< Previous | 70 Teknik Pengukuran Besaran Proses liter / jam, pada ujung atas pipa dihubungkan pula sebuah pengukur tekanan (dengan pencabangan tersendiri). Mula mula tekanan dalam pipa berangsur angsur baik,sampai ada gas yang keluar dan alirannya mencapai kecepatan keluar yang konstan. Ini diatur dengan katup atau pengaturan lain. Tekanan minimum dalam pipa gelembung untuk terpeliharanya gas tersebut harus lebih tinggi dari tekanan karena tinggi zat cair diatas keluarnya gas (mulut pipa). Dengan demikian tentu saja gambar yang disiapkan untuk sesuatu tujuan pengukuran harus mempunyai tekanan yang lebih tinggi dari head maksimum yang diukur. Tekanan pada sistem diukur dengan meter tekanan biasa yang dapat kita kalibrasi untuk pembacaan tinggi permukaan.tekanan ini seharusnya dapat diukur dengan instrument pengukuran apa saja, tetapi yang cocok. Daerah ukurnya tegantung pada berapa tinggi harus diukur (tinggi perubahan kedudukan permukaan),dan berat jenisrelatif cairan. Sebagai contoh kalau berat jenis relative sama dengan 1,0 maka yang dipakai adalah pengukuran tekanan diafragma; perubahan atau variasi perubahan kedudukan permukaan yang dapat diukur adalah dari sekitar 10 cm sampai 45 cm. Kalau yang dipakai adalah meter yang berdasarkan pada tekanan (dipakai sebagai pengukur tekanan statis, maka lebar perubahan kedudukan permukaan yang dapat diukur dari sekitar 12,5 cm sampai 10 m dan beban yang dipakai pengukur tekanan pegas 3,75 m sampai 75 m. Penunjuk dapat dipasang sampai 300 m dari bejana,dan kedudukannya dapat lebih tinggi maupun lebih rendah dari bejana. Kecepatan masuknya gas kedalam pipa gelembung sebaiknya diatur dengan menggunakan penyempitan (oriface)dan regulator beda tekanan. Kecepatan aliran gas ini seringkali diukur dengan sebuah kecil.alat alat ini dapat kita peroleh dengan ukuran ukuran yang lebih kecil yang disesuaikan khusus untuk pemakaian pada sistem gelembung ini. Karena | 71 Teknik Pengukuran Besaran Proses harganya murah, mempertinggi ketelitian dengan pengadaan aliran yang konstan adalah pada tempatnya. Contoh tangki berisi oli dengan berat jenis 920 kg / m3penuh bila tinggi oli 3,5 m, berapakan tekanan minimum yang diperlukan,pada bagian bawah tabung yang masuk kedalam oli? Bila manometer tabung U digunakan sebagai pengukur tinggi permukaan,berapakah tinggi permukaan air raksa pada tabung U bila tangki penuh oli?( 휌 푎푖푟 푟푎푘푠푎=13.500kg/푚3 Tekanan karena tinggi zat cair = 휌 g h = 9,81 x 920 x 3,5 = 31.600푁푚2 = 0.316 atm Catatan : Tekanan ini bukan tekanan sumber, tetapi tekanan pada bagian tabung sekian yang masuk dalam oli. Secara kasar, tekanan sumber kira-kira sekian tiga kali harga tekanan ini. P = 휌 g h 31.600 = 13.500 x 9,81 h h = = 0,238 = 23,8 cm. Pneumatik adalah suatu alat yang mengkombinasikan gelas gelembung. Kelep jarum (needle valve) dan kelep pengatur (regulator valve) dalam satu unit. Untuk alat ini kita tidak boleh menggunakan udara, tetapi menggunakan zat asam arang ( karbon dioksida) atau gas lainnya, misalnya pada pengilangan minyak. Pada gambar 3.32 terlihat skema pneumerstat. | 72 Teknik Pengukuran Besaran Proses Instalasi untuk tangki tertutup dapat dimodifikasikan dengan menggunakan sistem pengukur beda tekanan seperti terlihat pada gambar 3.33. pada pemasangan alat ini kita gunakan pipa kedua yang menghubungkan tangki bagian atas dengansalah satu sisi pengukur beda tekanan. Sistem gelembung udara ini tidak dapat selalu dipakai, misalnya tidak dapat dipakai untuk zat cair yang kental, korosi atau zat cair yang mudah menguap. Gelembung zat cair kira-kira sama dengan gelembung gas karenanya dapat dipakai sebagai