laporan instrumentasi level cairan (roza rizkina migas 1b)

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE

Jln.Banda Aceh-Medan Km 280 PO.BOX 90 Lhokseumawe Provinsi

Nanggroe Aceh Darussalam.

Instrumentasi dan Pengukuran Level Cairan

Nama : Roza Rizkina

NIM : 1432402005

Kelompok : 4b

Pembimbing : Ir.Syafruddin, M.Si

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI PENGOLAHAN MIGAS

2015

Lembar Tugas

Judul Praktikum : Instrumentasi Pengukuran Level

Mata Kuliah : Praktikum Instrumentasi Proses

Jurusan/ Prodi : Teknik Kimia/Migas D-III

Nama Mahasiswa : Roza Rizkina

NIMA : 1432402005

Kelas/Semester : Migas 1b/2 (dua)

Kelompok : 4b

Anggota : - Muizul

- M.Rodhi

- Nila Kusuma Dewi

- Ray Richalmy

Uraian Tugas

1. Kalibrasikan level actual (0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80) % terhadap displaynya pada saat pengisian tangki sebanyak 5 kali pengulangan

2. Kalibrasi level actual (80,75,70,65,60,55,50,45,40,35,30,25,20,15,10,5,0)% terhadap displaynya pada saat pengosongan tangki sebanyak 5 kali pengulangan

3. Hitung perbedaan rata-rata actual dengan display4. Gambar grafik pada kondisi rata-rata tersebut5. Hitung % kesalahan pengukuran dari instumentasi display

Buket Rata,

Ka. Laboraturium Dosen Pembimbing,

Ir. Syafruddin, M.Si Ir. Syafruddin, M.Si

NIP. 19650819 199802 1 001 NIP. 19650819 199802 1 001

Lembar Pengesahan

Judul Praktikum : Instrumentasi Pengukuran Level

Laboraturium : Komputasi dan Pengendalian Proses

Jurusan/ Prodi : Teknik Kimia/Migas D-III

Kelas/Semester : Migas 1b/2 (dua)

Anggota Kelompok : - Muizul

- M.Rodhi

- Nila Kusuma Dewi

- Ray Richalmy

- Roza Rizkina

Nama Dosen Pembimbing : Ir. Syafruddin, M.Si

NIP : 19650819 199802 1 001

Ka Laboraturium : Ir. Syafruddin, M.Si

NIP : 19650819 199802 1 001

Buket Rata,

Ka. Laboraturium Dosen Pembimbing,

Ir. Syafruddin, M.Si Ir. Syafruddin, M.Si

NIP. 19650819 199802 1 001 NIP. 19650819 199802 1 001

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Praktikum

a) Dapat mengetahui konsep-konsep dasar instrumentasi dan pengukuran level cairan.

b) Dapat mengetahui dan memahami unit-unit instrumentasi dan pengukuran level cairan.

c) Dapat mengkalibrasi instrumentasi dan pengukuran level cairan.d) Dapat mengetahui dan memahami akurasi instrumentasi dan pengukuran level

cairan.

1.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan:

Seperangkat instrumentasi dan pengukuran level cairan

Bahan yang digunakan: Air (aquades) Udara

Gambar 1.1 Seperangkat Instrumentasi Level Cairan

1.3 Prosedur Percobaan

1. Periksa volume cairan dalam tangki persegi bawah2. Hubungkan peralatan instrumentasi level cairan dengan sumber listrik3. Hidupkan instrumentasi level cairan

1.3.1 Prosedur Percobaan Pengisian Tangki

1. Buka katup tekanan udara pelan-pelan hingga cairan mengalir ke tangki silinder kaca

2. Tutup dua valve yang terdapat dibawah tangki silinder kaca3. Catat % level pada tangki dan catat % level recording sesuai dengan tugas yang

diberikan pembimbing (menurut lembar tugas)4. Tutup katup tekanan pada level tangki tepat 100%

1.3.2 Prosedur Percobaan Pengosongan Tangki

1. Buka satu valve yang terdapat dibawah tangki silinder kaca2. Catat % penuruna level dan % level recording sesuai dengan tugas yang

diberikan pembimbing (menurut lembar tugas)

Ulangi percobaan tersebut sebanyak 5 kali pengulangan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengukuran Level Fluida (Level Measurement)

2.1.1 Umum

Pemilihan metoda pengukuran level yang sesuai aplikasi, biasanya lebih sulit dibanding dengan keempat proses variabel utama kecuali flow. Seperti pada pengukuran flow, kondisi dari media yang diukur kadang-kadang mempunyai banyak efek yang kurang baik pada alat ukur, sehingga data kondisi operasi harus diketahui lebih banyak didalam pemilihan alat ukur level.

