Lima Jenis Pengukur Aliran
2019/12/17
Mengukur laju aliran merupakan langkah penting, terutama saat bekerja di pabrik industri besar karena dapat menunjukkan kerugian atau keuntungan suatu bisnis. Untuk mengukur laju aliran, baik berdasarkan massa maupun volume, digunakan alat yang disebut flow meter. Alat ini bekerja dengan mengukur jumlah cairan yang melewati pipa.

Flow meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah fluida yang mengalir melalui pipa.
Apa fungsi dari flow meter?
Pengukur aliran digunakan dalam berbagai aplikasi untuk mengukur laju aliran massa atau volume. Penggunaan spesifik pengukur menentukan kapasitas dan jenisnya. Fluida cair dan gas sama-sama diukur dengan laju aliran massa atau volume karena keduanya berkaitan dengan densitas suatu material. Dalam persamaan m=Q xp, Q adalah laju aliran volume sedangkan massa adalah m.

Pengukuran aliran volume atau massa dengan flow meter.
Lima Jenis Pengukur Aliran yang Berbeda
Terdapat beberapa jenis flow meter, tergantung pada penggunaan dan desain, bahan, serta jenis fluida yang diukur oleh meter tersebut. Namun, secara umum terdapat lima jenis flow meter utama, yaitu:
1) Pengukur Aliran Tekanan Diferensial
Meter ini mengukur tekanan diferensial ketika aliran cairan berhubungan langsung dengan akar kuadrat dari tekanan diferensial yang dihasilkan. Meter ini memiliki komponen primer dan sekunder. Komponen primer menciptakan perubahan energi kinetik keseluruhan dengan menggunakan tabung pilot, pelat orifice,
meter aliran seimbang , nosel aliran, atau beberapa meter aliran venturi. Kemudian, komponen sekunder mengukur tekanan diferensial untuk memberikan sinyal. Jenis meter tekanan ini mencakup sekitar dua puluh persen dari keseluruhan meter aliran, paling umum di industri gas/minyak. Industri lain yang menggunakan meter aliran tekanan diferensial adalah perusahaan minuman, farmasi, kertas, pertambangan, HVAC, dan aplikasi kimia.
2) Pengukur Aliran Perpindahan Positif (PD)
Meter PD mengukur volume di area yang diisi dengan cairan, mendorong cairan ke depan, lalu mengisinya kembali. Ini menghitung jumlah cairan yang telah dipindahkan. Berbeda dengan meter lain yang mengukur elemen lain dan kemudian mengubah angka menjadi laju aliran, meter ini mengukur aliran cairan sebenarnya di dalam meter. Di sini, output berhubungan langsung dengan volume cairan yang melewati meter aliran. Jenis meter PD meliputi
meter aliran roda gigi oval , meter tipe baling-baling putar, meter piston, meter cakram berputar, dan lainnya. Ini adalah jenis meter aliran yang paling akurat, paling sering digunakan dalam memindahkan cairan dan oli seperti hidrolik atau bensin. Meter ini juga digunakan di rumah untuk aplikasi gas atau air.

Pengukur aliran perpindahan positif
Keunggulan penggunaan flow meter perpindahan positif
✅ Pengukur aliran presisi tinggi, pengukur aliran PD mengukur langsung volume fluida tetap melalui cara mekanis, sehingga akurasinya sangat tinggi, akurasi dapat mencapai 0,2% ~ 0,5%
✅ Tidak sensitif terhadap perubahan viskositas: Tidak seperti
flow meter turbin atau flow meter vortex, akurasi flow meter volumetrik relatif kurang terpengaruh oleh perubahan viskositas fluida. Alat ini sangat cocok untuk mengukur fluida dengan viskositas tinggi seperti minyak berat, minyak pelumas, sirup, resin,
aspal , lelehan polimer, dll. Dalam aplikasi ini, akurasi jenis flow meter lainnya akan menurun secara signifikan.
