Panduan Pemilihan dan Aplikasi Pengukur Aliran Area Variabel Industri
Pengukur aliran/rotameter area variabel
1. Pengantar Pengukuran Aliran Area Variabel
Variable Area Flow Meter (VA flow meter), umumnya dikenal sebagai rotameter atau float flow meter, merupakan salah satu alat ukur aliran yang paling banyak digunakan dalam aplikasi industri; flow meter jenis ini juga memiliki sejarah yang sangat panjang. Flow meter indikasi lokal ini (kini juga tersedia dengan opsi
rotameter keluaran 4-20 mA ) memberikan solusi yang andal dan hemat biaya untuk mengukur laju aliran cairan, uap, dan gas di berbagai industri proses.
2. Bagaimana cara kerja flow meter VA (Rotameter)?

Cara kerja flow meter area variabel
Rotameter beroperasi berdasarkan prinsip luas variabel, di mana pelampung naik di dalam tabung meruncing sebanding dengan laju aliran. Luas annular antara pelampung dan dinding tabung bertambah seiring pelampung bergerak ke atas, menciptakan keseimbangan antara:
Gaya apung Gaya hambat fluida Berat mengapung Mekanisme yang sederhana namun efektif ini membuat rotameter ideal untuk indikasi aliran lokal di mana akurasi sedang (biasanya 1-5% FS) sudah memadai.
3. Di mana alat pengukur aliran area variabel digunakan?
Sebagai indikator aliran visual atau untuk aplikasi yang membutuhkan akurasi pengukuran sedang, rotameter berfungsi sebagai instrumen penunjuk lokal di lebih dari 90% kasus penggunaan. Pengukur aliran apung banyak digunakan di berbagai industri proses.
Industri Proses
Minyak & gas: Pemantauan aliran pembersihan, injeksi kimia
Pengolahan kimia: Pengukuran aliran asam/alkali
Farmasi: Kontrol umpan bioreaktor
Pembangkitan daya: Pemantauan aliran air pendingin
Sistem Utilitas
Instalasi pengolahan air: Kontrol dosis kimia
Sistem HVAC: Pengukuran aliran air dingin
Sistem udara terkompresi: Deteksi kebocoran
Aplikasi Khusus
Pemantauan lingkungan: Pengambilan sampel gas cerobong (CEMS)
Peralatan laboratorium: Dosis cairan yang tepat
Makanan & minuman: Pengukuran aliran proses sanitasi

Rotameter yang digunakan dalam pengukuran aliran proses sanitasi
Poin Utama: Untuk aplikasi yang hanya memerlukan pemantauan ambang batas (alarm aliran tinggi/rendah), desain rotameter sederhana sering kali merupakan solusi yang paling hemat biaya.
Rotameter tabung logam dengan tramsmitter umumnya digunakan dalam industri proses sebagai instrumen deteksi kontrol aliran atau untuk pencampuran dan penyesuaian rasio pipa. Misalnya, dalam pengendalian proses pengolahan air, rotameter ini mengatur rasio dosis bahan kimia ke dalam air baku.
4. Memilih Antara Rotameter Tabung Kaca dan Tabung Logam?
Target pengukuran utama rotameter adalah cairan atau gas fase tunggal. Rotameter biasanya tidak cocok untuk cairan yang mengandung partikel padat atau gas dengan tetesan cairan, karena partikel yang menempel pada pelampung atau gelembung-gelembung kecil dalam cairan dapat memengaruhi akurasi pengukuran. Misalnya, pada pengukur aliran mikro, bahkan lapisan endapan yang tidak terlihat pada pelampung dapat menyebabkan deviasi beberapa persen dalam pembacaan aliran seiring waktu.
Untuk aplikasi yang sensitif terhadap biaya (flowmeter murah) yang hanya membutuhkan indikasi lokal, rotameter tabung kaca adalah pilihan pertama. Jika suhu atau tekanan melebihi batas tabung kaca, rotameter tabung logam dengan indikasi lokal sebaiknya digunakan.
Rotameter tabung kaca harus dilengkapi dengan penutup pelindung transparan untuk menampung cipratan cairan jika terjadi kerusakan pada tabung, sehingga memungkinkan dilakukannya tanggap darurat.
