Asro Pun’ Blog

Ultrasonic Flow Meter (UFM)

Posted by asro pada 28 Agustus 2009

Ultrasonic flow meter (UFM) merupakan meter jenis inferensial (mengukur secara tidak langsung) yang menentukan kecepatan alir cairan (liquid flow rate) dengan mengukur waktu transit pulsa suara frekuensi tinggi (high-frequency sound pulses) yang melintasi pipa aliran.  Waktu transit adalah waktu yang diperlukan pulsa suara yang melintasi pipa dalam dua arah, yaitu searah dan berlawanan arah dengan arah aliran.   Perbedaan waktu antara keduanya tersebut sebanding dengan rata-rata kecepatan alir cairan.  Karena pengukuran aliran berdasarkan waktu transit, maka metode ini disebut juga dengan ultrasonic transit time flow meter.

Prinsip Kerja.  Ultrasonic transit time flow meter menggunakan transduser akustik (acustic transducer) yang dapat mengirim dan menerima pulsa akustik frekwensi tinggi.  Transduser akustik ditempatkan pada kedua sisi pipa sedemikian hingga pulsa akustik bergerak melintasi pipa dalam arah diagonal, seperti gambar berikut.

 UFM 1

Metode transit time didasarkan pada pengukuran jangka waktu transmisi pulsa akustik yang melintasi pipa pada kedua arah yang berlawanan.  Sistem pengukurannya didasarkan pada kenyataan bahwa pulsa akustik yang melintasi pipa secara diagonal searah aliran cairan membutuhkan waktu lebih cepat dari pulsa akustik yang bergerak pada arah yang berlawanan dengan aliran.  Perbedaan waktu antara kedua pulsa akustik tersebut sebanding dengan kecepatan alir rata-rata sepanjang lintasan pulsa akustik.  Perhatikan gambar di atas, pulsa akustik yang melintasi pipa searah aliran membutuhkan waktu:

tA>B =  L/(c + V Cos q)

Sedangkan pulsa akustik yang melintasi pipa pada arah berlawanan dengan arah aliran membutuhkan waktu:

TB>A =  L/(c – V Cos q)

Dengan, L adalah panjang lintasan pulsa akustik, c adalah kecepatan suara dalam cairan,  q adalah sudut antara lintasan pulsa dan sumbu pipa dan V adalah kecepatan alir rata-rata cairan dalam pipa.

Dari kedua persamaan di atas, diperoleh kecepatan alir rata-rata cairan menjadi:

V = (L/2cosq) x (TB>A – TA>B )/( TB>A x TA>B)

UFM dengan jumlah transduser banyak (multi transducer) dapat digunakan untuk mendapatkan jumlah lintasan yang banyak sehingga diperoleh lebih banyak informasi mengenai distribusi kecepatan alir cairan pada pipa (flow profile) yang pada akhirnya dapat meningkatkan akurasi alat ukur ini.

Gambar berikut menunjukan komponen utama UFM.

 UFM 2

Tipikal urutan operasi UFM adalah sbb:

  • Emission : Signal Processing Unit (SPU) mengirim sinyal elektronik ke transduser, sehingga transduser menghasilkan pula akustik yang merambat dalam cairan.
  • Reception: Pulsa akustik menyeberangi pipa dan menyentuh transduser lainnya yang ada di seberang, sehingga transduser tersebut bergetar dan menghasilkan sinyal elektronik.
  • Conversion: Rangkaian penerima dalam SPU menerima sinyal elektronik dari transduser penerima untuk diproses lebih lanjut.
  • Signal treatment: Berdasarkan algoritma pabrik, SPU melakukan perhitungan untuk mendapatkan TB>A dan  TA>B
  • Transit time methode: SPU menggunakan perbedaan antara TB>A dan  TA>B  untuk menghitung kecepatan alir cairan rata-rata sepanjang lintasan pulsa.
  • Volumetric flow rate calculation : Bergantung pada jumlah path, bentuk geometrisnya serta algoritma pabrik, SPU menggunakan nilai kecepatan alir rata-rata yang diperoleh pada tahap sebelumnya untuk menghitung volumetric flow rate.
  • Output refresh: SPU mengulangi langkah-langkah pengukuran tersebut diatas sesuai waktu refresh-nya.

Partike padat, gelembung udara dan kandungan air bisa mengganggu perambatan pulsa akustik dalam cairan. Gangguan tersebut umumnya berupa refraction, reflection, attenuation dan distortion.  Sistem  dilengkapi dengan algoritma dari pabrik untuk memonitor gangguan ini dan akan membatalkan hasil pengukuran jika terjadi gangguan.

Standard UFM untuk Castody.  Penggunaan UFM untuk costudy transfer diatur dalam API Standard MPMS Chapter 5. Sec 8.  Standard ini menjelaskan kriteria dan persyaratan yang diperlukan pada UFM agar bisa digunakan sebagai alat ukur hidrokarbon cair untuk custody transfer, yang meliputi aspek perancangan, instalasi, operasi dan pemeliharaan. Gambar berikut adalah konfigurasi tipikal UFM untuk custody transfer sesuai standard tersebut.

UFM 3

Contoh UFM untuk Custody.  Salah satu contoh UFM untuk custody transfer adalah M-Pulse dari Thermo Scientific, dengan spesifikasi sbb:

UFM 4

  • Accuracy +/-0.10%  for 10:1 measurement range or +/-0.02% for 20:1 measurement range. 
  • Repeatability +/- 0.02% of measurement. 
  • Range : 0.7 – 40 ft/sec bi-directional.
  • Fluid viscosity : 0.2 – 220 cSt.
  • Operating temperature : -40 to +85 C.
  • Fluid temperature : -40 to +120 C.
  • Number of Path : 4.
  • Meter size : 4 to 24 inch.
  • Material SS316L or CS A532 LCC.
  • Flange Sizes : 150, 300, 600, 900 or higher.
  • Safety spec: NEMA 4x/IP65, Class I Div 1 or Zone 0 for transducer & Class I Div 2 or Zone 2 for Electronic in Enclosure.

Satu Tanggapan to “Ultrasonic Flow Meter (UFM)”

  1. nanang b said

    Dijual CEPAT 2 flow meter
    1. merk TOXICO
    2. merk KENT

    kapasitas sama 6000 liter/jam
    keterangan lebih lanjut hubungi 0351-7085949,081234607878 atau 085648494023. lokasi di surabaya
    nb; hanya untuk pelanggan yang serius

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: