Pressure Transmitter (Pengertian, Jenis dan Prinsip Kerja)

 Halo semua, bagaimana kabarnya? Aku doain semoga para pembaca sekalian selalu diberi kesehatan dan kekuatan menghadapi kondisi yang tidak tentu seperti saat ini. 

Kali ini aku akan coba membahas tentang salah satu field instrument yang digunakan untuk pengukuran tekanan. Yap! You are correct! 

Aku akan bahas tentang Pressure Transmitter (PT). Disini aku akan coba bahas langsung tentang PT ini dengan skip pengertian tentang tekanan (please use google) hehehe. 

So, lets go to the explanation! 

Definisi

Menurut salah satu sumber, pressure transmitter adalah sebuah instrument yang digunakan untuk mengukur tekanan fluida baik dalam fase liquid, gas atau steam. 

Pengukuran tekanan ini bisa dilakukan di pipa, tangki, kolom, vessel, reaktor, open channel dan lain sebagainya. 

Menurut sumber yang lain, menyebutkan bahwa pressure transmitter adalah sebuah mechanical device yang mengukur gaya ekspansif (expansive force) dari fluida baik dalam fase liquid maupun gas. 

Kedua terminologi ini memiliki arti yang kurang lebih sama, yakni alat untuk mengukur tekanan. 

Pertanyaan selanjutnya adalah alat yang seperti apa kok bisa-bisanya digunakan untuk mengukur tekanan? 

Jenis

Jenis-jenis pressure transmitter ini dibedakan berdasarkan cara masing-masing element yang digunakan untuk mengukur. 

Yang aku sebutkan ini yang common (sering digunakan) ya jadi bisa saja ada element-element dengan teknologi baru yang ditemukan oleh peneliti atau vendor. 

Yakni ada: capacitive, piezoelectric dan strain gauge. Mari kita bahas satu per satu. 

Capacitive

Capacitive PT ini menggunakan prinsip kerja diferential capacitance. Jadi di element capacitive ini ada bagian yang dinamakan dengan diafragma. 

Diafragma ini akan bergerak seiring dengan tekanan yang didapatkan atau yang akan diukur. 

Sumber: Google

  Secara umum kapasitansi didefinisikan melalui persamaan berikut:

C = Aε/d

dimana:

C - kapasitansi diantara dua konduktor

A - luas / area diantara dua konduktor

d - Jarak yang memisahkan dua konduktor

ε - Permitivitas dielektrik dari medium insulasi

Permitivitas dielektrik dan area merupakan parameter dalam hal ini, yang menjadi variabel adalah jarak antara dua konduktor yang bervariasi ketika tekanan bervariasi. 

Hal ini menyebabkan kapasitansi akan berubah-ubah sesuai dengan tekanan yang ditimbulkan. Jadi variasi tekanan menghasilkan variasi kapasitansi. 

Variasi kapasitansi inilah yang diubah ke dalam arus, yang dikirimkan ke sistem kontrol dan terbaca pada HMI. 

Piezoelectric

Sumber: Google

Piezoelectric juga menggunakan diafragma untuk mengukur tekanan. 

Bedanya adalah diafragma yang dikenai tekanan akan menimbulkan muatan listrik pada sebuah bagian yang dinamakan dengan quartz crystal. 

Quartz crystal ini yang akan menimbulkan sebuah tegangan. Tegangan yang timbul ini proporsional terhadap tekanan yang diberikan. 

Strain Gauge

Sumber: Google

Strain gauge menggunakan prinsip perubahan nilai resistansi dalam merespon deformasi fisik yang diakibatkan oleh tekanan.  

Dengan menggunakan wiring arrangement jembatan Wheatstone, perubahan resistansi yang kecil dapat memberikan sinyal elektrik yang proporsional dengan perubahan tekanan yang ditimbulkan. 

Jadi itulah beberapa jenis pressure sensor / elemen yang common digunakan di dunia industri. 

Nah sebagai instrument engineer, kita tidak hanya harus paham tentang teori-teori saja namun juga harus mampu secara praktikal mendesain sebuah pressure transmitter. 