Untuk
pengukuran aliran gas , model dengan batang pemandu atau struktur pemandu berusuk sebaiknya dipilih untuk mencegah kerusakan tabung tirus akibat benturan pelampung. Jika keluaran sinyal jarak jauh diperlukan untuk totalisasi atau kontrol aliran, rotameter tabung logam dengan keluaran sinyal listrik biasanya digunakan.
Di lingkungan berbahaya (eksplosif), jika sistem kontrol pneumatik tersedia, rotameter tabung logam transmisi pneumatik lebih disukai. Jika model transmisi listrik diperlukan, model tersebut harus tahan ledakan.
Rotameter tabung logam umumnya digunakan untuk cairan opak. Sebagai alternatif, rotameter tabung kaca dengan tabung tirus berprofil dapat dipilih, di mana posisi pelampung ditentukan dengan mengamati tanda kontak antara diameter maksimum pelampung dan rusuk pemandu.
Untuk mengukur cairan berkekentalan tinggi pada suhu di atas suhu sekitar atau cairan yang rentan terhadap kristalisasi/pemadatan saat pendinginan,
rotameter tabung logam berjaket harus dipilih.
Rotameter tabung logam lebih kuat daripada rotameter tabung kaca
Berikut adalah tabel ringkasan antara rotameter tabung kaca dan rotameter tabung logam
Selection Factor
|
Glass Tube Rotameter
|
Metal Tube Rotameter
|
Pressure Rating
|
≤1.0 MPa
|
Up to 42 MPa (ASME 300#)
|
Temperature Range
|
-20°C to 120°C
|
-80°C to 400°C
|
Media Visibility
|
Transparent fluids only
|
Opaque/hazardous fluids
|
Output Options
|
Local indication only
|
4-20mA/HART/Profibus
|
Hazardous Areas
|
Not suitable
|
Exd or Exia
|
Cost
|
Lower initial cost
|
Higher investment
|
5. Bagaimana cara menentukan ukuran rotameter?
5.1 Pemilihan Rentang Aliran Berdasarkan Kepadatan Media Aktual
Kepadatan penting untuk memilih rotameter yang tepat
Istilah "densitas medium aktual dalam kondisi operasi" mengacu pada densitas in-situ untuk cairan dan densitas gas dalam kondisi operasi (atau densitas keadaan standar yang dikoreksi untuk tekanan dan suhu). Biasanya, rentang aliran yang ditandai pada instrumen dikalibrasi sebagai berikut:
Untuk cairan: Berdasarkan air pada suhu normal.
Untuk gas: Berdasarkan udara, dikonversi ke kondisi teknik standar (20°C, 0,10133 MPa).
Untuk memilih rentang aliran dan ukuran meter yang tepat, densitas operasi aktual harus dikonversi menggunakan Persamaan (1) atau (2). Namun, penyesuaian ini hanya berlaku jika viskositas media mendekati viskositas media kalibrasi—artinya koefisien (α) tetap konstan.
Cairan

(1)
Dalam rumus:
— Laju aliran maksimum meteran air yang dikalibrasi yang akan dipilih, L/jam;
Q — Laju aliran maksimum cairan yang akan diukur, L/jam;
— Kepadatan pelampung, g/cm³. Untuk pelampung berongga, merupakan massa pelampung (g) dan V merupakan volume pelampung (cm³);
, — Kepadatan cairan dan air yang diukur, g/cm³.
Gas

(2)
Dalam rumus:
— Laju aliran maksimum meteran terkalibrasi udara yang akan dipilih, m³/jam;
Q — Laju aliran maksimum gas yang akan diukur, m³/jam;
— Kepadatan gas yang diukur pada kondisi standar, kg/m³;
P — Tekanan absolut gas yang diukur pada kondisi operasi, MPa;
T — Suhu termodinamika gas yang diukur pada kondisi operasi, K.
5.2 Efek Viskositas dan Pemilihan Float
Informasi viskositas cairan juga perlu diberikan untuk memilih rotameter
Pemilihan bentuk pelampung tidak berada dalam kewenangan pengguna, karena produsen rotameter merancangnya berdasarkan struktur instrumen dan rentang aliran yang dibutuhkan. Konfigurasi pelampung tipikal diilustrasikan pada Gambar 1. Namun, pengguna harus memahami karakteristik desain pelampung spesifik mereka dan bagaimana viskositas fluida memengaruhi akurasi pengukuran aliran.
Gambar 1 Bentuk mengapung
Pada Gambar 1, tanda panah menunjukkan posisi pembacaan aliran atau titik referensi pengukuran:
Pada Gambar 1, panah menunjukkan posisi pembacaan aliran (atau titik referensi pengukuran aliran).
Pelampung bulat (1): Biasanya digunakan pada meter tabung meruncing transparan kecil (DN6–DN10).
Pelampung (6, 12, 13, 14): Memiliki slot miring atau bilah pemandu berlubang pada diameter maksimumnya, yang menyebabkannya berputar sepanjang porosnya selama pengukuran.
Float 6 sebelumnya umum digunakan dalam pemantauan pernapasan medis tetapi sekarang jarang digunakan dalam aplikasi industri.
Pelampung 3: Yang paling berat di antara tipe (a), (b), dan (c), memungkinkan kapasitas aliran tertinggi.
Pelampung 9: Yang paling ringan, menghasilkan penurunan tekanan terendah, sehingga ideal untuk pengukuran aliran gas.
Pelampung meruncing (14, juga disebut "sumbat pelampung"): Memiliki dua sudut meruncing yang berbeda, memperpanjang panjang skala sebesar 10%–20% dari aliran skala penuh untuk meningkatkan sensitivitas aliran rendah. Desain ini banyak digunakan dalam sistem pengolahan air (misalnya, perangkat pelunakan).
Persamaan aliran fundamental tidak secara eksplisit memasukkan viskositas fluida sebagai parameter. Namun, koefisien aliran α tidak lagi konstan dan menjadi bergantung pada bilangan Reynolds annular (Re(annular)) ketika nilainya turun di bawah nilai kritis tertentu. Karena Re(annular) berbanding terbalik dengan viskositas fluida, hal ini membentuk ketergantungan viskositas tidak langsung.
Gambar 2 Hubungan antara bilangan Reynolds dan koefisien aliran
Gambar 2 menyajikan kurva korelasi Re(annular)-α yang khas untuk tiga geometri pelampung yang berbeda. Bilangan Reynolds annular ditentukan oleh viskositas fluida, rasio diameter maksimum pelampung terhadap diameter tabung tirus lokal, dan kecepatan aliran di saluran annular.
Untuk flowmeter yang dirancang dan dioperasikan dengan baik, viskositas fluida menjadi faktor utama yang memengaruhi bilangan Reynolds annular (Re(annular)).
Nilai koefisien aliran konstan (α), tidak tergantung pada Re (annular), adalah:
Tipe A mengapung: 0,96
Tipe B mengapung: 0,76
Pelampung tipe C: 0,61
Selain itu, pelampung bulat yang umum digunakan menunjukkan nilai α sekitar 0,99.
Variasi signifikan dalam koefisien aliran diamati di berbagai geometri pelampung. Batas bawah kritis Re(annular) untuk mempertahankan α konstan adalah:
Pelampung tipe A: sekitar 6000
Pelampung tipe B: sekitar 300
Pelampung tipe C: sekitar 40.
Untuk flowmeter dengan diameter nominal tetap dan rentang aliran yang telah ditentukan (sehingga memiliki ambang batas viskositas yang ditentukan), pembacaan aliran tidak akan terpengaruh oleh viskositas fluida selama viskositas aktual tetap di bawah batas atas ini. Oleh karena itu, verifikasi viskositas terhadap nilai ambang batas ini sangat penting selama pemilihan instrumen.
Rotameter jaket pemanas dapat mengurangi viskositas cairan
Terdapat dua pendekatan desain yang berbeda di antara model yang berbeda: Beberapa model rotameter mempertahankan geometri pelampung yang identik di berbagai rentang aliran dalam diameter nominal yang sama, sehingga mencapai penyesuaian aliran melalui variasi berat pelampung. Akibatnya, nilai ambang batas viskositasnya pun serupa.
Model-model lain menggunakan bentuk pelampung yang secara fundamental berbeda, sehingga menghasilkan profil hidrodinamik yang berbeda pula. Akibatnya, batas ambang viskositas pun berbeda.
Beberapa produsen flow meter area variabel menyediakan nilai batas atas viskositas instrumen mereka dalam sampel produk, manual pengguna, atau panduan pemilihan instrumen. Beberapa juga dulu menyertakan grafik kurva koreksi viskositas, meskipun kurva tersebut semakin jarang digunakan dalam beberapa tahun terakhir. Sebagai gantinya, pengguna kini diharuskan berkonsultasi dengan produsen, yang menyediakan nilai koreksi yang dihitung komputer berdasarkan viskositas fluida dan sifat fisik lainnya yang ditentukan oleh pengguna. Namun, di Tiongkok, hanya beberapa produsen yang menawarkan batas atas viskositas atau koreksi viskositas, sementara banyak yang tidak menyediakan data tersebut.
Pelampung tipe palu (Pelempar No. 12, 13, 14, dan 15 pada Gambar 1) sangat dipengaruhi oleh viskositas fluida. Karena viskositas fluida sangat bervariasi antar fluida, perhatian khusus harus diberikan selama pemilihan. Perubahan viskositas sekecil apa pun dapat berdampak signifikan—misalnya, ketika suhu air naik dari 5°C menjadi 40°C pada suhu ruangan, viskositas kinematiknya menurun dari 1,52×10⁻⁶ m²/s menjadi 0,66×10⁻⁶ m²/s.
Untuk rotameter tabung kaca tipe LZB dengan diameter 15–40 mm (Floater No. 3 pada Gambar 1), kesalahan akibat suhu (terutama akibat perubahan viskositas) berkisar antara 0,1%–0,25% per °C. Namun, untuk meter berdiameter 6 mm, efek ini dapat mencapai sekitar 1% per °C.
Ketika digunakan dengan gas, kecuali hidrogen dan helium, perbedaan viskositas kinematik antara berbagai gas dan udara dapat diabaikan. Oleh karena itu, viskositas memiliki pengaruh yang kecil terhadap pembacaan aliran—kecuali pada meter berdiameter kecil dan aliran rendah (misalnya, meter berdiameter 6 mm yang digunakan dengan helium dapat menunjukkan dampak viskositas 10%–30% lebih rendah daripada udara setelah koreksi densitas gas). Dalam kebanyakan kasus, pengaruh viskositas terhadap indikasi aliran dapat diabaikan.
5.3 Pembagian Skala, Akurasi, dan Kemampuan Jangkauan
Rotameter pembacaan langsung
Flowmeter pembacaan langsung mempunyai empat jenis skala indikasi aliran: skala rasio Dt/d, skala persentase, skala laju aliran langsung, dan skala milimeter.
Skala rasio menyatakan rasio diameter pelampung (d) terhadap diameter tabung yang sesuai (). Metode ini jarang digunakan pada produk rumah tangga.
Skala persentase menampilkan laju aliran sebagai persentase dari nilai skala penuh (100%). Keunggulannya adalah kemudahan konversi ketika sifat fluida atau kondisi operasi berubah.
Skala laju aliran langsung dikalibrasi untuk kondisi fluida tertentu (biasanya air untuk cairan dan udara untuk gas). Meskipun memberikan pembacaan yang intuitif, skala ini menjadi kurang praktis dibandingkan skala persentase ketika kondisi aktual menyimpang dari kondisi kalibrasi, sehingga memerlukan konversi.
Skala milimeter mengukur tinggi pelampung, yang kemudian direferensikan silang dengan kurva atau tabel data yang menyertainya untuk menentukan laju aliran. Skala ini biasanya digunakan dalam aplikasi yang hanya perlu memantau posisi pelampung (bukan nilai aliran yang tepat).
Beberapa model menggabungkan skala laju aliran milimeter dan langsung untuk fungsionalitas ganda.
Rotameter adalah instrumen dengan akurasi rendah hingga sedang. Untuk rotameter tabung kaca serbaguna, kesalahan dasar adalah 2,5%~5% FS untuk diameter kurang dari 6 mm, 2,5% FS untuk 10~15 mm, dan 1%~2,5% FS untuk 25 mm ke atas. Rotameter tabung logam memiliki kesalahan dasar 1%~2,5% FS untuk tipe indikasi lokal dan 1%~4% FS untuk tipe transmisi jarak jauh. Model tahan korosi menunjukkan akurasi yang lebih rendah lagi. Beberapa instrumen berstruktur khusus, seperti rotameter tabung kaca tipe pendek dengan panjang skala hanya 2~3 kali diameter apung dan rotameter tabung logam bertekanan tinggi, memiliki kelas akurasi serendah 5~10.