✅ Alat ini sangat populer dalam situasi yang membutuhkan pengukuran presisi tinggi untuk serah terima perdagangan (seperti minyak, gas cair, bahan baku kimia).
✅ Performa
pengukuran aliran rendah yang sangat baik:
Karena prinsip pengukurannya didasarkan pada perpindahan fluida yang sebenarnya, flow meter perpindahan positif dapat mempertahankan akurasi tinggi bahkan pada laju aliran yang sangat rendah. Alat ini memiliki sensitivitas rendah terhadap kecepatan aliran fluida. Sangat cocok untuk mengukur aliran kecil atau aliran yang terputus-putus.

Pengukur aliran kecil
✅ Persyaratan rendah untuk bagian pipa lurus:
Prinsip pengukurannya kurang terpengaruh oleh distribusi kecepatan fluida, sehingga biasanya tidak memerlukan bagian pipa lurus yang panjang di hulu dan hilir seperti flow meter turbin atau flow meter magnetik untuk menstabilkan medan aliran. Hal ini membuat flow meter turbin lebih menguntungkan dalam situasi di mana ruang instalasi terbatas.
Keterbatasan alat ukur aliran perpindahan positif
× Kehilangan tekanan: Karena kebutuhan fluida untuk mendorong bagian-bagian bergerak internal (roda gigi, rotor, piston, dll.), sejumlah kehilangan tekanan akan terjadi, biasanya lebih tinggi daripada pengukur aliran elektromagnetik atau
pengukur aliran ultrasonik .
× Persyaratan kebersihan: Untuk jenis dengan celah yang presisi seperti roda gigi elips dan piston berputar, partikel padat atau kotoran dalam fluida dapat menyebabkan peningkatan keausan, kemacetan, atau penurunan akurasi. Filter perlu dipasang.
× Persyaratan perawatan: Terdapat bagian-bagian bergerak di dalamnya yang mungkin mengalami keausan setelah pengoperasian jangka panjang, sehingga memerlukan perawatan rutin, kalibrasi, dan kemungkinan penggantian komponen (seperti bantalan dan segel poros).
× Getaran dan pulsasi: Bagian mekanis yang bergerak dapat menghasilkan getaran atau kebisingan, dan pulsasi fluida juga dapat memengaruhi kinerja dan masa pakainya.
× Tidak cocok untuk diameter pipa besar dan laju aliran tinggi: Karena ukuran dan kekuatan struktur mekanisnya, biasanya tidak cocok untuk diameter pipa dan laju aliran yang sangat besar; ukuran maksimum untuk perpindahan positif adalah sekitar 10 inci.

Pengukur aliran perpindahan positif 10 inci
3) Pengukur Aliran Kecepatan
Pengukur aliran ini mengukur kecepatan aliran cairan untuk menentukan laju aliran volumetrik. Pengukur ini kurang sensitif jika bilangan Reynolds suatu cairan lebih besar dari 10.000. Jenis-jenis pengukur aliran ini meliputi
pengukur aliran roda dayung, turbin, pusaran penghancur aliran, sonik/ultrasonik, dan elektromagnetik .
Pengukur aliran tipe kecepatan - Pengukur aliran turbin
Pengukur aliran turbin menggunakan fluida untuk menggerakkan turbin agar berputar, dan kecepatannya berbanding lurus dengan laju aliran. Bilah yang berputar memotong kumparan induksi magnetik untuk menghasilkan sinyal pulsa, yang kemudian dikonversi untuk mendapatkan laju aliran.
