsung, sistem HTG menyimpulkan pengukuran level.
Pengukuran level disimpulkan dari pengukuran tekanan.
Pengukuran densitas - tidak seperti pelampung, radar, dan
displacers yang digerakkan servo - adalah pengukuran
densitas terkini.
Sistem HTG (Gambar 44) terdiri dari satu hingga
tiga pemancar tekanan yang sangat akurat, detektor suhu
resistansi (RTD), dan unit antarmuka hidrostatis opsional
(HIU). HIU mengubah tekanan dan suhu yang diukur
menjadi kepadatan produk, massa, volume, dan level.
HIU juga memperhitungkan perubahan bentuk fisik
136
tangki. Dalam sistem HTG, satu pemancar tekanan harus
selalu dipasang di bagian bawah tangki.
Gambar 44. Sistem HTG
Jika pengukuran langsung kepadatan diperlukan,
pemancar tekanan kedua dipasang. Pemancar kedua
dipasang jarak pendek (biasanya sekitar 8 kaki) di atas
pemancar bertekanan rendah. Perbedaan tekanan antara
dua pemancar memberikan data untuk penghitungan
kepadatan. Nilai densitas kemudian digunakan untuk
menghitung level dan volume standar.
137
Pemancar tekanan ketiga terletak di atau dekat
bagian atas tangki jika tangki diberi tekanan. Pemancar
tekanan ketiga membaca tekanan di ruang uap tangki.
Pembacaan tekanan dari pemancar ketiga dikurangi dari
pemancar tekanan pertama di dasar tangki. Jika tangki
merupakan tangki terbuka atau berada pada tekanan
atmosfir, maka pemancar tekanan ketiga di bagian atas
tangki tidak diperlukan.
Detektor suhu resistansi (RTD) biasanya disediakan
dalam sistem HTG. RTD dipasang di antara dua
pemancar P1 dan P2 yang lebih rendah. RTD
menyediakan suhu cairan antara dua pemancar P1 dan P2
yang lebih rendah. Pembacaan suhu dari RTD diperlukan
untuk menghitung persediaan pada kondisi standar.
Perhatikan bahwa suhu cairan diperlukan untuk
penghitungan massa. Tujuan dari pembacaan suhu adalah
untuk mengambil nilai massa jenis terkini yang berasal
dari dua pemancar tekanan, P1 dan P2, dan
mereferensikan massa jenis terkini kembali ke kondisi
standar. Massa jenis dan suhu saat ini digunakan untuk
mendapatkan massa jenis standar (atau gravitasi API pada
138
60 ° F), sering disebut sebagai "D ref." Kerapatan
referensi, Dref, digunakan dalam perhitungan volume
standar bersih.
Perhitungan yang disederhanakan untuk
pengukuran HTG tercantum dalam Gambar 45
(Terkadang dalam penghitungan HTG, pengguna yang
lebih teliti dapat menyertakan konstanta gravitasi, yang di
sini diasumsikan 1.0.)
Pengukuran Perhitungan
Massa jenis Densitas = (P1 - P2) / Jarak antara P1 dan P2
Tingkat Level = (P1 - P3) / Densitas
Massa Massa = (P1 - P3) x Luas
Daerah Area ekivalen dari meja pengikat tangki,
ditentukan dengan membagi volume
dengan level, Area = Volume / Level Volume Standar Volume Standar = Massa / Densitas pada
suhu referensi
Gambar 45. Kalkulasi HTG
139
Gambar 46. Pengukuran HTG
Keunggulan kinerja HTG meliputi:
• Memberikan pengukuran non-kontak
• Tidak ada bagian yang bergerak, tidak ada bagian
dalam tangki, dapat diakses di perataan
• Lebih mudah dan sedikit perawatan
• Pemasangan dapat dilakukan saat tangki dalam
kondisi servis ("penyadapan panas")
• Pengukuran massa dan massa jenis langsung
(berbeda dengan massa jenis dari sampel
laboratorium).
• Memberikan pengukuran massa yang lebih akurat
secara inheren daripada sistem berbasis level.
140
Kekurangan kinerja HTG adalah sebagai berikut:
• Densitas dan / atau stratifikasi suhu dapat
mempengaruhi kalkulasi HTG. Misalnya, densitas
yang diukur antara P1 dan P2 mungkin tidak
mewakili densitas produk di seluruh tangki. Jarak
antara P1 dan P2 mungkin hanya mewakili 20%
dari total tinggi tangki, jadi ada kemungkinan
kepadatan antara P1 dan P2 mungkin tidak
mewakili keseluruhan tangki.
• Memberikan pengukuran tingkat yang kurang
akurat dibandingkan dengan pemindah yang
digerakkan servo, radar, dan perangkat pelampung
dan pita yang dipasang dengan benar.
Meskipun sistem HTG dapat memberikan akurasi
pengukuran tingkat 1/4 hingga 1/2 inci, itu tidak berarti
bahwa HTG lebih rendah daripada pemindah servo yang
digerakkan saat ini, radar, dan perangkat pelampung dan
pita yang dipasang dengan benar. Seperti yang disarankan
oleh komentar umum tentang struktur tangki, akurasi
pengukuran level apa pun tidak boleh dianggap konstan
141
untuk semua perangkat pengukur level dengan
pergerakan titik referensi tetap. Apakah alat pengukur
level adalah pemindah yang digerakkan oleh servo, radar,
pelampung dan tape, HTG, atau ultrasonik,
keakuratannya bergantung pada jenis produk, ukuran dan
geometri tangki, dan faktor pemasangan lainnya.
Pertimbangan kinerja perangkat keras HTG
dijelaskan dalam Standar API, Bab 3, Pengukuran Tangki,
Lampiran B. Gambar 47 memberikan ringkasan referensi.
Referensi API Alasan
Ringkasan B.2.3.2.1 Kepadatan
standar
Densitas dapat
dimasukkan
atau diukur
B.2.3.2.2 Pengukuran suhu Lokasi RTD
B.2.3.2.3 Perhitungan Perhitungan
harus
Bagian 3.1B.5 Stratifikasi Jenis stratifikasi
Gambar 47. Referensi Kinerja
Selain referensi yang tercantum pada Gambar 47,
referensi berikut berlaku untuk instalasi HTG. Tinjau
142
referensi untuk detail tambahan saat menentukan
kesesuaian perangkat untuk aplikasi. Pemasangan sistem
HTG dijelaskan dalam API Manual of Petroleum
Measurement Standards (MPMS), Bab 3, Tank Gauging.
Gambar 48 memberikan ringkasan dari referensi tersebut.
Referensi Alasan
penggunaan Ringkasan
API MPMS
Apendiks B,
B.2.3.4.1
Lokasi sensor
tekanan (P1 dan
P2)
Jarak antara
sensor P1 dan
P2
API MPMS
Apendiks B,
B.2.3.4.2
Lokasi sensor
tekanan (P3)
Penggunaan sensor
tekanan atas P3
API MPMS
Apendiks B,
B.2.3.5.2
Menetapkan
datum nol
Tujuan dari zeroing
adalah untuk
menetapkan datum
nol (yaitu, referensi).
143
API MPMS
Apendiks B,
Bagian 3.1B.5
Pengumpulan,
transmisi, dan
penerimaan data
Memberikan
keamanan yang tepat
untuk data terukur
melalui praktik
instalasi yang baik.
Liptak,
“Pengukuran
Proses,” Bagian
3.6
Sistem HTG Kriteria pengukuran
tangki inventaris.
Gambar 48. Referensi untuk Instalasi HTG
Pemasangan yang tepat penting dalam sistem HTG
karena deformasi hidrostatis yang terjadi saat tangki terisi
dapat menyebabkan pergerakan di titik referensi atas,
serta pergerakan dalam jarak antara P1 dan P2.
Untungnya, teknologi berbasis mikroprosesor
menyediakan algoritma kompensasi untuk deformasi
tangki.
Rekomendasi standar untuk pemasangan pemancar
tekanan (jika bejana berbentuk bola atau peluru) adalah
memasang pemancar tekanan bawah, P1, sedekat
144
mungkin ke dasar. Pemancar tekanan kedua, P2, harus
dipasang sekitar 20% dari tinggi tangki di atas P1 (Gambar
49). Jarak minimum antara P1 dan P2 adalah dua kaki,
jarak maksimum delapan kaki. Instalasi dengan P1 dan P2
yang mengikuti panduan jarak ini cenderung tidak
membuat pemancar P2 terbuka. Pemancar P2 tidak boleh
terungkap oleh media proses karena sistem HTG
membutuhkan pembacaan dari pemancar P1 dan P2
untuk menghitung kepadatan. Aplikasi di mana tinggi
tangki berisi produk yang akan selalu berada pada
ketinggian yang jauh lebih besar dari rekomendasi
ketinggian tangki 20% dapat memiliki pemancar P2 yang
dipasang pada ketinggian yang lebih tinggi. Ketinggian
yang lebih tinggi untuk pemasangan P2 memberikan
penghitungan kepadatan yang lebih akurat dengan risiko
pemancar P2 terbuka.
