1 BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR DALAM DUNIA INDUSTRI BAB I PRESSURE SENSOR AND DETECTOR DALAM DUNIA INDUSTRI 1.1 Latar Belakang Dalam dunia industri tekanan merupakan salah satu parameter terpenting dalam proses manufaktur, seperti proses peleburan material, dan distribusi fluida, sehingga banyak instrumen yang sudah dikembangkan untuk mengukurnya. Pressure Detector terdiri dari 4 (empat) jenis pengembangan yang biasa digunakan, diantaranya adalah Pressure Indicator, Pressure Transmiter, Pressure Indicating Transmiter, Pressure Indicating Controller. Masing-masing jenis tersebut memiliki cara kerja, fungsi, dan sensor yang berbeda-beda. Detektor tekanan digunakan untuk menyediakan tiga fungsi dasar: indikasi, pengiriman sinyal, dan control. Maka dari itu peranan Pressure Detector sangatlah penting, terutama dalam kontrol proses pengontrolan (industry). Akan tetapi banyak sekali mahasiswa teknik elektro terutama yang mengambil konsentrasi control dan instrumentasi yang tidak memahami aplikasi Pressure Detector serta sering salah memilih vendornya pada dunia industry. Oleh karena itu, perlu untuk mengetahui cara kerja dari sensor tekanan dan pengembangannya, serta aplikasinya pada dunia industry juga vendor-vendornya. Agar kita sebagai mahasiswa control dan instrumentasi mengetahui aplikasi atau penerapan Pressure Detector dalam proses industry. Diharapkan setelah kita mengetahui, kita dapat lebih mudah untuk bekerja pada industry. 1.2 Tujuan Tujuan penulisan makalah ini adalah : 1. Mengetahui dan memahami jenis-jenis dari Pressure Detector serta prinsip kerjanya. 2. Mengetahui dan memahami macam-macam sensor dari jenis-jenis Pressure Detector. 3. Mengetahui aplikasi dari jenis-jenis Pressure Detector di bidang industry.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
BAB I
PRESSURE SENSOR AND DETECTOR DALAM DUNIA INDUSTRI
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri tekanan merupakan salah satu parameter terpenting
dalam proses manufaktur, seperti proses peleburan material, dan distribusi fluida,
sehingga banyak instrumen yang sudah dikembangkan untuk mengukurnya.
Pressure Detector terdiri dari 4 (empat) jenis pengembangan yang biasa
digunakan, diantaranya adalah Pressure Indicator, Pressure Transmiter, Pressure
Indicating Transmiter, Pressure Indicating Controller. Masing-masing jenis
tersebut memiliki cara kerja, fungsi, dan sensor yang berbeda-beda. Detektor
tekanan digunakan untuk menyediakan tiga fungsi dasar: indikasi, pengiriman
sinyal, dan control.
Maka dari itu peranan Pressure Detector sangatlah penting, terutama dalam
kontrol proses pengontrolan (industry). Akan tetapi banyak sekali mahasiswa
teknik elektro terutama yang mengambil konsentrasi control dan instrumentasi
yang tidak memahami aplikasi Pressure Detector serta sering salah memilih
vendornya pada dunia industry.
Oleh karena itu, perlu untuk mengetahui cara kerja dari sensor tekanan dan
pengembangannya, serta aplikasinya pada dunia industry juga vendor-vendornya.
Agar kita sebagai mahasiswa control dan instrumentasi mengetahui aplikasi atau
penerapan Pressure Detector dalam proses industry. Diharapkan setelah kita
mengetahui, kita dapat lebih mudah untuk bekerja pada industry.
1.2 Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah :
1. Mengetahui dan memahami jenis-jenis dari Pressure Detector serta prinsip
kerjanya.
2. Mengetahui dan memahami macam-macam sensor dari jenis-jenis
Pressure Detector.
3. Mengetahui aplikasi dari jenis-jenis Pressure Detector di bidang industry.
2
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
4. Mengetahui vendor-vendor dari jenis-jenis Pressure Detector.
5. Mengetahui produk-produk dari masing-masing Pressure Detector.
1.3 Pembahasan
1.3.1 Pressure Detector
Sensor tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat. Tekanan
(p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan
tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.
Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu.
Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu
akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di
pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah
tekanan lebih tinggi.
Gambar 1.1 Pembagian Tekanan
Pembagian tekanan :
1. Absolute Pressure yaitu tekanan yang dihitung berdasarkan tekanan
referensi 1 atm. Besaran tekanan absolute lebih dikenal dengan PSIA.
(PSIA = PSIG + Patm).
2. Gauge pressure yaitu tekanan positif terhadap tekanan referensi 1 atm,
yang berarti tekanan ini lebih besar dari 1 atm. Besaran tekanan gauge
lebih dikenal dengan PSIG. Dalam kondisi ini maka PSIG > 1 atm.
3. Vaccum pressure yaitu tekanan negatif terhadap tekanan atmosfir atau bisa
juga dikatakan tekanan vaccum ini berada dibawah tekanan atmosfir
sehingga bernilai negatif. PSIA < 1 atm.
3
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
4. Hydrostatic pressure adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini
terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut
mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada
kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan
tekanan air tersebut.Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut: "P = ρgh"
dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s2) adalah gravitasi, dan h
adalah kedalaman cairan.