Kisaran sebagian besar rotameter tabung kaca adalah 10:1, sementara model tabung pendek dan diameter 100 mm memiliki kisaran 5:1. Rotameter tabung logam umumnya menawarkan kisaran (5:1)~(10:1).
5.4 Tekanan Fluida, Suhu, dan Kehilangan Tekanan RotaMeter
Tekanan dan suhu kerja fluida yang diukur harus lebih rendah dari nilai terukur meter. Untuk fluida pada suhu yang lebih tinggi, beberapa produsen menetapkan penurunan tekanan terukur, yang biasanya tertera dalam katalog produk dan panduan pengguna. Rotameter tabung kaca tidak boleh digunakan untuk gas bertekanan tinggi atau cairan bertekanan tinggi yang melebihi titik didihnya; sebagai gantinya, rotameter tabung logam harus dipilih.
Rotameter tabung kaca memiliki kehilangan tekanan yang relatif rendah, biasanya 0,2–2 kPa untuk diameter kecil dan 2–8 kPa untuk model 10–100 mm. Rotameter tabung logam menunjukkan kehilangan tekanan yang sedikit lebih tinggi, umumnya 2–8 kPa, dengan beberapa model mencapai 18–25 kPa. Data kehilangan tekanan sebaiknya dicantumkan dalam katalog produk dan panduan pengguna, meskipun informasi ini sering kali diabaikan.
Tekanan operasi minimum fluida harus beberapa kali lebih tinggi daripada kehilangan tekanan. Untuk gas, tekanan yang terlalu rendah dapat dengan mudah menyebabkan pulsasi pelampung. Beberapa manual instrumen menetapkan persyaratan tekanan fluida minimum, sementara yang lain merekomendasikan bahwa tekanan operasi minimum untuk cairan setidaknya 2 kali lipat dari kehilangan tekanan, dan 5 kali lipat untuk gas.
6. Pertimbangan Pemasangan dan Penggunaan Rotameter
6.1 Arah pengukur aliran
Sebagian besar rotameter harus dipasang vertikal pada pipa bebas getaran, tanpa kemiringan yang signifikan, untuk memastikan fluida mengalir ke atas melalui meter. Gambar 3 mengilustrasikan pengaturan sambungan pipa yang umum, termasuk sistem bypass untuk pemeliharaan tanpa gangguan aliran. Sudut (θ) antara garis tengah rotameter dan garis tegak lurus vertikal umumnya tidak boleh melebihi 5°. Untuk model presisi tinggi (kelas akurasi 1,5 atau lebih tinggi), θ ≤ 2° diperlukan. Sudut kemiringan θ = 12° dapat menimbulkan kesalahan pengukuran tambahan sebesar 1%.
Berbeda dengan flowmeter lainnya, rotameter tidak sepenuhnya membutuhkan pipa lurus yang panjang di hulu. Beberapa produsen mungkin merekomendasikan panjang (2–5)D, tetapi dalam praktiknya, hal ini jarang diperlukan.
Gambar 3 Contoh sambungan pipa
Namun, silverinstruments.com menawarkan rotameter arah aliran lain, seperti rotameter horizontal atau arah aliran dari atas ke bawah. Silakan hubungi silverinstruments.com untuk mendapatkan detail teknis lebih lanjut.
Rotameter horizontal dari silverinstruments.com
6.2 Instalasi untuk pengukuran aliran fluida kotor
Filter harus dipasang di hulu flowmeter. Untuk rotameter tabung logam dengan kopling magnetik yang menangani cairan yang berpotensi mengandung partikel feromagnetik, filter magnetik (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4) harus dipasang di hulu.
Menjaga kebersihan pelampung dan tabung meruncing sangat penting, terutama untuk instrumen berdiameter kecil di mana kontaminasi kecil sekalipun dapat secara signifikan memengaruhi keakuratan pengukuran.
Gambar 4. Rakitan filter magnetik
Kebersihan pelampung dan tabung meruncing harus dijaga, terutama untuk meteran berlubang kecil, karena kontaminasi kecil sekalipun dapat memengaruhi keakuratan pengukuran secara signifikan.
Sebagai contoh, pada rotameter tabung kaca berdiameter 6 mm yang mengukur air bersih di laboratorium, dengan laju alir 2,5 L/jam, setelah 24 jam beroperasi, nilai indikasi aliran meningkat beberapa persen karena adanya kontaminan tak terlihat yang menempel pada permukaan pelampung. Melepas pelampung dan mengelapnya dengan kain kasa akan mengembalikan nilai indikasi aliran semula. Jika perlu, pipa pembilasan dapat dipasang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 untuk pembilasan berkala.
Gambar 5 Konfigurasi pipa pembilasan
6.3 Instalasi untuk Aliran Berdenyut
Jika aliran itu sendiri berdenyut—seperti ketika ada pompa bolak-balik atau katup kontrol di hulu lokasi meter yang dituju, atau variasi beban yang signifikan di hilir—posisi pengukuran harus diubah, atau sistem perpipaan harus dimodifikasi dengan tindakan kompensasi, seperti menambahkan tangki penyangga.
Jika denyut disebabkan oleh meter itu sendiri—misalnya, tekanan gas yang terlalu rendah selama pengukuran, katup hulu yang tidak terbuka sepenuhnya, atau katup kontrol yang tidak dipasang di hilir meter—perbaikan yang terarah harus dilakukan untuk mengurangi masalah tersebut. Sebagai alternatif, meter dengan mekanisme peredam dapat dipilih.
6.4 Instalasi untuk Jangkauan yang Lebih Luas
Ketika rentang pengukuran aliran yang dibutuhkan lebar (dengan rentang di atas 10), dua atau lebih rotameter tabung gelas dengan rentang aliran berbeda umumnya digunakan secara paralel. Tergantung pada laju aliran yang diukur, satu atau beberapa meter dapat dipilih untuk operasi seri—menggunakan meter rentang yang lebih kecil untuk laju aliran rendah dan meter rentang yang lebih besar untuk laju aliran tinggi.
Metode sambungan seri lebih mudah dioperasikan daripada pengaturan paralel, karena menghilangkan kebutuhan untuk sering mengganti katup. Namun, metode ini menghasilkan kehilangan tekanan yang lebih tinggi.
Sebagai alternatif, satu meter dapat dilengkapi dengan dua pelampung dengan bentuk dan berat yang berbeda—menggunakan pelampung yang lebih ringan untuk pembacaan aliran rendah dan beralih ke pelampung yang lebih berat setelah mencapai puncak. Metode ini dapat memperluas jangkauan hingga 50–100.
6.5 Menghilangkan Terjebaknya Gas dalam Pengukuran Cairan
Untuk rotameter tabung logam sudut dengan koneksi saluran masuk/keluar non-linier, perhatian khusus harus diberikan untuk memastikan tidak ada udara sisa di dalam selongsong ekstensi yang menyalurkan perpindahan pelampung—terutama saat mengukur cairan. Jika cairan mengandung gelembung mikro, gelembung tersebut dapat dengan mudah terakumulasi di dalam selongsong, sehingga ventilasi secara teratur sangat penting.
Hal ini terutama penting untuk flowmeter lubang kecil, karena gas yang terperangkap dapat secara signifikan mempengaruhi keakuratan pengukuran aliran.
6.6 Konversi Nilai Aliran yang Diperlukan
Kecuali jika flowmeter secara khusus disesuaikan oleh pabrikan berdasarkan parameter medium sebenarnya (seperti densitas dan viskositas), flowmeter cairan biasanya dikalibrasi dengan air, sedangkan flowmeter gas dikalibrasi dengan udara—dengan nilai yang ditetapkan dalam kondisi rekayasa standar.
Jika densitas fluida, tekanan gas, atau suhu pada kondisi operasi aktual berbeda dari standar kalibrasi, konversi yang diperlukan harus dilakukan. Rumus dan metode konversi terperinci dapat diperoleh di silverinstruments.com.
6.7 Kalibrasi dan Verifikasi Rotameter
Untuk rotameter, kalibrasi/verifikasi cairan biasanya menggunakan metode meter standar, metode volumetrik, atau metode gravimetri, sementara kalibrasi gas umumnya menggunakan metode pembuktian bel, dengan metode film sabun diterapkan untuk laju aliran rendah.
Beberapa produsen internasional telah mengadopsi kalibrasi kering untuk unit yang diproduksi massal. Hal ini melibatkan pengendalian dimensi tabung tirus dan berat/ukuran pelampung secara presisi untuk menentukan nilai aliran secara tidak langsung, sehingga mengurangi biaya. Hanya instrumen presisi tinggi yang menjalani kalibrasi aliran aktual. Produsen domestik juga secara ketat mengontrol diameter dalam awal, sudut tirus tabung, dan dimensi pelampung, dengan verifikasi aliran aktual yang terutama berfungsi untuk memeriksa kualitas permukaan dalam tabung tirus.
Instrumen yang diproduksi oleh produsen tersebut memiliki tabung meruncing dan pelampung yang dapat dipertukarkan, sehingga menghilangkan perlunya penggantian rakitan lengkap.
Metode master flow meter merupakan pendekatan kalibrasi yang sangat efisien dan disukai oleh produsen. Beberapa produsen menyempurnakan metode ini dengan membagi rentang aliran tertentu menjadi beberapa segmen menggunakan rotameter tabung kaca meruncing dengan sudut lancip yang lebih kecil. Hal ini memperpanjang panjang skala meter standar dan meningkatkan akurasinya, sehingga memungkinkan kalibrasi dengan presisi dan efisiensi tinggi.
Kalibrasi rotameter
6.8 Pemecahan Masalah
1) Laju aliran aktual tidak sesuai dengan nilai yang ditunjukkan
Pertama, jika berat, volume, atau diameter maksimum pelampung atau tabung tirus berubah karena korosi, atau jika diameter dalam tabung tirus berubah, solusinya adalah menggantinya dengan bahan tahan korosi. Perlu dicatat bahwa jika pelampung yang diganti memiliki dimensi yang sama dengan yang asli, kalibrasi ulang dapat dilakukan berdasarkan berat dan kepadatan yang baru. Namun, jika dimensinya juga berbeda, kalibrasi ulang secara menyeluruh wajib dilakukan. Selain itu, jika permukaan silinder diameter maksimum pelampung menjadi kasar karena keausan, hal itu akan memengaruhi akurasi pengukuran secara signifikan, sehingga memerlukan penggantian dengan pelampung baru. Untuk pelampung yang terbuat dari atau dilapisi plastik rekayasa, pembengkakan dapat terjadi, yang mengubah diameter dan volume maksimum. Dalam kasus seperti itu, pelampung yang terbuat dari bahan yang lebih sesuai harus digunakan.
Kedua, jika kerak, kotoran, atau kontaminan lain menempel pada pelampung atau tabung meruncing, akurasi pengukuran akan terganggu. Dalam situasi ini, pembersihan pelampung dan tabung meruncing secara menyeluruh diperlukan. Namun, pembersihan harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak merusak permukaan bagian dalam tabung meruncing dan permukaan silinder pelampung, serta memastikan kehalusan aslinya tetap terjaga.
Lebih lanjut, perubahan sifat cairan juga dapat menyebabkan deviasi pengukuran. Jika densitas, viskositas, atau parameter cairan lainnya berbeda dari spesifikasi desain, laju alir harus dikoreksi atau dievaluasi ulang berdasarkan parameter baru. Demikian pula, untuk gas, uap, atau fluida kompresibel, variasi suhu dan tekanan dapat berdampak signifikan pada pengukuran aliran. Oleh karena itu, konversi dan koreksi harus dilakukan sesuai dengan kondisi operasi yang baru.
Jika denyut aliran atau fluktuasi tekanan gas yang cepat menyebabkan pembacaan yang tidak stabil, pergerakan pelampung sesekali mungkin memiliki dampak minimal. Namun, dalam kasus osilasi periodik, perangkat peredam harus dipasang di sistem perpipaan, atau instrumen dengan mekanisme peredam harus digunakan untuk meningkatkan stabilitas.
Selain itu, keberadaan gelembung dalam cairan atau tetesan dalam gas dapat mengubah densitas fluida, sehingga memengaruhi hasil pengukuran. Oleh karena itu, tindakan yang diperlukan harus diambil untuk menghilangkan gangguan ini.
