BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengenalan Alat Ukur Level Setiap alat ukur instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi dari permukaan cairan disebut sebagai alat ukur level. Pengukuran tinggi permukaan cairan (level) adalah berkaitan dengan keterpasangan terhadap peralatan proses yang berbentuk kolom seperti : tangki, drum, maupun tabung silinder. Tujuan dari pengukuran tinggi permukaan cairan ini adalah : 1. Mencegah kerusakan dari peralatan instrumentasi akibat dari kekosongan serta kerugian akibat cairan terbuang 2. Pengontrolan jalannya proses 3. Mendapatkan kualitas produksi yang diinginkan. 2.2. Metode Pengukuran Level Metode metode dari pengukuran level sangat perlu dilakukan untuk memperoleh data yang diinginkan untuk menghindari kesalahan dalam pengukuran yang dapat mengakibatkan kerugian.
Dalam hal pengukuran ataupun penunjukkan tinggi permukaan cairan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu : 1. Metode Pengukuran Langsung Tinggi dari permukaan cairan dapat dilihat secara langsung dan diduga kedalamannya dalam satuan pengukuran panjang (meter), seperti terlihat pada Gambar 2.1. Biasanya metode pengukuran langsung ini dipakai oleh industri yang memerlukan tempat penampungan ataupun tangki yang berukuran kecil. Dengan diketahuinya tinggi permukaan cairan maka volume dapat diketahui bila diinginkan. Tinggi Cairan Dilihat Langsung Gambar 2.1 Pengukuran langsung 2. Metode Pengukuran Tidak Langsung Tinggi dari permukaan cairan tidak dapat dilihat secara langsung. Tinggi dari permukaan cairan di dalam tangki dapat diketahui dengan mengukur tekanan hidrostatika dari cairan.
Gaya pada cairan menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasi di dalam bentuk skala angka angka, seperti yang terlihat pada Gambar 2.2. Gaya Pada Cairan Gerak Mekanik Kalibrasi Gambar 2.2 Pengukuran tidak langsung Metode pengukuran level secara langsung maupun secara tidak langsung dapat dilihat dengan bantuan dari alat ukur instrument sehingga dapat diketahui berapa ketinggian dari metode yang diukur. 2.3. Pengertian Transmitter Transmitter adalah suatu alat kelanjutan dari sensor, dimana merupakan salah satu elemen dari sistem pengendalian proses. Untuk mengukur besaran dari suatu proses digunakan alat ukur yang disebut sebagai sensor (bagian yang berhubungan langsung dengan medium yang diukur), dimana transmitter kemudian mengubah sinyal yang diterima dari sensor menjadi sinyal standart.
Berdasarkan besaran yang perlu ditransformasikan transmitter dapat digolongkan sebagai transmitter temperatur, transmitter tinggi permukaan, transmitter aliran. Transmitter dapat dihubungkan dengan berbagai alat penerima seperti instrument penunjuk, alat pencatat, pengatur yang mempunyai sinyal masukan yang standart. Tergantung pada jenis sinyal keluaran dapat dibedakan misalnya sinyal transmitter pneumatik dan transmitter elektrik. Seperti semua alat penumatik, transmitter pneumatik mempunyai keuntungan yakni aman terhadap bahaya percikan api yang diakibatkan hubungan singkat pada transmitter elektrik. Kegunaan dari transmitter yang memberikan sinyal standart berupa sinyal pneumatik atau sinyal listrik dari besaran proses (process variable) yang diukur ke peralatan lain yang membutuhkannya antara lain : 1. Peralatan lain seperti indikator, recorder yang bekerja dengan standart sinyal yang sama 2. Memungkinkan pengiriman sinyal kepada jarak yang cukup jauh dan cepat serta aman 3. Menekan biaya pengoperasian maupun biaya pemeliharaan. 2.4. Sinyal Transmitter Sinyal transmitter adalah suatu tanda ataupun sinyal yang diberikan ke alat penerima seperti pencatat, penunjuk yang berupa skala angka angka. Jenis jenis sinyal yang terdapat pada transmitter adalah :
