Electromagnetic Flowmeter

1. Introduction

Elektromagnetic flowmeter merupakan alat pengukur yang digunakan sebagian besar untuk pengukuran aliran (flow). Electromagnetic Flowmeter merupakan jenis flowmeter yang mempunyai populasi tertinggi untuk flowmeter yang digunakan mengukur aliran fluid baik berupa air atau cairan lainnya baik aliran yang korosif, kotor dan lumpur. Karena pemakiannya yang cukup banyak sebagian besar para produsen flowmeter mempunyai produk jenis electromagnetic flowmeter[1]. Gambar 1 merupakan bentuk electromagnetic flowmeter yang telah terintegrasi dengan flange, di mana penempatan flowmeter tersebut pada pipa untuk pengukuran aliran pada pipa.

Gambar 1. Electromagnetic flowmeter tipe integral flange^[2]

Electromagnetic flowmeter yang paling banyak digunakan dalam aplikasi pengukuran aliran air dan limbah dan chemical. Sebagaian besar aplikasi dari pemakaian elecromagnetic flowmeter adalah untuk dunia industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, perhotelan dan pengolahan limbah karena harus menggunakan flowmeter yang memenuhi persyaratan sanitasi[1].

2. Sejarah Electromagnetic Flowmeter

Pada tahun 1832, Michael Faraday (1791-1867) mengumpulkan saluran terbuka magmeter skala besar dan menggunakan ini untuk mengukur aliran air yang lewat di bawah Waterloo London Bridge. Konsep desain yang digunakan agak tidak biasa, yaitu memanfaatkan :

• medan magnet yang tersedia secara alami oleh bumi, bersama dengan
• dua elektroda logam lembaran besar diturunkan dari Waterloo Bridge ke sungai Thames untuk
• menentukan debit sungai Thames di London.

Hasilnya tidak sukses 100 % karena efek elektrokimia dan thermoelectric serta tidak tersedianya pada hari itu instrumen yang sangat sensitif yang bisa mengukur sinyal μVolt[2]. Gambar 2 menunjukkan konsep desain eksperimen Michael Faraday saat melakukan pengukuran aliran air sungai Thames di bawah Waterloo London Bridge.

Gambar 2. Konsep desain eksperimen pengukuran aliran air di bawah Waterloo London Bridge oleh Michael Faraday^[2]

3. Prinsip Kerja Electromagnetic Flowmeter

Merupakan alat yang digunakan untuk pengukuran aliran fluida yang bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Prinsip kerja flowmeter jenis ini didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik (Faraday’s Law), yaitu bila suatu fluida konduktif elektrik melewati pipa tranduser, maka fluida akan bekerja sebagai konduktor yang bergerak memotong medan magnet yang dibangkitkan oleh kumparan magnetik dari transduser, sehingga timbul tengangan listrik induksi[2]. Prinsip kerja dari electromagnetic flowmeter dapat dilihat pada gambar 3 di mana menggunakan Hukum Faraday.

Gambar 3. Prinsip kerja electromagnetic flowmeter^[3]

Medan magnet yang dihasilkan tegak lurus dengan arah aliran air, dengan pengukuran yang diberikan, untuk gaya perpindahan listrik di mana sesuai dengan hukum induksi Faraday (E_flow ~ B . v . D) adalah sebanding dengan kecepatan aliran fluida di dalam pipa[2]. Gambar 4 menunjukkan arah jari untuk penentuan hubungan antara variabel besaran pada Hukum Faraday.

Gambar 4. Arah jari untuk penentuan hubungan pada Hukum Faraday^[2]

4. Bagian Electromagnetic Flowmeter

Perkembangan ketahanan dan kecerdasan dari intrument electromagnetic flowmeter untuk aplikasi industri sebagian besar saat ini menjadi tantangan designer dan engineer. Secara garis besar electromagnetic flowmeter terdiri dari beberapa elemen sebagai berikut :

• Non ferromagnetic flowtube.
• Non conductive liner.
• Excitation coils.
• Electrodes[2].

Gambar 5 menunjukkan bagian - bagian dari electromagnetic flowmeter beserta prinsip kerjanya.

Gambar 5. Bagian dari electromagnetic flowmeter^[2]

5. Jenis Electromagnetic Flowmeter

Dilihat dari jenis instalasinya, maka jenis electromagnetic flowmeter dapat dibagi menjadi dua jenis, antara lain :

a. In line model magnetic flowmeter

• Electromagnetic flowmeter jenis In line ini dasarnya adalah meletakan sensor atau tranducer yang mempunyai kemampuan menimbulkan medan magnet yang berupa electrode yang diperkuat dengan kumparan (coil electric) di sekeliling pipa dengan pemasangan electrode letaknya berseberangan di sisi kanan dan kiri dari body pipa.
• Electromagnetic flow meter ini mempunyai tingkat akurasi yang cukup bagus dan bisa hingga 0.2% untuk model tertentu[5]. 

Salah satu bentuk electromagnetic flowmeter tipe in line adalah ditunjukkan pada gambar 6 berikut ini.

Gambar 6. Prinsip electromagnetic flowmeter tipe in line^[6]

b. Insertion model magnetic flowmeter

• Electromagnetic flowmeter jenis insertion dilakukan dengan cara menyisipkan (insertion) coil electric ke dalam pipa yang akan diukur flow rate-nya  dengan memasang electrode di ujungnya.
• Jenis Insertion electromagnetic flow meter ini cocok jika digunakan untuk ukuran pipa yang menengah ke atas. Mengenai harga dari insertion electromagnetic flow meter ini akan lebih rendah jika diaplikasikan pada pipa dengan ukuran besar[5].

Prinsip kerja electromagnetic flowmeter tipe insertion adalah ditunjukkan pada gambar 7 berikut ini.

Gambar 7. Prinsip kerja electromagnetic flowmeter tipe insertion^[7]

6. Cara Pembacaan Electromagnetic Flowmeter

Karena biasanya flowmeter sudah terpasang pada pipa yang terdapat aliran fluida, maka untuk tampilan pembacaan pengukuran flow (aliran) adalah seperti pada gambar 8 berikut.

Gambar 8. Tampilan nilai pembacaan LCD electromagnetic flowmeter^[4]

Keterangan dari gambar 8 di atas adalah sebagai berikut.

• merupakan tampilan dari nilai besaran laju fluida yang terukur.
• menunjukkan satuan dari fluida yang terukur berupa m³/h (meter kubik per jam)
• setting switch digunakan untuk settingg tanpa harus membuka cover (penutup) dalam artian sistem bekerja dengan sentuhan (sensitif), sehingga semakin dekat dengan tombol switch maka semakin jauh dari kesalahan. Pada pembacaan electromagnetic flowmeter ini, tampilan pada LCD dapat memunculkan mode alarm jika dalam kondisi abnormal, berikut merupakan tampilan LCD dalam kondisi normal dan abnormal (kondisi alarm)[4].

Gambar 9 menunjukkan tampilan LCD pada magnetic flowmeter saat kondisi normal dan alarm serta multi bahasa dapat disetting jenis bahasa yang digunakan untuk memudahkan saat maintenance[4].

Gambar 9. Tampilan nilai pembacaan LCD kondisi normal dan alarm (multi bahasa)^[4]

Referenses :

[1] Jenis Flow Meter disadur dari http://www.wiratama.web.id/_item?item_id=251002 diakses pada tanggal 17 November 2014 pukul 14.30 WIB.

[2] Magmeter History and Working Principle disadur dari www.yokogawa.com, diakses pada tanggal 17 September 2013 pukul 09.30 WIB.

[3] Magnetic Flow Meters - Introduction disadur dari http://www.omega.ca/prodinfo/magmeter.html diakses pada tanggal 17 November 2014 pukul 13.34 WIB.

[4] Technical Information - Magnetic Flowmeter ADMAX AXF disadur dari www.yokogawa.com, diakses pada tanggal 17 September 2013 pukul 08.11 WIB.

[5] Electromagnetic Flow Meters disadur dari http://www.wiratama.web.id/_item?item_id=5846034605408256 diakses pada tanggal 17 November 2014 pukul 14.49 WIB.

[6] http://www.omega.ca/shop/pptsc.asp?ref=FMG600 diakses pada tanggal 17 November 2014 pukul 15.07 WIB.

[7] http://www.omega.com/prodinfo/Magmeter_Graphic2.html diakses pada tanggal 17 November 2014 pukul 15.07 WIB.