penggantinya. Dalam beberapa hal zat cair yang digunakan adalah hasil distilasi isi tangki atau air atau zat cair lain yang tidak bereaksi dengan isi tangki. Gambar 3.32 : Pneumerstat Gambar 3.33 : Gelembung udara pada tangki tertutup | 73 Teknik Pengukuran Besaran Proses 1.6. Sistem kotak diafragma Mirip sekali dengan penyekat diafragma yang dipakai pada pengukur- pengukur tekanan biasa. Perbedaannya ialah bahwa di sini diafragmanya tidak terang,tipis, dan fleksibel dan sistem ini disi dengan udara. Kotak diafragmanya biasanya digantung didalam bejana dengan menggunakan rantai atau bila air dalam bejana mengalir dengan menggunakan penahan-penahan yang kaku. Kotak dihubungkan dengan penerima tekanan (rekorder atau manometer ). Perhitungan tekanan, head dan berat jenis. Dalam hal ini sama dengan sistem gelembung. Instrument ukur ini dapat ditempatkan sampai sejauh 150 m dari bejana lebih tinggi atau lebih rendah. Daerah ukur : perubahan kedudukan permukaan dari 0.5 m sampai 75 m. Untuk zat cair yang korosif penggunaanya agak terbatas. Kotak dibuat dari besi tuang, dan diafragma dari kain neoprene (karet plastik). Lihat gambar 3.34. Untuk mencegah korosi atau rusaknya diafragma di sinipun dapat digunakan pemisah berupa zat cair (liquid seal),sedang untk suspense (cairan yang mengandung butiran-butiran halus padat)ujung terbuka dari kotak dapat dibersihkan dengan menambahkan suatu sistem penyembur. Pada sistem ini harus diperhatikan agar keseluruhan sistem betul-betul kedap udara,karena kebocoran akan mengganggu sistem. 1.7. Sistem jebakan udara Hampir sama dengan sistem kotak diafragma tetapi tanpa diafragma; sebabnya ialah untuk beberapa jenis zat cair korosif tertentu tidak ada bahan yang cocok untuk diafragma. Alat penerima (pengukur)tekanan bekerja menurut besar kecilnya tekanan udara yang terjebak,dan mengenai hal-hal lainnya sama dengan sistem kotak diafragma. | 74 Teknik Pengukuran Besaran Proses Jenis pengukuran seperti ini terbatas oleh kemungkinan bahwa tekanan udaranya makin lama makin berkurang(karena kebocoran) untuk mengatasi hal ini harus kita tambahkan sebuah keran untuk mengisikan udara kedalam sistem sesering mungkin menurut kebutuhan.ketelitian pengukuran tekanan untuk mengetahui kedudukan permukaan cairan disini, secara teoritis sama dengan ketelitian dari pengukurnya sendiri. Bila penentuan kedudukan permukaan ini dengan dilakukan dengan pengukuran tekanan,maka kita dapat menentukan berat zat cairnya secara langsung.sedang penetuan volumenya masih tergantung pada berat jenis atau berat jenis relatif.dalam hal ini perubahan-perubahan temperature(yang mengakibatkan berubahnya berat jenis) akan menimbulkan kesalahan sesuai dengan besar kecilnya perubahan tersebut. 2. EVALUASI 1. Sebutkan beberapa factor yang perlu diperhatikan dalam cara pengukuran permukaan yang baik ! 2. Sebutkan dua cara pokok mengukur permukaan ! 3. Bagaimana cara kerja gelas penunjuk yang menggunakan magnet? 4. Terangkan cara mengatasi adanya ulakan pada waktu mengukur permukaan dengan pelampung! 5. Bagaimana cara memperoleh lebar skala yang diinginkan dengan menggunakan roda gigi pada pengukuran dengan pelampung? 6. Terangkan cara kerja levelmeter pelampung dengan poros putar! 7. Apakah keuntungan dari levelmeter dengan transmisi tekanan udara? | 75 Teknik Pengukuran Besaran Proses 8. Bagaimana cara mengadakan kompensasi terhadap temperatur yang dilaksanakan pada levelmeter dengan system transmisi hidrolik? 9. Terangkan cara kerja levelmeter berdasarkan konduktivitas ! Penjelasan disertai dengan rangkaiannya. 10. Gambarkan tranducer pneumatic dan terangkan cara kerjanya! 