5. Differential pressure yaitu tekanan yang diukur terhadap tekanan lain.
Besarannya PSID.
Jenis-jenis sensor pada pressure detector adalah sebagai berikut :
1. Bourdon Tube
2. Digital Barometric Pressure Sensor
3. Capacitive Type Transducer
4. Pirani Gauge
1.3.1.1 Bourdon Tube
Bourdon Tubes adalah alat ukur tekanan dengan menggunakan pipa
fleksibel berbentuk elips. Jika diberi tekanan maka Bourdon Tube akan
“menegang”. Perubahan bentuk Bourdon Tube di konversikan yang kemudian
digunakan untuk mengindikasikan tekanan.
Gambar 1.2 Bagian – bagian Bourdon Tube
Bourdon Tube digunakan untuk mengukur tekanan fluida nonliquid. Biasa
digunakan pada industri kimia dan teknik pendingin untuk mengukur tekanan
statis.
4
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Prinsip Kerja Bourdon Tube
• Tekanan Masuk kedalam tabung
• Perbedan tekanan di luar dengan di dalam tabung mengakibatkan
perubahan bentuk penampangnya, yang diikuti dengan perubahan panjang
tabung.
• Perubahan panjang tambung dikonversikan menjadi gerakan jarum
penunjuk skala
1.3.1.2 Pirani Gauge
Gambar 1.3 Rangkaian Pirani Gauge
Pirani gauge adalah mengukur konduktivitas termal yang kuat digunakan
untuk pengukuran tekanan dalam sistem vakum. Hal ini ditemukan pada tahun
1906 oleh Marcello Pirani.
Pirani Indeks terdiri dari filamen logam (biasanya platinum) tersuspensi
dalam tabung yang terhubung ke sistem yang vakum yang akan diukur. Koneksi
biasanya dibuat baik oleh penghubung gelas atau konektor logam flens, disegel
dengan cincin o. Filamen terhubung ke sirkuit listrik yang, setelah kalibrasi,
pembacaan tekanan dapat diambil.
Pirani gauge ini adalah filamen kawat halus, salah satu dari empat resistansi
listrik membentuk jembatan Wheatstone,yang dikenakan ke vakum yang akan
diukur. Arus listrik memanaskan kawat; gas sekitarnya (dalam vakum)
mempengaruhi panas dari kawat. Pada vakum stabil, kawat cepat mencapai suhu
kesetimbangan. Jika tekanan naik, gas membawa lebih banyak panas, dan suhu
kawat menurun. Karena hambatan dari filamen adalah fungsi dari suhu,
5
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
keseimbangan listrik dari jembatan Wheatstone berubah.Range pengukuran
tekanan pengukur jenis Pirani gauge ini biasanya berkisar antara 1-10-4 Torr
1.3.2 Pressure Indicator
Peralatan atau instrumen yang berfungsi sebagai alat ukur tekanan suatu
fluida, yaitu gas atau liquid dimana hasil pengukuran hanya bisa dilihat secara
langsung pada instrumen nya pressure indicator biasanya menggunakan Bourdon
Tube sebagai sensornya.
Pressure gauge berfungsi sebagai alat ukur tekanan. Dipasang pada pipa,
tanki, atau separator untuk mengukur/ membaca nilai tekanan proses. Nilai satuan
ukur yang biasa dipakai di lapangan adalah psi (pound/in2) dan water column (in
H2O).
Saat membuka/ menutup sebuah kerangan (valve), pastikan ketahui nilai
tekanan dari proses agar terhindar dari kecelakaan. Dan jika ingin hendak
melakukan pengosongan (bleeding) sebuah separator, tanki atau
pipa, pastikan pressure gauge harus menunjukkan nilai 0psi, sebelum
meneruskan pekerjaan membuka separator tanki atau pipa tersebut.
Pemasangan dan pemilihan pressure gauge:
Batasan (Range) operasi kerja
Pemilihan batasan kerja maksimum adalah ± 2 (dua) kali tekanan operasi
normal. Contoh: Tekanan operasi normal adalah 50 psi, maka pilihlah pressure
gauge dengan batasan 0 – 100 psi.
Getaran (vibration)
Getaran suatu proses dapat diredam dengan menggunakan gauge yang
berisi cairan khusus. Cairan yang biasa dipakai adalah glycerin/silicone oil.
Contoh: Gauge yang dipasang pada discharge line pompa.
Pelindung thermal (thermal protection)
Pada aplikasi suhu sangat ekstrim (misal: steam), harus
digunakan syphon atau pigtail berisi air yang dipasang antara gauge dengan
fluida proses.
6
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Gambar 1.4 Perlindungan Thermal pada Pressure Indicator
Suhu udara operasi normal
–40 sd. 70o C untuk jenis kering
–25 sd. 65o C untuk jenis berisi cairan
Pulsation effect
Osilasi proses dimana penunjukan tekanan naik-turun dengan cepat,
dapat dikurangi dengan memakai snubber/ pulsation dampener.
Contoh: Pemasangan gauge pada discharge line pompa piston.
Gauge valve
Selalu terpasang sebagai isolator untuk kemudahan penggantian/ perawatan.
Gambar 1.5 Pressure Gauge
Penanganan pressure gauge:
1. Tidak dianjurkan untuk pemakaian berpindah-pindah (sering dipasang dan
dilepas).
2. Simpan di dalam kotak tersendiri, jangan dicampur dengan perkakas lain