145
Gambar 49. Pengukuran HTG pada Bejana Berbentuk
Bulat
Peralatan tangki umum seperti mixer, blower, atau
agitator menyebabkan efek tekanan acak dan
mempengaruhi pengoperasian HTG. Efek peralatan
tangki diminimalkan dengan menempatkan pemancar
pada posisi yang tidak berseberangan langsung dengan
peralatan tangki. Dalam kasus seperti itu, posisi ideal
adalah 90 ° dari peralatan.
HTG cocok untuk aplikasi produk seperti LPG (gas
propana cair) hingga aspal. HTG dapat digunakan dengan
146
berbagai geometri tangki seperti bentuk vertikal, bola, dan
peluru yang akan menghilangkan perangkat lain.
3.10. Komentar Penutup Tentang Pengukuran Tangki
Otomatis
Sebagai kesimpulan, perhatikan lagi bahwa volume
yang akurat atau data massa tidak selalu menjadi perhatian
personel operasi, yang peduli dengan pengisian dan
pengosongan tangki yang aman. Terlepas dari perangkat
pengukur ketinggian yang dipilih untuk aplikasi pengukur
tangki, masalah pengisian dan pengosongan tangki yang
aman sering kali dipenuhi dengan menyediakan sakelar
ketinggian sebagai tambahan untuk perangkat pengukur
ketinggian. Misalnya, jika perangkat pelampung dan pita
macet, pembacaan level salah terjadi, yang menyebabkan
potensi kecelakaan. Sakelar level tinggi yang terpisah
dapat dipasang dan dikonfigurasi untuk mencegah
meluapnya tangki.
Meskipun pengukuran ketinggian mungkin
memenuhi persyaratan ketinggian 1/16” atau 1,6 mm
untuk pengukuran tangki, personel yang terkait dengan
147
manajemen inventaris mungkin meragukan keakuratan
penghitungan volume atau massa, karena kekhawatiran
yang valid tentang variabel seperti suhu dan kepadatan
sebagai serta kekhawatiran tentang deformasi struktur
tangki. Pemilihan alat pengukur ketinggian untuk aplikasi
pengukur tangki, kemudian, sering ditentukan oleh
seberapa penting data pengukuran bagi pengguna akhir
dan cara terbaik untuk menyediakan data tersebut.
148
BAB 4 GRAVITASI SPESIFIK:
TERMINOLOGI, TUJUAN, CONTOH
Penggunaan umum istilah "gravitasi spesifik" dan
"massa jenis" telah menyebabkan bahkan personel yang
berpengalaman menganggap istilah tersebut sama.
Gravitasi spesifik tidak sama dengan massa jenis.
Pembahasan berikut menjelaskan apa yang dimaksud
dengan istilah " gravitasi spesifik " dan "massa jenis".
Untuk menafsirkan terminologi gravitasi spesifik,
dan bagaimana penerapannya pada pemilihan alat
pengukur tingkat untuk pengukuran gravitasi spesifik,
topik berikut dibahas:
• Definisi berat jenis
• Tujuan pengukuran berat jenis
• Satuan, terminologi, simbol
• Kategori umum alat pengukur level
149
4.1 Definisi Gravitasi Spesifik
Gravitasi spesifik merepresentasikan rasio massa
jenis zat dengan massa jenis fluida referensi pada kondisi
tertentu. Referensi berat jenis yang paling sering diberikan
untuk cairan adalah massa jenis air pada kondisi standar
15,6°C (60°F). Untuk gas, referensi berat jenis yang paling
sering diberikan adalah massa jenis udara pada kondisi
standar. Gravitasi spesifik suatu zat cair, misalnya, dapat
dinyatakan memiliki hubungan sebagai berikut:
Gravitasi spesifik = Densitas cairan / Densitas air pada kondisi
standar
Karena gravitasi spesifik mewakili rasio densitas,
gravitasi spesifik juga disebut sebagai "densitas relatif".
Air, yang merupakan acuan gravitasi spesifik untuk cairan
(termasuk air), memiliki massa jenis 0,999 gm/cm3 (62,34
lbs / ft3.) Pada kondisi standar 15,6°C (60°F). Gravitasi
spesifik air pada suhu 15,6°C (60°F) dikatakan bernilai
“1”, karena rasio massa jenis air berada pada kondisi
referensi yang sama, dan dihitung sebagai berikut:
Gravitasi spesifik = Densitas cairan / Densitas air pada kondisi
standar
150
Gravitasi spesifik = (0,999 gm/cm3) / (0,999 gm/cm3)
Gravitasi spesifik = 1.0
Jika cairan proses memiliki massa jenis 0,849
gm/cm3 pada suhu 15,6°C (60°F), maka gravitasi spesifik
dihitung sebagai berikut:
Gravitasi spesifik = Densitas cairan / Densitas air pada kondisi
standar
Gravitasi jenis = (0.849 gm/cm3) / (0.999 gm/cm3)
Gravitasi jenis = 0.85
Peralatan tangki umum seperti mixer, blower, atau
agitator menyebabkan efek tekanan acak dan
mempengaruhi pengoperasian HTG. Efek peralatan
tangki diminimalkan dengan menempatkan pemancar
pada posisi yang tidak berseberangan langsung dengan
peralatan tangki. Dalam kasus seperti itu, posisi ideal
adalah 90 ° dari peralatan.
Dalam contoh ini, nilai berat jenis 0,85 berarti cairan
proses pada suhu 15,6°C (60°F) memiliki massa jenis 0,85
kali massa jenis air pada kondisi standar.
Dalam beberapa kasus, gravitasi spesifik fluida
dapat ditentukan untuk kondisi referensi selain kondisi
151
standar 15,6°C (60°F). Misalnya, gravitasi spesifik cairan
dapat dinyatakan sebagai 0,7560 / 40. Dalam contoh ini,
0,7560 / 40 berarti cairan pada suhu 60°F (15,6°C) akan
memiliki massa jenis 0.75 kali dari densitas air pada 40°F
(4.4°C). Penting untuk dicatat bahwa nilai gravitasi
spesifik dan massa jenis hanya memiliki arti jika suhu
dinyatakan dengan jelas untuk cairan proses dan cairan
referensi.
Dari contoh sebelumnya, perhatikan juga bahwa
satuan pengukuran massa jenis (gm/cm3) dibatalkan
dalam perhitungan untuk gravitasi spesifik. Gravitasi
spesifik tidak memiliki unit pengukuran yang terkait
dengan nilainya. Karena gravitasi spesifik tidak memiliki
satuan pengukuran, nilai gravitasi spesifik disebut
"bilangan tak berdimensi".
Nilai gravitasi spesifik, karena tidak berdimensi,
dapat digunakan dalam kombinasi dengan pengukuran
dalam satuan apa pun. Untuk memiliki pemahaman yang
lebih baik tentang gravitasi spesifik yang berkaitan dengan
pengukuran level, diperlukan pembahasan singkat tentang
152
terminologi gravitasi spesifik dan massa jenis, satuannya,
dan simbolnya.
4.2 Unit, Terminologi, dan Simbol
Meskipun gravitasi spesifik tidak memiliki satuan
pengukuran, massa jenis dinyatakan dalam satuan
pengukuran. Satuan pengukuran massa jenis sering kali
mewakili massa jenis cair, meskipun satuan massa jenis
juga dapat dinyatakan untuk padatan dan gas. Satuan
pengukuran metrik yang paling sering digunakan untuk
massa jenis adalah g/cm3. Satuan massa jenis metrik
termasuk g/cm3 atau g/mL untuk cairan dan padatan, dan
g/L untuk gas. Satuan bahasa Inggris untuk massa jenis
biasanya adalah lbs/ft3., Lbs /in3, atau lbs/gal. Massa
jenis, sering kali diwakili oleh simbol Yunani "rho," ρ,
didefinisikan sebagai massa per satuan volume.
Contoh huruf identifikasi untuk berat jenis atau
pengukuran massa jenis yang dapat muncul dalam
diagram alir proses tercantum dalam standar ISA. Huruf
variabel yang diukur "D" mewakili kepadatan atau berat
jenis. Sebagai contoh huruf identifikasi dapat muncul
153
dalam diagram alir, huruf DI akan mewakili indikator
densitas atau gravitasi spesifik, sedangkan huruf DT
mewakili pemancar gravitasi spesifik atau massa jenis.
Saat membuat pengukuran gravitasi spesifik atau
massa jenis, istilah " gravitasi spesifik " dan "massa jenis"
mewakili properti fisik yang sama dari bahan proses, yaitu
massa jenis bahan proses. Perbedaan utamanya adalah
apakah satuan pengukuran dinyatakan langsung dalam
massa per satuan volume (seperti halnya massa jenis), atau
dinyatakan sebagai bilangan tak berdimensi dalam
kaitannya dengan densitas relatif (seperti halnya gravitasi
spesifik). Tujuan penggunaan nilai gravitasi spesifik dalam
kombinasi dengan satuan pengukuran lain dijelaskan
selanjutnya.
