Jenis instrumen pengukuran tingkat: prinsip, fitur dan panduan pilihan

Pengukuran level digunakan secara luas dalam proses kimia, pengolahan air, produksi makanan dan minuman, farmasi, pengelolaan air pertanian, pertambangan, sistem penyimpanan, serta otomatisasi industri. Berbagai teknologi pengukuran diperlukan tergantung pada medium, struktur tangki, suhu, tekanan, serta lingkungan pemasangan.

Beberapa teknologi yang umum digunakan meliputi pengukuran level hidrostatis, ultrasonik, float, radar, admittance RF, dan kapasitif. Tidak ada satu pun teknologi yang cocok untuk semua aplikasi; oleh karena itu, pemilihan teknologi harus mempertimbangkan kondisi proses, rentang pengukuran, persyaratan pemasangan, keluaran sinyal, serta kebutuhan pemeliharaan.

1. Pengukuran Level Hidrostatis

Pengukuran level hidrostatis menentukan ketinggian cairan berdasarkan tekanan yang dihasilkan oleh kolom cairan tersebut.Ketika kerapatan cairan relatif stabil, peningkatan ketinggian cairan akan menghasilkan peningkatan tekanan hidrostatik yang sebanding.

Prinsip Pengukuran Sederhana

Cocok untuk pengukuran level cairan secara kontinu.

Aplikasi Tipikal

Tangki air, reservoir, sumur, dan sistem penyimpanan industri.

Stabilitas Proses

Busa, uap, dan turbulensi permukaan tidak secara langsung memengaruhi pengukuran tekanan.

Integrasi Sistem

Model industri dapat menyediakan keluaran 4-20mA atau RS485.

Pengukuran hidrostatik dipengaruhi oleh densitas cairan. Jika kerapatan berubah secara signifikan akibat perubahan suhu, konsentrasi, atau komposisi proses, Tingkat yang dihitung juga dapat bergeser. Untuk tangki tertutup bertekanan, kompensasi tekanan fase gas atau pengukuran tekanan diferensial mungkin diperlukan.

2. Pengukuran Level menggunakan Gelombang Ultrasonik

Pengirim level ultrasonik umumnya merupakan instrumen tanpa kontak. Sensor tersebut memancarkan pulsa ultrasonik ke permukaan cairan atau padat dan mengukur waktu tempuh sinyal yang dipantulkan. Jarak yang diukur kemudian dikonversi menjadi level berdasarkan ketinggian referensi pemasangan.

Pengukuran Tanpa Kontak

Sensor umumnya tidak tetap bersentuhan langsung dengan media proses.

Aplikasi untuk Cairan dan Beberapa Jenis Padatan

Cocok untuk tangki, bak, sistem air limbah, saluran terbuka, serta padatan curah tertentu.

Pemasangannya relatif sederhana.

Sangat sesuai untuk aplikasi pada tekanan atmosfer dengan kondisi udara yang stabil.

Integrasi Otomasi

Dapat dihubungkan ke PLC, RTU, perangkat pencatat data, dan sistem pemantauan jarak jauh.

Karena sinyal ultrasonik dapat merambat melalui ruang gas di atas proses, Perubahan suhu, uap, busa, aliran udara yang kuat, debu, turbulensi permukaan, serta hambatan internal dapat memengaruhi stabilitas pengukuran.

3. Pengukuran Tingkat Menggunakan Pelampung

Alat ukur level cairan menggunakan daya apung untuk mendeteksi perubahan ketinggian cairan. Saat cairan naik atau turun, pelampung bergerak sesuai dengan perubahan tersebut, dan posisi tersebut kemudian dikonversi menjadi sinyal level melalui kopling magnetik. tautan mekanis, sakelar reed, atau metode deteksi lainnya.

Prinsip Mekanis Langsung

Umumnya digunakan untuk aplikasi tingkat cairan konvensional.

Tidak bergantung pada konstanta dielektrik

Cocok untuk berbagai jenis cairan standar.

Mampu melakukan pengukuran titik atau pengukuran kontinu

Dapat digunakan untuk sakelar tingkat maupun indikator tingkat yang beroperasi secara kontinu.