Terakhir, saat mengukur aliran cairan, jika gas terperangkap di zona mati di dalam instrumen, hal itu dapat mengganggu daya apung pelampung. Efek ini khususnya terasa pada meter aliran kecil atau selama operasi aliran rendah. Oleh karena itu, gas yang terperangkap harus segera dikeluarkan untuk memastikan akurasi pengukuran.
Singkatnya, tindakan pencegahan yang tepat—seperti penggantian material, pembersihan komponen, koreksi parameter, dan optimalisasi sistem—harus diterapkan tergantung pada penyebab spesifik untuk menjamin keakuratan dan stabilitas pengukuran aliran.
2) Fluktuasi aliran dengan gerakan mengapung atau penunjuk yang lambat
Bila laju aliran berubah tetapi pelampung atau penunjuk bereaksi lambat, beberapa faktor mungkin menjadi penyebabnya, yang masing-masing memerlukan tindakan perbaikan spesifik.
Salah satu penyebab utamanya adalah adanya partikel asing di antara pelampung dan poros pemandu, atau poros pemandu yang bengkok, yang dapat menghambat pergerakan. Untuk mengatasi hal ini, rakitan harus dibongkar, dibersihkan, dan kotoran atau endapan yang mengeras dihilangkan. Jika poros pemandu bengkok—seringkali karena aktuasi katup elektromagnetik yang cepat yang menyebabkan pergerakan pelampung tiba-tiba—poros tersebut harus diluruskan. Selain itu, menyesuaikan pengoperasian katup untuk mengurangi perubahan aliran yang tiba-tiba dapat mencegah terulangnya hal ini.
Masalah umum lainnya adalah penumpukan serbuk atau partikel besi di sekitar magnet pada rakitan pelampung kopling magnetik. Hal ini dapat diatasi dengan membongkar unit dan membersihkan komponen yang terdampak. Selama operasi awal, pembilasan pipa melalui bypass (tanpa cairan yang melewati flowmeter) membantu menghilangkan kontaminan. Untuk mencegah penumpukan karat jangka panjang pada pipa, disarankan untuk memasang filter magnetik di hulu meter.
Dalam beberapa kasus, mekanisme penghubung atau penunjuk di bagian indikator mungkin macet. Memindahkan penghubung yang terhubung secara magnetis secara manual dapat membantu mengidentifikasi titik-titik pengikatan, yang kemudian harus disesuaikan. Selain itu, poros dan bantalan yang berputar harus diperiksa untuk menemukan sumbatan—kotoran apa pun harus dibersihkan, atau komponen yang aus harus diganti.
Untuk flowmeter dengan komponen plastik, pembengkakan pelampung plastik rekayasa, tabung meruncing, atau lapisan—atau ekspansi termal—dapat menyebabkan kemacetan. Solusinya adalah mengganti komponen ini dengan material yang tahan terhadap media yang diukur. Untuk aplikasi suhu tinggi, komponen logam lebih disukai daripada plastik untuk menghindari deformasi.
Terakhir, kopling magnetik yang melemah akibat kerusakan magnet dapat menghambat sinkronisasi pelampung-ke-penunjuk yang tepat. Untuk mendiagnosis hal ini, meter harus dilepas, dan pelampung digerakkan secara manual untuk memeriksa apakah penunjuk bergerak dengan lancar. Jika pergerakannya tidak konsisten, magnet harus diisi ulang atau diganti. Untuk mencegah kerusakan magnetik, benturan antar komponen yang terhubung harus dihindari.
Singkatnya, respons pelampung atau penunjuk yang lambat dapat disebabkan oleh hambatan mekanis, interferensi magnetik, degradasi material, atau kopling yang melemah. Penanganan masalah yang tepat—seperti pembersihan, penggantian komponen, atau penyesuaian operasional—memastikan pengukuran aliran yang akurat dan responsif.
Berikut adalah tabel sederhana untuk menjelaskannya
Symptom
|
Possible Causes
|
Corrective Actions
|
Flow reading drift
|
Float contamination
|
Clean with lint-free cloth
|
Pointer sticking
|
Magnet degradation
|
Recharge/replace magnets
|
Erratic float movement
|
Pulsating flow
|
Install dampener
|
Zero drift
|
Gas entrapment (liquids)
|
Vent the meter
|