Contoh-2 Data Hasil Kalibrasi Orifice vs Aliran Standar (Ref.)

Contoh-2 Data Hasil Kalibrasi Orifice vs Aliran Standar (Ref.)

Contoh Model Grafik Hasil Kalibrasi Orifice vs Aliran Referensi.

Metode Kalibrasi Aliran Udara Pada HVAS

Pada dasarnya kalibarsi

flowmeter

/ debit meter dilakukan dengan

cara membandingkan secara langsung alat ukur yang

dikalibrasi terhadap standar ukur (referensi/ kalibrator) yang

mempunyai kemampuan lebih dan ketelusuran nilai pada standar

nasional atau internasional.

Kalibrasi HVAS ada beberapa metode ( tergantung type ):



Membandingkan aliran aktual terukur (HVAS) dengan aliran

aktual referensi (kalibrator) → koreksi



Membuat persamaan regresi (plot) fungsi aliran standar

(kalibrator) dengan indikator HVAS → koefesien korelasi

Prosedur khusus Kalibrasi HVAS



Persyaratan khusus keterterimaan data ukur kalibrasi

HVAS dengan orifice ( prosedur manufaktur):



→ Minimal 5 titik ukur



→ Rentang ukur kalibrasi 1,02 – 1,24 m

3

/min



→ Nilai koreksi / kesalahan aliran aktual

( max 4 % )



→ Linearitas untuk aliran standard ( r > 0,9900 )

Pemasangan Orifice kalibrator dengan Penunjukan

Manometer pada HVAS

Pemasangan Kalibrator Orifice (manometer) pada HVAS



Aliran dari kalibrator/ref. diperoleh dari pembacaan sertifikat orifice



Manometer harus terpasang tegak lurus



Pembcaan manometer diperoleh dari jarak ketinggian dua sisi tubing

Pemasangan Digital Calibrator Pada HVAS



Variasi ALIRAN bisa dilakukan dengan melakukan setting

aliran di HVAS



Penunjukan langsung diperoleh nilai :



- Aliran dari kalibrator



- Tekanan



- Suhu

Contoh-1 Data Hasil Kalibrasi HVAS Penunjukan Tekanan

Contoh2.Data Hasil Kalibrasi HVAS Penunjukan Flow Record.

Contoh-3 Data Hasil Kalibrasi HVAS Penunjukan Chart Record.

Contoh Grafik Hasil Kalibrasi HVAS vs Orifice

Sumber : PM 10 HVAS cal.date sheet AQMP yerington, Nevada

Contoh Data dan Perhitungan Kalibrasi HVAS → Regresi

Site Conditions

Barometric Pressure (in Hg):

29,50

Corrected Pressure (mm Hg): 749

Temperature (deg F):

68

Temperature (deg K): 293

Average Press. (in Hg):

29,65

Corrected Average (mm Hg): 753

Average Temp. (deg F):

70

_{Average Temp. (deg K): 294}

Calibration Orifice

Make:

Qstd Slope:

1,58304

Model:

Qstd Intercept:

-0,01520

Serial#:

Date Certified:

Calibration Information

Plate or

H2O

Qstd

I

IC

Test #

(in)

(m3/min)

(chart)

(corrected)

Linear Regression

1

7,25

1,713

52,0

52,07

Slope: 28,7714

2

5,75

1,526

47,0

47,06

Intercept: 2,9463

3

4,55

1,359

42,0

42,06

Corr. Coeff: 0,9998

4

3,45

1,185

37,0

37,05

5

2,70

1,049

33,0

33,05

# of Observations:

5

40

Contoh Data dan Perhitungan Kalibrasi HVAS → Koreksi

Site Conditions

Temp (deg F):

68,0

Ta (deg K):

293

Barometric Press (in Hg):

29,50

Ta (deg C):

20

_{Pa (mm Hg):}

749

Calibration Orifice

Make:

Qa Slope:

0,99128

Model:

Qa Intercept:

-0,00941

Serial#:

Calibration

Due Date:

Calibration Data

Run

Orifice

Qa

Sampler

Pf

Look Up

Number

"H2O

(m3/min)

"H2O

(mm Hg)

Po/Pa (m3/min)

% Diff

1

3,80

1,239

6,40

11,944

0,984

1,288

3,95

2

3,80

1,239

6,80

12,691

0,983

1,287

3,87

3

3,80

1,239

7,20

13,437

0,982

1,286

3,79

4

3,75

1,231

9,25

17,263

0,977

1,278

3,82

5

3,75

1,231

10,20

19,036

0,975

1,275

3,57

41

Keterangan : Kalkulasi Kalibrasi HVAS → Regresi & Koreksi

Calculations (regresi)