Kondisi operasi yang harus diketahui adalah :

1. Level range2. Fluida characteristic

Temperature Pressure Specific gravity Apakah fluida bersih atau kotor, mengandung vapors atau solids, dll.

3. Efek korosif.4. Apakah fluida mempunyai kecenderungan efek “coat” atau menempel pada dinding vessel atau measuring device.5. Apakah fluida tersebut turbulent disekitar area pengukuran.

Secara normal tidak ada kesulitan berarti didalam mengukur level fluida bersih dan nonviscous, namun untuk material “slurry” atau material dengan viscous yang berat dan solid, bagaimanapun banyak menimbulkan masalah.

2.1.2 Pengelompokan (Categorization)Beberapa jenis methode pengukuran level atau tinggi permukaan untuk fluida

yang sering digunakan di industri proses, dapat dikelompokkan sebagai berikut :1. Displacement2. Differential pressure Keterangan3. Capacitance4. Ultrasonic5. Radar6. Radiation

2.1.3 Alat Ukur Level (Level Measurement Devices)

A. Displacement Type

1. Prinsip Operasi

Prinsip kerja alat ini yaitu jika sebuah pelampung diapungkan pada permukaan fluida, maka pelampung akan naik dan turun mengikuti gerakan dari permukaan fluida yang bersangkutan. Selanjutnya dengan suatu mekanisme, pergerakan pelampung ini dapat ditranslasikan kedalam alat ukur displacer level berdasarkan prinsip Archimedes

Gambar 2.1 Displacement Level Measurement

(Sumber : BPST, 2007)

Displacement atau buoyancy method pada gambar di atas, adalah metode pengukuran tinggi permukaan fluida yang paling banyak digunakan sejak beberapa tahun yang lalu. Metode ini masih tetap popular untuk fluida yang bersih, namun banyak proses yang mengandung “slurry” yang cenderung mengakibatkan “coat” pada alat ukur jenis tersebut. Sehingga diperlukan metode lain yang lebih dapat diterima.

2. Klasifikasi Displacement Device

Peralatan Displacement Device dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok yaitu external installation dan internal installation.

.

Gambar 2.2 Level Device-Displacement Type


3. Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan dan kekurangan dari metoda displacement adalah :

Kelebihan

Akurasinya tinggi Handal pada liquid yang bersih. Metoda terbukti (proven) Dapat dipasang secara internal atau secara eksternal. Pemasangan secara external pada unit dapat di blok dengan valve untuk maintenance. Dapat digunakan untuk mengukur liquid interface.

Kekurangan

Range terbatas (level > 48 inches sukar untuk ditangani). Biaya meningkat untuk unit eksternal sehubungan dengan pressure rating meningkat. External units kemungkinan memerlukan pemanas (heating) untuk menghindari

pembekuan (freezing). External units kemungkinan menghasilkan kesalahan disebabkan perbedaan

temperature antara fluida didalam vessel dengan fluida di dalam level chamber.

B. Differential Pressure Type

1. Prinsip Operasi

Pengukuran level jenis differential pressure (DP) didasarkan pada prinsip “hydrostatic head”. Prinsip ini mengatakan bahwa pada setiap titik di dalam fluida yang diam (static), gaya yang bekerja padanya adalah sama untuk semua arah dan tidak tergantung pada volume fluida maupun bentuk ruang atau tempat dimana fluida berada, tetapi hanya bergantung pada tinggi kolom fluida di atas titik yang bersangkutan. Oleh karena itu hydrostatic head sering dinyatakan dalam satuan tekanan.

Gambar 2.3 Differential Pressure Level Measurement


Hydrostatic head dapat dinyatakan dalam betuk persamaan :

P = ρ . g . h

Dimana :

P = tekanan “ hydrostatic head “

ρ = fluid density

g = gravity acceleration constant (9.81 m/s2 or 32.2 ft/s2)

h = level fluid

Aplikasi pengukuran level dengan menggunakan metoda perbedaan tekanan atau tekanan hidrostatik telah mengalami kemajuan yang signifikan beberapa tahun lalu. Peralatan D/P ini memungkinkan untuk mengukur level dengan range yang lebar pada services yang bersih, korosif, slurry dan high viscous.

Hampir semua jenis peralatan D/P dapat digunakan untuk mengukur level jika peralatan tersebut tersedia dalam range yang diperlukan untul level yang dimaksud. Pada umumnya range D/P untuk level adalah sekitar (10 ~ 150) inches H20.

2. Klasifikasi Differential Pressure Device

Peralatan D/P dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok yaitu sealed dan nonsealed system.

a. Non-sealed System

Peralatan differential pressure (D/P cell transmitter) seperti pada gambar di bawah biasanya digunakan untuk mengukur flow, namun dapat juga digunakan untuk mengukur level. Peralatan D/P ini dalam aplikasinya digunakan secara kontak langsung dengan fluida dan dapat dibersihkan dengan gas atau liquid yang sesuai.