4.3 Tujuan Pengukuran Gravitasi Spesifik
Ada dua tujuan dari pengukuran berat jenis yang
berkaitan dengan pengukuran level:
• memperkirakan komposisi atau nilai material
• membandingkan jumlah material dengan dasar
yang sama
154
4.3.1 Memperkirakan Komposisi atau Nilai Material
Gravitasi spesifik (densitas relatif) dapat digunakan
untuk memperkirakan komposisi atau nilai bahan proses.
Dalam praktiknya, istilah "gravitasi API" sering
digunakan untuk merujuk pada massa jenis cairan minyak
bumi. Gravitasi API suatu minyak mentah sering
digunakan untuk memberikan perkiraan kasar tentang
nilai ekonomi minyak mentah. Gravitasi API dinyatakan
sebagai °API (derajat API). American Petroleum Institute
(API) menurunkan skala unit pengukuran yang disebut
°API, yang terkait dengan gravitasi spesifik dengan cara
berikut:
°API = (141.5 / SG) - 131.5, ketika
SG = gravitasi spesifik minyak bumi yang dirujuk ke
air pada suhu 15.6°C (60°F)
Alasan praktis untuk mendeskripsikan densitas
dalam istilah °API adalah karena skalanya lebih mudah
digunakan daripada nilai gravitasi spesifik. Misalnya,
155
perubahan 1°API dari 25° menjadi 26° menunjukkan
perubahan berat jenis dari 0,9042 menjadi 0,8984.
4.3.2 Membandingkan Jumlah Material
Nilai gravitasi spesifik atau densitas digunakan
untuk membandingkan jumlah material dengan dasar
yang sama. Sebagai contoh, jika Anda perlu
membandingkan persediaan material saat ini dengan
persediaan material dari beberapa bulan yang lalu, maka
kemungkinan data volume tersebut berasal dari kondisi
proses yang berbeda. Kondisi proses seperti suhu dapat
mempengaruhi pengukuran proses. Nilai gravitasi spesifik
atau massa jenis memberikan cara untuk membandingkan
persediaan bahan pada kondisi referensi yang sama atau
membandingkan jumlah bahan dalam hal massa.
Beberapa cara untuk mendapatkan dasar yang sama
untuk membandingkan jumlah material adalah dengan
menggunakan:
• densitas aktual untuk menghitung massa
156
• densitas untuk menghitung volume pada kondisi
referensi
• gravitasi spesifik untuk menghitung volume pada
kondisi referensi
Densitas aktual untuk menghitung massa - Unit
pengukuran ketinggian bejana sering kali dinyatakan
dalam ketinggian (seperti meter, kaki). Unit pengukuran,
bersama dengan dimensi tangki, digunakan untuk
menghitung volume bahan proses. Untuk mengubah
ukuran volume menjadi massa diperlukan pengukuran
massa jenis. Perhitungan massa kemudian merupakan
hasil perkalian volume aktual dengan massa jenis aktual.
massa = Volume aktual x ρ aktual
Massa jenis untuk menghitung volume pada
kondisi referensi - Cara lain untuk membandingkan data
pengukuran adalah menghitung volume dalam kondisi
referensi. Jika densitas dan densitas aktual diketahui pada
kondisi referensi, ubah volume aktual menjadi volume
pada kondisi referensi.
157
Diketahuin bahwa:
massa = Volume aktual x ρ aktual,
Perhatikan bahwa massa juga sama dengan:
massa = Volume referensi x ρ referensi
Volume referensi adalah sama dengan:
Volume referensi = massa / ρ referensi
Mengganti massa dengan Volume aktual x ρ aktual,
kemudian
Volume referensi = Volume aktual x (ρaktual /ρreferensi)
Gravitasi spesifik untuk menghitung volume
pada kondisi referensi - Dalam persamaan untuk
menghitung Volume referensi = Volume aktual x (ρaktual
/ρreferensi), Anda dapat mengganti nilai gravitasi spesifik.
Persamaannya menjadi
Volume referensi = Volume aktual x (SG aktual /SG referensi)
Dimana,
SG = gravitasi spesifik
158
4.4 Kategori Umum Perangkat Pengukur Level yang
Digunakan untuk Mengukur Gravitasi Spesifik
Alat pengukur ketinggian dapat digunakan untuk
melakukan pengukuran berat jenis. Namun dalam
praktiknya, pengukuran tersebut sering dilakukan dengan
perangkat analitik. Meskipun demikian, alat pengukur
ketinggian dapat, jika perlu, memberikan pengukuran
berat jenis. Perangkat tersebut adalah sebagai berikut:
• Perangkat head hidrostatis
• Perangkat apung
• Perangkat berat material
4.4.1 Perangkat Head Hidrostatis
Dengan asumsi bahwa ketinggian kolom cairan
adalah jarak tetap, maka satu-satunya variabel yang tersisa
yang dapat mempengaruhi pengukuran tekanan adalah
perubahan gravitasi spesifik cairan. Perubahan tekanan
kolom cairan tetap menjadi pengukuran perubahan
gravitasi spesifik.
Istilah "head hidrostatik" digunakan untuk
menggambarkan jenis pendekatan ini untuk pengukuran
159
gravitasi spesifik atau massa jenis. Istilah "hidrostatik"
mengacu pada fluida saat diam yang memberikan tekanan,
sedangkan istilah "head" mengacu pada ketinggian cairan
di atas titik pengukuran.
Prinsip dan desain - Ingatlah bahwa pengukuran head
hidrostatik di bejana terbuka didasarkan pada hubungan
Tekanan = h x SG aktual
dimana
h = tinggi kolom cairan
SG aktual = gravitasi spesifik aktual cairan
Jika ketinggian kolom cairan ditetapkan, maka untuk
menetapkan hubungan nilai gravitasi spesifik ke nilai
tekanan berarti memodifikasi ekspresi sebagai berikut:
Tekanan = h x (SG maksimum - SG minimum)
dimana
h = tinggi kolom cairan
SG maksimum = gravitasi spesifik maksimum yang
akan diukur
SG minimum = gravitasi spesifik minimum yang
akan diukur
160
Dalam pembahasan berikut, asumsikan bahwa
pemancar tekanan diferensial digunakan untuk mengukur
kisaran nilai gravitasi spesifik menggunakan pendekatan
head hidrostatis. Ekspresi yang sama, h x (SG maksimum - SG
minimum), digunakan untuk menentukan rentang atau
jangkauan perangkat head hidrostatis. Terlepas dari jenis
batasan bejana, span atau range untuk pengukuran berat
jenis selalu sama dengan h x (SG maksimum - SG minimum).
Perhitungan span atau range h (SG maksimum - SG minimum)
berlaku untuk pengukuran gravitasi spesifik yang terjadi
di bejana terbuka dengan ketinggian tetap, di bejana
terbuka dengan ketinggian bervariasi, dan di bejana
bertekanan dengan ketinggian bervariasi.
Mengukur rentang nilai gravitasi spesifik dengan
pemancar tekanan diferensial berarti mendedikasikan
pemancar tekanan diferensial hanya untuk mengukur
perubahan tekanan yang hanya disebabkan oleh
perubahan densitas cairan. Untuk mencapai pengukuran
densitas, diperlukan peningkatan nilai range yang lebih
rendah (pembacaan instrumen nol) sebagai tekanan head
minimum yang akan dibaca oleh pemancar tekanan
161
diferensial. Tekanan head minimum berada pada SG
minimum SG, sehingga jangkauan instrumen memiliki
penekanan nol sama dengan h SG minimum). Misalnya, jika
SG minimum adalah 0,9 dan tinggi kolom cairan, h, adalah 50
inci air, maka penekanan nol adalah 45 inci air. Jika berat
jenis berkisar antara 0,9 hingga 1,1, dan tinggi kolom
cairan adalah 10 kaki, maka range adalah 24,0 inci (0,2 x
120 inci).
Performa dan instalasi - Seringkali perubahan dalam
gravitasi spesifik menghasilkan perubahan yang cukup
kecil dalam pembacaan tekanan. Perubahan tekanan kecil
menempatkan tuntutan pada resolusi pemancar tekanan.
Ketika ketinggian bejana adalah jarak yang lebih besar,
amati bahwa persamaan - tekanan = h x (SG maksimum - SG
minimum) - menyiratkan bahwa nilai ketinggian yang lebih
besar memberikan resolusi yang lebih tinggi untuk nilai
gravitasi spesifik. Biasanya, tinggi harus 3meter (10 kaki)
atau lebih untuk memberikan nilai gravitasi spesifik yang
lebih andal. Tangki penyimpanan, dengan ketinggian 3 m
(10 kaki) atau lebih, memberikan peluang terbesar untuk
162
pengukuran gravitasi spesifik yang andal. Dalam tangki
yang lebih kecil (kurang dari 3 m), lebih sulit untuk
mendapatkan pengukuran massa jenis yang akurat dengan
menggunakan pendekatan hidrostatis.
