pressure / tekanan
Tekanan terjadi karena adanya gaya yang bekerja terhadap suatu bidang luasan.karena itu tekanan dinyatakan sebagai Gaya yang bekerja pada satuan luas. Dengan demikian satuan yang umum digunakan adalah kg/cm2 , psi , bar dll.
Tekanan yang biasa diukur pada umumnya masuk salah satu dari 4 jenis tekanan, yaitu :
a) Tekanan Absolut ( Absolute Pressure ). Yaitu harga tekanan yang sebenarnya, dihitung relatif terhadap tekanan nol mutlak.
b) Tekanan Gauge ( Gauge Pressure ). atau dikenal pula sebagai tekanan relatif , adalah tekanan yang diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. jadi tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolut dengan tekanan atmosfer.
c) Vacum atau tekanan hampa adalah dalam hal tekanan adalah lebih rendah dari tekanan atmosfer.
d) Tekanan Deferensial (Differential Pressure ) . adalah suatu tekanan yang diukur terhadap tekanan yang lain ( beda tekanan ).
Pengukuran tekanan dapat dibedakan atas sifat dari tekanan , yaitu :
a) Tekanan Statik, jika tekanan tidak berubah ( relatif ) pada sepanjang waktu pengamatan . Istilah tekanan relatif digunanakan secara luas dalam pengukuran tekanan, tinggi muka cairan , dan laju aliran. Sebagai contoh , jika muka fluida dalam proses dalam keadaan statik ( tidak berfluktuasi ), maka tekanan statik pada suatu titik didalam kolom fluida tsb merupakan tekanan ( gaya tekan ) yang diberikan oleh kolom fluida diatas titik tersebut tersebut.
b) Tekanan Dinamik, jika tekanan berubah dengan cepat ( berfluktuasi ) sepanjang waktu pengamatan, Pada kasus tekanan dinamik, pengukuran tekanan membutuhkan transducer tekanan dengan respons yang cepat.
Didalam satuan Internasional Inggris ,Satuan tekanan absolut biasanya dinyatakan dengan Pound Per Square Inch Absolute ( psia) , . Sedang satuan tekanan relatif biasanya dinyatakan dengan Pound Per Square Inch Gauge ( psig ) .
Didalam satuan Internasional ( SI ), atau metrik , satuan tekanan yang biasa digunakan Newton Per Square Mater ( N/m2 ),atau Pascal.
Tekanan juga biasa dinyatakan dengan satuan ketinggian kolom fluida pengukur, misalnya kolom fluida air raksa atau air pada temperatur 20 Degree C. Dengan cara ini, maka tekanan atmosfer pada permukaan air laut , jika rapat massa air raksa adalah 13,591 g/cm3 , adalah 760 mmHg. ( sama dengan 1 atmosfer ).
Berikut diberikan beberapa satuan tekanan yang biasa digunakan yaitu :
1 atm = 14,696 psia. 1 kg/cm²g = 14,22 psig
= 2116 lbf/ft2 = 0,98 bar.
= 760 mm Hg.
1 N/m2 = 1 Pa
Pengukuran tekanan dapat dilakukan antara lain dengan menggunakan :
1. Manometer kolom cairan.
2. Elemen bellows.
3. Elemen Diafragma.
4. Elemen Bourdon.
5. Elemen Tahanan Listrik. (Strain gage ).
6. Elemen Piezoelektrik.
7. Meter kecepatan turbin
8. meter aliran magnetik.
9. meter aliran massa.
Manometer Kolom Zat Cair.
Zat Cair Tabung U.adalah contoh sederhana pengukuran tekana yang menggunakan kolom zat cair. Prinsip yang terjadi pada tabung U adalah bahwa tekanan pada
Gambar II.1.1 Manometer Tabung U Dengan Kolom Zat Cair.
Pada manometer U, beda tekanan pada kedua kaki pipa (P1 – P2),
P1 – P2 =
Pada rumus diatas , P1 adalah tekanan yang diberikan oleh fluida yang bersankutan setinggi h , besar dari tekanan tersebut adalah :
P1 =
Di mana :
P1 = tekanan media yang ingin diketahui.
= masa jenis cairan
g = percepatan grafitasi
h = beda tinggi cairan pada kedua kaki pipa U
Keuntungan dari jenis manometer zat cair adalah :
a) Sederhana dan murah.
b) Perawatannya mudah.
c) Ketelitiannya cukup bagus.
d) Cocok diterapkan pada tekanan rendah.
Adapun kelemahan dari manometer zat cair adalah :
a) Kebanyakan terbuat dari kaca, maka mudah pecah.
b) Dalam operasinya memerlukan pengaturan posisi ( leveling ).
c) Hanya cocok untuk fluida tertentu.
d) Tidak dapat dipakai untuk tekanan dinamik.
Elemen Bellows
Pengukuran tekanan dengan bellows sangat populer digunakan di industri karena dianggap lebih andal dan mudah ditangani. Elemen Bellows merupakan elemen elastic pada arah aksial .Biasanya terbuat dari kuningan , fosfor, berrillium- tembaga ,monel , stainless steel, inconel .
Dengan elemen ini dapat diperoleh hubungan yang linier antara tekanan dan simpangan (perubahan volume).. Pada gambar dibawah ini ditunjukkan prinsip pemakaian bellows untuk tekanan absolute , tekanan relative dan tekanan deferential.
