Pressure Measurement
Anggota :
•
Abdul Arif. S
(13431001) Bayu
Prasetya. P
•
Tekanan terjadi karena adanya
gaya yang bekerja terhadap
suatu bidang luasan.
•
Karena itu tekanan dinyatakan
sebagai Gaya yang bekerja pada
suatu Satuan Luas.
•
Tekanan
dinyatakan
dengan
satuan
Istilah-istilah tentang pengukuran tekanan, yaitu :
a. Absolute Pressure (tekanan absolut)
Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur terhadap tekanan nol.
b. Gauge Pressure (tekanan relatif)
Tekanan yang dinyatakan dan diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. Jadi tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolut dengan tekanan atmosfer (1 atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psig)
c. Vacum Pressure (tekanan hampa)
Tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer
d. Differential Pressure (tekanan differential)
Tekanan yang diukur terhadap tekanan yang lain.
Manometer adalah suatu alat pengukur tekanan yang menggunakan kolom cairan untuk mengukur perbedaan tekanan antara suatu titik tertentu dengan tekanan atmosfer (tekanan terukur) , atau perbedaan tekanan antara dua titik.
Ada 4 jenis manometer: • Piezometer
• Manometer U Tube
• Manometer Diferensial • Manometer Miring
• Piezometer adalah tabung vertical yang
dipasang pada tempat yang ingin diukur, piezometer merupakan manometer paling sederhana dan tidak bisa digunakan untuk mengukur tekanan dibawah tekanan atmosfer.
h 2
Persamaan manometer piezometer
Manometer pipa U adalah adalah tabung vertical berbentuk U yang dipasang pada tempat yang mau diukur, manometer pipa U bisa digunakan untuk mengukur tekanan dibawah tekanan atmosfer.Persamaan manometer pipa U
o Manometer deferensial adalah menentukan perbedaan tekanan antara dua titik X dan Y bila tekanan yang sebenarnya dititik yang manapun dalam system tidak ditentukan.
Persamaan manometer pipa U
Manometer Miring
Gambar disamping
merupakan gambaran
sederhana manometer tabung
U yang diisi cairan
setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.
Bila tekanan positif diterapan pada salah satu sisi kaki tabung, cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian “h”, merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas dan dibawah angka nol yang menunjukan adanya tekanan.
Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung, cairan akan meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah nol yang menunjukan jumlah tekanan vakum.
Kelebihan
a. Biaya pengadaan awal : rendah
b. Sederhana dan handal
c. Accuracy dan sensitivity : tinggi.
d. Sesuai untuk aplikasi low pressure
dan low
differential pressure.
Kekurangan
a. Tidak bisa digunakan di dalam lingkungan tanpa penyangga.
b. Tidak ada proteksi over range.
c
. Cairan dalam tabung U harus tidak saling bercampur dengan cairan yang diukur (gas atau cairan).d. Dapat terjadi kontaminasi antara air raksa
dengan uap air, terutama pada pengukuran
tekanan rendah.
o Bourdon Tube adalah alat ukur tekanan nonliquid. Alat ukur ini secara luas digunakan didalam industri proses untuk mengukur tekanan statis pada beberapa aplikasi. Bentuk dari bourdon tube terdiri dari element (C-type, helical dan spiral) dan dihubungkan secara mekanikal dengan jarum indicator.
o Jenis-jenis Bourdon Tube
• C-Type
• Helical Bourdon Tube
• Spiral Bourdon Tube
Prinsip Kerja
Bourdon Tube ini terbuat dari Pipa pendek lengkung yang mana salah satu ujungnya tertutup. Saat bourdon tube diberikan tekanan, maka ia akan “menegang”.
• Perubahan yang dihasilkannya akan sebanding dengan besarnya tekanan yang diberikan. Hal ini dapat dilihat dari indikator dial yang tertera pada alat Bourdon Tube.
• Perubahan tekanan yang dideteksi oleh Bourdon tube akan menyebabkan pipa bergerak
Digunakan untuk range 15 ~ 100.000 psi dengan range akurasi
Digunakan secara umum pada range tekanan menengah (medium pressure), tetapi untuk tugas berat juga tersedia dalam range hingga 100.000 psig. Range akurasinya sekitar ± 0.5 % dari span.
Digunakan pada range dari 100 ~ 80.000 psig, akurasi sekitar ± ½ ~ ± 1 % dari span
A. Perunggu (bronze)
Untuk tekanan sampai 600 psi bahan tabung terbuat dari perunggu (bronze)
B. Berilyum-tembaga
Untuk tekanan sampai dengan 10.000 psi terbuat dari paduan berilyum-tembaga
C. Stainlesssteel
Untuk tekanan 10.000 psi atau lebih digunakan baja tak berkarat (stainlesssteel) maupun
Kelebihan
A. Biaya pengadaan awal: rendah
B. Konstruksi sederhana
C. Dapat dikalibarsi dengan mudah
(menggunakan mercury barometer).
D. Tersedia range yang bervariasi,
termasuk
range yang sangat tinggi.
Kekurangan
A. Peka terhadap goncangan dan
getaran
B. Mempunyai sifat histerisis
C. Akurasi : sedang (tidak cukup baik
untuk beberapa aplikasi).
