Velocity Flow Meter

Bila menggunakan kecepatan untuk mengukur laju aliran fluida, perangkat utama menghasilkan sinyal sebanding dengan kecepatan fluida maka persamaanya adalah:

Qv = A x V

Menunjukkankan bahwa sinyal yang dihasilkan adalah linier terhadap laju aliran volume.

Perbandingan antara Velocity Meter dan Head Meter

    Velocity meter biasanya kurang sensitif dibandingkan head meter pada profil kecepatan, beberapa obstructionless, dan karena velocity meter memberikan output linear sehubungan dengan alianr, tidak ada ekstraksi akar kuadrat dan menjelaskan rangeability lebih besar dari kecepatan meter dibandingkan dengan sebagian besar head meter.

1. Turbine Meters

    Turbin Meter menggunakan rotor multi-berbilah yang didukung oleh bantalan dalam bagian pipa tegak lurus terhadap aliran. Cairan drive rotor pada kecepatan dan, akibatnya, dengan laju aliran volume secara keseluruhan. Sebuah kumparan magnet luar meteran menghasilkan tegangan bolak balik karena setiap pisau memotong garis-garis magnet kumparan fluks.

    Setiap pulsa, oleh karena itu, merupakan volume diskrit cairan. Karena rotor biasanya terbuat dari stainless steel, kompatibel dengan banyak cairan. Namun, bantalan, yang diperlukan untuk mendukung rotor dan yang harus memungkinkan untuk berputar bebas pada kecepatan tinggi, membutuhkan proses yang cukup bersih. Turbin meter biasanya tersedia dalam ukuran pipa dari kurang dari 1/2 inci sampai 12 inci. Mereka memiliki respon yang cepat dan akurasi yang baik.

Gambar 1.1 Turbin Meter

2. Electromagnetic Flow Meter

Gambar 2.1 Bagian Electromagnetic Flow Control

Prinsip operasi dari sistem flowmeter magnetik adalah berdasarkan pada Hukum Faraday induksi elektromagnetik,    "Ini menyatakan bahwa tegangan akan diinduksi dalam konduktor bergerak melalui medan magnet."

    Hukum Faraday : E=kBDV

Dimana :

E = Induced Voltage ,

B = Kekuatan bidang magentic (Strength of the magentic field) ,

D = Lebar Konduktor (Conductor Width),

V = Velocity konduktor (Velocity of the conductor). 

   Besarnya tegangan induksi E berbanding lurus dengan kecepatan konduktor V , lebar konduktor D , dan kekuatan medan magnet B. ( Gambar 2 ) menggambarkan hubungan antara komponen-komponen fisik dari flowmeter magnetik dan Hukum Faraday .

    Kumparan medan magnet ditempatkan di sisi berlawanan dari pipa menghasilkan medan magnet . Sebagai cairan proses konduktif bergerak melalui lapangan dengan kecepatan rata-rata V , elektroda merasakan tegangan induksi .

    Lebar konduktor diwakili oleh jarak antara elektroda. Sebuah isolasi kapal mencegah sinyal konslet pada dinding pipa. Satu-satunya variabel dalam aplikasi ini dari hukum Faraday adalah kecepatan cairan V konduktif, karena kekuatan medan di kendalikan konstan dan elektroda pada jarak tetap. Oleh karena itu, tegangan output E berbanding lurus dengan kecepatan cair, sehingga output linier dari magnet menghasilkan output linear dari flow meter magnetik .

3. Vortex Meter

Add caption

    Prinsip operasi dari vortex flowmeter didasarkan pada fenomena vortex shedding dikenal sebagai efek Von Karman. Suatu cairan melewati bluff body, memisahkan dan menghasilkan pusaran kecil dan vortisitas yang menumpahkan bergantian sepanjang dan di belakang setiap sisi bluff body (Gambar 3).

  Vortisitas ini menyebabkan daerah tekanan berfluktuasi yang terdeteksi oleh sensor. Frekuensi generasi vortex berbanding lurus dengan kecepatan fluida. Output dari sebuah flowmeter pusaran tergantung pada K-factor. K-faktor berhubungan dengan frekuensi dari vortisitas yang dihasilkan ke velocity.The Formula cairan untuk kecepatan fluida adalah sebagai berikut:

    Fluid Velocity = Vortex Frequency / K-factor

K - faktor bervariasi dengan bilangan Reynolds , tetapi hampir konstan selama rentang aliran luas. Flowmeters Vortex memberikan laju aliran linier sangat akurat ketika dioperasikan dalam wilayah datar ini .

4. Meter Ultrasonic

    Flowmeters Ultrasonic menggunakan gelombang suara untuk menentukan laju aliran cairan. Pulsa dari transduser piezoelektrik, perjalanan melalui cairan bergerak dengan kecepatan suara dan memberikan indikasi kecepatan fluida. Dua metode yang berbeda saat ini bekerja untuk membangun pengukuran kecepatan ini .

    Meter ultrasonik pertama menggunakan metode transit -time, di mana dua transduser bertentangan dipasang sehingga gelombang suara perjalanan antara mereka berada pada sudut 45 derajat ke arah aliran dalam pipa .

    Kecepatan suaradari transduser upstream transducer ke downstream merupakan transduser kecepatan suara yang melekat ditambah kontribusi karena kecepatan. Dalam pengukuran simultan dalam arah yang berlawanan, nilai ( ditentukan secara elektronik ) merupakan perwakilan dari kecepatan fluida, yang berbanding lurus dengan laju aliran. Sedangkan metode transit -time bekerja dengan baik di sebagian besar cairan, adalah penting bahwa mereka bebas dari entrained gas atau padat untuk mencegah hamburan gelombang suara antara transduser .

  Tipe lain dari meteran ultrasonik menggunakan efek Doppler. Jenis meteran ultrasonik menggunakan dua elemen transduser juga, tetapi masing-masing dipasang dalam kasus yang sama pada satu sisi pipa. Sebuah gelombang suara ultrasonik frekuensi konstan di-transmisi-kan ke dalam cairan oleh salah satu elemen .

    Padatan atau gelembung dalam cairan mencerminkan suara kembali ke elemen penerima. Prinsip Doppler menyatakan bahwa akan ada pergeseran frekuensi atau panjang gelombang terlihat ketika ada gerak relatif antara transmitter dan receiver. Dalam flowmeter Doppler, gerakan relatif dari tubuh yang mencerminkan ditangguhkan dalam cairan cenderung untuk kompres suara menjadi gelombang lebih pendek ( frekuensi tinggi ).

    Frekuensi baru ini diukur pada elemen penerima secara elektronik dibandingkan dengan frekuensi yang ditransmisikan untuk memberikan perbedaan frekuensi yang berbanding lurus dengan metode arus, Doppler ultrasonik meter membutuhkan gas entrained atau padatan tersuspensi di dalam aliran untuk berfungsi dengan benar.

   Sementara meter ultrasonik memiliki beberapa keunggulan, termasuk kebebasan dari obstruksi dalam pipa dan diabaikan biaya - sensitivitas terhadap diameter pipa , kinerja mereka sangat tergantung pada kondisi aliran.

    Sebuah akurasi yang adil dapat dicapai dengan flowmeters ultrasonik bila diterapkan dengan benar untuk cairan yang tepat.

Gambar 4.1 Ultrasonic Flow Meter

Referensi :

http://www.abi-blog.com/2014/03/definisi-fungsi-dan-jenis-velocity-meter.html