BAB II DASAR TEORI
II. 1 Pengertian Alat Ukur Level Alat ukur level adalah alat-alat instrumentasi yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan air. Dimana alat ukur ini memiliki beberapa tujuan yaitu : 1. Mencegah kerusakan dan kerugian akibat air terbuang 2. Pengontrolan jalannya proses 3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan II. 2 Metode-Metode Pengukuran Level Metode pengukuran level permukaan air ada dua macam cara, yaitu : 1. Pengukuran dilihat langsung Gambar 2.1 memperlihatkan metode dilihat langsung dimana tinggi permukaan air dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan ditunjukkan
dalam
satuan
pengukuran
panjang
(meter).
Dengan
diketahuinya tinggi permukaan air maka volume air yang diukur dapat dicari bila dikehendaki.
Tinggi Air
Dilihat Langsung
Gambar 2.1 Metode dilihat langsung
Universitas Sumatera Utara
Alat ukur menurut metode pengukuran dilihat langsung ada dua jenis, yaitu : 1. Gelas Penduga (Level Glass) Gelas Penduga dapat menunjukkan tinggi permukaan air dalam suatu bejana secara langsung. Prinsip yang dipergunakan pada gelas penduga adalah prinsip Bejana Berhubungan. Gelas Penduga terdiri dari dua jenis yaitu Gelas Penduga ujung terbuka dan Gelas Penduga ujung tertutup. Gambar 2.2 memperlihatkan sebuah bejana dan Gelas Penduga Ujung Terbuka. Pemasangan dari gelas penduga ini sangat sederhana. Pada bejana disediakan suatu pipa pengambilan dimana Gelas
Penduga
ditempatkan.
Seal
(packing)
disediakan
agar
sambungan jangan sampai bocor. Klem juga disediakan agar Gelas Penduga tetap pada posisinya.
Gambar 2.2 Gelas Penduga ujung terbuka
Universitas Sumatera Utara
Sebagian dari air dalam bejana akan mengalir ke dalam Gelas Penduga. Tinggi permukaan air pada Gelas Penduga dan bejana biasanya sama, karena bejana dan Gelas Penduga adalah merupakan dua bejana yang berhubungan. Gelas Penduga ujung terbuka dipergunakan pada tangki-tangki tidak bertekanan yang tingginya tidak melebihi 1,5 meter. Seperti tangki-tangki penampung minyak diesel, motor bakar dan lain-lain. Gambar 2.3 memperlihatkan Gelas Penduga Ujung Tertutup dengan bejana bertekanan tinggi. Kedua ujung Gelas Penduga
dihubungkan
dengan
bejana.
Ujung
bagian
bawah
tersambung dengan bagian bejana berisi air, sedangkan ujung bagian atas tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong). Level Glass yang dipergunakan untuk air bertekanan tinggi harus diberi pelindung kaca tahan banting dan harus diperlengkapi dengan kerangan-kerangan isolasi yang memungkinkan level glass dilepas dari sistem sewaktu perbaikan atau pembersihan.
Gambar 2.3 Gelas Penduga ujung tertutup Level Glass yang dipergunakan untuk air dengan temperatur yang tinggi harus diperlengkapi dengan saluran buangan. Saluran ini
Universitas Sumatera Utara
berfungsi untuk mencegah Thermal Shock yang dapat memecahkan level glass sewaktu menjalankan kembali sesudah perbaikan. Level Glass juga sering diperlengkapi dengan lampu penerang untuk mempermudah pemeriksaan terutama pada malam hari. 2. Pemberat dan Pita Gambar 2.4 merupakan cara termudah untuk mengukur tinggi permukaan air dalam tangki-tangki yaitu dengan menggunakan sebuah pipa pengukur yang diberi bobot pemberat. Bobotnya diturunkan ke dalam tangki dan tinggi permukaan air dilihat langsung pada pipa pengukuran (pipa ini telah diberi skala). Disamping itu pada tangki harus disediakan lubang agar bobot dapat masuk dan diturunkan.
Gambar 2.4 Pemberat dan Pita
Universitas Sumatera Utara
2. Mekanik Gambar
2.5
memperlihatkan
metode
mekanik.
Gaya
pada
air
menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasi ke dalam bentuk skala angka-angka.