Qstd = 1/m[Sqrt(H2O(Pa/Pstd)(Tstd/Ta))-b]

m = sampler slope

IC = I[Sqrt(Pa/Pstd)(Tstd/Ta)]

b = sampler intercept

I = chart response

Qstd = standard flow rate

Tav = daily average temperature

IC = corrected chart response

Pav = daily average pressure

I = actual chart response

m = calibrator Qstd slope

Average I (chart):

44,0

b = calibrator Qstd intercept

Average Flow Calculation m3/min

Ta = actual temperature during calibration (deg K)

1,429975423

Pa = actual pressure during calibration (mm Hg)

Average Flow Calculation in CFM

Tstd = 298 deg K

50,49243218

Pstd = 760 mm Hg

Sample Time (Hrs):

24,0

For subsequent calculation of sampler flow:

Total Flow in m3/min

1/m((I)[Sqrt(298/Tav)(Pav/760)]-b)

2059,164609

Total Flow in CFM

72709,10234

Calculations ( koreksi)

Calibrator Flow (Qa) =

1/Slope*(SQRT(H20*(Ta/Pa))-Intercept)

Pressure Ratio (Po/Pa) = 1-Pf/Pa

% Difference = (Look Up Flow-Calibrator Flow)/Calibrator

Contoh Hasil Kalibrasi HVAS dengan Digital Orifice

Calibrator → metode koreksi

HVAS

Referensi

Koreksi

Ketidakpastian

P

T

Q (act / std) Q (act / std) Q actual

k = 2, CL 95 %

kPa

o

C

m

3

/min

m

3

/min

%

m

3

/min

%

100,50

24,0

1,09

1,144

5,2

0,03

3,0

Ketidakpastian aliran pada kalibrasi HVAS

Perhitungan Ketidakpastian

Memperhitungkan semua faktor yang mempengaruhi hasil

pengukuran

Kalibrasi HVAS dengan referensistandar sekunder pada umumnya

sumber ketidakpastian didapat dari :



Daya ulang



Ketidakpastian alat standar :



- Aliran



- Tekanan



- Suhu



Daya baca operator

Ketidakpastian

gabungan, u

_comb

:

Tabel Perhitungan Ketidakpastian Dasar kalibrasi HVAS vs Orifice Cal.

Set : 20 %

No Uncertainty source / Komponen

Unit /

Satuan Distribusi Type Symbol

Expanded uncertanty / U Cov.facto r / Pembagi, k Deg.of freedom / vi Std.uncertai nty / ui Sens.coef

f / ci. ci.ui (ci.ui)

2 _(ci.ui)4_/vi

1 Repeatability of

measurements m

3

/min student't

(esdm) A urep 0,025 4 0,0113 1,00 0,0113 1,3E-04 4,1E-09

2 Calibrator flowrate (act) m3_{/min normal B u}

flow 0,019 2 ~ 0,0093 0,994 0,0092 8,5E-05 0,0E+00

3 Pressure Calibrator kpa normal B uP1 0,0100 2 ~ 0,0050 0,011 0,0001 3,2E-09 0,0E+00

4 Presuure HVAS kPa normal B uP2 0,0100 2 ~ 0,0050 0,011 0,00005 2,9E-09 0,0E+00

5 Temperature Calibrator o_{C normal B u}

T1 0,050 2 ~ 0,0250 -0,0038 -0,00010 9,2E-09 0,0E+00

6 Temperature HVAS oC normal B uT2 0,050 2 ~ 0,0250 -0,0037 -0,00009 8,4E-09 0,0E+00

9 Division of meter

reading m

3

/min rectangular B ures 0,0050 ~ 0,00289 1,00 0,00289 8,3E-06 0,0E+00

Sums 2,211E-04 4,098E-09 Combined Uncertaity, uc 0,01487

Effective. Deg Of Freedom, Veff

11,929941 24

Cov. Factor for 95% CL 2,20

Expanded uncertainty, U95 0,033 m3/min

Perhitungan Koefesien Sensitifitas

Persamaan kondisi aliran Standar/Normal :

-

Koefesien sensitifitas untuk aliran aktual, c

₂

:

-

Koefesien sensitifitas untuk tekanan aktual, c

₃

:

- Koefesien sensitifitas untuk suhu aktual, c

₄

:

3. Kalibrasi Gas Meter ( Dynamic volumetric )

1. Wet Gas Meter

2. Meter Standard yang bisa digunakan untuk kalibrasi Dry Gas

Meter & Wet Gas Meter:

- Piston Prover / Bell Prover (volumetric)

- Sonic Nozzle & Master Flowmeter (High Precision)

- Differential pressure flowmeter standard

- Glass bubble meter calibrator

- Wet gas meter standard

Prinsip Dasar Kalibrasi Gas Meter (dynamic volumetric)

Ada beberapa metode yang digunakan untuk kalibrasi alat

ukur dynamic volumetric, namun pada umumnya yang

umum dan mudah dilakukan adalah dengan metode :