Gambar II.1.2 Prinsip pengukuran tekanan Tekanan Absolut ( A ) , Tekanan Deffrensisl ( C ) , Tekanan Relatif ( B ).
Pada umumnya sebagian besar bellows digunakan untuk pengukuran tekanan pada daerah yang rendah, ( absolute atau differential ) ,
.Pemakaian yang banyak adalah sebagai elemen pengukuran, recorder , dan elemen pengendalian ( controller ) dengan jenis pneumatic.
Keunggulan Elemen Bellows antara lain adalah :
a) Kontruksinya kuat dan sederhana, dan harganya agak murah.
b) Baik untuk tekanan rendah dan menengah.
c) Dapat digunakan untuk tekanan mutlak, relatif,dan differrential.
Adapun kelemahannya adalah :
a) Memerlukan kompensasi temperature.
b) Tidak dapat digunakan untuk mengukur tekanan tinggi.
c) Tidak cocok untuk mengukur tekanan dinamik.
d) Mempunyai histerisis dan drift yang besar.
Pengukuran dengan Elemen Diafragma.
Diafragma sebagai elemen pengukur terdiri atas dua jenis yaitu :
1. Diafragma Metal, yang umumnya terbuat dari bahan fosfor perunggu, berrilum tembaga, stainless steel, dsb.
2. Diafragma Non Metal, yang dalam kontrusinya biasanya dilengkapi pegas kumpara .
Untuk pengukuran tekanan absolut, tekanan yang diukur dimasukkan pada kapsul,sedangkan sistem dimasukkan kedalam ruang hampa. dengan demikian kapsul ada pada ruang hampa.
Untuk pengukuran relatif, sistem dimasukkan dalam atmosfir.
Gambar-II.1.3 Ilustrasi Diafragma Metal
Jenis dari elemen diafragma adalah :
a. Convex type
b. Nested type
c Multi capsule type.
Adapun beberapa kelebihan dari elemen diafragma adalah ;
a) Karakteristik overange tinggi.
b) Mempunyai linieritas yang baik
c) Baik untuk pengukuran mutlak maupun differential.
d) Tersedia dalam berbagai bahan antara lain sangat tahan terhadap korosi.
e) Dimensi dapat kecil sekali.harganya tidak terlalu mahal.
Adapun kelemahannya antara lain :
a) Sangat peka terhadap getaran dan kejutan.
b) Jika rusak sangat sukar untuk diperbaiki.
Elemen Bourdon.
Pada prinsipnya elemen Bourdon adalah suatu tabung yang pipih, Perbedaan antara sisi luar dan sisi dalam ( tekanan tinggi ) menyebabkan tabung cenderung untuk berubah bentuk menjadi lingkaran . Hal ini akan menyebabkan terjadinya distorsi bentuk sistem berupa translasi lengkung ujung bebas dari tabung Bourdon tipe C, Spiral, dan Heliks.
Beberapa kelebihan dari pengukuran jenis ini adalah :
a) Konnstruksinya sederhana dan murah.
b) Dapat digunakan untuk mengukur tekanan yang berbeda.
c) Mempunyai banyak daerah ukur yang berbeda.
d) Dapat dikalibrasi dengan mudah.
e) Kepekaannya dapat diubah dengan mengubah dimensi.
f) Mempunyai karakteristik yang bagus pada seluruh daerah kerjanya.
Adapun kelemahannya antara lain :
a) Responnya lambat.
b) Mudah dipengaruhi olek getaran dan kejutan.
c) Mempunyai sifat histerisis
Elemen Pengukuran dengan Strain Gage.
Strain Gage adalah elemen tranducer yang dapat merubah perubahan dimensi linier ( panjang perpindahan , pegerakan ) menjadi perubahan tahanan listrik . Strain gage dapat dilekatkan pada batang atau kolom metal, elemen diafragma metal, elemen tabung bourdon dsb.
Beberapa kelebihan alat ini antara lain :
a) Ukurannya kecil dan mudah dipasang.
b) Ketelitiannya sangat tinggi.
c) Daerah pengukurannya sangat lebar.
d) Kestabilannya sangat tinggi.
e) Sinyal keluarannya dapat dikondisikan denganmudah.
f) Tidak ada bagian bagian yang bergerak
g) Tidak peka terhadap getaran dan kejutan.
h) Kecepatan responnya tinggi, sehingga dapat digunakan untuk pengukuran tekanan dinamik.
Sedangkan kelemahannya :
a) Sensitif terhadap temperatur.
b) Harganya mahal.
c) Memerlukan sumber tegangan listrik yang stabil
Gambar II.1.5 Strain gage
Transduser Piezoelectric.
Prinsip kerja dari elmen ini adalah
dibangkitkannya tegangan listrik diantara kedua permukaan kristal oleh karena adanya deforsi. Jika deforsi tsb disebabkan oleh gaya / tekanan yang bekerja pada kristal, maka bisa diperoleh hubunga antara tekanan dan sinyal listrik. Contoh yang banayak dijumpai adalah micropun.
Untuk mengukur tekanan udara, bahan yang banyak digunakan adalah garam rochele, quartz, barium titanat, lithium sulfat dsb.
Tag search : pressure reducing valve, pressure pump, high pressure, air pressure measure, differential pressure, ashcroft pressure switches, pressure sensor, gauge pressure, on line conversions, water pressure, pressure transducer