Sebuah dilema umum yang dihadapi seseorang
dalam mencoba pengukuran gravitasi spesifik untuk
aplikasi tangki penyimpanan tipikal adalah bahwa
ketinggiannya biasanya tidak diketahui. Untuk aplikasi
tersebut, pemancar tekanan diferensial ("delta P") dapat
digunakan. Tekanan diferensial diukur melintasi jarak
yang diketahui antara dua tap proses.
Perhatikan bahwa pendekatan pengukuran tekanan
diferensial untuk gravitasi spesifik hanya bekerja saat level
berada di atas tap yang lebih tinggi. Jika tap terlalu tinggi,
dan level turun di bawah tap yang lebih tinggi, tidak ada
pengukuran gravitasi spesifik yang terjadi. Sekali lagi, salah
satu tujuannya adalah untuk mendapatkan jarak yang baik
antara kedua tap, karena semakin tinggi jarak, semakin
besar perubahan tekanan diferensial seiring perubahan
massa jenis. Idealnya, tujuannya adalah untuk
163
memisahkan tap proses sebanyak mungkin agar
mendapatkan resolusi terbaik untuk pengukuran.
(Saat Anda mengukur tekanan diferensial, jika cairan
pembatas ada di kaki, diperlukan penyetelan untuk nol. Ini
dijelaskan sebelumnya di bagian kalkulasi range
pemancar.)
Aplikasi - Latihan dalam menghitung tekanan berikut.
Misalkan minyak dengan massa jenis 0.88 ada di dalam
bejana. Jika ada perbedaan 10 kaki pada keran, berapa
tekanan diferensial yang diharapkan, P?
P yang diharapkan seharusnya
p = r Z (g / gc)
P = (0.88) (62.4) (10 kaki) (1)
= 549 lb / ft3
= 3,81 psi
= 105,6 dalam H2O
Jadi untuk pemancar delta P, jika Anda memiliki
berat jenis yang persis seperti yang kami harapkan,
pemancar delta P akan membaca tekanan diferensial 105,6
dalam H2O. Sekarang pertimbangkan sensitivitas unit.
164
Jika ada perubahan berat jenis 0,01, perubahan
menghasilkan pembacaan pemancar P.
Perubahan P dapat dinyatakan sebagai persamaan:
d () = d (r) Z g / gc
= (0,01) (62,4) (10 kaki) (1,0)
= 6,24 lb / ft3
= 0,0433 psi
= 1.2 inchi H2O
Dalam melihat sensitivitas, Anda mencari
perubahan yang cukup kecil dalam pengukuran P dan
menyimpulkan bahwa itu adalah perubahan dalam
gravitasi spesifik. Untuk melakukan pengukuran, atur
elevasi nol dan span dengan benar. Asumsikan dalam
contoh ini bahwa rentangnya adalah dari gravitasi spesifik
0,80 hingga gravitasi spesifik 1,0, untuk perubahan
gravitasi spesifik 0,2. Perubahan 0,2 diterjemahkan
menjadi span dalam inci H2O yaitu 20 kali nilai untuk 0,01
satuan gravitasi spesifik. Misalnya, 20 x 1.2 di H2O untuk
span 24 di H2O.
165
Perangkat pengukuran dikalibrasi untuk span
tersebut. Jika gravitasi spesifik material adalah 0,88, maka
standar kalibrasi 0,88 digunakan untuk menentukan apa
yang sebenarnya dibaca oleh pemancar P. Jika standar
kalibrasi gravitasi spesifik adalah 0,88, maka Anda tahu
dari perhitungan sebelumnya bahwa pembacaannya harus
105,6 dalam H2O. Anda dapat menghitung pemancar P
untuk nilai yang Anda inginkan, dan pada dasarnya span
pemancar P untuk unit yang diperlukan. Pemancar juga
harus dinolkan untuk nilai gravitasi spesifik minimum.
Dalam sistem HTG saat ini, pengukuran gravitasi
spesifik sering dilakukan dengan cara ini.
4.4.2 Perangkat Apung
Perangkat apung merasakan perubahan gaya apung
sebagai indikasi perubahan gravitasi spesifik.
Prinsip - Perangkat apung mengukur gaya yang bekerja
pada pelampung yang benar-benar terbenam saat
mengapung atau tenggelam. Alat apung kemudian
menggunakan pengukuran gaya sebagai indikasi
perubahan gravitasi spesifik. Ketika pelampung pemindah
166
lebih ringan dari fluida proses, perangkat apung
mengukur gaya apung yang mencoba mengangkat
pelampung keluar dari fluida. Ketika pelampung
pemindah lebih berat daripada fluida proses dan mencoba
untuk tenggelam, perangkat apung mengukur gaya yang
menahan pelampung di tempatnya. Perangkat apung
menggunakan gaya apung yang dihasilkan sebagai indikasi
variasi gravitasi spesifik fluida proses.
Rancangan - Desain perangkat apung mirip dengan
rakitan pelampung pemindah (displacer float) yang
digunakan untuk pengukuran ketinggian. Kandang
eksternal dihubungkan ke bejana. Untuk menggunakan
rangkaian untuk mengukur densitas, diperlukan sedikit
perubahan dalam pendekatan. Saat mengukur densitas,
kandang selalu penuh dengan cairan. rangkaian, pada
dasarnya, memiliki apa yang bisa disebut ruang
"mengalir". Biasanya perangkat dibuat sedemikian rupa
sehingga membawa aliran di garis tengah pemindah.
Aliran keluar melalui bukaan di bagian atas dan bawah
kandang. Maksud dari bukaan atas dan bawah adalah
167
untuk mengurangi hambatan kekentalan. Kandang selalu
penuh dengan cairan, sehingga terjadi gaya apung pada
cairan setiap saat. Jadi, variasi gaya apung mewakili variasi
massa jenis zat cair. Umumnya, manufaktur instrument
yang membuat perangkat pemindah level dapat
memodifikasi perangkatnya sehingga perangkat tersebut
dapat mengukur densitas.
Performa - Dari sudut pandang aplikasi, perhatikan
bahwa semakin besar ukuran sangkar, semakin sensitif
perpindahannya terhadap perubahan gaya apung ke atas.
Namun, ini berarti bahwa lebih banyak fluida proses harus
melewati kandang untuk mendeteksi perubahan
kepadatan. Menggunakan perangkat dan sangkar apung
yang lebih besar dapat mengorbankan kecepatan respons
perangkat untuk meningkatkan sensitivitas terhadap
densitas.
Instalasi dan aplikasi - Saat menggunakan perangkat
apung untuk mengukur massa jenis dibandingkan dengan
perangkat head hidrostatis, ketahuilah bahwa pendekatan
168
untuk pengukuran gravitasi spesifik berbeda. Dalam
tangki penyimpanan besar dengan metode pengukuran
tekanan diferensial (P), kepadatan diukur selama level
cairan berada di atas keran proses atas.
Saat kedua perangkat mengukur densitas,
pengukuran itu sendiri merepresentasikan pengukuran
densitas dari dua perspektif yang berbeda. Perangkat
tekanan diferensial memberikan densitas material yang
saat ini berada di dalam tangki. Namun, pemancar
tekanan diferensial memberikan nilai densitas selama
periode waktu tertentu. Alasannya adalah karena tangki
rata-rata memiliki desnsitas material selama periode waktu
tertentu. Seringkali sebuah aplikasi mungkin memerlukan
identifikasi desnsitas bahan yang diproduksi sekarang. Jika
densitas material tidak sesuai target, metode rata-rata yang
digunakan oleh pemancar tekanan diferensial tidak akan
memberikan informasi tersebut untuk beberapa waktu.
Perangkat apung memberikan nilai densitas aktual yang
lebih banyak. Anda dapat, misalnya, memasang pemindah
di aliran yang mengalir. Lagi, pemindah yang lebih kecil
memberikan respon yang lebih cepat, pemindah yang
169
lebih besar memberikan resolusi yang lebih akurat.
Singkatnya, sebuah pemindah memberikan pembacaan
densitas aktual, sedangkan metode tekanan diferensial
memberikan densitas rata-rata.
Selain itu, saat mempertimbangkan pemindah,
perhatikan bahwa seluruh aliran tidak melewati pemindah.
Pemindah umumnya menggunakan sistem pengambilan
sampel. Jika material dipompa, kemungkinan besar aliran
dialirkan dari pipa. Aliran sampel melewati unit densitas,
dan dikembalikan melalui rangkaian katup lainnya.
(Diskusi tentang sistem pengambilan sampel berada di
luar cakupan materi kursus ini dan biasanya tercakup
dalam kursus penganalisis).
4.4.3 Perangkat Berat Material
Perangkat berat material menimbang volume yang
diketahui dan menggunakan berat material sebagai
indikasi densitas cairan.
Prinsip dan Desain - Meskipun semua perangkat berat
material menggunakan prinsip yang sama untuk
menimbang volume yang diketahui, yang paling
170
sederhana dari perangkat ini adalah pengukur densitas
tabung-U. Prinsip operasinya adalah mengambil aliran
cairan sampel ke tabung-U dengan diameter sekitar 3/4
inci. Karena volume tabung-U adalah tetap, satu-satunya
pengukuran yang diperlukan adalah menimbang bahan
dan tabung-U tersebut. Seluruh U-tube ditempatkan pada
timbangan. Perangkat berat material menyumbang bobot
tabung-U yang diketahui dan volume tetap, kemudian
memberikan berat indikasi material. Sistem penimbangan
harus sangat tepat untuk mendapatkan segala jenis
resolusi yang dapat diterima.