- Pengukuran volume

- Pengukuran aliran → Timer counter untuk volumetrik

WGM standard Glass Bulb Digital Piston Prover

Kalibrasi Gas Meter dengan WGM standard

Peralatan yang digunakan untuk metode aliran dengan

nggunakan WGM sebagai referensi:



Wet Gas Meter Standard ( calibrated )



Volumetric indicator



Pressure Indicator



Temperature indicator



Timer Counter ( calibrated )



Sumber Gas ( compressed air )



High Precision Valve & on/off Velve



Flowmeter setting



Thermohygrometer

Kalibrasi Gas Meter dengan WGM standard

Skema Kalibrasi Gas Meter Dengan Referensi Wet Gas

Meter

(Q

₁

,P

₁

,T

₁

) ( Q

₂

,P

₂

,T

₂

)

Formula perhitungan Q

_target

& V

_target

:

→

→

Koreksi

→

↔

Ketidakpastian Kalibrasi Gas Meter dengan WGM standard ( Q ref )

Set : 25 % ; 2,5 l/min No Uncertainty source / Komponen Unit /

Satuan Distribusi Type Symbol

Expanded uncertanty / U Cov.facto r / Pembagi, k Deg.of freedom / vi Std.uncertai nty / ui Sens.coef

f / ci. ci.ui (ci.ui)

2

(ci.ui)4/vi

1 Repeatability of

measurements l

student't

(esdm) A urep 0,033 4 0,0148 1,00 0,0148 2,2E-04 1,2E-08

2 Volume WGM reference l normal B uvol-wgm 0,106 2 ~ 0,0529 0,94 0,0499 2,5E-03 0,0E+00

3 Timer WGM reference min normal B ut1 0,00417 2 ~ 0,00208 2,40 0,0050 2,5E-05 0,0E+00

4 Timer UUT min normal B ut2 0,00450 2 ~ 0,00225 2,55 0,00573 3,3E-05 0,0E+00

5 Pressure WGM

reference kPa normal B uP1 0,010 2 ~ 0,0050 0,09 0,00046 2,1E-07 0,0E+00

6 Pressure UUT kPa normal B uP2 0,010 2 ~ 0,0050 0,09 0,00046 2,1E-07 0,0E+00

7 Temperature WGM reference

o

C normal B uT1 0,050 2 ~ 0,025 0,03 0,00078 6,1E-07 0,0E+00

8 Temperature UUT oC normal B uT2 0,050 2 ~ 0,025 0,03 0,00078 6,1E-07 0,0E+00

9 Division of meter

reading l rectangular B ures 0,0025 ~ 0,00144 1,00 0,00144 2,1E-06 0,0E+00

Sums 2,768E-03 1,185E-08 Combined Uncertaity, uc 0,05261

Effective. Deg Of Freedom, Veff 646,390 Cov. Factor for 95% CL 1,96

Expanded uncertainty, U95 0,103 liter

Hasil Kalibrasi Gas Meter dengan WGM standard ( Q ref )

Gas Meter

Referensi

Koreksi

Ketidakpastian

Volume

Aliran

Volume

k = 2, CL 95 %

liter

l/min

liter

%

liter

%

10,0

2,55

9,32

-6,8

0,10

1,0

10,0

4,85

9,35

-6,5

0,10

1,0

10,0

7,37

9,40

-6,0

0,11

1,1

10,0

9,68

9,46

-5,4

0,12

1,2

KRITERIA ALAT UKUR TERSEBUT MASIH DAPAT DIGUNAKAN

IN TOLERANCE

OUT OF TOLERANCE

TITIK UKUR

NILAI

TOLERANSI (+)

TOLERANSI (-)

U

U

U

U

KETERANGAN: U = UNCERTAINTY (KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN)

Kesimpulan/Saran

o

Perlu ditetapkannya hirarki Lab. kalibrasi peralatan

ukur/monitoring kondisi udara lingkungan khususnya

besaran ukur aliran dan volume dinamik di Indonesia

o

Alat-alat ukur aliran untuk monitoring lingkungan

sebaiknya menerapkan pemakaian toleransi / MPE dengan

menggunakan hasil kalibrasinya untuk menentukan alat

ukur tersebut layak atau tidak.

o

Perlu ditetapkanya standar di indonesia terkait prosedur

kalibrasi dan keterterimaan dari peralatan Volume Air

Sampler dan Gas Meter

o

Prosedur kalibrasi & perawatan High Volume Air Sampler

sebaiknya lebih spesifik disesuaikan dengan type HVAS

o

Pentingnya peningkatan ruang lingkup & kemampuan

laboratorium kalibrasi alat uji/monitoring udara ambien

untuk besaran aliran, volume dinamis serta alat-alat uji

sampling lainnya yang spesifik