FMG-J Flowmeter Elektromagnetik Penyisipan | Pengetahuan Aliran Flowmeter Elektromagnetik

Description

   Pengukur Aliran Elektromagnetik Sisipan FMG-J

Prinsip Kerja Pengukur Aliran Elektromagnetik Sisipan

Fungsi Flowmeter dan Prinsip

Prinsip kerja Pengukur Aliran Elektromagnetik Sisipan didasarkan pada Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday.¹ Alat ini dapat menyediakan pengukuran dua arah dengan presisi tinggi.² Ini adalah flowmeter yang ideal untuk deteksi kebocoran dan digunakan secara luas di banyak bidang.

Objek Pengukuran Pengukur Aliran Elektromagnetik Sisipan:

Digunakan untuk mengukur aliran fluida konduktif di berbagai departemen seperti air keran, baja, perminyakan, industri kimia, tenaga listrik, industri umum, konservasi air, serta cairan konduktif yang korosif seperti asam, alkali, dan garam.

Tersedia dalam tipe sambungan: Tipe Sambungan Tee (Tee joint type) atau Tipe Sambungan Flensa (Flange joint type).

Karakteristik Pengukur Aliran Elektromagnetik Sisipan

1. Pengukuran tidak dipengaruhi oleh perubahan kepadatan, viskositas, suhu, tekanan, dan konduktivitas fluida.
2. Tidak ada bagian yang menghalangi aliran di dalam tabung pengukur, tidak ada kehilangan tekanan, dan persyaratan untuk bagian pipa lurus (straight pipe sections) rendah.
3. Rentang diameter nominal seri ini adalah DN15 hingga DN3000. Terdapat berbagai pilihan untuk bahan lapisan sensor (lining) dan elektrode.
4. Konverter mengadopsi metode eksitasi baru, dengan konsumsi daya rendah, titik nol yang stabil, dan akurasi tinggi.³ Rentang aliran (flow range) dapat mencapai 1500:1.
5. Konverter dapat digabungkan dengan sensor untuk membentuk tipe terintegrasi (integral type) atau tipe terpisah (separate type).
6. Konverter mengadopsi mikroprosesor berkinerja tinggi 16-bit, tampilan LCD 2×16, pengaturan parameter yang nyaman, dan pemrograman yang andal.
7. Flowmeter adalah sistem pengukuran dua arah, dengan tiga totalizer bawaan: total maju, total mundur, dan total selisih.⁴ Alat ini dapat menampilkan aliran maju dan mundur, dan memiliki berbagai output: arus, pulsa, komunikasi digital, HART.⁵
8. Konverter mengadopsi teknologi pemasangan permukaan (SMT), dengan fungsi uji mandiri (self-test) dan diagnosis mandiri (self-diagnosis).⁶

Pengenalan Prinsip Flowmeter (EMF)

Pengukur Aliran Elektromagnetik (Electromagnetic Flowmeters, disingkat EMF) adalah jenis instrumen pengukur aliran baru yang berkembang pesat dengan perkembangan teknologi elektronik pada tahun 1950-an dan 1960-an. Flowmeter elektromagnetik adalah instrumen yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk mengukur aliran fluida konduktif sesuai dengan gaya gerak listrik (GGL) yang diinduksi oleh fluida konduktif yang melewati medan magnet eksternal.

Prinsip pengukur aliran elektromagnetik didasarkan pada Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday:

• Ketika konduktor bergerak dalam medan magnet dan memotong garis-garis medan magnet, potensi yang diinduksi akan dihasilkan pada konduktor. Besarnya potensi yang diinduksi ini sebanding dengan panjang efektif konduktor dalam medan magnet dan kecepatan konduktor.
• Dengan cara yang sama, ketika fluida konduktif mengalir dalam arah vertikal di dalam medan magnet dan memotong garis induksi magnet, potensi yang diinduksi juga akan dihasilkan pada elektrode di kedua sisi pipa.