Desain ini tentunya harus sesuai dengan requirement dari client. 

Jadi pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana cara mendesain sebuah pressure transmitter?

Terdapat hal-hal yang perlu dijadikan bahan pertimbangan dalam mendesain sebuah pressure transmitter. 

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah sebagai berikut:

1. Memenuhi semua requirement yang diberikan oleh client/customer.

Ini yang wajib dilaksanakan, karena hal ini tertuang di perjanjian/kontrak ketika mendapatkan sebuah project.

Dalam hal ini, tergantung dari setiap project yang dikerjakan. Karena setiap project pasti memiliki keunikan tersendiri dalam penentuan requirement. 

Kadang meskipun dengan client/customer yang sama namun karena spesifikasi project-nya berbeda, bisa jadi requirement-nya juga berbeda.  

2. Mendapatkan data-data yang lengkap 

 Tanpa adanya data yang lengkap, maka kita tidak akan bisa mendesain dengan benar. Data-data yang harus didapatkan diantaranya adalah 

a. Proses Data

Proses data ini meliputi jenis fluida, fase fluida, design pressure & temperature, flowrate, working pressure & temperature, density, viscosity dan lainnya. 

b. Piping Data

Piping data ini meliputi pipe size, material, scope of work & scope of supply piping, connection dan lainnya.

c. P&ID

P&ID digunakan untuk verifikasi ke proses data dan piping data. Jika ada deviasi/perbedaan antara P&ID dan proses data/piping data, maka kita harus berdiskusi dengan tim proses/tim piping. 

3. Pemilihan Material

Setelah mendapatkan data-data yang cukup, selanjutnya adalah pemilihan untuk sensor material, packing material dan lain-lain yang harus disesuaikan dengan proses data dan piping data. 

Hal ini penting karena jika salah dalam pemilihan material maka akan berdampak signifikan terhadap cost & schedule. 

4. Penentuan Range Pengukuran

Hal yang harus di-consider selanjutnya adalah penentuan range pengukuran. Hal ini harus dilakukan dengan benar.

Karena jika salah menentukan range maka bisa jadi PT yang akan dibeli juga akan salah. 

Cara menentukan range pengukuran untuk PT adalah dengan melihat working pressure baik itu minimum, normal maupun maximum. 

Penentuan range ini pasti diatur dalam requirement project. Namun, biasanya penentuan range ini menggunakan normal working pressure.

Normal working pressure berada diantara 60%-75% dari range pengukuran. Supaya lebih mudah untuk dimengerti, akan coba aku contohkan dengan case study.

Contoh:

Dari requirement project ditentukan normal working pressure harus berada di 60% dari range pengukuran.

Dari proses data diperoleh nilai:

normal working pressure = 60 kg/cm2G dan 

maximum working pressure = 85 kg/cm2G

Dengan data tersebut, maka range pengukurannya adalah:

normal working pressure = 60% x Range

60 kg/cm2G = 60% x Range

Range = 60 kg/cm2G / (60/100)

            = 100 kg/cm2G

Jadi range pengukuran untuk requirement tersebut di atas adalah 100kg/cm2G. Jangan lupa juga bahwa unit/satuan yang digunakan harus sesuai dengan requirement project. 

5. Instalasi di Lapangan

Desain yang digunakan nantinya akan dipakai dan di-install di lapangan. Jadi hal ini harus di-consider juga. 

Instalasi ini akan berhubungan dengan berbagai macam hal seperti pattern hook-up, lokasi dimana PT ini akan di-install, prosedur instalasi dll.

 

Jadi itulah hal-hal yang perlu diperhatikan untuk mendesain sebuah pressure transmitter. 

Selain hal-hal tersebut di atas, jangan lupa juga untuk berkomunikasi dengan baik antar tim dan juga dengan pihak ke-3 yang akan bekerja sama dengan kita.

Hasil desain pressure transmitter ini akan menjadi sebuah dokumen, dokumen inilah yang biasanya disebut dengan Datasheet. 

Ya, itulah penjelasan singkat tentang Pressure Transmitter, semoga bermanfaat. 

Stay safe & stay healthy. Goodbye!