Karena pelampung bersentuhan langsung dengan medium, viskositas, korosi, serta partikel padat, Kristalisasi, endapan, serta ruang perpindahan yang tersedia harus dipertimbangkan. Media dengan viskositas tinggi atau media yang mudah menimbulkan fouling dapat membatasi pergerakan benda apung.

– Pengukuran Level Menggunakan Radar;

– Pemancar level radar menggunakan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi untuk pengukuran level tanpa kontak. Antena memancarkan sinyal radar ke permukaan proses, dan sinyal yang dipantulkan dianalisis untuk menghitung tingkat cairan atau padat yang sebenarnya.

Pengukuran Tanpa Kontak

Cocok untuk cairan maupun padatan dalam jumlah besar.

Cocok untuk kondisi yang lebih menuntut.

Secara umum kurang sensitif terhadap perubahan suhu, tekanan, dan uap dibandingkan pengukuran ultrasonik.

Tidak memiliki komponen mekanis bergerak.

Cocok untuk pengukuran kontinu jangka panjang.

Cakupan aplikasi yang luas.

Digunakan pada tangki, silo, pengolahan air, proses kimia, serta aplikasi pertambangan.

Refleksi radar masih dipengaruhi oleh konstanta dielektrik serta posisi pemasangan. Geometri tangki dan gema yang tidak diinginkan. Media dielektrik rendah atau wadah kompleks dapat memerlukan pemilihan frekuensi radar, desain antena, serta posisi pemasangan yang cermat.

5. Pengukuran Tingkat Admittansi RF

Instrumen pengukuran tingkat admitansi RF mendeteksi perubahan karakteristik listrik antara probe dan wadah tersebut. Alat ini biasanya menggunakan probe kontak dan dapat diterapkan pada cairan, suspensi, bubuk, serta material berbutir.

Mendukung Berbagai Jenis Media

Cocok untuk cairan, suspensi, bubuk, dan butiran.

Deteksi Titik

Sering digunakan untuk alarm tingkat tinggi dan tingkat rendah.

: Dapat diterapkan pada beberapa jenis media pelapis.

: Dengan desain yang sesuai, perangkat ini dapat menahan kondisi tertentu terkait pelapisan atau akumulasi material.

: Pengukuran admittance RF dapat dipengaruhi oleh sifat-sifat listrik dari medium tersebut. Lapisan probe dan geometri pemasangan. Aplikasi yang mengalami perubahan dielektrik signifikan atau akumulasi muatan yang parah harus dikalibrasi dan diverifikasi dalam kondisi proses aktual.

6. Pengukuran Level Kapasitif

Alat ukur kapasitif mengukur perubahan kapasitansi saat material memasuki area deteksi yang terletak di antara probe dan elektroda referensi. Konstanta dielektrik dari medium proses secara langsung memengaruhi respons kapasitansi.

Cairan dan Padatan Terpilih

Cocok untuk berbagai jenis cairan, bubuk, dan material berbutir.

Struktur yang ringkas

Cocok untuk wadah kecil serta instalasi dengan ruang terbatas.

Pengukuran kontinu atau titik

Dapat dikonfigurasi untuk deteksi permukaan cairan secara kontinu maupun pada titik tertentu.

Pengukuran kapasitif sangat sensitif terhadap konstanta dielektrik serta komposisi bahan produk. akumulasi probe, kelembapan, dan geometri pemasangan Perubahan signifikan pada sifat medium dapat memerlukan kalibrasi ulang.

7.Perbandingan Teknologi Pengukuran Tingkat Umum

8. Bagaimana cara memilih teknologi pengukuran Level

tangki air, bendungan, dan sumur

Pengukuran hidrostatik, ultrasonik, atau radar dapat dipilih tergantung pada kondisi pemasangan dan proses.

Sistem Air dan efek

Busa, lumpur, korosi, dan material yang mengapung harus dipertimbangkan. Radar dapat dievaluasi untuk kondisi yang lebih sulit.