Laju aliran volume sama dengan hasil kali kecepatan fluida $v$ dan luas penampang pipa $(\pi D^2)/4$. Ketika diameter pipa ($D$) dan intensitas induksi magnetik ($B$) dijaga konstan, laju aliran volume yang terukur memiliki hubungan linier dengan potensi yang diinduksi.

1. Struktur Flowmeter Elektromagnetik

Struktur flowmeter elektromagnetik terutama terdiri dari sistem sirkuit magnetik, kateter pengukur, elektrode, cangkang, lapisan (lining), dan konverter.

1. Sistem Elektrode Elektromagnetik: Fungsinya adalah menghasilkan medan magnet DC atau AC yang seragam. Umumnya menggunakan medan magnet AC 50Hz untuk menghindari fenomena polarisasi elektrode (penumpukan ion) yang dapat meningkatkan resistansi internal dan mengganggu operasi.⁷
2. Lapisan (Lining): Lapisan isolasi listrik yang lengkap pada sisi dalam saluran pengukur. Berfungsi meningkatkan ketahanan korosi dan mencegah potensi yang diinduksi mengalami hubungan pendek oleh dinding pipa logam. Bahan pelapis sering kali berupa plastik PTFE, keramik, dll., yang tahan korosi, suhu tinggi, dan abrasi.
3. Konverter (Converter): Sinyal potensi yang diinduksi sangat lemah. Fungsi konverter adalah menguatkan dan mengubah sinyal potensi yang diinduksi ($E_x$) menjadi sinyal DC standar yang seragam dan menekan sinyal gangguan utama.
4. Kateter Pengukur: Fungsinya adalah membiarkan cairan konduktif yang diukur melewatinya. Harus terbuat dari bahan non-magnetik, konduktivitas listrik rendah, dan konduktivitas termal rendah (seperti plastik, aluminium) untuk mencegah shunt (pembagian) atau short circuit (hubungan pendek) fluks magnet.
5. Elektrode: Fungsinya adalah menarik keluar sinyal potensi yang diinduksi yang proporsional dengan nilai yang diukur. Umumnya terbuat dari baja tahan karat non-magnetik dan harus rata dengan lapisan.⁸ Pemasangannya harus pada arah vertikal pipa untuk mencegah sedimen menumpuk.
6. Cangkang (Shell): Terbuat dari bahan feromagnetik, berfungsi sebagai penutup luar kumparan eksitasi dan mengisolasi gangguan medan magnet eksternal.

2. Prinsip Dasar & Konsep Penting

1. Prinsip Dasar

Prinsip kerja EMF: Sepasang elektrode pendeteksi dipasang pada dinding pipa yang tegak lurus terhadap sumbu tabung pengukur dan garis gaya magnet. Ketika cairan konduktif bergerak, ia memotong garis gaya magnet dan menghasilkan potensi yang diinduksi.⁹

Nilai potensi yang diinduksi ($E$) sebanding dengan laju aliran, dan nilainya:

Sensor mentransmisikan GGL yang diinduksi sebagai sinyal aliran ke konverter, yang memproses dan menampilkan aliran sesaat serta aliran kumulatif.

2. Tiga Konsep Penting

(1) Hanya Medium Konduktif yang Dapat Diukur

• Batasan Konduktivitas ($\sigma$): $\sigma \geq 1-5 \, \text{us/cm}$ (air $> 20 \, \text{us/cm}$).
• Tidak dapat mengukur medium non-konduktif seperti gas atau minyak.¹⁰

(2) Harus Ada Medan Magnet

• Arus eksitasi yang mengalir melalui kumparan menciptakan medan magnet.¹¹ Stabilitas arus eksitasi secara langsung memengaruhi pengukuran.
• Tabung pengukur harus berupa bahan non-magnetik.

(3) Nilai Terukur Sebenarnya Adalah Kecepatan Aliran Fluida

• Flowmeter elektromagnetik mengukur kecepatan aliran medium, yang kemudian dikonversi menjadi aliran volume medium.

3. Dua Bagian Penting

Sensor dan Instrumen Sekunder (Konverter) adalah dua komponen penting dari flowmeter elektromagnetik.