1. Sinyal pneumatik atau tekanan udara Besaran standart sinyal pneumatik ini adalah 3 15 Psi atau 0,2 1,0 kg/cm 2. 2. Sinyal elektrik Besaran standart sinyal elektrik ini adalah 4 ma 20 ma dan skala kerja sinyal tegangan ada yang berkisar 1 5 V DC dan ada juga 0 10 V DC. 2.5. Jenis jenis Transmitter Dalam ilmu instrumentasi dikenal dua sistem sinyal yang dapat dipergunakan pada transmitter yaitu sinyal pneumatik dan sinyal elektrik. Berdasarkan kedua sistem tersebut transmitter dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu : 1. Transmitter elektrik 2. Transmitter pneumatik Umumnya sistem dari transmitter ini adalah merupakan jalur pengirim sinyal dari alat perasa ke kontroler dan dari kontroler ke pengatur akhir (control valve). 2.5.1. Transmitter Elektrik Transmitter elektrik adalah suatu peralatan kontrol yang mempunyai pengaruh terhadap jalannya proses pengontrolan. Transmitter elektrik ini memiliki
fungsi dimana sinyal proses yang diterima oleh detektor diubah menjadi sinyal listrik kemudian mengirimkan sinyal listrik tersebut ke alat penerima seperti pencatat (recorder), pengatur dan penunjuk. Sinyal yang dihasilkan dari transmitter elektrik ada dalam dua bentuk sinyal arus dan tegangan. Dimana skala kerja dari sinyal arus selalu 4 20 ma, dan skala kerja dari sinyal tegangan ada yang berkisar 1 5 V DC dan ada juga 0 10 V DC. 2.5.2. Transmitter Pneumatik Pada umumnya transmitter penumatik ini berfungsi untuk mengubah besaran sinyal proses menjadi sinyal pneumatik serta mengirimkan sinyal pneumatik tersebut ke alat penerima seperti pencatat (recorder), penunjuk, serta pengatur. Sinyal yang dihasilkan oleh pneumatik ini adalah udara yang bertekanan, dan biasanya sumber tekanan yang 20 Psi atau 1,4 kg/cm 2, tekanan sinyal berkisar 3 15 Psi atau 0,2 1,0 kg/cm 2. Transmitter pneumatik dapat dipergunakan sampai pada jarak sekitar 200 meter. Transmitter penumatik pada umumnya terdiri dari dua bagian yaitu : A. Bagian perasa (detektor) Bagian perasa berfungsi untuk mengubah sinyal proses ke dalam bentuk gerak mekanik. Misalnya tekanan yang berada di dalam suatu bejana adalah 8 Psi. Setelah beberapa detik kemudian tekanan turun menjadi 7 Psi, perubahan sebesar 1 Psi ini adalah merupakan sinyal yang harus dirubah ke dalam bentuk gerak mekanik.
Detektor yang biasanya digunakan dalam transmitter pneumatik adalah : 1. Meterbody 2. Sel Beda Tekanan 3. Penggeser 4. Bola Berisi Cairan B. Bagian pengirim Bagian pengirim dari transmitter pneumatik berfungsi untuk mengubah gerak gerak mekanik detektor ke dalam bentuk sinyal pneumatik. Adapun bagian bagian pokok dari transmitter pneumatik adalah : 1. Penyetel titik nol (Zero adjustment) Digunakan untuk mendapatkan titik nol dari batasan operasi transmitter. 2. Pengimbang kedua (Secondary beam) Digunakan sebagai batang yang meneruskan gaya gerak balas terhadap gaya gerak pengimbang utama. 3. Kapsul pengimbang balik (Rebalancing capsule) Kapsul yang berisi diafragma penggerak pengimbang kedua. 4. Pemancar (Nozzle) Digunakan sebagai buangan udara penggerak diafragma besar pada relai pilot. 5. Pembalik (Buffle) Digunakan sebagai alat penutup.
6. Pembatas beban balik (Reverse overload stop) Digunakan sebagai ganjal pembatas gerak pengimbang utama (pada kedudukan maksimum). 7. Pengimbang utama (Primary beam) Digunakan sebagai batang penerus gerak gerak mekanik setengah melingkar dari batang pemuntir pada detektor. 8. Pipa pipa kapsul pengimbang utama (Capsule tubing) Digunakan sebagai pipa penyalur udara penghasil gaya gerak balas terhadap gaya gerak pengimbang utama. 9. Pipa untuk pemancar (Nozzle tubing) Digunakan sebagai pipa penyalur udara untuk pemancar. 10. Penyetel batasan lebar (Coarse span adjustment) Digunakan sebagai penyetelan untuk memperlebar bidang gerak pengimbang utama. 11. Penyetel batasan sempit (Fine span adjustment) Digunakan sebagai penyetelan untuk mempersempit bidang gerak pengimbang utama. 12. Relai pilot (Pilot relay) Digunakan sebagai kerangan pengatur tekanan udara instrument tekanan out-put dari transmitter. 13. Pegas peninggi atau penekan (Suppression atau Elevation spring) Digunakan sebagai penyetelan untuk menaikkan skala perbandingan antara variabel proses dengan tekanan udara instrument out-put.
2.6. Diafragma Diafragma adalah suatu bahan yang mudah melentur atau biasa disebut dengan membran. Membran ini biasanya terbuat dari bahan logam tipis, kulit sutra, teflon, polyethilene dan lain sebagainya. Umumnya digunakan karena mempunyai gerakan keluarnya secara mekanis yang dapat dihubungkan secara langsung kepada tipe gerakan dari pengontrolan. 2.7. Pengembus Pengembus (bellow) cocok untuk digunakan pada pengukuran tekanan sangat rendah, karena permukaaan yang menerima tekanannya luas. Untuk mendapatkan daerah pengukuran yang lebih besar dapat dipasang pegas di dalamnya. Sama halnya dengan diafragma, dimana pengembus juga terbuat dari bahan logam tipis. Sama seperti tabung bourdon, pengembus juga akan bergerak memuai bila tekanan pada bagian dalamnya lebih besar daripada tekanan luarnya. 2.8. Adjustment Transmitter Pneumatik Alat alat kontrol yang tidak dilakukan penyetelan (adjustment) dengan baik dapat menyebabkan kesalahan pada pengukuran level. Hal ini jelas karena dengan melakukan adjustment dengan baik akan dapat menghasilkan kerja dari alat kontrol menjadi sempurna. Misalnya suatu transmitter menghasilkan sinyal yang salah pada 0 % dan 100 % maka akan mempengaruhi kerja dari alat kontrol
lainnya sehingga pengendalian level akan salah serta keakuratan pengukuran level menjadi kurang sempurna. Dalam aksi kontrol, yang menjadi bagian dasar adalah kerja dari alat penyampai sinyal. Alat kontrol yang berfungsi dalam penyampai sinyal ini adalah transmitter. Adjustment (penyetelan) terhadap alat ukur ini dapat dilakukan dengan cara : a. Penetapan sinyal yang dihasilkan terhadap besaran yang diukur Sinyal yang dihasilkan oleh transmitter pneumatik adalah 0,2 1,0 kg/cm 2. Pada keadaan besaran proses 0 % sinyal yang dihasilkan oleh transmitter adalah 0,2 kg/cm 2. penetapan harga ini dapat dilakukan dengan mengatur zero adjustment pada transmitter tersebut. Apabila keadaan besaran proses 100 % maka sinyal yang dihasilkan oleh transmitter adalah 1,0 kg/cm 2. penetapan ini dapat dilakukan dengan penetapan span. Penyetelan pada keadaan 0 % dan 100 % dilakukan secara berulang ulang sampai penunjukkan stabil. b. Penyetelan set point besaran proses dengan menggunakan Check meter Besarnya set point dapat tidak sesuai terhadap besaran proses yang terjadi, hal ini dapat terjadi dikarenakan ketidaksesuaian tekanan kerja pompa. Untuk itu kita harus memastikan set point dan besaran proses yang terjadi harus sama. Keadaan ini dapat kita pastikan dengan menggunakan check meter yang dihubungkan pada transmitter. Penyesuaian ini dilakukan pada keadaan 100 %, maka check meter harus menunjukkan 100 %.