PERBAIKAN AKUISISI DATA PADA METODE PERBANDINGAN DALAM KALIBRASI PENGUKUR ALIRAN JENIS TURBIN

Transkripsi

1 Jrnal Standardsas Volme 15 Nomor 3, November 013: Hal PERBAIKAN AKUISISI DATA PADA METODE PERBANDINGAN DALAM KALIBRASI PENGUKUR ALIRAN JENIS TURBIN Improvng of the Data Acqston on Comparson Method of Trbne Flowmeter Calbraton Jal Ahmad Prakosa dan Bernads H. Srenden Psat Peneltan Kalbras, Instrmentas dan Metrolog (KIM) LIPI Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Banten 15314, Indonesa e-mal: Dterma: Maret 013, Drevs: 9 Jl 013, Dsetj: 17 Jl 013 Abstrak Pada SNI ISO 715:011 yang mengadops ISO 715:1981 secara khss dbahas mengena pengkran volmetrk dengan trbn meter pada medm hdrokarbon car. Sedangkan dalam melakkan kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan pada medm flda yang lebh mm, Pslt KIM LIPI merjk dokmen standar JIS Z Pada akss data kalbras trbn flowmeter secara manal yat melhat data kemdan mencatatnya menyebabkan ketdakpastan pengkran yang besar. Telah dlakkan perbakan akss data pada metode perbandngan kalbras trbn flowmeter yat dengan melakkan otomatsas akss data secara real tme ke kompter. Dar hasl analss data ddapatkan bahwa rerata perbandngan ketdakpastan antara akss data secara manal dbandng secara otomats real tme pada trbn flowmeter berdameter ½ nc sebesar 33,4 sedangkan ntk trbn flowmeter berdameter 3/ nc sebesar,14. Nla perbandngan ketdakpastan pengkran yang lebh besar dar sat membktkan bahwa akss data secara otomats real tme lebh akrat darpada secara manal. Dalam melakkan kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan drekomendaskan ntk melakkan akss data secara otomats real tme. Kata knc: metode perbandngan, trbn flowmeter, kalbras, ketdakpastan. Abstract At SNI ISO 715:011 that adopted from ISO 715:1981 specfcally dscssed abot volmetrc measrements of the trbne meter on medm of lqd hydrocarbon. Whle the trbne flowmeter calbraton by comparson method on medm of fld that are more general, Pslt KIM LIPI refer the standard docment of JIS Z On data acqston of the trbne flowmeter calbraton manally, by lookng at the data then recordng them case naccraces measrement and large ncertantes. Improvng on data acqston of the trbne flowmeter calbraton by comparson method that s to atomate data acqston to compter n real tme. From the data analyss fond that the average of rato n the relatve ncertanty between data acqston manally than atomatcally real-tme on the trbne flowmeter that had dameter of ½ nches was 33.4 whle on the trbne flowmeter that had dameter of 3/ nches was.14. The rato of measrement ncertanty that was greater than one were prove that the data acqston atomatcally real-tme was more accrate than manally. In the trbne flowmeter calbraton by comparson method s recommended to acqre data atomatcally real-tme. Keywords: comparson method, trbne flowmeter, calbraton, ncertant 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada Standar Nasonal Indonesa (SNI) telah terdapat SNI ISO 715:011 Hdrokarbon car - Pengkran volmetrk dengan sstem trbn meter yang mengadops ISO 715:1981 Lqd hydrocarbons - Volmetrc measrement by trbne meter systems yang khss membahas pengkran volmetrk dengan trbn meter pada medm hdrokarbon car. Dalam melakkan kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan pada medm flda yang lebh mm, Pslt KIM LIPI merjk standar Japanese Indstral Standard (JIS) Z Method of Flow Measrement by Trbne Meters. Sebelmnya pada saat mengkalbras trbn flowmeter konsmen menggnakan master standar trbn flowmeter Pslt KIM LIPI dengan metode perbandngan mash dlakkan secara manal yat akss data trbn 170

2 Perbakan Akss Data Pada Metode Perbandngan Dalam Kalbras Pengkr Alran Jens Trbn (Jal Ahmad Prakosa dan Bernads H. Srenden) flowmeter konsmen dlakkan operator dengan melhat kemdan mencatatnya. Hasl akss data secara manal menghaslkan ketdakpastan yang besar. Hal n mngkn terjad karena ada jeda wakt antara melhat data kemdan mencatatnya secara manal dan jga kesalahan pembacaan data oleh mata operator kalbras. Perl dlakkan perbakan dalam akss data dalam melakkan kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan tersebt. Untk mengrang jeda wakt tersebt maka dalam akss data trbn flowmeter standar dan Unt Under Test (UUT) dapat dlakkan secara real tme. Kabel pckoff trbn dar standar dan UUT dhbngkan pada data akss ntk dkrm dan dsmpan pada kompter. Perl dbat software yang dapat mengakss data dar standar dan UUT secara real tme bersamaan sehngga dharapkan pengkran dapat mengrang ketdakpastan pengkrannya. Gambar 1 Alat kr alran jens trbn. 1. Tjan Tjan peneltan n adalah ntk memperbak cara akss data pada metode perbandngan dalam kalbras pengkr alran jens trbn. Dengan memperbak akss data yang sebelmnya secara manal menjad secara otomats real tme maka dharapkan pengkran dapat lebh akrat dan mengrang ketdakpastan pengkrannya.. TINJAUAN PUSTAKA Trbn flowmeter merpakan salah sat jens alat kr laj alran flda, ddalamnya terdr sebah balng-balng yang kecepatan perptarannya sebandng dengan besar laj alran flda yang melal flowmeter tersebt. Setap kal balngbalng berotas menghaslkan plsa elektrk pada pckoff yang terpasang pada selbng flowmeter. Setap plsa tersebt mennjkkan volme flda dskrt yang melewatnya. Frekens dar plsa mennjkkan laj alr volmetrk dan total akmlas plsa mennjkkan volme total flda yang terkr. Berkt n gambar trbn flowmeter : (a) (b) Gambar (a) Trbn flowmeter (b) Is bagan dalam trbn flowmeter. Faktor_K adalah jmlah plsa yang dhaslkan flowmeter ntk setap satan volme dar flda yang melewatnya. Nla Faktor_K dperlkan sebaga sebah konstanta dalam pengkran besaran laj alran flda menggnakan alat kr trbn flowmeter n. Berkt n permsan dar Faktor_K. Faktor _ K dmana: N V (1) Faktor_K = Jmlah plsa tap satan volme trbn flowmeter, plsa/ lter. N = Jmlah plsa yang dhaslkan trbn flowmeter, plsa. V = Volme flda yang melal trbn flowmeter, lter. Oleh karena t laj alran flda dapat dketah dar nla Faktor_K tersebt yat dnyatakan sebaga persamaan() berkt n. V N f.(60) Q () t m t m.( Faktor _ K) Faktor _ K N f (3) t s 171

3 Jrnal Standardsas Volme 15 Nomor 3, November 013: Hal dmana: Q = Laj alran flda yang melewat trbn flowmeter, lter/ ment. F = Frekens pckoff yat jmlah plsa yang dhaslkan tap satan sekon, plsa/ sekon ata Hz. t m = Wakt dalam ment, ment. t s = Wakt dalam sekon, sekon. (Flow Technology Incorporated, 006). mencatat data maka dalam akss data UUT dapat dlakkan secara real tme. Kabel pckoff trbn dar standar dan UUT dhbngkan pada data akss ntk dkrm dan dsmpan pada kompter. Pembatan software dlakkan ntk mengakss data dar standar dan UUT secara real tme. Dalam menganalss perbandngan ketdakpastan relatf of readng laj alr pada akss data secara manal dbandngkan secara otomats real tme dgnakan permsan sebaga berkt: 3. METODE PENELITIAN α = (Uex %) manal (Uex %) otomats (4) Trbn flowmeter akan dkalbras sesa metode perbandngan pada JIS Z Method of Flow Measrement by Trbne Meters yat pada metode perbandngan n, pengkr alran yang telah dketah akrasnya dgnakan sebaga kalbrator standar. Walapn sstem kalbras dengan metode perbandngan lebh sederhana darpada metode penmbangan ata pn volmetrk tetap akras kalbras cenderng menjad lebh rendah sampa batas tertent. Dalam pemlhan kalbrator standar pada sstem n drekomendaskan menggnakan yang dapat drekalbras menggnakan ppa prover ata sejensnya. Terlhat pada Gambar 3 contoh dagram yang merepresentaskannya. keterangan : α = Perbandngan ketdakpastan relatf of readng laj alr pada akss data secara manal dbandngkan secara otomats real tme. U ex% = relatf of readng laj alr pada saat akss data secara manal ata secara otomats real tme. Smber-smber ketdakpastan yang dperhtngkan berasal dar frekens pckoff, temperatr flda, resols, standar dan repeatablty sedangkan smber ketdakpastan lannya dabakan dalam perhtngan. Untk evalas ketdakpastan pengkran data tpe A dan B dhtng dengan permsan berkt n : (x 1x) n n (Tpe A repeatablty) (5) v = n-1 (Tpe A) (6) 1 res. 3 (Tpe B Resols) (7) Gambar 3 Dagram metode perbandngan (JIS Z sb pasal Comparson Method) Pada tem standarzed calbrator menggnakan master trbn flowmeter mlk Pslt KIM LIPI sebaga standar sedangkan tem flow meter to be calbrated menggnakan trbn flowmeter mlk konsmen sebaga UUT. Pada akss data sebelmnya tahn 01, mash menggnakan cara manal yat operator melhat data pada ndkator trbn flowmeter UUT kemdan mencatatnya. Untk mengrang jeda wakt selama operator melhat kemdan 17 U ex (Tpe B Sertfkat) (8) k v R (Tpe B) (9) F( x) c x c c. (10) (11)

4 Perbakan Akss Data Pada Metode Perbandngan Dalam Kalbras Pengkr Alran Jens Trbn (Jal Ahmad Prakosa dan Bernads H. Srenden) v eff c 4 c 4. v 4 (1) U ex = k. c (13) dmana: = data ke- pengkran c = gabngan pengkran s = Nla smpangan bak ata standar devas x = Nla data ke- a = Rentang parh res = Resols alat kr R = Tngkat keragan c = Koefsen senstvtas data ke- F(x) = Model matemats v = Derajat kebebasan data ke- pengkran v eff = Derajat kebebasan efektf pengkran k = Faktor cakpan sesa faktor-t stdent U ex = terentang mengkalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan pada meda flda tdak termampatkan. Sensor temperatr dpasang ntk mengkr temperatr flda. Gambar 4 Kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan d lapangan. Dgnakan da sampel trbn flowmeter yat yang memlk dameter ½ nc dan 3/ nc. Pengkran dlakkan dengan enam kal penglangan pengamblan data. Berkt n hasl akss data secara manal kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan pada tahn HASIL DAN PEMBAHASAN Ssnan sstem kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan mengkt Gambar 3 pada dokmen standar JIS Z sb pasal Comparson Method. Karena danggap tdak ada kebocoran ata dabakan antara ppa pada UUT dengan standar maka danggap tdak ada tekanan yang hlang. Oleh sebab t tdak dperlkan sensor tekanan dalam Gambar 5 Grafk hasl kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc secara manal. Tabel 1 Hasl kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc secara manal tahn 01 Frekens UUT (Hz) (lter / ment ) relatf (%) laj alr (lter/ ment) 188,74 0,959 0,49 5,99 00,60 1,04 0,64 5,30 8,4 1,168 0,389 33,31 47,3 1,73 0,46 36,8 695,30 3,645 0,519 14,4 761,90 4,030 0,381 9, ,00 5,561 0,407 7, ,00 6,959 0,41 5, ,00 8,1 0,661 8, ,00 9,655 0,717 7,43 relatf terbesar (%) 36,8 173

5 Jrnal Standardsas Volme 15 Nomor 3, November 013: Hal Gambar 6 Grafk hasl kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc secara manal. Tabel Hasl kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc secara manal tahn 01 Frekens UUT (Hz) (lter / ment ) laj alr (lter / ment) 78,65 44,450 0,49 0,56 98,43 55,965 0,64 0,47 16,70 7,371 0,389 0,54 154,93 88,483 0,46 0,5 179,3 10,059 0,519 0,51 06,99 118,588 0,381 0,3 3,18 13,91 0,407 0,31 56,05 145,409 0,41 0,8 81,55 159,994 0,661 0,41 307,3 175,67 0,717 0,41 relatf terbesar (%) 0,56 Sedangkan ntk hasl akss data secara otomats real tme pada kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan tahn 013, sebaga berkt. relatf (%) Gambar 7 Grafk hasl kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc secara otomats 174

6 Perbakan Akss Data Pada Metode Perbandngan Dalam Kalbras Pengkr Alran Jens Trbn (Jal Ahmad Prakosa dan Bernads H. Srenden) Tabel 3 Hasl kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc secara otomats tahn 013 Frekens UUT (Hz) (lter / ment ) laj alr (lter / ment) 65,0 3,41 0,014 0,45 813,1 4,69 0,010 0,3 89,90 4,67 0,011 0,3 107,49 5,34 0,01 0,3 1176,47 6,109 0,014 0,3 1316,4 6,774 0,015 0,3 1395,77 7,164 0,016 0,3 1587,57 8,093 0,018 0,3 1744,30 8,964 0,00 0,3 1863,50 9,655 0,0 0,3 relatf terbesar (%) 0,45 relatf (%) Gambar 8 Grafk hasl kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc secara otomats Tabel 4 Hasl kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc secara otomats tahn 013 Frekens UUT (Hz) (lter/ ment) laj alr (lter / ment) relatf (%) 75,55 43,498 0,083 0,19 75,7 43,549 0,084 0,19 107, 60,590 0,116 0,19 19,8 74,007 0,14 0,19 151,8 86,67 0,167 0,19 178,6 103,075 0,199 0,19 1,0 10,399 0,3 0,19 3,38 134,58 0,60 0,19 75,0 158,480 0,306 0,19 310,6 176,849 0,34 0,19 relatf terbesar (%) 0,19 Terlhat pada Tabel 1 dan Tabel 3, perbandngan ketdakpastan satan absolt mapn relatf pada kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc dengan metode perbandngan ntk ttk kr laj alr aktal yang hampr bedekatan terjad pengrangan antara akss data secara manal tahn 01 dbandngkan secara otomats real tme tahn 013. Berkt n perbandngan ketdakpastan satan absolt dan relatf pada kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc antara akss data secara manal tahn 01 dengan secara otomats real tme tahn

7 Jrnal Standardsas Volme 15 Nomor 3, November 013: Hal Gambar 9 Grafk perbandngan nla pengkran trbn flowmeter berdameter ½ nc. Tabel 5 Perbandngan ketdakpastan relatf kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc Otomats 013 Manal 01 Perbandngan lter / ment) relatf(%) (lter / ment) relatf(%) relatf 3,41 0,45 3,645 14,4 31,89 4,69 0,3 4,030 9,46 41,45 5,34 0,3 5,561 7,31 3,05 6,774 0,3 6,959 5,93 6,00 8,093 0,3 8,1 8,03 35,31 9,655 0,3 9,655 7,43 3,74 Rerata perbandngan ketdakpastan relatf 33,4 Terlhat pada Tabel 5, nla ketdakpastan relatf pada kalbras trbn flowmeter berdameter 1/ nc dengan metode perbandngan ntk akss data secara otomats real tme tahn 013 jah berkrang dbandng akss data secara manal tahn 01 yat dengan rerata perbandngan ketdakpastan relatf sebesar 33,4. Oleh karena t pengamblan data secara otomats real tme pada kalbras trbn flowmeter berdameter ½ nc dengan metode perbandngan lebh bak darpada secara manal. Sedangkan pada Tabel dan Tabel 4, perbandngan ketdakpastan satan absolt mapn relatf pada kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc dengan metode perbandngan ntk ttk kr laj alr aktal yang hampr bedekatan terjad pengrangan antara akss data secara manal tahn 01 dbandngkan secara otomats real tme tahn 013. Berkt n perbandngan ketdakpastan satan absolt dan relatf pada kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc antara akss data secara manal tahn 01 dengan secara otomats real tme tahn 013. Gambar 10 Grafk perbandngan nla pengkran trbn flowmeter berdameter 3/ nc. Tabel 6 Perbandngan ketdakpastan relatf kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc (lter / ment) 176 Otomats 013 Manal 01 Perbandngan Relatf (%) (lter / ment) Relatf (%) 43,549 0,19 44,450 0,56,9 74,007 0,19 7,371 0,54,80 86,67 0,19 88,483 0,5,71 Relatf

8 Perbakan Akss Data Pada Metode Perbandngan Dalam Kalbras Pengkr Alran Jens Trbn (Jal Ahmad Prakosa dan Bernads H. Srenden) (lter / ment) Otomats 013 Manal 01 Perbandngan Relatf (%) (lter / ment) Relatf (%) 103,075 0,19 10,059 0,51,64 10,399 0,19 118,588 0,3 1,67 134,58 0,19 13,91 0,31 1,59 158,480 0,19 159,994 0,41,14 176,849 0,19 175,67 0,41,1 Rerata perbandngan ketdakpastan relatf,14 Relatf Dalam perhtngan ketdakpastan, kontrbs terbesar berasal dar repeatablty dbandng smber ketdakpastan lannya. Terlhat pada Tabel 6, nla ketdakpastan relatf pada kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc dengan metode perbandngan ntk akss data secara otomats real tme tahn 013 berkrang dbandngkan secara manal tahn 01 yat memlk rata-rata perbandngan ketdakpastan relatf sebesar,14. Oleh karena t akss data secara otomats real tme pada kalbras trbn flowmeter berdameter 3/ nc dengan metode perbandngan lebh bak darpada secara manal. Salah sat kemngknan besar yang menyebabkan akss data secara manal memlk ketdakpastan yang lebh besar adalah jeda wakt yang terjad ketka operator melhat ndkator data pada UUT sampa mencatatnya. Karena flktas perbahan data yang terjad pada kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan sangat cepat maka ketka operator memerlkan wakt ntk melhat kemdan mencatat data, nla pengkran dar data standar telah berbah. Kemngknan kesalahan pembacaan oleh mata operator saat melakkan akss data secara manal pn dapat menyebabkan ketdakpastan yang besar tersebt. Hal n menyebabkan ketdakakratan pengamblan data standar dengan UUT sehngga menyebabkan ketdakpastan pengkran yang lebh besar. Salah sat sols memecahkan masalah tersebt adalah dengan memperbak aks data menjad secara otomats real tme yang telah terbkt melal hasl peneltan n bahwa dapat mengrang ketdakpastan tertama repeateablty yang dtmblkan yat terlhat dar rerata perbandngan ketdakpastan relatf yang lebh besar dar sat. Oleh karena t akss data secara otomats real tme pada metode perbandngan kalbras trbn flowmeter drekomendaskan sebaga standar akss data. 5. KESIMPULAN Dar hasl analss data ddapat rerata perbandngan ketdakpastan relatf antara akss data secara manal dbandng secara otomats real tme pada trbn flowmeter berdameter ½ nc sebesar 33,4 sedangkan ntk trbn flowmeter berdameter 3/ nc sebesar,14. Nla perbandngan ketdakpastan pengkran yang lebh besar dar sat menymplkan bahwa akss data secara otomats real tme lebh akrat dbandngkan secara manal pada kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan. Jeda wakt yang terjad ketka operator melhat ndkator data pada UUT kemdan mencatatnya secara manal ata pn kesalahan pembacaan oleh mata operator kemngknan besar menmblkan ketdakpastan pengkran yang besar tersebt. Pada kalbras trbn flowmeter dengan metode perbandngan drekomendaskan standar tekns akss data secara otomats real tme. Dalam melakkan pengkran volmetrk dengan trbn meter pada medm hdrokarbon car sesa SNI ISO 715:011 drekomendaskan menggnakan teknk akss data secara otomats real tme. DAFTAR PUSTAKA Badan Standarsas Nasonal. (011). SNI ISO 715:011, Hdrokarbon car - Pengkran volmetrk dengan sstem trbn meter. Jakarta: BSN. Flow Technology Incorporated. (005). Mcrotrack/ Omntrack OT-400 Calbrator Installaton, Operaton and Mantenance Manal TM Rev.J. Arzona: FTI. Flow Technology Incorporated. (005). Calware Varable Defnton (Rev A). Arzona: FTI. 177

9 Jrnal Standardsas Volme 15 Nomor 3, November 013: Hal Flow Technology Incorporated. (006). FT Seres Trbne Flowmeters Installaton, Operaton and Mantenance Manal. Arzona: FTI. Internatonal Organsaton for Standardsaton. (1981). ISO 715:1981 Lqd hydrocarbons-volmetrc measrement by trbne meter systems. Swtzerland: ISO. Internatonal Organsaton for Standardsaton. (1997). ISO ISO/TR :1997(E) Assessment of ncertanty n calbraton and se of flow measrement devces - Part 1: Lnear calbraton relatonshps. Swtzerland: ISO. Internatonal Organsaton for Standardsaton. (1998). ISO 11631:1998(E) Measrement of fld flow - Methods of specfyng flowmeter performance. Swtzerland: ISO. Japanese Standards Assocaton. (1980). JIS Z Method of Flow Measrement by Trbne Meters. Japan: JSA. JCGM. (008). JCGM 100:008 Evalaton of measrement data Gde to the expresson of ncertanty n measrement. Pars: BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP dan OIML. Prakosa, Jal A. (011). Verfkas Pengkran Nla K-Faktor Pada Trbn Gas Flowmeter Menggnakan Bell Prover Atobell Sebaga Standar Prmer Sstem Kalbras Laj Alran Gas. Perteman dan Presentas Ilmah(PPI) KIM Tahn 011. Tangerang: KIM LIPI. ISSN X. 178