Performa - Beberapa pengukuran bisa memiliki resolusi
yang sangat baik serendah 0,005 gravitasi spesifik.
Perangkat penimbangan sensitif terhadap getaran. Karena
sambungan yang fleksibel, tekanan tinggi atau fluida yang
mengalir cepat akan menimbulkan masalah keamanan
dalam menggunakan pendekatan ini.
171
BAB 5 SPESIFIKASI LEVEL
INSTRUMENT
5.1 Ruang Lingkup
Spesifikasi ini untuk Level Instrument telah disiapkan
sebagai panduan desain dan mendefinisikan persyaratan
untuk desain dan rekayasa Level Instrument.
5.1.1 Singkatan
DC Direct Current
DP Differential Pressure
UPS Uninterruptible Power Supply
RFI Radio Frequency Interference
HART Highway Addressable Remote Transducer
I/O Input Output
NPT National Pipe Thread
P&ID Piping and Instrumentation Diagram
QA/QC Quality Assurance/Quality Control
172
5.1.2 Kode dan Standar
Berikut dokumen minimal direferensikan di sini dan
merupakan bagian dari pemesanan. Semua standar
industri yang digunakan saat ini termasuk semua lampiran
wajib berlaku pada saat pemesanan berlaku kecuali
dinyatakan
American Petroleum Institute (API)
API RP 551 Process Measurement Instrumentation
International Electrotechnical Commission (IEC)
IEC 60079-0 Electrical Apparatus for Explosive Gas
Atmospheres, Part 0: General
Requirements
IEC 60079-1 Electrical Apparatus for Explosive Gas
Atmospheres, Part 1: Flameproof
enclosures "d"
IEC 60079-11 Electrical Apparatus for Explosive Gas
Atmospheres, Part 11: intrinsic Safety "i"
IEC 60529 Degrees of Protection Provided by
Enclosures (IP Code)
IEC 61000 Electromagnetic Compatibility
173
International Society of Automation (ISA)
ISA S51.1 Process Instrumentation Terminology
5.2 Desain Level Instrument
5.2.1 Kondisi Layanan
Semua peralatan lapangan harus cocok untuk operasi di
bawah berikut kondisi lingkungan luar ruangan:
• Suhu
Rata-rata maksimum 34.4 °C
Rata-rata minimum 17.5 °C
• Kelembaban
Rata-rata kelembaban 81.848%
• Gempa Bumi
Dirancang untuk faktor ketahanan gempa 0.3 g
horizontal dan 0.3 g vertikal.
5.2.2 Level Instrument
Semua level instruments harus dari desain eksternal,
kecuali dinyatakan disetujui oleh perusahaan. Semua level
transmitters harus “Smart” elektronik dengan jenis
protokol HART dengan sinyal 4-20 mA. Level Indicator
174
tidak boleh digunakan tanpa persetujuan Perusahaan
berdasarkan kasus per kasus.
Pengukuran differential pressure level menggunakan segel
terpencil flens dengan kapiler adalah metode yang dapat
diterima pengukuran level untuk proyek tersebut.
Level indicators akan mengcover vessel saat operasi
dalam rentang operasi dari high-high level ke low-low
level.
Level instrument harus sesuai dengan tekanan desain
peralatan dan suhu yang akan di install Displacer lengths
(ketika digunakan) harus dibakukan dan harus cocok
dengan cage center ke center connection.
Persetujuan perusahaan jenis instrumen yang akan
digunakan pada fasilitas terapung diperlukan untuk
memastikan operasi yang memuaskan dalam kondisi yang
dinamis.
175
5.2.3 Lampiran Instrumen
Lampiran semua medan listrik/elektronik instrument
harus menyediakan tingkat perlindungan setara dengan IP
66 atau lebih baik.
5.2.4 Serfitikasi Listrik Berbahaya
Instrumen lapangan harus memenuhi persyaratan
klasifikasi daerah berbahaya sebagaimana tercantum pada
datasheet masing-masing dan harus terdaftar oleh Under
Writers Laboratory Inc. (UL), Factory Mutual Research
Corp. (FM), Canadian Standards Association (CSA), atau
laboratorium pengujian yang diakui lainnya dan disetujui
oleh perusahaan.
5.2.5 Koneksi Listrik
Sambungan listrik dari instrumen lapangan harus cocok
untuk kabel gland, umumnya ½ "NPT.
5.2.6 Koneksi Instrumen Proses
Process Proses ukuran koneksi dan jenis instrumen adalah
sebagai berikut:
176
DESCRIPTION
PRIMARY/PROCESS
CONNECTION
INSTRUM
ENT
CONNEC
TION
Screwe
d
F l a n g e
d
Socket
Weld
Flow
Orifice (flanges) : 2"-12",
600# or less
½ "
NPT
If
required
½" NPT
Orifice (flanges) : 2"-12",
900# & up
¾"
NPT
If
required
Orifice (pipe taps): 12" &
up, 600# or less
½ "
NPT
If
required
Orifice (pipe taps) : 12"
& up, 900# & up
¾"
NPT
If
required
Venturi : all line size,
600# or less
½ "
NPT
If
required
Venturi : all line size,
900# & up
¾"
NPT
If
required
Pressure ¾"
NPT
¾" ¾" ½ inch
NPT
Level
177
Level Gauges
1", 150#
RF
(min)
¾" ¾" RF
Flanged
Level Displacer -External
2", 150#
RF
(min)
2" RF
Flanged
Level Displacer -Internal
3", 150#
RF
(min)
3" RF
Flanged
Level Switches
2", 150#
RF
(min)
¾" or 1" 1" RF
Flanged
D/P type
for Level Remote
1,300#
RF
(min)
½" NPT
Direct
mounting or
Capillary
A",
300#RF
(min)
3" or 4"
RF Flange
Temperature 1"NP
T
1 ½” ½ " NPT
178
5.2.7 Material
Bahan instrumentasi and pemasangan hardware
instrumentasi harus minimum 316 SS. Aluminium tidak
boleh digunakan untuk instrumentasi.
Semua bahan untuk instrumentasi yang berhubungan
dengan fluida proses harus dibuat dari 316 SS minimal,
Level Instrument tipe Differential Pressure (DP)
Gambaran Umum
Untuk layanan khusus, layanan di bawah minus 17,8 ° C,
dan layanan dengan rentang atau lebih dari 1,2 m, level
transmitter harus dari jenis tekanan diferensial.
Ketika digunakan pada vessel pada tekanan atmosfer, sisi
rendah harus dilengkapi dengan plug ventilasi disaring.
Pada vessel lainnya, kaki referensi diisi harus digunakan di
sisi rendah dan pemancar harus dilengkapi dengan kit
penindasan.
179
Penggunaan jenis flens diferensial pressure transmitter
akan terbatas pada vessel yang mengandung bahan kental
dan masalah khusus lainnya; mereka harus dipasang
langsung ke kapal tanpa katup blok, tetapi dengan
ketentuan untuk membersihkan. Diperpanjang tipe
diafragma tidak boleh digunakan tanpa persetujuan
Perusahaan, dan di mana mereka digunakan, mereka
harus dilengkapi dengan perpanjangan sehingga mereka
kurang rata dengan permukaan bagian dalam pembuluh.
Dalam layanan kurang dari minus 17,8 ° C, baik bawah
dan atas lead mungkin memerlukan pembersihan gas dan
akan dipertimbangkan berdasarkan kasus per kasus.
DP transmitter harus ditempatkan pada atau di bawah
sambungan bawah kecuali mereka gas dibersihkan.
5.2.8 Level Instrument Tipe Perbedaan Tekanan
Persyaratan perangkat keras dari level transmitter tipe
differential pressure adalah sebagai berikut:
• Tipe - Rupture proof diaphragm tipe sensing
element
180
• Body Material - 316 SS atau paduan lain yang
disyaratkan pada datasheet
• Over Range Protection - Untuk menilai
tekanan tubuh di salah satu arah tanpa pergeseran
kalibrasi di luar batas akurasi
• Process Connection - ½“ NPT and 3" or 4"
flanged for flanged mounted types
• Diaphragm and Trim - Minimum 316 SS
• Accuracy - ±0.5% dari span
• Sensitivity - ±0.05% dari span
• Repeatability - ±0.1% dari span
• Mounting - Universal mounting bracket
• Range Adjustment - Continously Adjustable
• Elevation/suppression kit - Harus disediakan
pada data sheet
• Temperature Effect - Zero dan span ±0.3% of
calibrated range between 20degC dan 45degC
• Static Pressure Effect - Zero shift ±0.5%
calibrated range for 0-70 kg/cm2G
181
• Span shift ±0.15% calibrated range for 0-70
kg/cm2G
• Stability - Zero shift over 6 months ±0.5% of
calibrated
• 3-way valve manifold material - As specified in
data sheet
Untuk fulida yang sangat pekat, kental dan aliran sangat
kotor, padat, suhu rendah dari sub-nol sampai minus 50 °
C, perangkat penyegelan yang sesuai seperti segel
diafragma atau ketentuan untuk membersihkan dari
memimpin tabung cairan yang sesuai harus disediakan.
