TUGAS DASAR PROSES PENGENDALIAN

SENSOR KETINGGIAN PERMUKAAN CAIRAN

Disusun Oleh :

S. DEVINDY SETYONINGRUM ( 0831410028 )

RIZKY APRILIA A. Y. S ( 0831410099 )

POLITEKNIK NEGERI MALANG2009

SENSOR PERMUKAAN CAIRANKomponen penting yang dipakai dalam membuat alat pengukur

level zat cair ini adalah sensor, yang berfungsi sebagai pengindra atau membaca.Sensor itu sendiri berfungsi untuk mengubah resistansi atau hambatan yang mengakibatkan tegangan pembanding (0/1) berubah terhadap tegangan reverensi atau tegangan acuan.Pelampung tersebut yang menentukan besar kecilnya tegangan yang masuk pada IC ADC 0804 yang kemudian dikonversi menjadi kode-kode biner.Pelampung merupakan tabung udara yang akan terangkat jika diletakkan dipermukaan zat cair yang kemudian tuas pelampung tersebut dihubungkan pada potensiometer.Sehingga jika tinggi permukaan zat cair naik turun, maka tuas akan mengubah posisi wiper potensiometer.Ilustrasi sensor pelampung dengan potensiometer terlihat pada gambar 1.

MACAM-MACAM METODE PENGUKURAN LEVEL :

1. METODE GELAS UKURPada metode gelas ukur, terdapat pipa transparan yang berada

mulai pada bagian dasar sampai bagian paling atas pada tangki yang berfungsi sebagai pengawas. Ketinggian zat cair pada pipa sama dengan ketinggian air dalam tangki.

Pada gambar 1a menunjukkan gelas ukur yang digunakan pada sebuah bejana dimana zat cair berada pada kondisi temperature dan tekanan tertentu. Gambar 1b menunjukkan gelas ukur yang digunakan pada sebuah bejana, dimana terdapat zat cair dengan tekanan yang ditinggikan atau terdapat sebagian tabung hampa udara.

Gelas ukur berbentuk tabung terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mengukur sampai 450 psig dan 400oF. Jika diinginkan untuk mengukur level pada sebuah bejana pada suhu dan tekanan yang lebih tinggi, maka tipe gelas ukur yang digunakan juga berbeda. Jenis gelas ukur yang digunkan dalam contoh ini memiliki bentuk yang terbuat dari logam dengan gelas berat untuk pengamatan perubahan level secara visual. Bagian kaca biasanya datar untuk memberikan kekuatan dan keamanan. Gambar 2 menggambarkan cirri gelas ukur transparan.

Jenis alat ukur kaca lain adalah reflex gauge glass (gambar 3). Dalam jenis ini, salah satu sisi kaca berbentuk prisma. Gelas dibentuk sedemikian rupa sehingga satu sisi memiliki sudut 90o

dengan posisi memanjang. Sinar chaya jatuh pada permukaan luar kaca di sudut 90o. sinar cahay berjalan ke bagian dalam kaca pada sudut 45o. Ada atau tidaknya cairan di dalam ruang menentukan apakah sinar cahaya dibiaskan ke dalam ruang atau dipantulkan kembali ke permukaan luar kaca.

Jenis ketiga gelas ukur adalah jenis pembiasan (gambar 4). Jenis ini sangat berguna untuk daerah-daerah yang kurang cahaya; lampu biasanya menempel pada gelas ukur. Pengoperasiaan didasarkan pada prinsip pembengkokan cahaya atau pembiasan., tentunya akan berbeda dengan cahaya yang melalui berbagai media. Cahaya dibengkokkan atau dibiaskan ke daerah yang memiliki daerah pembiasan lebih besar dalam air daripada dalam uap air. Untuk ruangan yang berisi uap, perjalanan sinar cahaya relatif lurus, dan lensa merah menyala. Untuk porsi ruangan yang berisi air, sinar cahaya bengkok, menyebabkan lensa hijau akan menyala.

2. METODE PELAMPUNG BOLAPelampung bola dapat secara langsung membaca tinggi

permukaan zat cair. Walaupun tidak terdapat batasan pada ukuran, bentuk atau penggunaan bahan. Disain terdiri dari sebuah pelampung bola yang digantungkan pada sebuah batang yang kemudian disambungkan pada sebuad dasar pemutar yang menunjukkan level pada sebuah skala kalibrasi. Pengoperasian pelampung bola sangat sederhana, pelampung bola berada pada permukaaan zat cair pada tangki. Jika tinggi permukaan zat cair berubah, pelampung akan mengikuti dan merubah posisi petunjuk pada pemutar.

Jalannya pelampung bola sangat terbatas karena desainnya hanya didisain untuk kedalaman kurang lebih 30 derajat dari bidang horizontal. Jarak tinggi permukaan sebenarnya ditentukan oleh panjang cabang yang menghubungkannya.

Stuffing box tergabung membentuk pengunci rapat di dasar untuk mencegah kebocoran pada bejana.

3. METODE CHAIN FLOATPada tipe ini ukuran pelampung yang digunakan memiliki diameter berkisar 12 inch. Kisaran pengukuran level hanya dibatasi oleh ukuran dari bejana. Pengoperasian chain float serupa dengan pelampung bola kecuali pada penempatan posisi petunjuk dan posisi penghubung. Pelampung terhubung ke sebuah elemen yang berputar dengan rantai yang berat yang melekat pada ujung lain untuk menjaga agar rantai tetap kencang selama terjadi perubahan level.

4. METODE MAGNETIC BONDMekanisme magnetic bond terdiri dari sebuah pelampung

magnetic yang dapat naik dan turun karena pengaruh perubahan tinggi permukaan. Perjalanan pelampung di luar pipa non-magnetic yang menempati inti magnet dapat dihubungkan pada sebuah indicator level. Ketika pelampung naik dan turun, bagian magnet paling luar menarik inner magnet mengikuti kedalaman air dalam bejana.

5. METODE PEMERIKSAAN KONDUKTIVITASGambar di bawah ini menggambarkan suatu sistem

pemeriksaan level dengan metode konduktivitas. Metode ini terdiri dari satu atau lebih detector level, sebuah penghubung, dan sebuah controller. Ketika zat cair dikontakkan dengan beberapa elektroda, sebuah arus listrik akan mengalir diantara elektroda dan bagian dasar zat cair. Daya arus yang terhubung menyebabkan adanya hubungan untuk membuka atau tergantung dari keadaan pada proses. Penghubung dapat menggerakkan alarm, pompa dan control valve.

APLIKASI :

Prinsip Kerja Sistem Pengatur Ketinggian Air pada Tangki

Blok diagram dari bagian utama system pengatur ketinggiam air pada tangki tunggal ini ditunjukkan pada gambar 1. Ketinggian permukaan air yang diinginkan (h) diketikkan melalui komputer dan selanjutnya dijadikan sebagai sinyal masukan sistem. Sinyal masukan yang digunakan adalah fungsi step, fungsi ramp

dan fungsi sinusoidal. Masing-masing fungsi tersebut diimplementasikan dalam perangkat lunak. Ketinggianpermukaan air yang terjadi (z) dideteksi oleh sebuah sensor dan hasil pengukurannya dijadikan sebagai sinyal umpan balik. Sinyal masukan dan sinyal umpan balik selanjutnya dibandingkan oleh elemen komparator.

Hasil komparasi dari kedua sinyal ini menghasilkan sinyal kesalahan (e) dan menjadi masukan pada elemen pengatur. Fungsi pengatur yang digunakan adalah; Pengatur dua posisi (on-off ), pengatur proporsional,pengatur integral, pengatur derivatif, pengatur proporsional integral dan pengatur proporsional integral derivatif. Semua tipe pengatur ini juga diimplementasikan dalam perangkat lunak.Sinyal kesalahan bernilai positif ( e=r-b>0 ) jika ketinggian air yang terukur ( yang terjadi ) lebih rendah dari ketinggian air yang diinginkan Selanjutnya sinyal pengatur akan menggerakan pompa sesuai dengan fungsi pengatur yang digunakan. Sebaliknya sinyal kesalahan bernilai negatif jika ketinggian air yang terjadi lebih tinggi dari ketinggian yang diinginkan. Pada kondisi tersebut sinyal pengatur akan mematikan pompa Gambaran fisik dan system pengatur ini secara skematis ditunjukkan pada gambar 2.

SUMBER:☼ www. Pdf-seach-engine.com☼ D. Johnson Curtis, Control Instrumentation Technology, fifth edition.