Gaya Pada Cairan
Gerak Mekanik
Kalibrasi
Gambar 2.5 Metode Mekanik Alat ukur menurut metode mekanik ada dua jenis, yaitu : 1. Menurut Gaya Apung (bouyancy) dengan menggunakan Penggeser (displacer). Disebut displacer adalah karena prinsipnya nilai gerak apung yang dihasilkan oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement) nilai volume air yang menghasilkan gerak apung tersebut. Gambar 2.6(A) memperlihatkan sebuah Penggeser di dalam silinder kosong, digantungkan pada sebuah dacing (timbangan). Pada Gambar 2.6(B) air setinggi 7 inchi pada silinder mengurangi berat penggeser sebesar 1lb, dan pada Gambar 2.6(C) air setinggi 14 inchi menggantikan (mengurangi) berat dari penggeser sebesar 2lb sehingga berat dari penggeser kini hanya sebesar 1lb.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Penggeser Ada tiga hal yang penting untuk diperhatikan pada kejadian ini, yaitu : 1. Penggeser tidak akan terapung di atas air, melainkan sebagian akan terbenam, karena penggser itu sendiri mempunyai berat tertentu dan terikat pada gantungan. 2. Naiknya tinggi permukaan air akan membuat Penggeser naik, karena adanya gaya apung yang lebih besar dari air. Akan tetapi pergerakan dari Penggeser hanya kecil sekali dibandingkan dengan naiknya tinggi permukaan air. 3. Perubahan pada kedudukan Penggeser akan mengakibatkan perubahan pada kedudukan penunjuk dari timbangan. Gambar 2.7 memperlihatkan Penggeser dengan Meteran Penunjuk. tabung
pemuntir
dipergunakan
langsung
untuk
menggerakkan
penunjuk (pointer). Baik untuk indikator maupun kontroler, Penggeser selalu dihubungkan dengan Transmitter sinyal. Output dari Transmitter kemudian dikirimkan ke Meteran Penunjuk. Output ini bisa berupa sinyal pneumatik maupun sinyal listrik.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Penggeser dengan Meteran Prinsip kerja dari alat ukur dengan Penggeser pada umumnya dapat dikatakan sebagai berikut : 1. Perubahan pada tinggi permukaan air yang diukur akan mengakibatkan perubahan pada gaya apung dari air tersebut. Ini akan membuat Penggeser bergerak turun atau naik. 2. Pergerakan Penggeser akan menghasilkan gerak memuntir pada Tabung Pemuntir. 3. Pergerakan dari Tabung Pemuntir kemudian dipergunakan menghasilkan sinyal pneumatik atau listrik. Kemudian sinyal ini dikirimkan ke Meteran Penunjuk. Meteran Penunjuk dapat berupa Meteran
dengan
Tabung
Bourdon.
Meteran-meteran
ini
sebelumnya telah dikalibrasi ke dalam bentuk persen.
Universitas Sumatera Utara
2. Menurut Gaya Tekan (tekanan) dengan menggunakan Sistem Gelembung (bubble system) dan Beda Tekanan (differential pressure). Gaya Tekan (tekanan) dengan Sistem Gelembung (bubble system) Gambar 2.8 memperlihatkan alat ukur tinggi permukaan air dengan menggunakan Sistem Gelembung. Meteran Penunjuk untuk alat ukur ini umumnya adalah Pressure Gage dengan Tabung Bourdon yang telah dikalibrasi sebelumnya ke dalam bentuk skala persen. Alat ukur tinggi permukaan air dengan sistem gelembung dipergunakan pada tangki-tangki tidak bertekanan (tekanan statis).
Gambar 2.8 Sistem Gelembung Sistem gelembung memerlukan catu udara bertekanan yang kontinyu. Biasanya tekanan udara ini maksimum 50 Psi. Udara ini dimasukkan ke dalam yang terbenam (tegak) pada cairan yang akan diukur. Semakin tinggi permukaan air yang diukur semakin besar tekanan udara yang dibutuhkan untuk dapat mengatasi tekanan statis yang diberikan air. Dengan demikian, tinggi permukaan air dapat diukur melalui besaran tekanan udara yang dibutuhkan ini.
Universitas Sumatera Utara
12
Gaya Beda Tekanan (Differential Pressure) Gambar 2.9 memperlihatkan skematik dari pengembus yang dipergunakan dalam pengukuran tekanan. Pengembus seperti ini juga dapat dipergunakan untuk pengukuran tinggi permukaan cairan.
Gambar 2.9 Pengembus untuk Transmitter Tinggi Permukaan Air Diafragma dan Pengembus seperti yang dibicarakan pada alat-alat ukur tekanan dapat dipergunakan untuk mengukur tinggi permukaan air akan tetapi, sama halnya dengan Penggeser maka Diafragma dan Pengembus selalu dihubungkan dengan transmitter, baik pneumatik maupun listrik. Kemudian tekanan sinyal pneumatik atau tegangan listrik ini diteruskan ke Meteran penunjuk yang telah dikalibrasi sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