• Diaphragm pressure gauge adalah alat ukur
tekanan untuk mengukur perbedaan suatu tekanan yang tidak diketahui dengan suatu tekanan acuan.
• Diafragma pada dasarnya adalah lembaran
datar dan tipis yang terbuat dari logam.
• Terdapat 2 Macam Diapraghm:
Diafragma datar (flat diaphragm)
Diafragma bergelombang (corrugated
diaphragm)
Diafragma datar (flat diaphragm) mendefleksi sesuai dengan hukum – hukum pada umumnya yang dapat diaplikasikan ke lembaran datar untuk kondisi – kondisi muatan simetris. Bentuk dasar dari diafragma datar adalah sebuah jaringan datar yang dijepit pada bagian pinggirnya.
• Diafragma bergelombang (corrugated diaphragm)
terdiri dari gelombang – gelombang atau lekuk – lekuk bundar. Bentuk ini bertujuan untuk meningkatkan kekerasan serta daerah efektif daripada diafragma, dengan demikian memberikan defleksi yang lebih besar daripada diafragma datar. Bentuk yang bergelombang menyebabkan sensitivitas yang lebih besar daripada diafragma datar.
•
Selain kedua macam diafragma diatas
ada juga diafragma tunggal (Single
diapraghm), terdapat juga diafragma
ganda (double diapraghm) yang biasa
disebut kapsul. Sensitivitas kapsul lebih
besar dibandingkan dengan diafragma
tunggal. Bahan – bahan yang biasa
dipakai untuk untuk diafragma adalah
alloy metal elastis.
• Diaphragm Pressure Gauge menggunakan prinsip perubahan bentuk yang elastis dari suatu diaphragm.
• Bentuk dari diaphragm pressure gauge terdiri dari kapsul yang dibagi oleh suatu sekat rongga, seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Satu sisi diaphragm terbuka bagi tekanan target (eksternal) PExt, dan sisi yang lain dihubungkan dengan tekanan diketahui (reference pressure), PRef. Beda tekanan, PExt - PRef, secara mekanik membelokkan diaphragm.
• Dalam gambar diperlihatkan diafragma rata diberi perbedaan tekanan Ρ1 - Ρ2. Diafragma ini akan mengalami defleksi sesuai dengan perbedaan tekanan tersebut. Pada diafragma dipasang pengukur regangan tahanan untuk mengetahui deformasi, seperti terlihat pada gambar, Keluaran dari pengukur ini merupakan fungsi tegangan setempat, yang tentunya sangat berhubungan dengan defleksi diafragma dan beda tekanan tersebut. Defleksi pada umumnya linier dengan ΔP jika defleksi tersebut kurang dari 1/3
• Range normal untuk diaphragm elemen mulai dari vacuum hingga 200 psig, dengan akurasi (±½ ~ ±1¼) % full span. Gambar berikut memperlihatkan berbagai bentuk disain dari diaphragm yaitu single capsul dan multiple capsul.
• Bahan – bahan yang biasa dipakai untuk untuk diafragma
adalah alloy metal elastis seperti kuningan, perunggu, phospohor, tembaga berrylium, stainless steel. Selain diafragma logam terdapat juga bukan logam yang biasa terbuat dari kulit sutra, teflon dan neoprene.
• Kelebihan
A. Biaya pengadaan awal : sedang B. Karakteristik “overrange” : tinggi C. Linearitas : baik
D. Akurasi : baik
E. Dapat digunakan untuk pengukuran tekanan absolut, tekanan relative (gauge) maupun tekanan differential.
F. Tersedia dalam berbagai macam bahan (tahan terhadap korosi)
• Kekurangan
A. Sangat peka terhadap getaran dan kejutan B. Jika rusak sulit diperbaiki.
• Element bellows merupakan elemen elastis yang fleksibel
pada arah aksial. Sebagian besar bellows element digunakan untuk pengukuran tekanan rendah (absolute atau relative) dan tekanan diferensial, beroperasi untuk tekanan vacuum sampai tekanan 0 – 400 psig. Kebanyakan aplikasi dalam range inch hingga 30 atau 40 psig, namun unit tersedia dalam range 0 – 2.000 psig.
• Penggunaan yang terbesar untuk unit bellows adalah sebagai
elemen penerima untuk pneumatic recorders, indicators dan controllers. Bellows juga secara luas digunakan sebagai unit diferensial pressure untuk pengukuran aliran (flow) serta recorder dan controller pneumatic yang dipasang di lapangan. Ketelitian bellows element adalah sekitar ± ½ %.
• Pengukuran tekanan dengan bellows sangat popular
digunakan di dalam industri proses, oleh karena mudah ditangani. Element bellows merupakan elemen elastis yang fleksibel pada arah aksial. Dengan element ini dapat diperoleh hubungan yang linear antara tekanan dan simpangan (perubahan volume).
Kelebihan
• Biaya pengadaan awal : rendah • Konstruksi kuat dan sederhana
• Dapat digunakan untuk tekanan rendah
dan menengah.
• Dapat digunakan untuk mengukur tekanan
absolut, tekanan relatif (gauge) dan tekanan diferensial.
Kekurangan
• Memerlukan kompensasi temperature
• Tidak dapat digunakan untuk mengukur
tekanan tinggi.
• Mempunyai histeresis dan drift yang besar. • Tidak cocok untuk mengukur tekanan yang
dinamis.