Keuntungan:
✅ Presisi tinggi (± 0,5%), rasio rentang lebar (10:1)
✅ Respons cepat (tingkat milidetik), cocok untuk aliran berdenyut
✅ Struktur kompak dengan kehilangan tekanan minimal
✅ Pengukur aliran dengan biaya rendah
Kekurangan:
× Bantalan rentan terhadap keausan (membutuhkan perawatan rutin)
× Persyaratan tinggi untuk kebersihan media (partikel padat dapat menyumbat bilah)
× Sangat dipengaruhi oleh viskositas (akurasi menurun pada fluida dengan viskositas tinggi)
Aplikasi umum:
Industri Perminyakan/Kimia: Pengukuran Perdagangan Minyak Jadi dan Gas Cair, diesel, kerosin
Pengolahan air: pemantauan air keran dengan aliran tinggi, air bersih, air minum
Energi: pengukuran di stasiun pengatur tekanan gas alam
Kedokteran: Pengendalian Pengisian Cairan Bersih.pelarut
Skenario penggunaan: media aliran bersih, viskositas rendah (<10cP), dan stabil; Dilarang untuk cairan yang mengandung pengotor dan zat korosif
Pengukur aliran tipe kecepatan - pengukur aliran magnetik
Prinsip kerja
flowmeter elektromagnetik : Berdasarkan hukum induksi elektromagnetik Faraday, fluida konduktif memotong garis induksi magnetik untuk menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi (E=BDv), gaya gerak listrik berbanding lurus dengan laju aliran, dan laju aliran dihitung dengan deteksi elektroda.
Keuntungan:
✅ Komponen aliran tanpa hambatan: tidak ada kehilangan tekanan, cocok untuk cairan korosif/mengandung partikel, seperti HCL, H2SO3, larutan NaOH, bubur, air limbah
✅ Presisi tinggi (± 0,5%), rasio rentang lebar (20:1)
✅ Pengukuran dua arah, tahan tekanan tinggi (hingga 40MPa)
Kekurangan:
X Hanya mengukur cairan konduktif (konduktivitas > 5 μS/cm), tidak dapat mengukur minyak dan cairan organik.
Gelembung X memengaruhi akurasi
X Tidak dapat mengukur aliran gas dan aliran uap
Aplikasi umum:
Pengolahan air: pengukuran air limbah/air baku
Industri kimia: pemantauan transportasi asam/alkali/bubur
Makanan: Jalur Distribusi Minuman/Susu
Metalurgi: pengendalian aliran bubur
Pengukur aliran tipe kecepatan
- Pengukur aliran pusaran Prinsip kerja
flowmeter pusaran : Ketika fluida mengalir melalui fluida resistif (generator pusaran), pusaran teratur (deretan pusaran Karman) dihasilkan secara bergantian di kedua sisi. Frekuensi pusaran berbanding lurus dengan kecepatan aliran, dan laju aliran dihitung dengan mendeteksi frekuensi melalui sensor.
Keuntungan
✅ Tanpa bagian yang bergerak: Tahan aus, biaya perawatan rendah
✅ Media yang dapat diaplikasikan secara luas: gas/cair/uap dapat diukur
✅ Rasio rentang lebar (10:1), tahan suhu tinggi (kurang dari 450°C)
Kekurangan
X Kecepatan aliran rendah dengan akurasi buruk (harus >0,5 m/s)
Sensitivitas getaran X (memerlukan pemasangan braket peredam getaran)
X Persyaratan tinggi untuk bagian pipa lurus (pertama 20D dan kemudian 5D)
Aplikasi umum
Pengukuran uap: Uap boiler/jaringan pipa industri (uap jenuh/uap superpanas)
Energi: Penyelesaian Perdagangan Gas Alam/Udara Terkompresi
Industri
kimia : pemantauan aliran pelarut/gas cair
Pemanasan: Pengukuran sistem sirkulasi air panas
4) Pengukur Aliran Massa
Meter ini paling baik digunakan dalam proses yang berkaitan dengan massa karena mengukur gaya yang dihasilkan dari percepatan massa. Secara detail, gaya dicatat sebagai pergerakan massa per satuan waktu, bukan volume per satuan waktu. Subtipe meter aliran massa meliputi
meter aliran dispersi termal dan meter aliran massa Coriolis. Penggunaan paling umum untuk meter ini adalah yang terkait dengan industri kimia dan gas. Area penggunaan lainnya adalah pembangkit listrik, pertambangan, farmasi, dan pengolahan air limbah.
