Tipe TMFM1500: Pengukur Aliran Massa

Misalkan Anda ingin menyediakan gas untuk proses pencampuran gas kimia, maka pengontrol aliran massa adalah perangkat yang tepat. Pengontrol ini digunakan dalam proses berikut:

Menambahkan gas ke tabung pencampur untuk memudahkan penyesuaian rasio

Perpipaan pencampur gas industri atau pemantauan aliran generator gas
Menambahkan gas campuran ke pasokan pembangkit plasma
Dalam semua contoh ini, proses membutuhkan pasokan senyawa gas yang berulang dan akurat. Hal ini memungkinkan Anda untuk melanjutkan proses secara terkendali dengan hasil produk yang optimal dan risiko minimal terhadap kinerja proses yang buruk atau berlebihan, seperti pemborosan reaktan gas yang tidak terpakai atau proses yang tidak terkendali. Pengontrol aliran massa digunakan untuk tujuan ini.

Category:

Description

TMFM1500 Mass Flow Meter | Pengendalian Aliran Gas

Fitur Utama:

  • Kinerja presisi tinggi pada laju aliran rendah.

  • Kecepatan respons tinggi (≤1.0).

  • Kompatibilitas koneksi tinggi.

  • Stabilitas yang sangat baik.

  • Ketahanan terhadap korosi.

  • Linearitas sangat baik.

  • Stabilitas jangka panjang yang luar biasa.

  • Desain modular.

  • Sistem kontrol aliran yang ringkas (compact flow control system).

Apa itu Thermal Mass Flow Meter?

Thermal Mass Flow Meter (TMFM) adalah flow meter dengan akurasi tinggi, mudah dipasang, dan memiliki penurunan tekanan (pressure drop) yang rendah.
Alat ini cocok untuk pengukuran dan pengendalian aliran gas kering.
Pengukur aliran massa bekerja dengan mengamati efek pendinginan pada transduser yang dipanaskan sesuai dengan laju aliran gas yang melewatinya.
Prinsip ini memungkinkan alat mencapai tingkat akurasi tinggi dengan biaya rendah dibandingkan perangkat pengukuran aliran gas lainnya.

Keunggulan:

  • Akurasi tinggi.

  • Rentang pengukuran aliran yang luas, termasuk laju aliran rendah.

  • Struktur sederhana dan tahan lama.

  • Mudah dipasang dan dirawat.

  • Koneksi fleksibel untuk sistem kontrol aliran.

  • Berbagai jenis sambungan proses tersedia.

  • Rasio penyetelan (turndown ratio) hingga 100:1.

  • Penurunan tekanan rendah saat melewati flow meter.

  • Dilengkapi keluaran sinyal yang praktis untuk pemantauan.

Prinsip Kerja Thermal Mass Flow Meter

Thermal Mass Flow Meter menggunakan sifat termal fluida untuk mengukur gerakan fluida dalam pipa atau tabung.
Pada alat ini, sejumlah panas diberikan ke elemen pemanas (heater) di sensor.
Sebagian energi panas akan hilang seiring meningkatnya laju aliran fluida.
Energi yang hilang tergantung pada sifat termal fluida dan desain sensor.

Meskipun sifat termal fluida dapat berubah dengan suhu dan tekanan, perubahan ini biasanya tidak signifikan dalam sebagian besar aplikasi.
Karena pengukuran ini tidak bergantung pada suhu atau tekanan fluida, alat ini dapat menghitung aliran massa fluida secara langsung.

Namun, dalam banyak aplikasi, komposisi fluida dapat memengaruhi hasil pengukuran.
Perbedaan komposisi gas dapat menyebabkan variasi pada aliran panas aktual, sehingga penting bagi penyedia Thermal Mass Flow Meter untuk mengetahui komposisi gas yang diukur agar dapat menerapkan faktor koreksi (normalization factor) yang tepat.

Oleh karena itu, Thermal Mass Flow Meter biasanya digunakan untuk mengukur aliran gas murni.
Produsen dapat memberikan data standar untuk campuran gas tertentu, namun akurasi pengukuran bergantung pada kesamaan antara komposisi gas aktual dan gas referensi yang digunakan saat kalibrasi.

Aplikasi Mass Flow Controller

  • Pembersih plasma (Plasma Cleaner)

  • Kotak/panel katup pengalih gas (Gas Diverter Valve Box/Panel)

  • Pengendalian aliran keluaran kabinet silinder gas

  • Pengendalian keluaran generator gas

  • Pengendalian pembakaran pada pengelasan api (Flame Welding Control)

  • Pengukuran perpipaan sumber gas

Jenis-Jenis Mass Flow Controller pada Seri TMFM/TMFC

Mass Flow Controller (MFC) menggunakan teknologi pengukuran massa termal untuk mengontrol aliran gas.
Dalam seri TMFC, terdapat beberapa jenis MFC dengan teknologi sensor berbeda:

  1. MFC dengan sensor bypass:

    • Contoh: TMFC dan TMFM.