Tangki penyimpanan Industri

Pengukuran ultrasonik, radar, atau hidrostatik dapat digunakan untuk tangki bertekanan atmosfer normal, sementara proses dengan suhu atau tekanan yang lebih tinggi mungkin memerlukan penggunaan radar, radar gelombang terpandu, atau pengukuran perbedaan tekanan.

Silo padat curah

Deteksi level berbasis radar, ultrasonik, RF admittance, atau kapasitif dapat dipilih sesuai dengan karakteristik debu, jangkauan, dan sifat material.

Wadah kecil dan deteksi Level Titik

Sakelar apung, sakelar kapasitif atau sakelar level pengiriman RF mungkin cocok.

9. Informasi diperlukan untuk pilihan instrumen tingkat

– FAQ;

– Pertanyaan 1: Teknologi tingkat mana yang sesuai untuk pengukuran tingkat air pada kondisi normal?

A1: Instrumen hidrostatik, ultrasonik, dan radar dapat semuanya digunakan. Pemilihan akhir bergantung pada rentang pengukuran, kondisi pemasangan, serta kondisi proses.

Q2: Apa perbedaan utama antara pengukuran permukaan menggunakan gelombang ultrasonik dan radar?

A2: Instrumen ultrasonik menggunakan gelombang suara, sedangkan instrumen radar menggunakan gelombang elektromagnetik. Radar umumnya kurang sensitif terhadap perubahan suhu, tekanan, dan kandungan uap.

Q3: Apakah pengukuran level hidrostatik dipengaruhi oleh densitas cairan?

A3: Ya. Tingkat hidrostatik dihitung berdasarkan tekanan kolom cairan, sehingga perubahan signifikan pada densitas dapat memengaruhi hasil perhitungan tingkat tersebut.

Q4: Apakah instrumen tingkat berbasis radar dapat mengukur padatan curah?

A4: Ya. Instrumen tingkat berbasis radar digunakan secara luas baik untuk cairan maupun padatan curah dalam tangki dan silo.

Q5: Mengapa konstanta dielektrik menjadi hal yang penting dalam pengukuran tingkat kapasitif?

A5: Pengukuran kapasitif bergantung pada perubahan kapasitansi yang disebabkan oleh medium proses, sehingga konstanta dielektrik secara langsung memengaruhi respons pengukuran.

Q6: Teknologi apa yang sebaiknya dipertimbangkan jika terdapat busa?

A6: Pemilihan alat bergantung pada ketebalan busa dan kondisi proses. Busa yang terlalu tebal dapat melemahkan gema ultrasonik, sehingga pengukuran berbasis radar atau pengukuran kontak mungkin perlu dievaluasi.

Q7: Apakah seluruh instrumen level dapat terhubung ke PLC?

A7: Hal ini bergantung pada konfigurasi keluaran. Instrumen dengan keluaran 4-20mA, RS485 Modbus, atau relay umumnya dapat diintegrasikan ke PLC, RTU, atau sistem akuisisi data.

– Kesimpulan

Instrumen pengukuran level tipe hidrostatis, ultrasonik, mengapung, radar, admittance RF, dan kapasitif menggunakan prinsip pengukuran yang berbeda dan sesuai untuk kondisi proses yang berbeda. Pengukuran hidrostatik cocok untuk cairan yang memiliki densitas relatif stabil; Pengukuran ultrasonik sangat berguna untuk berbagai aplikasi cairan tanpa kontak serta sejumlah aplikasi padatan tertentu; Alat pengukur berbasis float menyediakan solusi mekanis langsung untuk cairan biasa; Radar cocok untuk kondisi tangki dan silo yang lebih menuntut; dan teknologi admittance RF atau kapasitif umumnya digunakan untuk pengukuran kontak tertentu serta deteksi pada tingkat titik.

Pilihan yang benar harus mempertimbangkan proses medium, rentang pengukuran, suhu, tekanan, busa, uap, debu, kondisi pemasangan, sinyal output dan persyaratan integrasi sistem. METRAVON Produk pengukuran tingkat dapat diintegrasikan dengan PLC S, RTUs,SCADA Sistem dan platform IoT industri untuk tangki cairan, sistem pengolahan air, proses industri, dan aplikasi solid massal.