Pengukur aliran massa termal
Prinsip
Pengukur Aliran Gas Termal : Berdasarkan prinsip difusi termal, perbedaan suhu antara sensor pemanas dan sensor suhu bervariasi dengan laju aliran gas, dan laju aliran dihitung dengan mengukur perbedaan suhu atau perubahan daya pemanasan.
Keuntungan:
✅ Tanpa bagian yang bergerak: bebas perawatan, tahan getaran
✅ Sensitivitas kecepatan aliran ultra rendah (diukur dari 0,05 m/s)
✅ Rasio rentang sangat lebar (100:1), dengan persyaratan rendah untuk bagian pipa lurus.
Kekurangan:
X Hanya berlaku untuk gas (cair/uap tidak berlaku)
Hasil pengukuran gas X dipengaruhi oleh komposisi gas.
Kondisi debu/kabut minyak yang tinggi dapat dengan mudah mencemari probe.
Aplikasi umum:
Perlindungan Lingkungan: Pemantauan Emisi Gas Buang/Gas Buang (Sistem CEMS)
Energi: Pengukuran aliran udara terkompresi/gas alam
Semikonduktor: Pengukuran gas khusus dengan kemurnian tinggi (Ar/N₂)
HVAC: Pengendalian aliran saluran pasokan udara
Pengukur aliran Coriolis
Prinsip kerja
flowmeter massa Coriolis : Ketika fluida mengalir melalui tabung pengukur yang bergetar, gaya Coriolis dihasilkan, menyebabkan pergeseran fasa pada dinding tabung. Pergeseran tersebut sebanding dengan laju aliran massa fluida, dan laju aliran dihitung dengan mendeteksi perbedaan fasa melalui sensor (yang mengukur densitas secara sinkron).
keuntungan:
✅ Mengukur laju aliran massa secara langsung (tanpa konversi volume) dengan akurasi sangat tinggi (± 0,1%)
✅ Pengukuran multi parameter: pengukuran simultan aliran massa, densitas, suhu, dan laju aliran volume.
✅ Media yang dapat diaplikasikan secara luas: cairan/gas/bubur/cairan dengan viskositas tinggi
Kekurangan:
X Biaya sangat tinggi (3-5 kali lebih mahal daripada flow meter lainnya)
X Kehilangan tekanan tinggi (karena struktur kompleks yang mengakibatkan hambatan aliran tinggi)
X Diameter pipa besar dibatasi, ukuran maksimal DN250
Aplikasi umum:
Industri petrokimia: pengalihan perdagangan minyak mentah, pengukuran aditif yang tepat.
Makanan dan obat-obatan: isian dengan rasio sirup/molase/lotion
Energi: Pemantauan aliran kualitas LNG
Penelitian: Analisis Eksperimental Aliran Multiphase
5) Pengukur Aliran Saluran Terbuka
Meter aliran saluran terbuka mengukur cairan di dalam saluran terbuka seperti bendungan, saluran air, atau lekukan berbentuk V. Ini adalah saluran luapan, yaitu struktur bendungan, yang memungkinkan cairan dalam jumlah kecil atau sangat pekat mengalir bebas tergantung pada ukuran dan bentuk strukturnya. Meter aliran saluran terbuka memungkinkan pengukuran laju aliran. Penggunaan paling umum dari meter aliran ini adalah dalam lingkungan cairan yang mengalir bebas, seperti sungai, aliran air, sistem saluran pembuangan/air limbah, atau saluran irigasi.

Pengukur aliran saluran terbuka untuk saluran air irigasi.
Produk Terkait: