Description
Fungsi Tampilan LCD Pintar (Smart LCD Display Function)
- Bahasa tampilan panel: Dapat beralih antara Bahasa Inggris dan Mandarin Tradisional
- Pemasangan dan pengaturan mudah
- Beragam ukuran tersedia
- Beberapa jenis keluaran: 4~20mA / pulsa / MODBUS RTU
- Akurasi tinggi: ±0,5% RD
- Anti-gangguan dan tanpa kehilangan tekanan
- Memenuhi standar desain: EX-ATEX / BSMI / IP67 / UL / IEC / SGS
Pengantar Prinsip Flowmeter Elektromagnetik
Flowmeter elektromagnetik (Electromagnetic Flowmeter atau disingkat EMF) adalah instrumen pengukur aliran yang berkembang pesat seiring kemajuan teknologi elektronik pada tahun 1950–1960-an.
Flowmeter ini bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu mengukur laju aliran fluida konduktif berdasarkan gaya gerak listrik (EMF) yang diinduksi ketika fluida tersebut melewati medan magnet eksternal.
Prinsip Dasar
Prinsip flowmeter elektromagnetik didasarkan pada Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday.
Ketika suatu konduktor bergerak di dalam medan magnet dan memotong garis gaya magnet, maka akan terbentuk potensial induksi pada konduktor tersebut.
Besar kecilnya potensial induksi ini sebanding dengan panjang konduktor dalam medan magnet dan kecepatan pergerakannya yang tegak lurus terhadap arah medan magnet.
Demikian pula, ketika fluida konduktif mengalir tegak lurus terhadap medan magnet, maka potensial induksi akan timbul pada elektroda di kedua sisi pipa.
Laju aliran volumetrik dapat dihitung dari:
[
Q = v \times \frac{\pi D^2}{4}
]
Ketika diameter pipa (D) dan intensitas medan magnet (B) tetap, maka laju aliran volumetrik berbanding lurus dengan potensial induksi yang terukur.
Dengan menempatkan elektroda di kedua sisi pipa, potensial induksi dapat diambil dan volume aliran dapat dihitung dari besarnya potensial tersebut.
1. Struktur Flowmeter Elektromagnetik
Struktur flowmeter elektromagnetik umumnya terdiri dari:
- Sistem sirkuit magnet
- Pipa pengukur
- Elektroda
- Cangkang (housing)
- Liner (lapisan dalam)
- Konverter (pengubah sinyal)
1. Sistem Sirkuit Magnet
Berfungsi menghasilkan medan magnet DC atau AC yang seragam.
Sistem DC menggunakan magnet permanen, yang memiliki struktur sederhana dan tidak mudah terganggu medan AC, namun memiliki kelemahan yaitu terjadinya polarisasi pada cairan elektrolit di dalam tabung pengukur.
Hal ini menyebabkan peningkatan resistansi internal antara dua elektroda, yang dapat mengganggu kinerja instrumen.
Selain itu, untuk pipa berdiameter besar, magnet permanen menjadi besar dan mahal, sehingga flowmeter elektromagnetik lebih sering menggunakan medan magnet bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh excitation coil dengan arus 50Hz.
2. Liner (Lapisan Dalam)
Bagian dalam pipa pengukur dan permukaan flange dilapisi bahan isolasi listrik sepenuhnya.
Lapisan ini langsung bersentuhan dengan cairan dan berfungsi untuk:
- Meningkatkan ketahanan korosi
- Mencegah potensial induksi terhubung pendek dengan dinding logam
Bahan liner biasanya menggunakan PTFE (Teflon), keramik, atau plastik tahan panas dan aus.
3. Konverter (Converter)
Sinyal potensial induksi yang dihasilkan oleh aliran cairan sangat lemah dan mudah terganggu.
Fungsi konverter adalah untuk:
- Memperkuat dan mengubah sinyal potensial induksi menjadi sinyal standar (DC)
- Menekan gangguan utama dari luar
Konverter mengubah sinyal Ex yang dideteksi elektroda menjadi sinyal arus standar untuk ditampilkan atau dikirim ke sistem kontrol.
4. Pipa Pengukur (Measuring Tube)
Berfungsi mengalirkan fluida konduktif yang diukur.
Agar medan magnet tidak terganggu atau terbelah, pipa pengukur harus terbuat dari bahan yang:
- Non-magnetik
- Berkonduktivitas rendah
- Tahan panas
- Memiliki kekuatan mekanik cukup
Biasanya digunakan bahan plastik atau aluminium.
5. Elektroda (Electrode)
Fungsinya untuk mengambil sinyal potensial induksi yang sebanding dengan nilai aliran.
Elektroda umumnya terbuat dari stainless steel non-magnetik dan harus sejajar dengan permukaan liner agar tidak menghambat aliran.
Pemasangan elektroda dilakukan tegak lurus terhadap arah aliran fluida, untuk mencegah penumpukan kotoran atau sedimen yang dapat mempengaruhi akurasi pengukuran.
6. Cangkang (Shell)
Terbuat dari bahan feromagnetik, berfungsi sebagai pelindung luar kumparan eksitasi, dan mengisolasi gangguan medan magnet eksternal.
2. Prinsip Kerja Flowmeter Elektromagnetik
Prinsip Dasar
Flowmeter elektromagnetik bekerja berdasarkan Hukum Faraday tentang Induksi Elektromagnetik.
Sepasang elektroda deteksi dipasang pada dinding pipa yang tegak lurus terhadap sumbu pipa dan garis medan magnet.
Ketika fluida konduktif mengalir di sepanjang pipa, fluida tersebut memotong garis medan magnet, sehingga muncul potensial induksi yang dideteksi oleh dua elektroda.
Nilai potensial ini sebanding dengan kecepatan aliran fluida, dengan rumus:
[
E = B \times V \times D \times K
]
Keterangan:
- E : Gaya gerak listrik (EMF) terinduksi
- K : Konstanta meter
- B : Intensitas medan magnet
- D : Diameter pipa pengukur
- V : Kecepatan rata-rata aliran fluida
Sensor kemudian mengirimkan sinyal EMF ke konverter, yang memproses sinyal (amplifikasi, filter, konversi), lalu menampilkan aliran sesaat dan total pada layar LCD dengan lampu latar.
3. Tiga Konsep Penting dalam Penggunaan
(1) Hanya Medium Konduktif yang Dapat Diukur
Keterbatasan konduktivitas:
[
\sigma ≥ 1–5 μS/cm \quad (air umumnya >20 μS/cm)
]
Untuk cairan dengan konduktivitas rendah, diperlukan alat khusus.
Flowmeter ini tidak dapat digunakan untuk gas, minyak, atau fluida dengan banyak gelembung gas karena menyebabkan fluktuasi pengukuran besar.
(2) Harus Ada Medan Magnet
Arus eksitasi yang mengalir melalui kumparan eksitasi atas dan bawah menghasilkan medan magnet.
Jika kumparan putus, alat tidak akan berfungsi.
Stabilitas arus eksitasi sangat berpengaruh terhadap akurasi pengukuran.
Tabung pengukur harus non-magnetik (biasanya stainless steel) agar medan magnet dapat menembus pipa dengan baik.
(3) Nilai yang Diukur adalah Kecepatan Aliran Fluida
Flowmeter elektromagnetik mengukur kecepatan fluida konduktif, bukan langsung volume.
Namun volume aliran dapat dihitung dari hasil konversi kecepatan dan luas penampang pipa.
4. Dua Komponen Utama Flowmeter Elektromagnetik
- Sensor (Flow Sensor) – Mengukur gaya gerak listrik (EMF) yang diinduksi oleh aliran fluida.
- Instrumen Sekunder (Converter/Transmitter) – Mengubah sinyal dari sensor menjadi data digital, menampilkannya di layar, atau mengirimkannya ke sistem kontrol.
Jenis dan Aplikasi Umum
- Flowmeter untuk biogas
- Flowmeter untuk air ledeng (tap water)
- Flowmeter elektromagnetik (EMF)
- Flowmeter vortex (pusaran)
- Flowmeter untuk gas
