Pengetahuan Tentang Turbine Flow Meter

Turbin flow meter merupakan salah satu jenis pengukur debit aliran yang cukup dikenal karena beberapa keunggulannya. Jenis pengukur aliran ini identik dengan kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan, dan digunakan di beberapa sektor industri sebagai metode yang andal, hemat biaya serta memiliki hasil pengukuran aliran yang tergolong sangat akurat. Flow meter turbin dirancang untuk memaksimalkan dan meminimalkan penurunan tekanan, mempertahankan laju aliran dan menawarkan output sinyal yang sebanding dengan laju aliran di dalam pipa.

Bentuk Turbine Flow Meter

Ditinjau dari segi historinya, flow meter turbin pertama kali diciptakan pada abad ke-18 oleh Reinhart Woltman, dan saat itu dikenal sebagai pengukur aliran yang dapat diandalkan untuk menangani liquid cair maupun gas. Perangkat ini merupakan pengukur aliran volumetrik, komponen utamanya ialah rotor atau baling-baling diamana fluida yang mengalir akan menyebabkan putaran pada rotor pada kecepatan yang berbanding lurus dengan laju aliran fluida.

Sekilas Tentang Turbine Flow Meter

Sama seperti flow meter pada umumnya, turbine flow meter difungsikan untuk menghitung volume aliran maupun menghitung debit aliran. Ditinjau dari segi desain, flow meter turbin terdiri dari tabung aliran dan rotor pemintal yang terdiri dari beberapa bilah yang terpasang pada bagian dalam sejalan dengan arah arus. Rotor tersebut didukung oleh shaft yang bertumpu pada penopang yang terpasang secara internal. Penumpu pada bilah rotor juga berfungsi sebagai pelurus aliran, menstabilkan aliran dan meminimalkan efek negatif akibat turbulensi.

Komponen Bagian Dalam Turbine Flow Meter

Prinsip kerja pada turbine flow meter bisa dikatakan cukup sederhana, diawali dengan aliran yang fluida yang mengalir melalui meteran turbin, fluida tersebut selanjutnya akan menimpa bilah turbin sehingga terjadi gesekan dan membuat bilah turbin berbutar di sepanjang garis tengah rumah turbin. Kecepatan rotasi rotor berbanding lurus dengan kecepatan fluida yang mengalir melalui turbin.

Dalam kasus ini terjadi perubahan gaya, yakni gaya horizontal dari fluida yang mengalir menjadi gaya tegak lurus yang diinduksi oleh sudut dan bentuk bilah sehingga menimbulkan rotasi pada rotor. Oleh karena itu, rotor akan segera berputar segera setelah media menginduksi gaya maju dari fluida, dan akan berhenti ketika gaya maju tersebut berhenti.

Sensor pickup terpasang di atas rotor, setiap putaran bilah magnet akan memberikan sinyal pada sensor. Sinyal yang diberikan dalam bentuk denyut yang sebanding dengan kecepatan rotor, sinyal yang dihasilkan tersebut mempresentasikan pulsa per unit volumetrik, termasuk juga laju aliran.

Baca juga: Fungsi dan Cara Kerja Flow Meter

Pengaplikasian Flow Meter Turbine

Flow meter turbine banyak diaplikasikan pada beberapa sektor industri, baik itu industri skala besar maupun kecil. Perlu diketahui bahwa flow meter ini tersedia dalam beberapa ukuran, dimana masing-masing ukuran disesuaikan dengan kondisi operasional. Adapun beberapa industri yang umumnya mengaplikasikan jenis flow meter ini meliputi:

Pengolahan Minyak dan Gas (kilang minyak dan gas plant)
Pengolahan air dan limbah
Utilitas gas
Pembangkit listrik
Pabrik makanan dan minuman
Penerbangan
Pabrik farmasi
Sektor pertambangan

Kelebihan Turbine Flow Meter

Turbine flow meter memiliki beberapa keunggulan bila dibandingkan dengan jenis flow meter lainnya. Adapun keunggulan yang dimaksud meliputi:

Memiliki rasio turndown hingga 35:1
Rangeabilitas aliran aliran yang luas, termasuk untuk laju aliran rendah
Tingkat akurasi yang baik
Konstruksi sederhana namun memiliki ketahanan yang baik
Kemudahan instalasi dan perawatan
Koneksi yang fleksibel ke instrumen aliran lainnya
Dapat beroperasi pada berbagai kondisi suhu dan tekanan
Penurunan tekanan yang rendah di turbin.

Kekurangan Turbine Flow Meter

Terlepas dari segala kelebihan flow meter ini seperti yang telah dituliskan di atas, alat pengukur aliran ini tentu juga memiliki beberapa kekurangan yang dapat menjadi pertimbangan. Beberapa kekurangan yang dimaksud seperti:

Tidak cocok digunakan untuk menangani cairan dengan tingkat korosif yang tinggi
Adanya gelembung dalam cairan dapat mempengaruhi akurasi
Membutuhkan tekanan balik yang konstan untuk mencegah timbulnya kavitasi (gelembung udara)
Sensitif terhadap perubahan viskositas cairan
Membutuhkan jaringan pipa yang lurus pada hulu dan hilir meteran turbin agar pusaran pada cairan dapat menghilang
Mungkin tidak dapat berfungsi dengan baik pada cairan dengan vikositas tinggi dimana profil alirannya berlapis
Untuk akurasi membutuhkan profil aliran yang turbulen dimana kecepatan fluida konsisten melewati keseluruhan diameter pipa
Tidak cocok diaplikasikan untuk liquid dengan kandungan benda padat di dalamnya (sebaiknya dipasang saringan pada bagian hulu sebelum cairan memasuki flow meter).

Faktor Penting Dalam Pengoperasian Turbine Flow Meter

Untuk memperoleh hasil output yang maksimal dari turbine flow meter maka terdapat beberapa faktor penting yang perlu diperhatikan, misalnya saja aliran yang sangat rendah dapat mempengaruhi hasil bacaan pada sensor karena karena adanya hambatan pada rotor (gaya dorong yang kurang). Sebaiknya jangan mengoperasikan meter turbin dalam kecepatan tinggi karena dapat menyebabkan keausan dini pada bantalan, atau bahkan dapat memicu kerusakan.

Perlu juga diketahui bahwa jenis cairan tertentu dapat menjadi pelumas bagi bantalan, misalnya saja minyak. Namun apabila cairan yang dialirkan tidak mendukung terjadinya pelumasan maka sebaiknya kita waspada terhadap keausan bantalan, karena keausan bantalan dapat menurunkan akurasi. Dalam beberapa aplikasi, penggantian bantalan secara rutin perlu untuk dilakukan namun tentu juga akan meningkatkan biaya perawatan.

Aplikasi untuk cairan kotor sebaiknya dihindari, terlebih bila cairan tersebut korosif karena dapat merusak bantalan. Singkatnya, flow meter turbine memiliki komponen yang bergerak yang dapat mengalami degradasi seiring waktu penggunaan.

Selain itu, adanya transisi cairan dari cair ke gas secara mendadak harus dihindari karena secara mekanis dapat menekan flow meter, menurunkan akurasi, dan bahkan dapat merusak flow meter. Kondisi ini biasanya terjadi ketika mengisi pipa dan di bawah kondisi slug flow (aliran siput). Kondisi aliran dua fase juga perlu dihindari karena bisa menyebabkan turbine flow meter menghasilkan output yang tidak akurat.