    • Ideal untuk aplikasi gas bersih dan kering yang membutuhkan presisi dan repeatability tinggi.

  2. MFC dengan prinsip in-line:

    • Cocok untuk gas kemurnian tinggi (>99,9%) dan kondisi yang menuntut repeatability serta ketahanan lebih tinggi dibandingkan akurasi ekstrem.

  3. MFC dengan teknologi kontrol perpipaan:

    • Dapat mengukur sekaligus mengontrol aliran gas dalam sistem pipa.

  4. MFC dengan teknologi sensor chip MEMS (seperti TMFM6000):

    • Cocok untuk aplikasi yang memerlukan tampilan dan pengukuran pada rentang aliran yang luas.

  5. MFC dengan teknologi in-line CMOS:

    • Memberikan kontrol dan pengukuran gas yang cepat dan presisi tinggi.

Prinsip Kerja Mass Flow Controller (MFC)

Mass Flow Controller (MFC) adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur dan mengendalikan aliran cairan maupun gas.
Setiap MFC dirancang dan dikalibrasi untuk jenis fluida dan rentang aliran tertentu.

  • MFC dapat diatur pada titik setel (set point) antara 0% hingga 100% dari kapasitas skala penuh, namun umumnya bekerja optimal di antara 10%–90% dari skala penuh.

  • MFC dapat berupa analog atau digital:

    • Analog: hanya dapat digunakan untuk fluida yang telah dikalibrasi.

    • Digital: dapat mengontrol beberapa jenis fluida.

Komponen utama MFC:

  • Port inlet (masukan)

  • Port outlet (keluaran)

  • Sensor aliran massa

  • Katup kontrol proporsional

Sistem ini menggunakan loop kontrol tertutup, di mana sinyal masukan dari operator atau komputer dibandingkan dengan data sensor, lalu katup disesuaikan untuk mencapai laju aliran yang diinginkan.
Hasil aliran biasanya ditampilkan sebagai persentase dari skala penuh dan dikonversi menjadi sinyal tegangan (voltage signal).

Kondisi operasi:

  • Tekanan fluida harus berada dalam rentang yang ditentukan.

  • Tekanan rendah akan menyebabkan aliran tidak stabil, sedangkan tekanan terlalu tinggi dapat menimbulkan laju aliran yang tidak teratur.

Berbagai teknologi pengukuran digunakan dalam MFC, di antaranya:

  • Tekanan diferensial (ΔP)

  • Perbedaan suhu (ΔT)

  • Gaya Coriolis

  • Ultrasonik

  • Elektromagnetik

  • Turbin, dan lainnya.

Pemasangan Mass Flow Meter

Saat ini, penggunaan mass flow meter semakin luas.
Namun, banyak pengguna yang baru pertama kali memasang alat ini sering melakukan kesalahan pemasangan, seperti orientasi terbalik atau pemasangan tidak sesuai arah aliran, yang dapat memengaruhi akurasi alat.

Pemasangan yang salah dapat menyebabkan pergeseran titik nol (zero drift) karena tekanan mekanis berlebihan pada sensor.
Oleh karena itu, pemasangan yang benar sangat penting untuk menjaga kinerja alat.

Metode Pemasangan Sensor:

  1. Untuk fluida cair:
    Pasang sensor dengan cangkang menghadap ke bawah agar udara tidak terperangkap di tabung getar (vibration tube) — hal ini memastikan pengukuran massa yang akurat.

  2. Untuk fluida gas:
    Pasang sensor dengan cangkang menghadap ke atas agar kondensat tidak mengendap di tabung getar sensor.

  3. Untuk fluida campuran cair dan padat (slurry):
    Pasang sensor secara vertikal agar partikel padat tidak mengendap di tabung pengukuran Coriolis.
    Metode ini juga memudahkan pembersihan dengan gas atau uap, meskipun pemasangannya lebih sulit dan memiliki kehilangan tekanan (pressure loss) yang lebih besar.

Rumus Umum Aliran Massa (Mass Flow Formula)

Keterangan:

  • Q_m = laju aliran massa (kg/s)

  • ρ = densitas fluida (kg/m³)

  • Q_v = laju aliran volumetrik (m³/s)

Jenis-Jenis Mass Flow Meter

  • Thermal Mass Flow Meter (pengukuran berbasis panas)

  • Coriolis Mass Flow Meter (pengukuran gaya Coriolis)

  • Ultrasonic Mass Flow Meter

  • Differential Pressure Mass Flow Meter

  • Turbine Mass Flow Meter