Untuk Remote tipe Diafragma Seal / kapiler, persyaratan
sebagai berikut:
• Connection : 3" flanged flush
diaphragm type
• Flange Material : Carbon steel or stainless
steel as indicated on the
datasheet
• Diaphragm Material : Stainless Steel
• Capillary Length : 5m
• Capillary Material : Stainless Steel
182
• Armor Material : Stainless Steel
5.2.9 Displacer Type Level Instrument
Eksternal jenis perpindahan mengapung pemancar
biasanya harus disediakan untuk bejana tekan dengan
rentang tingkat yang sama dengan atau kurang dari 48 ".
Rentang individu adalah sebagaimana tercantum pada
datasheet.
Panjang Displacer harus dipilih untuk sepenuhnya
memanfaatkan kapasitas lonjakan kapal. Kecuali
ditentukan lain, kapasitas gelombang kapal akan dianggap
sebagai tingkat tertinggi threshold terdeteksi di kapal itu,
ditambah 20% dari elevasi diambil dari garis singgung
bawah kapal.
Ketika diakses dari platform permanen, pemancar tingkat
perpindahan harus dipasang dengan mengukur tingkat.
Dimana tingkat pemancar dan alat pengukur tingkat
terkait dapat diakses hanya dari tangga tetap, nozel yang
terpisah harus disediakan untuk kedua pemancar dan
gauge dan harus terletak di sisi berlawanan dari tangga.
183
Jika ragu, nozel yang terpisah harus disediakan karena hal
ini memberikan instalasi cocok untuk akses dari tangga
atau platform.
Untuk tank atau genangan air terbuka, top dipasang
instrumen tingkat jenis perpindahan dengan
menenangkan juga dapat digunakan.
Pesyaratan Perangkat Keras
External Displacer
Ini adalah persyaratan minimum umum. Rincian
instrumen ditentukan pada data sheet yang mengatur
semua kasus.
• Type : Variable displacement
• Float Chamber : Fabricated steel (min.)
• Process Connection : 2", 300# RF flanges (min.),
top side and bottom (bottom
side and top may be used if
necessary)
• Case Mounting
184
Orientation : datasheet / field reversible
without additional parts
• Rotatable Head
Flanges : On all side connected units
• Vent : On all units with upper side
connection
• Drain : On all units with lower side
connection
• Displacer Material : 304 SS or better
• Finned Extension : All services above 232 °C
• Torque Tube : Liconel or K Monel
• Bolting and Gaskets : Manufacturer's standard
for rating and service
Internal Displacer
• Type : Variable displacement
• Process Connection : 4", 300# RF flanges (min.)
• Displacer Material : 304 SS or better
Menenangkan ruang dapat dibuat oleh Vendor peralatan,
harus dipertimbangkan jika tingkat diantisipasi akan
185
bergolak. Ukuran Chamber adalah spesifikasi Vendor
kecuali dinyatakan lain.
5.2.10 Level Gauge
Kolom Gauge-kaca harus dipasang berdekatan dengan
instrumen tingkat. Kaca Gauge kisaran terlihat harus
mencakup seluruh rentang tingkat operasi normal dan
beberapa unit harus digunakan jika diperlukan. Tidak
lebih dari empat bagian gabungan harus digunakan dalam
satu ukuran tunggal. Jika dua atau lebih alat pengukur
yang digunakan, kaca terlihat harus tumpang tindih sekitar
1 ". Mana beberapa alat pengukur yang diperlukan,
kekang strongback / pipa harus disediakan.
Untuk layanan antarmuka, alat pengukur harus dipasang
langsung pada kapal dengan koneksi atas selalu terendam.
Jika lebih dari satu kolom gauge digunakan mereka harus
independen terhubung ke kapal.
Semua gelas ukur harus memiliki peringkat yang sama
atau lebih besar dari tekanan desain kapal dan suhu. Gelas
186
Gauge tidak boleh digunakan di mana tekanan operasi
maksimum melebihi 70 kg/cm2. Sebuah pemancar
tingkat harus digunakan sebagai gantinya.
Gelas pengukur transparan harus digunakan untuk
antarmuka cair-cair dan cairan gelap atau korosif. Gelas
ukur Reflex harus digunakan untuk layanan antarmuka
cair-uap pada cairan bening.
Perisai pelindung harus digunakan pada gelas ukur
transparan jika cairan proses akan melampirkan kaca.
Perisai mika harus disediakan untuk semua alkali dan
layanan lebih dari 204 ° C. Kel-F perisai dapat digunakan
di mana cocok hingga 204 ° C.
Dimana jenis transparan gelas ukur yang ditetapkan,
mereka harus dilengkapi dengan illuminator standar
pembuatan untuk setiap unit kaca, dan harus sesuai
dengan persyaratan klasifikasi daerah.
187
Perisai Frost harus digunakan jika suhu operasi antara 0 °
C dan minus 45,6 ° C. Perpanjangan perisai es harus sama
atau lebih besar dari perpanjangan ketebalan isolasi pada
alat ukur. Untuk layanan di bawah minus 45,6 ° C gelas
ukur tidak boleh digunakan, pemancar tingkat DP dengan
indikator yang terintegrasi harus digunakan sebagai
gantinya.
Kaca untuk kolom kaca akan marah borosilikat yang
tahan terhadap thermal shock dan mekanik. Kaca harus
diperlakukan atau dibuat sehingga jika kacanya pecah,
sebuah saling kristal fraktur (tanpa longgar, partikel
terbang) akan menghasilkan. Katup isolasi kaca Gauge
harus dari jenis yang mengisolasi kaca pengukur pada
kegagalan kaca.
Instrumen tingkat kolom gelas harus flens dinilai untuk
tekanan desain / suhu dari peralatan di mana kolom
dipasang atau untuk peringkat layanan. Kolom kaca
Gauge harus berorientasi sehingga menjadi mudah
terlihat oleh operator dan dapat diakses untuk
188
mengoperasikan dan memelihara dari jalan setapak,
platform, tangga atau tangga.
Pencahayaan harus disediakan pada semua kolom kaca
mengukur di lokasi di mana pencahayaan sekitarnya
kurang dari 5 kaki lilin.
Persyaratan Perangkat Keras
Level Gauge
The hardware requirement of level gauges shall be as
follows:
• Type : Flat glass, reflex or transparent
• Chamber Material : Carbon steel, one piece,
chemically deposited, non-
removable black finish on inside
(min.)
• Covers : Forged steel
• Glass : Tempered borosilicate, thermal
shock resistant glass which will
break with interlocking
189
crystalline fracture and without
sharp flying particles
• Minimum Static Pressure:
Reflex : 105 kg/cm2 @ 37.8degC
63 kg/cm2 @399degC
Transparent : 60 kg/cm2 @ 37.8degC
35 kg/cm2 @399degC
• Bolts and Nuts : Manufacturer’s standard for
rating and services
• Gasket Seats : All steel parts, suitable plating or
epoxy paint
Gauge Illuminator
• Type : Plastic solid wedge, even
diffusion of light over the full
length of the gauge glass
• Housing : Aluminium, weatherproof
• Electrical Class : As per datasheet
• Conduit Connection : 1” NPT
• Power Supply : 220 VAC, 50 cycle, single phase
190
• Lighting Fixture : A clear 25 watt (min.) lamp, 50
watt preferred
Bulb akan mudah diganti dengan penghapusan penutup
lensa saja dan tidak memerlukan penghapusan lengkap
illuminator.
Gauge Valves
• Type : Offset style, angle pattern
• Body material : Carbon steel or stainless steel as
indicated on the datasheet
• Trim Material : Stainless steel unless otherwise
specified
• Connection to :
Vessel : ¾“ flange
Gauge : ¾“ NPT(M) union
Vent/Drain : ¾“ NPT(F)
• Connection : “side-side” unless otherwise
specified
191
5.2.11 Liquid Level Switches
Switches dalam pelayanan hidrokarbon harus dari
konstruksi tipe float kandang eksternal dan harus
memiliki peringkat yang sama atau lebih besar dari
tekanan desain kapal dan suhu.
Switch harus dipasang langsung ke vessel ketika hanya ada
saklar dan gauge. Switch dapat dipasang di kekang
mengukur strongback / pipa ketika ada pemancar
terpisah. Block valve harus disediakan untuk menghapus
switch untuk melayani. Semua switch shutdown yang
akan langsung terhubung. Beralih mekanisme dan
mengapung harus dilepas tanpa discormecting pipa dll
Elektroda-jenis switch harus digunakan untuk alarm
tingkat tinggi dan rendah primer dan tingkat rendah
keselamatan shutdown yang ekstrim pada ketel uap dan
layanan non-hidrokarbon lainnya. Dimana tidak dituntut
oleh kode jenis lainnya dapat diinstal dengan persetujuan
Perusahaan. Switch tingkat jenis merkuri tidak boleh
digunakan.