Gambar 2.4 DP Cell Non-Sealed System


Kelebihan

Akurasi baik Dapat digunakakan pada range level yang lebar. Tersedia didalam banyak material konstruksi. Dapat dibersihkan (dipurge) untuk penggunaan service yang korosif dan slurry. Biaya pengadaan awal : sedang (moderat). Dapat diisolasi dan zero ditempat.

Kekurangan

Kesalahan (error) disebabkan oleh density yang bervariasi. Lead line / impuls line (low pressure) tidak dibutuhkan pada aplikasi

atmospheric. Pemanasan (heating) pada lead line / impuls line kadang-kadang dibutuhkan. Problem operasi dan maintenance sering terjadi disebabkan kegagalan purged

lines. Perbersihan material sering dilakukan pada servis proses yang sulit.

b. Sealed System

Untuk memenuhi persyaratan aplikasi pengukuran level yang sulit misalnya pada material seperti slurry dan high viscous, sealed system sering memberikan solusi yang sesuai untuk pengukuran level tersebut.

Gambar di bawah memperlihatkan D/P cell jenis sealed system, di mana measuring element terisolasi dari cairan proses (process liquid).

\

Gambar 2.5 DP Cell System


Kelebihan

Purge tidak diperlukan Baik untuk slurry dan material yang korosif. Range pengukuran : lebar. Akurasi : sedang ~ tinggi Dapat digunakan untuk vessel yang terbuka atau tertutup. Baik untuk temperature relative tinggi. Pemasangan simple dan mudah.

Kekurangan Unit tidak dapat dilepas untuk tujuan maintenance tanpa men- shutdown

peralatan (equipment). Density yang bervariasi menyebabkan error. Letak pemasangan harus dipertimbangkan sehubungan dengan pengaruh

pada kalibrasi. Perubahan temperature ambient menyebabkan error pada jenis “capillary

filled system”.

C. Capacitance Level

1. Prinsip Operasi

Sebuah kapasitor terbentuk ketika elektroda sensor level dipasang didalam sebuah vessel. Tangkai metal dari elektroda bertindak sebagai satu plate dari kapasitor dan dinding tangki bertindak sebagai plate yang lain (untuk non metallic vessel dibutuhkan reference elektroda sebagai plate yang lain dari kapasitor).

Gambar 2.6 Capacitance Level Measurement


Ketika level fluida naik, udara atau gas yang semula melingkupi electroda akan digantikan oleh material (fluida) yang mempunyai konstanta dielektik (dielectric constant) yang berbeda, sehingga suatu perubahan didalam nilai kapasitor terjadi sebab dielektrikum antara plat telah berubah. RF (Radio Frequerncy) capacitance instrument mendeteksi perubahan tersebut dan mengkonversinya kedalam suatu sinyal keluaran secara proporsional.

Hubungan kapasitansi digambarkan dengan persamaan sebagai berikut :

C = 0.225 K ( A / D )

Dimana :

C = Capacitance (picoFarads)

K = Dielectric constant dari material

A = Area of plates (square inches)

D = Distance between the plates (inches)

2. Klasifikasi Capacitance Level

Capacitance Level measurements diklasifikasikan ke dalam dua kategori yaitu continuous measurement dan point measurement.

a. Continuous Measurement

Gambar 2.7 Continous Measurement


Keuntungan

Dapat digunakan untuk beberapa aplikasi di mana jenis yang lain tidaklah mungkin digunakan.

Biaya pemasangan awal : sedang Akurasi ; sedang Dapat digunakan pada aplikasi high temperature dan high pressure. Dapat digunakan untuk services polymer dan slurry.

Kekurangan

Pada banyak kejadian, membutuhkan kalibrasi khusus. Terpengaruh oleh density bervariasi dari material yang diukur. Pembacaan error ketika terjadi lapisan (coating) pada probe.

b. Point Measurement

Capacitance probe untuk point measurement pada saat ini telah menjadi umum penggunaannya. Alat ukur ini sangat baik untuk mengukur level media powder, solid dan slurry yang sulit diukur.

Gambar 2.8 Point Measurement


Keuntungan

Biaya pengadaan awal : rendah Mudah untuk dipasang Tidak ada part yang bergerak. Bermanfaat untuk aplikasi material berisi powder, butiran, solid, slurry dan

material corosif (dimana banyak level device tidak bekerja dengan baik).

Kekurangan

Akurasi dipengaruhi oleh karakteristik material. Coating pada probe menyusahkan pada beberapa design.

D. Ultrasonic Types

1. Prinsip Operasi

Ultrasonic transmitter bekerja dengan prinsip pemancaran gelombang suara dari peizo electric transducer kedalam vessel yang berisi material proses. Alat ini mengukur lama waktu yang dibutuhkan gelombang suara yang dipantulkan kembali ke transducer. Pengukuran yang baik tergantung pada pantulan gelombang suara dari material proses secara garis lurus yang kembali ke transducer.

Ultrasonic level detectors pada gambar di bawah digunakan terutama untuk point measurement. Alat ini sudah digunakan sejak tahun 1960, hampir sama seperti capacitance probe, alat ini juga sering digunakan untuk mengukur level pada service dimana sering timbul permasalahan bilaman menggunakan metoda pengukuran tradisional.

Gambar 2.9 Prinsip Kerja Ultrasonic Level Measurement



Gambar 2.10 Ultrasonic Level Measurement Devices


Keuntungan

Tidak ada part yang bergerak (No moving parts), membutuhkan sedikit maintenance.

Teknologi Non-contact Mudah dipasang dan dikalibrasi Akurasi baik bilamana aplikasi sesuai. Dapat diaplikasikan pada pengukuran level material seperti powder, fluida yang

mengandung padatan serta slurry.

Kekurangan

Tidak dapat beroperasi pada vakum dan tekanan tinggi. Range Temperature dan Pressure terbatas. Harga relative tinggi. Posisi sangat sensitive disbanding teknologi lain.

E. Radar Type

1. Prinsip Operasi

Teknologi radar untuk aplikasi pengukuran level yang ada dipasaran adalah Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) atau Pulse Wave Time of Flight.

Sistem Pulsed Wave bekerja dengan memancarkan suatu gelombang mikro (microwave) ke arah material proses, gelombang ini dipantulkan oleh permukaan dari material proses dan dideteksi oleh sensor yang sama yang bertindak sebagai penerima (receiver). Level ditentukan dari waktu tempuh dari sinyal gelombang mikro dari transmitter ke receiver.

Sistem FMCW bekerja dengan memancarkan suatu signal frekuensi secara terus menerus dan jarak ditentukan dari perbedaan frekwensi antara sinyal transmitter dan receiver pada setiap titik pada waktunya.

Gambar 2.11 Prinsip Kerja Radar Level Measurement


Secara umum prinsip kerja dari radar level adalah sebagai berikut ; Level dari cairan diukur dengan radar pulsa yang pendek yang dipancarkan dari antena di bagian puncak tanki ke arah cairan. Setelah radar pulsa dipantulkan oleh permukaan cairan, maka antena menerima pulsa tersebut. Jarak dari meter gauge ke permukaan cairan (d) adalah sebanding dengan waktu tempuh pulsa gelombang micro (t). Frekuensi yang digunakan radar adalah 5.8 GHZ ( 6.3 GHZ di AS).


Gambar 2.12 Radar Level Measurement


Kelebihan

Teknologi : Non-contact Akurasi : tinggi

Kekurangan

Biaya pengadaan awal : tinggi Pressure rating : terbatas Tidak dapat mengukur interface

F. Radiation Type

1. Prinsip Operasi

Seperti beberapa metoda pengkukuran level lainnya, jenis radioactive (nucleonic) digunakan juga sebagai continuous measurement dan point measurement. Pada continuous measurement, radiation level menyediakan persentase dari penurunan transmisi sesuai level, dan untuk point measurement, radiation level menyediakan suatu fungsi switch on/off.

Radio isotop yang digunakan pada pengukuran level akan memancarkan energi pada suatu tingkat rate yang konstan secara acak. Radiasi gamma adalah sumber yang secara umum digunakan untuk nucleonic level gauging. Panjang gelombang pendek dan energi yang tinggi dari radiasi gamma menembus dinding vessel dan media proses. Sebuah detektor di sisi yang lain dari vessel mengukur kekuatan bidang radiasi dan menyimpulkan level di dalam vessel.

Secara umum, radioactive level adalah metoda pengukuran level yang mahal dan perlu dipertimbangkan secara serius bilamana akan diimplementasikan. Bukan hanya hardware yang mahal, tetapi calibration dan testing juga membutuhkan waktu yang lama serta biaya opearasi yang tinggi. Oleh karena alat ini sering digunakan sebagai metoda terakhir yang dipilih bila semua metode gagal digunakan pada suatu aplikasi, maka biaya keseluruhan tetap dipertimbangkan secara ekonomis dalam pemilihannya.

Gambar 2.13 Radioactive (Nucleonic) Level Measurement


2. Klasifikasi Radiation Level Device

a. Continous System

Gambar 2.14 Nucleonic Continous Level Measurement


b. Point Measurement

Gambar 2.15 Nucleonic Point Level Measurement



Kelebihan

Tidak ada part yang bergerak (No moving parts), membutuhkan sedikit maintenance.

Instalasi eksternal sehingga mudah di-retrofit atau instalasi baru. Kehandalan (reliability) tinggi.

Kekurangan

Biaya pengadaan awal : tinggi Memerlukan perijinan oleh agen pengatur. Berbahaya dan memerlukan penangan secara khusus.

2. 2 Pengukuran Level

Merupakan salah satu pengukuran tertua. Penting dalam proses industri dan berpengaruh terhadap tekanan dan laju alir masuk dan keluar tangki.

2.2.1 Metode Pengukuran:

a. Langsung:

1) Sight Glass : - Sight glass for an open tank - High pressure sight glass

2) Float Typle : - Float-operated liquid level indicator - Hydraulic Pressure transmission system

b. Tak-langsung:

1) Hydrostatic Pressure Type : - Pressure gauge method - Air Purge - Air Bellows

2) Electric Method : - Capacitance level indicator - Radiation level detector

2.2.2 Sight glassDisebut juga gauge glass; digunakan untuk pengukuran level cairan dalam

tangki secara kontinyu. Ketika level cairan dalam tangki bergerak naik atau turun, level cairan dalam sight glass juga bergerak naik dan turun, shg level dapat dibaca pada skala.Cairan dalam sight glass boleh tidak sama dengan cairan dalam tangki.

Gambar 2.16 Sight Glass for an Open Tank

Gambar 2.17 High Pressure Sight Glass

Batasan :Panjang glass ≤ 900 mm.Jika lebih; 2 atau lebih sight glass harus disediakan untuk level yang berbeda. Mampu menahan tekanan: 350 psi (steam 252 oC) 1000 psi (cairan).Untuk tekanan tinggi, sight glass harus dihubungkan dgn tangki pada bagian atas dan bawah . Jika tidak perbedaan tekanan antara tangki dan sight glass akan menyebabkan kesalahan pembacaan. Valve dipasang untuk mencegah pecahnya glass.Kelebihan:

Pembacaan langsung sangat memungkinkan. Perancangan khusus tersedia untuk penggunaan sampai 316 oC dan 1000

psi. Glass tahan terhadap korosi.

Kekurangan: Hanya dapat dibaca di lokasi tangki. Cairan di dalam sight glass mungkin membeku pada musim dingin, sehingga

menyebabkan kesalahan pembacaan. Cairan yang mengandung padatan tak-larut atau cairan kental (viscous) tidak

dapat diukur levelnya dengan baik. Akurasi tergantung pada kebersihan glass dan cairan.

2.2.3 Float Type Level Indicator

Pergerakan float ditransmisikan melalui stainless steel atau phosphor bronze flexible cable ke pointer , dan pointer menunjukkan ketinggian cairan dalam tangki.

Standard Liquid Level: ½ ft – 60 ft (0,15 – 1,52 m)

Gambar 2.18 Float-Operated Liquid Indicator

Level cairan dapat ditransmisikan ke suatu tempat dengan sistem transmisi hidrolik. Empat elemen bellow terhubungkan satu sama lain melalui pipa berisi minyak: 2 di receiver (A & B) 2 di transmitter (C & D) Float naik: A mengembang dan B tertekan, minyak di pipa mengalir dari B ke C, dan D ke A, pointer bergerak ke kanan; Bagaimana jika sebaliknya?

Transmisi Level : sampai 250 ft (6,35 m)

Gambar 2.19 Hydraulic Transmission System for Level Indicator

Kelebihan:

Memungkinkan membaca level cairan di dalam tangki dari level dasar, meskipun tangki dipasang di daerah bawah tanah.

Biaya murah, dan perancangannya terpercaya. Dapat dioperasikan pada suhu yang relatif tinggi. Terdapat berbagai pilihan material yang tahan korosi untuk merancang tipe ini.

Kekurangan:

Terbatas untuk pengukuran level menengah (moderate). Bentuknya disesuaikan dengan geometri tangki.

2.2.4 Pressure Gauge Method

Metode paling sederhana untuk pengukuran level tangki terbuka

Tekanan hidrostatik:

P = ρ h Sg

Level Cairan:

Jika Tangki Tertutup:

P = ρ h Sg + Pext

Dimana :P = tekanan: psi atau N/m2ρ = densitas airSg= specific gravityh = tinggi cairanPext = tekanan cairan eksternal (tangki tertutup)

Gambar 2.20 Open Tank Pressure Indicator

2.2.5 Air Bellows

Ketika instrumen tidak dapat diletakkan di datum tertentu, dipilih air bellows. Bellows element dihubungkan dengan press indicator menggunakan pipa. Ketika tangki kosong, udara tidak tertekan dan menunjukkan tekanan nol. Saat tangki terisi cairan, udara dalam bellows tertekan, dan pointer bergerak menunjukkan tekanan cairan dalam tangki. Tekanan ini dikalibrasikan menjadi tinggi cairan (level).

Gambar 2.21 Flexible Air Bellows

Aplikasi Industri. Liq seal digunakan untuk pengukuran level cairan yang korosif atau viscous.

Gambar 2.22 A Close Air Bellows Box Connected To

The Pressure Fluid Tank

2.2.6 Air Purge System

Bubbler tube. Cocok untuk semua cairan. Jika tangki kosong, udara keluar dari tube, dan tidak ada tekanan balik sehingga tekanan nol. Jika tinggi cairan bertambah, aliran udara terhambat oleh ketinggian cairan tsb, menghasilkan tekanan balik yang menyebabkan pointer bergerak.Pergerakan pointer dikalibrasikan menjadi besaran tinggi cairan.

Gambar 2.23 Air Purge System

2.2.7 Capacitance Level Indicator

Parallel plate capacitor: C = K (A/D)

C = capacitance: farad

K = konstanta dielektrik

A = luas plate, m2

h = jarak dua plate: m

Dimana:

• Jika tinggi cairan naik: capacitance naik, begitu juga sebaliknya.

• Naik turunnya capacitance dikalibrasikan ke dalam term level cairan

Gambar 2.24 Capacitance Level Indicator

Kelebihan:

Sangat berguna untuk sistem dengan ukuran sangat kecil. Sangat sensitif. Cocok untuk sistem pengendalian atau untuk indikasi kontinyu. Baik untuk slurry. Prob material untuk fluida korosif tersedia

Kekurangan:

Kinerjanya dipengaruhi oleh pengotor fluida, karena pengotor dapat mengubah konstanta dielektrik.

Sensitif terhadap perubahan suhu. Fluida tertentu harus menggunakan Prob yang cocok. Panjang prob harus sesuai dengan panjang dinding tangki.

2.2.8 Radiation Level Detector

Digunakan ketika, metode elektrik yang lain tidak memungkinkan. Tidak memerlukan kontak dengan cairan yang diukur. Jika tangki kosong: γray menembus dua dinding tangki dan udara dalam tangki. Jika tangki berisi cairan: cairan dalam tangki mengurangi radiasi γray . Besarnya radiasi berbanding terbalik dengan volume cairan dalam tangki.

Gambar 2.25 Radiation Type Level Detector

Kelebihan:

Tidak ada kontak fisik dengan cairan. Cocok untuk cairan: korosif, abrasif, viscous, adherent Cocok untuk sistem suhu dan tekanan tinggi. Mempunyai akurasi dan respon yang baik. Tidak mempunyai bagian yang bergerak.

Kekurangan:

Pembacaannya dipengaruhi oleh perubahan densitas cairan. Source holder mungkin sangat berat. Harga relatif mahal

BAB IIIDATA PENGAMATAN

Tabel 3.1 Data Kalibrasi Level Pengisian Tangki

No Level Actual (%)

Level Display (%)Level Display

Rata-RataPercobaan Ke

1 2 3 4 5

1 0 24,8 24,4 24,3 24,1 24,2 24,42 5 29,6 29,1 28,6 28,7 28,8 29,03 10 34,4 34,1 33,8 34,1 34,0 34,14 15 38,9 39,6 38,9 38,8 38,8 39,05 20 44,3 44,2 43,7 44,6 43,9 44,16 25 49,0 49,1 49,1 47,8 48,9 48,87 30 53,9 54,3 54,0 54,2 53,9 54,18 35 59,9 59,5 59,3 59,1 58,9 59,39 40 64,1 64,2 64,2 64,2 63,9 64,110 45 69,3 69,5 69,7 69,7 69,4 69,511 50 74,3 74,5 74,7 74,7 73,9 74,412 55 79,4 79,2 79,6 79,6 78,8 79,313 60 84,6 84,4 84,5 84,5 84,1 84,414 65 90,0 89,5 89,3 89,3 89,2 89,515 70 94,6 94,4 99,4 99,4 94,1 96,416 75 99,9 99,5 99,3 99,3 99,2 99,4

17 80 104,6 104,6 104,5 104,5 104,1 104,5

Tabel 3.2 Data Kalibrasi Level Pengosongan Tangki

No Level Actual (%)

Level Display (%)Level Display

Rata-RataPercobaan Ke

1 2 3 4 5

1 80 105,7 104,6 104,6 104,5 104,5 104,82 75 100,6 99,9 99,6 99,9 99,7 99,93 70 95,6 94,6 94,1 94,5 95,0 94,84 65 90,8 89,6 89,4 90,0 89,5 89,95 60 85,4 84,6 84,4 84,8 84,3 84,76 55 80,1 79,4 79,4 79,5 79,3 79,57 50 75,4 74,4 74,3 74,4 74,3 74,68 45 70,5 69,5 69,0 69,3 69,1 69,59 40 65,3 64,4 64,0 64,1 64,3 64,410 35 59,6 59,7 59,1 59,2 59,3 59,411 30 53,6 54,2 54,1 53,8 54,4 54,012 25 49,5 49,1 48,8 48,8 49,6 49,213 20 44,3 44,3 44,0 44,1 43,9 44,114 15 39,4 39,4 39,2 39,0 39,1 39,215 10 34,2 34,3 34,0 33,5 34,3 34,116 5 29,3 29,2 28,9 28,5 29,0 29,017 0 24,8 24,4 24,3 24,1 24,2 24,4

Tabel 3.3 Perhitungan % kesalahan Pengisian Tangki

NoLevel Actual

(%)

Level Display (%) Level Display

Rata-Rata

% Kesalahan Percobaan Ke-

1 2 3 4 51 0 24,8 24,4 24,3 24,1 24,2 24,4 24,42 5 29,6 29,1 28,6 28,7 28,8 29,0 24,03 10 34,4 34,1 33,8 34,1 34,0 34,1 24,14 15 38,9 39,6 38,9 38,8 38,8 39,0 24,05 20 44,3 44,2 43,7 44,6 43,9 44,1 24,16 25 49,0 49,1 49,1 47,8 48,9 48,8 23,87 30 53,9 54,3 54,0 54,2 53,9 54,1 24,18 35 59,9 59,5 59,3 59,1 58,9 59,3 24,39 40 64,1 64,2 64,2 64,2 63,9 64,1 24,110 45 69,3 69,5 69,7 69,7 69,4 69,5 24,511 50 74,3 74,5 74,7 74,7 73,9 74,4 24,412 55 79,4 79,2 79,6 79,6 78,8 79,3 24,313 60 84,6 84,4 84,5 84,5 84,1 84,4 24,414 65 90,0 89,5 89,3 89,3 89,2 89,5 24,515 70 94,6 94,4 99,4 99,4 94,1 96,4 26,416 75 99,9 99,5 99,3 99,3 99,2 99,4 24,417 80 104,6 104,6 104,5 104,5 104,1 104,5 24,5

NoLevel Actual

(%)

Level Display (%) Level Display

Rata-Rata

% KesalahanPercobaan Ke-

1 2 3 4 5

1 80 105,7 104,6 104,6 104,5 104,5 104,8 24,8

2 75 100,6 99,9 99,6 99,9 99,7 99,9 24,9

3 70 95,6 94,6 94,1 94,5 95,0 94,8 24,8

4 65 90,8 89,6 89,4 90,0 89,5 89,9 24,9

5 60 85,4 84,6 84,4 84,8 84,3 84,7 24,7

6 55 80,1 79,4 79,4 79,5 79,3 79,5 24,5

7 50 75,4 74,4 74,3 74,4 74,3 74,6 24,6

8 45 70,5 69,5 69,0 69,3 69,1 69,5 24,5

9 40 65,3 64,4 64,0 64,1 64,3 64,4 24,4

10 35 59,6 59,7 59,1 59,2 59,3 59,4 24,4

11 30 53,6 54,2 54,1 53,8 54,4 54,0 24,0

12 25 49,5 49,1 48,8 48,8 49,6 49,2 24,2

13 20 44,3 44,3 44,0 44,1 43,9 44,1 24,1

14 15 39,4 39,4 39,2 39,0 39,1 39,2 24,2

15 10 34,2 34,3 34,0 33,5 34,3 34,1 24,1

16 5 29,3 29,2 28,9 28,5 29,0 29,0 24,0

17 0 24,8 24,4 24,3 24,1 24,2 24,4 24,4Tabel 3.4 Perhitungan % kesalahan Pengosongan Tangki

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80-10

10

30

50

70

90

110

Kurva Kalibrasi Instrumentasi Level Cairan

Pengisian TangkiPengosongan Tangki

Level Actual (%)

Leve

l Disp

lay

(%)

BAB IV

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

4.1 Pembahasan

Dalam praktikum ini kami melakukan suatu percobaan mengenai pengukuran level terhadap ketinggian cairan dalam suatu wadah. Adapun tujuan mealakukan pengukuran level dalam suatu industri dan praktiknya dalam kehidupan sehari-hari adalah sangat penting, seperti mencegah terjadinya aliran blow up maupun blow down yang akhirnya dapat merusak peralatan instrumentasi itu sendiri.

Adapun alat yang kami gunakan dalam praktikum ini adalah alat pengukur level yang telah tersedia di Laboratorium Instrumentasi Politeknik Lhokseumawe yaitu alat Control Regulator Level (CRL). CRL ini sendiri berfungsi mengatur keluar masuknya cairan agar dapat dilihat level permukaan zat cairnya. Alat ini mampu menampilkan level cairan dalam dua mode yaitu mode actual yang tertera langsung dalam skala pada tangki dan mode display yang tertera pada monitor. Air yang ada didalam tangki akan dicontrol levelnya, air yang dimasukkan kedalam tangki menggunakan pompa sentrifugal. Karena personal computernya tidak tersedia, maka kami menggunakan sistem manual atau pengendalian oleh manusia. Tekanan udara dan air diisi maupun dikosongkan harus kendalikan sendiri dan hasil keluaran atau grafik yang dihasilkan tidak dapat dilihat. Sistem pengendalian manual masih tetap dipakai pada beberapa aplikasi tertentu. Biasanya proses ini dipakai pada proses-proses yang tidak banyak mengalami beban (load) atau pada proses yang tidak kritis. Dalam praktikum ini, kami sebagai operator terpaksa harus mengamati level dan segera melakukan koreksi terhadap naik turunnya level. Apabila teledor, maka air akan tumpah atau tangki manjadi kosong tanpa adanya perhitungan waktu. Dimulai mengatur valve pengisian dan pengosongan air, mengamati serta mencatat waktu yang dibutuhkan, merupakan sebuah analisa yang terbilang mudah untuk seorang operator

Adapun bahan yang kami gunakan adalah cairan aquades yang diisikan langsung kedalam wadah/tangki yang terdapat pada alat CRL. Dalam pengerjaannya kami melakukan dua model percobaan, yakni pengisian dan pengosongan cairan. Selanjutnya dilakukan beberapa variasi terhadap persentase level variabel pengosongan dan pengisian, yakni dimulai dari 0%, 5%, 10%, 15%, 20% , 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, dan 80%.

Setelah dilakukan percobaan dan berdasarkan hasil pengamatan kami lakukan terhadap pengkalibrasian pengisian dan pengosongan terhadap cairan di dapatkan bahwa :

Hubungan nilai aktual dan display“Semakin besar nilai level aktual maka nilai level displaynya akan semakin besar pula dan sebaliknya semakin kecil nilai aktual maka nilai displaynya juga akan semakin kecil (berbanding lurus)” Hal ini dapat dijelaskan karena model display merupakan model pengukuran level menggunakan sensor yang di kalibrasi dari nilai aktualnya pada tangki. Sehingga tinggi rendahnya ketinggian air yang diisikan ke dalam tanki silinder akan ikut mempengaruhi bersamaan dengan persentase displaynya.

Setelah dilakukan percobaan sebanyak lima kali dan didapatkan level display dan aktual rata-ratanya. Selanjutnya data ini digunakan untuk mengitung persen kesalahan terhadap level display dan aktual, untuk mendapatkan persentase kesalahannya dapat dilakukan dengan cara menghitung selisih antara level display rata-rata dan level aktualnya, dan didapatkan bahwa hasil persentase kesalahan antara pengisian dan pengosongan tangki tidak jauh berbeda namun persen kesalahan antara level display dan aktualnya cenderung menghasilkan nilai yang besar.

4.2 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Pada pengisian semakin besar nilai level aktual maka nilai level displaynya akan

semakin besar pula.

2. Pada pengosongan semakin kecil nilai aktual maka nilai displaynya juga akan

semakin kecil (berbanding lurus)

3. Untuk mendapatkan presentase kesalahannya dapat dilakukan dengan cara

menghitung selisih antara level display rata-rata dan level aktualnya.

4. Tujuan melakukan pengukuran level dalam suatu industri dan praktiknya dalam

kehidupan sehari-hari adalah sangat penting, seperti mencegah terjadinya aliran

blow up maupun blow down yang akhirnya dapat merusak peralatan

instrumentasi itu sendiri.

4.3 Saran

Saat melakukan praktikum instrumentasi pengukuran level harus sangat teliti

dalam membaca level pada display agar tetap sinkron dengan level actual.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hermawan Y.D. 2010. “Dasar-Dasar Instrumentasi Proses”. Online

2. BPST. 2007. Dasar-Dasar Instrumentasi dan Proses Kontrol. Direktorat

Pengolahan Angkatan XVII. Balongan.

3. Ogata, Katsuhiko. “Modern Control Engineering”, 3rd Edition, Prentice Hall

International Inc. 1997.

4. Smith, Carlos A & Carripio, Armando B. “Principles And Practice Of Automatic

Process Control”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc.

5. Andrew W.G & Willams H.B,”Applied Instrumentation In The Process

Industries”, Volume II Practical Guideines, 2nd Edition, Gulf publishing Company

6. Fisher, “Control Valve Handbook”, Emerson Process Management.

7. Gunterus, Frans. Falsafah Dasar: Sistem Pengendalian Proses. ElexMedia

Komputindo.

8. Parura, Samuel LB, “Modul DCS Yokogawa Centum-XL”, Proyek

Engineering. Pertamina UP VI Balongan

laporan instrumentasi level cairan (roza rizkina migas 1b)

Documents