11. Berapakah frekuensi yang dipakai ada pengukuran permukaan dengan cara ultrasonic? 12. Pada sebuah tangki terbuka berisi air yang permukaannya diukur dengan menggunakan metode tabung U yang berisi air raksa. Jika perbedaan tinggi air raksa pada tabung U 12 cm, berapakah tinggi air dalam tangki tersebut? 13. Suatu zat cair yang tidak mengembun dengan berat jenis 0,92 terdapat dalam tangki tertutup dan tinggi permukaannya diukur dengan menggunakan tabung U yang berisi air raksa. Tinggi air raksa dalam tabung berbeda setinggi 12 cm sedangkan tinggi zat cair dalam pipa 40 cm diatas garis nol. Berapakah tinggi zat cair di dalam tangki? | 76 Teknik Pengukuran Besaran Proses PERCOBAAN 1 PENGUKURAN TEKANAN DENGAN PIPA U A. Tujuan 1. Mengenai jenis-jenis tekanan serta satuannya. 2. Mengenai penggunaan pipa U sebagai alat ukur tekanan. B. Alat Percobaan 1. Pipa U dengan kedua ujung terbuka dan dengan yang salah satu ujungnya tertutup. 2. Dua buah pengatur tekanan. 3. Selang plastik untuk penghubung. C. Teori Pada Umumnya bila kita membicarakan tekanan, maka yang dimaksud adalah tekanan dalam media fluida (gas dan cairan). Tekanan adalah suatu besaran scalar yang menyatakan besarnya gaya per satuan luas dan umumnya dinyatakan dalam satuan atm, psi, N/m2. Sering kali dinyatakan dalam tinggi kolom zat cair seperti inti air ( inch Hg ) mm H2O, mm Hg dan sebagainya. Dikenal empat macam tekanan : 1. Differential pressure ( tekanan selisih, beda tekanan ) 2. Gauge pressure ( tekanan gauge ) 3. Absolut pressure ( tekanan mutlak ) 4. Vacuum pressure ( tekanan hampa ) LEMBAR KERJA | 77 Teknik Pengukuran Besaran Proses Pada percobaan ini hanya akan dipelajari tiga macam tekanan, yaitu tekanan differential, tekanan gauge, dan tekanan mutlak dengan menggunakan pipa U. 1. Tekanan differensial menyatakan perbedaan tekanan antara dua buah tempat. 2. Tekanan gauge menyatakan perbedaan tekanan terhadap tekanan atmosfer setempat dan besarnya positif. 3. Tekanan mutlak merupakan tekanan total yang diukur terhadap tekanan hampa. Dengan demikian tekanan mutlak adalah yekanan gauge ditambah tekanan atmosfir setempat. D. Percobaan 1. Manometer differensial a. Susunlah alat- alat seperti pada gambar 1 dibawah ini dengan pipa U berisi air raksa. Atur posisinya sedemikian rupa sehingga ketika P1 = 0 dan P2 = 0 psig, h=0 Gambar 1.1. Pipa U berisi air raksa | 78 Teknik Pengukuran Besaran Proses b. Kemudian atur tekanan P1 dan P2 dengan katup pengatur sehingga diperoleh harga yang dikehendaki, Setiap kali catat besarnya selisih kedudukan air raksa pada kedua kaki h Tabel 1 - 1 No. P1 ( psig ) P2 (Psig ) P H (CmHg) 1 2 psig 2,0 psig 2 2 psig 2,5 psig 3 2 psig 3,0 psig 4 2 psig 3,5 psig 5 2 psig 4,0 psig 6 2 psig 4,5 psig 7 2 psig 5,0 psig 8 2 psig 5,5 psig 9 2 psig 6,0 psig 10 2 psig 6,5 psig 11 2 psig 7,0 psig 12 2 psig 6,5 psig 13 2 psig 6,0 psig 14 2 psig 5,5 psig 15 2 psig 5,0 psig 16 2 psig 4,5 psig 17 2 psig 4,0 psig 18 2 psig 3,5 psig 19 2 psig 3,0 psig 20 2 psig 2,5 psig 21 2 psig 2,0 psig 22 2 psig 3,6 psig 23 2 psig 3,0 psig 24 2 psig 3,6 psig 25 2 psig 4,0 psig 26 2 psig 4,5 psig 27 2 psig 5,0 psig 28 2 psig 5,5 psig 29 2 psig 6,0 psig 30 2 psig 6,5 psig 31 2 psig 7,0 psig 2. Lakukanlah percobaan dengan tabel sebagai berikut : | 79 Teknik Pengukuran Besaran Proses Tabel 1 – 2 No. P ( psig ) H 9 ( Cm ) 1 0,0 2 0,5 3 1,0 4 1,5 5 2,0 6 2,5 7 3,0 8 3,5 9 4,0 10 3,5 11 3,0 12 2,5 13 2,0 14 1,5 15 1,0 16 0,5 17 0,0 18 0,5 19 1,0 20 1,5 21 2,0 22 2,5 23 3,0 24 3,5 25 4,0 3. Manometer Tertutup a. Susunlah alat-alat seperti pada gambar dibawah ini dengan pipa U berisi air raksa Next >