192
Untuk layanan kurang dari minus 17,8 ° C bellow jenis
saklar tekanan diferensial harus digunakan. Sebuah
pemancar DP dapat dianggap sebagai alternatif.
Pada layanan suhu tinggi seperti boiler, kondensat steam,
penjual harus memastikan sirip pendingin diperpanjang
cukup untuk memungkinkan beralih untuk beroperasi
secara memuaskan. Kabel suhu tinggi harus digunakan
untuk aplikasi ini.
Level Switch hanya dapat digunakan dengan persetujuan
oleh Perusahaan.
Persyaratan Perangkat Keras
Kebutuhan hardware dari level gauge adalah sebagai
berikut:
• Type : Float motion in external float
cage with magnetic follower
actuate switch
• Float Chamber : Fabricated steel, 35
kg/cm2/232 °C minimum
193
rating (other materials and
ratings as per datasheet); welded
cage construction
• Float and Trim : 304 SS or better (displacer
actuation is acceptable at high
pressure)
• Process Connection : 2", 300# RF flange (min.),
upper side and bottom
• Conduit Connection : ¾“ NPT
• Enclosure : NEMA 4X/IP 65 (or as per
datasheet)
• Electrical Classification : As per datasheet
• Switch Type : SPDT, hermetically sealed,
dry contact switch.
Contact shall be suitable for use in a 24 VDC or 120 VDC
shutdown systems or in a 117 VAC control system (min.
rating 5 amps)
5.2.12 Tank Gauging
Liquid level tank gauges harus dari motor servo berbasis
sistem displacer dengan pemancar digital dibangun. Tank
194
sistem pengukuran harus disediakan sebagai sistem yang
lengkap dengan sistem transmisi data, rata-rata (rata-rata)
sensor temperatur, pengukuran kepadatan, dan tangki sisi
memantau.
5.2.13 Miscellaneous Type Level Instruments
Jika tidak ada level instrumen dijelaskan sebelumnya
dalam spesifikasi ini akan memenuhi persyaratan dari
aplikasi tertentu, jenis lain dari instrumen, seperti masuk
(layanan konduktif saja) radar, ultrasonik, getaran, dan
perangkat serupa mungkin diberikan jika disetujui oleh
Perusahaan.
5.3 Surge Protection
Perlindungan dari power dan paku disebabkan oleh petir
dan sumber lainnya harus dipasang untuk melindungi
semua sirkuit elektronik. Sirkuit ini termasuk, namun
tidak terbatas pada perangkat lapangan seperti positioner.
Perangkat perlindungan harus berada sedekat mungkin ke
terminal peralatan yang akan dilindungi dan dipasang
195
sesuai dengan instruksi dari pabriknya. Perhatian harus
diberikan untuk landasan sirkuit memadai.
5.4 Kekebalan RFI
Semua peralatan elektronik yang menggunakan analog
elektronik atau sinyal digital secara internal maupun
sebagai perangkat input atau output, harus bersertifikat
dari produsen bahwa perangkat tidak rentan terhadap
interferensi frekuensi radio
Perangkat ini harus beroperasi secara memuaskan ketika
mengalami Radio Frekuensi kebisingan lingkungan
berikut, ini adalah:
• 20 volts / meter below 14 KHz.
• 10 volts / meter at 14 KHz to 30 MHz.
• 5 volts / meter above 30 MHz to 10 GHz.
Kekebalan RFI diterima diperlukan bila peralatan sedang
digunakan dalam konfigurasi operasional normal atau
konfigurasi yang digunakan untuk kalibrasi dan checkout.
196
5.5 Ketahanan Terhadap Iklim Tropis
Umumnya metode standar Vendor dari Tropic Proofing
harus diterapkan kontrol valve individu dengan
persyaratan minimum sebagai berikut:
a. Desain yang tepat dan konstruksi.
b. Pemilihan bahan yang tidak rentan terhadap
pertumbuhan jamur dan uap air.
c. Pengobatan bahan rentan dengan lapisan
pelindung untuk mencegah pertumbuhan
jamur. Untuk mencegah korosi dan
mencegah penyerapan kelembaban.
Selain di atas, data sheet untuk control valve individu
harus dirujuk untuk rincian lebih lanjut.
5.6 Papan Nama
Sebuah papan nama identifikasi harus disediakan pada
setiap Level Instrument Papan nama harus ditempelkan
secara tetap menggunakan 316 baut SS dan nut. Perekat
tidak akan digunakan.
197
Nameplates untuk instrumen lapangan dipasang harus 16
gauge 316 plat SS. Dymotape Stainless steel tidak boleh
digunakan untuk papan nama. Ketebalan papan nama
stainless steel akan lebih 2mm.
Tag no instrumen seperti yang diidentifikasi pada
datasheet harus ditandai dengan jelas pada pelat nama.
Ukuran huruf harus Printing atau lukisan huruf pada pelat
stainless steel 3/16 "tinggi minimum. Surat akan terukir.
Tidak diterima.
5.7 Inspeksi dan Pengujian
Rincian inspeksi dan pengujian persyaratan harus sesuai
dengan berikut:
5.7.1 Pengujian dan Inspeksi
Pemeriksaan wajib pada semua aspek dokumentasi
Vendor dalam kaitannya dengan "as built" gambar,
sertifikasi yang berlaku dan sertifikat uji materi.
198
Pengujian kalibrasi individu instrumen akan diperlukan
serta pengujian tekanan, NDT, pengujian kebocoran
sebagaimana tercantum dalam spesifikasi tertentu dan
data sheet. Setelah pengujian dan inspeksi harus
dimasukkan ke instrumen instrumen / paket, sebagai
minimum:
a. Sertifikat FAT
b. Pengujian SAT
c. Surat unit asli
Vendor harus menyerahkan prosedur pengujian dan
inspeksi untuk Perusahaan / Kontraktor untuk
persetujuan.
5.7.2 Sertifikasi QA/QC
Vendor harus menyediakan QA / QC Tes dan
Pemeriksaan Sertifikat / Laporan untuk pasokan lengkap:
a. Sertifikasi QA/QC untuk visual controls:
• Tipe dan model,
• Bahan
• Rating
• Skala
199
• Rentang operasi
• Label
• Pamti
• Dimensi (flanges, threading, piping)
• Sertifikat kesesuaian untuk peralatan yang
digunakan di daerah berbahaya
b. QA/QC Sertifikasi untuk pengujian
fungsional:
Produsen Control Valve harus menguji dan
mengkalibrasi setiap control valve di pabrik
terhadap spesifikasi dan data sheet
persyaratan:
Setiap katup kontrol harus memiliki sertifikat
kalibrasi yang meliputi:
• Mengukur 5 titik : 0%, 25%, 50%, 75%,
100% (meningkat dan menurun)
• Ambang set point dan dead band
(meningkat dan menurun)
200
201
BAB 6 SPESIFIKASI INSPEKSI DAN
PENGUJIAN
6.1 Gambaran Umum
Spesifikasi ini mencakup persyaratan umum untuk
inspeksi dan pengujian Sistem Instrumentasi yang akan
dipasang di Proyek Penerimaan dan Regasifikasi LNG.
Vendor bertanggung jawab penuh untuk desain dan
pembuatan sesuai dengan spesifikasi ini dan seperti yang
disepakati dalam korespondensi tertulis berikutnya.
6.2 Pengujian dan Inspeksi
6.2.1 Persyaratan Umum
Vendor wajib menyampaikan Inspeksi dan Rencana Uji
(ITP) dan semua prosedur yang diperlukan pembeli untuk
disetujui.
202
Vendor akan bertanggung jawab untuk melakukan
kalibrasi semua instrumen, uji kabel, uji kebocoran
tabung, pengujian material, inspeksi visual, pemeriksaan
destruktif non (NDE), dan pengujian tekanan untuk
sistem perpipaan dalam sistem.
6.2.2 Factory Acceptance Test (FAT)
FAT pada Workshop Metering System Vendor
• Pemeriksaan dan prosedur pengujian diajukan
oleh Vendor untuk persetujuan pembeli.
• Vendor Instrumen harus melaksanakan FAT
Sistem Instrumentasi pada toko vendor, semua
barang yang akan diuji adalah yang dikembangkan
oleh Vendor. Sebelum memulai FAT, tes internal
Vendor harus diselesaikan dan laporan-laporan
tersebut disampaikan kepada pembeli.
Mengintegrasikan FAT dengan Process Control System
(PCS)
• Metering System Vendor harus melakukan
integrasi FAT untuk tes Komunikasi dengan PCS
203
Vendor, sistem kontrol utama dijadwalkan PCS
Vendor di toko PCS Vendor.
• Metering System Vendor harus memberikan dan
menunjukkan perangkat lunak yang diinstal
memenuhi spesifikasi yang diberikan oleh
Pembeli.
