Pengukuran Level Fluida pada Tangki dan Separator

by www.insinyoer.com 

Gambar 1 – Pengukuran level fluida (www.sensorsmag.com)

Tuntuan sistem pengolahan otomatis yang canggih, operasi di industri seperti kilang minyak dan petrokimia sangat membutuhkan pengukuran dan pengendalian proses yang tepat dan dapat diandalkan. Dengan meningkatkan keakuratan pengukuran, kemungkinan akan mengurangi variabilitas dari sebuah proses semakin bagus dan juga akan menghasilkan kualitas produk yang lebih bagus. Beberapa parameter proses yang harus diukur dan dikendalikan pada suatu industri  kilang minyak dan petrokimia adalah level fluida di sebuah tangki serta aliran fluida tersebut.

Pengukuran level fluida di suatu industri mempunyai variasi yang cukup luas. Mulai dari bentuk yang sederhana, tipe mekanik, elektronik hingga metode radiasi nuklir dan ultrasonic. Pemilihan metode pengukuran level haruslah sesuai dengan aplikasi yang dibutuhkan.  Adapun metode pengukuran level fluida pada tangki dan separator dapat dibagi dalam beberapa kategori :

1. Sight Glass

Gambar 2 – Sight Glass (www.mycheme.com)

Sight Glass merupakan salah satu metode pengukuran level fluida yang paling konvensional dan biasa disebut dengan gauge glass. Sight Glass digunakan untuk pengukuran level fluida di dalam tangki secara kontinyu, Ketika Level fluida di dalam tangki bergerak naik maka level cairan di dalam sight glass juga akan naik dan begitu juga sebaliknya.

2. Float Level Measurement

Gambar 3 – Float Type (www.mycheme.com)

Pergerakan Float di dalam tangki akan ditransmisikan ke counter weight di dalam sight glass melalui kabel seling dan pulley. Prinsip Float hampir sama seperti halnya sight glass di atas, hanya saja logikanya yang terbalik. Ketika level fluida di dalam tangki bergerak naik maka level cairan yang berada di sight glass akan turun.

3. Hydrostatic Pressure Level Measurement

Gambar 4 – Hydrostatic Pressure Type (toekangengineer.blogspot.com)

Prinsip pengukuran dari Hyrostatic Pressure Type adalah Hukum Pascal yang berbunyi tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Dengan memanfaatkan persamaan ΔP= ρg(Δh), Sistem pengukuran dilakukan dengan menempatkan dua unit sensor tekanan di dasar tangki (P1) dan di bagian atas tangki (P2) sehingga dengan dua parameter yang didapat dari dua unit sensor tersebut kita dapat mendapatkan parameter level fluida dengan perhitungan matematis sebagai berikut :

h=ΔP/(ρg)

Kekurangan dari metode Hydrostatic Pressure ini adalah kita hanya dapat menggunakannya pada fluida yamg homogen. Jika terdapat dua campuran fluida atau lebih maka kemungkinan pengukuran yang akurat akan berkurang karena massa jenis dari kedua fluida tersebut berbeda.

4. Displacer Level measurement

Gambar 5 – Displacer (www.iamechatronics.com)

Displacer merupakan metode pengukuran level fluida yang paling popular sejak beberapa tahun yang lalu. Prinsip pengukuran metode Displacer ini menggunakan Prinsip Archimedes dengan mendeteksi berat batang displacer yang direndam dalam fluida tersebut. Ketika level fluida semakin tinggi maka batang displacer akan mengalami gaya apung yang lebih besar sehingga ketika berat batang displacer semakin ringan maka controller akan membaca bahwa level fluida semakin tinggi dan begitu juga sebaliknya.

5. Capacitance Level Measurement

Gambar 6 – Capacitance Type (www.sensorsmag.com)

Minyak memiliki konstanta dari 1,8 hingga 5, Pure glycol mempunyai konstanta 37 dan larutan air berkisar antara 50 hingga 80. Prinsip Capacitance Level measurement adalah berdasarkan prinsip kerja kapasitor dimana komponen elektrik ini dapat menyimpan energi. Kapasitor terdiri dari dua plat konduktif yang dipisahkan oleh media insulator. Jumlah energi yang dapat disimpan oleh kapasitor dipengaruhi oleh Luas Plat, Jarak kedua plat dan konstanta dielektrik medianya.

Dalam aplikasi pengukuran level fluida pada tangki, Plat pertama adalah Probe yang dimasukkan ke dalam tangki, sedangkan dinding tangki akan berfungsi sebagai Plat kedua dimana jarak antara probe dengan dinding tangki tidak akan berubah maka satu-satunya parameter yang akan berubah adalah konstanta dielektrik. Udara memiliki konstanta dielektrik satu sedangkan fluida memiliki konstanta dielektrik lebih dari satu.

Ketika level fluida semakin tinggi maka konstanta dielektrik fluida yang diukur akan menggantikan  udara dan menyebabkan nilai kapasitansi naik sehingga controller akan membaca bahwa level fluida semakin tinggi dan begitu pula sebaliknya.

6. Ultrasonic Level Measurement

Gambar 7 – Ultrasonic Level Measurement (www.enggcyclopedia.com)

Ultrasonic Level Measurement bekerja menggunakan prinsip pemancaran gelombang suara yang dipancarkan oleh Piezoelectric ke dalam tangki yang berisi fluida. Alat ini mengukur lama waktu yang dibutuhkan gelombang suara yang dipantulkan kembali ke transmitter.