Perbedaan Coriolis Flow Meter dan Thermal Mass Flow Meter

Pengukur massa aliran banyak diaplikasikan pada sektor industri yang bergerak di bidang pengolahan fluida baik itu dalam bentuk gas maupun cairan. Saat ini terdapat 2 jenis perangkat yang banyak ditemui dalam menunjang proses pengukuran massa aliran yakni coriolis flow meter dan thermal mass flow meter. Meskipun kedua jenis alat ini memiliki fungsi yang sama, namun terdapat beberapa faktor yang membedakan keduanya.

Bentuk Thermal Mass Flow Meter dan Coriolis Flow Meter

Adapun perbedaan mendasar antara coriolis flow meter dengan thermal flow meter terletak pada segi cara kerjanya dalam mengukur massa aliran. Coriolis flow meter mengukur massa cairan dengan menggunakan titik tetap di dalam tabung. Dalam prosesnya, kuantitas fluida yang masuk ke dalam tabung dan melalui titik tetap dalam jumlah waktu tertentu adalah laju aliran massa fluida. Sementara thermal mass flow meter menetapkan massa aliran dengan menghitung efek pendinginan yang ditimbulkan oleh fluida dalam sensor suhu.

Coriolis Flow Meter dan Thermal Mass Flow Meter

Penting untuk diingat bahwa kedua jenis flow meter ini digunakan untuk mengukur laju massa aliran, bukan untuk menghitung laju aliran volumetrik. Pengukur aliran volumetrik berbeda untuk setiap fluida, karena didasarkan dengan kekentalan, suhu, tekanan dan komposisi fluida, dan dapat dihitung dengan membagi laju aliran massa dengan densitas fluida.

Pengukur aliran massa standar mengkompensasi perbedaan antara suhu dengan tekanan melalui pemancar multivariable atau perangkat lunak aliran yang diprogram untuk menyajikan output dalam hal laju aliran massa dan laju aliran volumetrik pada suhu dan tekanan standar.

Cara Kerja Thermal Mass Flow Meter

Thermal mass flow meter adalah alat pengukur aliran massa yang secara langsung mengukur aliran massa pada fluida berdasarkan dengan prinsip perpindahan panas, yakni secara konduksi dan konveksi. Thermal mass flow meter didasarkan pada prinsip pengukuran aliran massa berdasarkan dengan laju disipasi (energi panas yang timbul akibat gesekan) per satuan waktu.

Flow meter ini menggunakan dua buah sensor yang menonjol ke dalam aliran fluida dengan kedalaman tertentu. Dalam prosesnya, aliran panas yang konstan akan diinjeksikan ke dalam aliran fluida melalui sensor, sementara sensor lainnya berperan untuk mengukur suhu fluida. Pada akhirnya jumlah panas yang disipasi akan menentukan laju aliran massa fluida.

Terdapat dua metode penghitungan jumlah panas yang disipasi dalam cairan yakni metode diferensial suhu konstan dan Constant Current Method. Adapun penjelasannya sebagai berikut:

Constant Current Method - Dalam metode ini, arus konstan dipasok ke sensor kecepatan (velocity sensor) sementara sensor suhu mengukur suhu fluida. Sensor kecepatan akan mencatat suhu yang bervariasi berdasarkan dengan jumlah fluida yang mengalir melalui pipa. Perpedaan antara kedua sensor tersebut akan menjadi indikasi laju aliran massa cairan, dalam hal ini semakin besar laju aliran massa maka semakin kecil perbedaan suhu.
Constant Temperature Differential Method - Dalam metode pengukuran ini, perbedaan suhu konstan akan dipertahankan antara kedua sensor suhu. Arus panas yang disuplai untuk menjaga kondisi konstan ini berbeda, disesuaikan dengan laju aliran fluida. Semakin besar laju aliran maka semakin besar efek pendinginan pada velocity sensor, oleh karena itu semakin besar pula jumlah arus yang dipasok melalui RTD (Resistant Temperature Detector). Perubahan daya merupakan ukuran langsung dari laju aliran massa fluida.

Kedua metode di atas mengukur efek pendinginan yang dihasilkan pada velocity sensor oleh melokul fluida. Thermal mass flow meter umumnya digunakan untuk mengukur massa aliran pada gas karena memiliki kapasitas penyerapan gas yang lebih rendah bila dibandingkan dengan cairan.

Penggunaan Thermal Mass Flow Meter

Penggunaan thermal mass flow meter banyak ditemui pada industri yang mana aliran massa fluida membutuhkan pengukuran, seperti:

Kilang Minyak dan gas
Pengukuran rasio udara terhadap bahan bakar pada boiler dan generator uap
Pengukuran aliran udara yang terkompresi dalam industri
Pemantauan flare gas pada kilang gas alam
Pengujian katup gas dan regulator tekanan untuk mengetahui kebocoran
Pabrik petrokimia

Cara Kerja Coriolis Flow Meter

Prinsip kerja dari coriolis flow meter ialah dengan mengacu pada hukum gerak Newton kedua, yakni massa cairan berbanding terbalik dengan akselerasi. Flow meter coriolis menggunakan tabung yang didesain dalam bentuk lurus maupun melengkung. Dalam desain tabung melengkung, tabung diberi getaran menggunakan arus elektromagnetik dengan amplitudo yang kecil. Sementara sensor dipasang pada sisi masuk dan keluar fluida dengan jarak yang sama dari titik pusat tabung.

Ketika fluida mengalir memasuki tabung, inersia fluida akan menyebabkan amplitudo getaran tabung berubah, kondisi ini akan menimbulkan perbedaan fase antara bacaan sensor masuk dan keluar yang diukur dari segi waktu. Perbedaan waktu yang diukur akan digunakan untuk menentukan laju aliran massa dari fluida. Sementara dalam kondisi tidak ada cairan yang melewati tabung, amplitudo tetap berada pada kondisi konstan dan kedua sensor yang berada pada sisi masuk dan sisi keluar tetap berada pada fase yang sama.

Baca juga: Mengenal Coriolis Flow Meter

Penggunaan Coriolis Flow Meter

Coriolis flow meter digunakan dalam berbagai aplikasi dimana pengukuran massa aliran memerlukan pengukuran secara akurat. Adapaun pengaplikasian flow meter ini seperti:

Pada kilang minyak dan gas untuk mengukur laju aliran fluida
Aplikasi di berbagai pabrik, seperti untuk pengukuran massa pelarut, resin, perekat dan banyak lagi.
Penambangan, pemprosesan mineral, dan pelapisan.
Pabrik kimia, karena umumnya reaksi kimia didasarkan pada satuan massa.

Bila kita mengamati uraian di atas, memang pada dasarnya perbedaan coriolis flow meter dan thermal mass flow meter terletak pada metode kerjanya. Namun perlu diketahui bahwa Coriolis flow meter dikenal lebih unggul dari thermal mass flow meter dari segi akurasi, sehingga lebih banyak diaplikasikan pada industri yang memerlukan keakuratan.

Namun perlu juga diketahui bahwa biaya instalasi flow meter coriolis tergolong mahal, terlebih bila dibandingan dengan thermal mass flow meter. Disamping itu, hasil pengembangan lebih lanjut dari thermal mass flow meter seperti peningkatan terhadap sensivitas aliran, peningkatan komputasi alogaritma dan mikroprosesor untuk mendeteksi laju aliran massa yang jauh lebih baik dari sebelumnya namun dengan biaya instalasi yang lebih rendah.