• Sistem Instrumentasi Vendor bertanggung jawab
untuk memverifikasi komunikasi dengan PCS.
6.2.3 Site Acceptance Test (SAT)
• Berikut dikenakan Sab Vendor di bawah tanggung
jawab penuh Nya akan melakukan Sab Semua tes
harus sebagai tes kombinasi terpadu dan harus
dilakukan pada titik ke titik dasar.
a. Kerusakan instalasi gratis dan sistem lengkap
fungsional (100%)
b. Uji kombinasi antara sistem instrumnatasi dan
peralatan terkait lainnya.
• Pemeriksaan dan prosedur pengujian diajukan oleh
Vendor, sesuai item pengujian di atas, untuk
mendapatkan persetujuan Pembeli itu.
204
• Vendor mengusulkan durasi selama tes di atas dan
menyerahkan item-bijaksana putus durasi bersama
dengan kutipan.
• Semua peralatan uji dan alat-alat harus disiapkan oleh
Vendor dan dibawa ke situs oleh pengawas Vendor.
• Kedua Pekerja & Pembeli harus menyaksikan SAT.
6.3 Commissioning
6.3.1 Pre-Commissioning
Sebelum Pre-Commissioning:
1. Cek list semua sistem
2. Cek sumua kontinuitas instrument
6.3.2 Commissioning
Sebelum Commissioning:
1. Instalasi harus lengkap dengan segala hal
2. Semua sistem grounding harus dipasang
3. Rresistance loops juga harus sudah diukur dan nilai
resisteansi dikonfirmasi dalam kriteria yang dapat
diterima.
4. Semua lingkaran kabel harus telah.
205
5. Semua pengaturan kontroller harus seudah
disesuaikan dan disetel
6. Semua dokumen yang bersangkutan dan laporan FAT
harus diperbarui dan tersedia.
Instrumen Specialist, Engineer Spesialis dari Vendor,
akan dikirim pada situs untuk perbaikan dan modifikasi
yang diperlukan selama tahap commissioning.
6.3.3 Acceptance Work
Lingkup pekerjaan Vendor hanya dapat diterima oleh
Pembeli setelah plant ini beroperasi penuh dan semua
peralatan beroperasi secara memuaskan. Semua dokumen
yang diperlukan untuk operasi dan pemeliharaan tujuan,
termasuk pre-commissioning dan commissioning berkas,
harus menjadi bagian dari kriteria penerimaan.
Prosedur penerimaan formal harus mencakup serah
semua pembangunan, pengujian, inspeksi dan kalibrasi
dokumen termasuk "as-built" gambar.
206
6.3.4 Peralatan Khusus
Vendor harus mengidentifikasi semua alat khusus yang
diperlukan untuk melakukan pemeliharaan rutin dan alat
lainnya direkomendasikan untuk prosedur khusus.
Sebelum serah terima, Vendor harus menyediakan semua
peralatan uji yang diperlukan.
6.3.5 Spare Part
Vendor harus memasok suku cadang untuk konstruksi
dan commissioning dan operasi 2 tahun. Suku cadang
detail untuk instrumen lapangan mengacu pada
Instrument General Specification.
6.3.6 Training
Vendor harus melakukan pelatihan bagi operator,
pemeliharaan dan rekayasa Sistem Paket.
6.4 Papan Nama
Selain persyaratan kode internasional, Sistem
Instrumentasi harus dilengkapi dengan papan nama
utama terpasang secara permanen dibuat dari 316SS. Teks
207
dan penomoran harus jelas terukir, cat diisi dan minimal
6 mm tinggi.
Papan nama utama harus dipasang di lokasi yang
menonjol dijamin dengan sekrup stainless steel atau paku
keling. Papan nama tersebut harus diukir dengan
informasi berikut sebagai minimum:
• Nama Client
• Nama Proyek
• Purchase Order No
• Judul Peralatan
• Nomor tag Peralatan
• Nama Vendor
• Serial Number
• Tahun Diproduksi
• Kode Desain
• Desain Tekanan
• Desain Suhu
• Desain Debit
• Bersertifikat berat badan (kg)
208
Sub-peralatan utama (misalnya Arus kabinet komputer,
dll) harus dilengkapi dengan papan nama individu sesuai
dengan Spesifikasi Proyek berlaku sebagai minimum, atau
papan nama standar Vendor.
6.5 Protective Coating
Semua peralatan harus dilindungi dari korosi eksternal
sesuai dengan Spesifikasi Protective Coating, atau sesuai
dengan standar subjek produsen untuk persetujuan
Pembeli.
6.6 Sertifikasi
Vendor harus mengikuti aturan dan regulasi untuk
Instrumentasi Sertifikasi Indonesia. Sertifikasi (Metrologi
kalibrasi dan sertifikasi Migas) harus disertakan pada
lingkup Vendor kerja / pasokan.
Sertifikasi harus disediakan untuk instrumen lapangan,
sertifikasi unit asli dari fabrikasi, dan sertifikasi untuk
semua instrumen kalibrasinya.
209
DAFTAR PUSTAKA
Devold, H. (2013). Oil and gas production handbook: an introduction
to oil and gas production, transport, refining and petrochemical
industry. ABB Oil and Gas.
Dickenson, T. C. (1999). Valves, piping, and pipelines handbook.
Elsevier.
Down, R. D., & Lehr, J. H. (Eds.). (2005). Environmental
instrumentation and analysis handbook. John Wiley & Sons.
Emerson (2021). The Engineer's Guide to Level Measurement.
Gilmore, W. (2012). The user-computer interface in process control: a
human factors engineering handbook. Elsevier.
Journeaux, J. Y., Klotz, W. D., Park, S., & Wallander, A. (2013,
April). Plant control design handbook. In ITER Int. Org.
Kuphaldt, T. R. (2008). Lessons in industrial instrumentation.
Creative Commons Attribution/PAControl. com.
Kutz, M. (2013). Handbook of measurement in science and engineering.
M. Kutz (Ed.). Wiley.
Lipták, B. G. (Ed.). (2003). Instrument Engineers' Handbook,
Volume One: Process Measurement and Analysis (Vol. 1).
CRC press.
210
Lipták, B. G. (Ed.). (2018). Instrument Engineers' Handbook,
Volume Two: Process Control and Optimization (Vol. 2). CRC
press.
Lipták, B. G., & Eren, H. (Eds.). (2016). Instrument Engineers'
Handbook, Volume 3: Process Software and Digital
Networks (Vol. 3). CRC press.
Lipták, B. G. (Ed.). (2013). Process Control: Instrument Engineers'
Handbook. Butterworth-Heinemann.
Lipták, B. G. (1994). Analytical instrumentation. CRC Press.
Look, B. G. (2016). Handbook of SCADA/control systems security.
CRC Press.
Lyons, W. C., & Plisga, G. J. (2011). Standard handbook of
petroleum and natural gas engineering. Elsevier.
Piping: A Practical and Comprehensive Guide. CRC Press.
Sheldrake, A. L. (2016). Handbook of electrical engineering: for
practitioners in the oil, gas and petrochemical industry. John
Wiley & Sons.
Skrentner, R. G. (1988). Instrumentation handbook for water and
wastewater Treatment plants. CRC Press.
Smith, D. J., & Simpson, K. G. (2010). Safety critical systems
handbook: a straight forward guide to functional safety, IEC
61508 (2010 Edition) and related standards, including process
211
IEC 61511 and machinery IEC 62061 and ISO 13849.
Elsevier.
Stapelberg, R. F. (2009). Handbook of reliability, availability,
maintainability and safety in engineering design. Springer
Science & Business Media.
Sydenham, P. H. (1982). Handbook of measurement science (Vol. 1).
Takahashi, H., Dung, N. M., Matsumoto, K., & Shimoyama, I.
(2012). Differential pressure sensor using a
piezoresistive cantilever. Journal of micromechanics and
microengineering, 22(5), 055015.
Von Baeckmann, W., Schwenk, W., & Prinz, W.
(1997). Handbook of cathodic corrosion protection. Elsevier.
Webster, J. G., & Eren, H. (Eds.). (2018). Measurement,
Instrumentation, and Sensors Handbook: Two-Volume Set.
CRC press.
212
TENTANG PENULIS
Fitri Rahmah menyelesaikan program Sarjana
dan Magister di Jurusan Teknik Fisika Institut
Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya
pada tahun 2013 dan 2015. Program Magister
ditempuh dengan bantuan Beasiswa
Pendidikan Pascasarjana Dalam Negeri (BPP-DN) Calon
Dosen. Sejak Desember 2015 hingga sekarang aktif menjadi
dosen di Program Studi Teknik Fisika Universitas Nasional
Jakarta.
Fitri Rahmah menyelesaikan program Sarjana dan Magister di Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya pada tahun 2013 dan 2015. Program Magister ditempuh dengan bantuan Beasiswa Pendidikan Pascasarjana Dalam Negeri (BPP-DN) Calon Dosen. Sejak Desember 2015 hingga sekarang aktif menjadi dosen di Program Studi Teknik Fisika Universitas Nasional Jakarta.