Apa itu Level Transmitter?

Level transmitter adalah sensor yang digunakan untuk mengukur dan memantau level cairan atau padatan curah dalam tangki, silo, air sungai, dan lingkungan pasang surut (permukaan laut).

Terdapat berbagai jenis Level transmitter, masing-masing didasarkan pada prinsip pengukuran yang berbeda dan memiliki karakteristik unik tergantung pada pabrikannya.

Memilih Level transmitter yang tepat memerlukan pertimbangan cermat terhadap kondisi-kondisi penting seperti sifat fisik material, lingkungan pengukuran, kondisi pemasangan, dan potensi gangguan.

Artikel ini memperkenalkan prinsip kerja, fitur, dan keterbatasan dari setiap metode pengukuran.

Level Transmitter digunakan di pabrik-pabrik produksi massal, seperti industri material, untuk mengukur jumlah yang tersimpan dalam silo dan tangki yang menyimpan bahan baku dan produk.

Di pabrik, perlu untuk terus mengirimkan bahan baku ke proses selanjutnya agar produksi tidak terhenti. Oleh karena itu, perlu untuk mengisi kembali bahan baku sebelum kapasitas penyimpanan di silo habis agar produksi dapat berlanjut.

Akan sangat tidak efisien untuk memantau level masing-masing fasilitas ini secara individual, jadi Level meter digunakan untuk memantau dan mengotomatiskan (mengontrol) level penyimpanan.

Terdapat dua jenis sensor utama untuk pengukuran level, yaitu "Level Transmitter" dan "Level Switch".

Jumlah isi di dalam wadah diukur secara berkelanjutan dan ditampilkan sebagai ***%, ketinggian ***m, dll., serta digunakan sebagai perkiraan tingkat penyimpanan.

Nilai yang terukur dikonversi menjadi sinyal instrumentasi 4-20 mA atau DC 1-5 V untuk dikeluarkan dan digunakan dalam pemantauan serta pengendalian.

Ini adalah sakelar yang dirancang untuk mendeteksi kondisi penuh atau kosong dengan memasang sensor pada ketinggian yang telah ditentukan di dalam wadah.

Sakelar ini umumnya digunakan untuk mengontrol mulai dan berhentinya proses pemuatan dan pembongkaran material. Ketika level yang telah ditentukan tercapai, sakelar akan mengeluarkan sinyal kontak ON/OFF.

Kontainer kecil seringkali dikendalikan hanya dengan Level Switch, tetapi untuk kontainer berukuran sedang dan besar, alih-alih memasang beberapa Level Switch di bagian atas, tengah, dan bawah, digunakan Level Transmitter untuk mengukur level penyimpanan secara terus menerus dan menghitung perkiraan level penyimpanan secara real-time.

Hal itu sering dipajang dan digunakan.

Dalam beberapa kasus, Level Transmitter juga digunakan untuk memeriksa jumlah penyimpanan sementara saat dikendalikan dengan Level Switch.

Hal ini juga memiliki keuntungan yaitu memudahkan untuk mendeteksi jika ada masalah dengan sensor tertentu.

Karena dapat dideteksi sejak dini, hal ini dapat mengurangi dampak pada proses produksi dan mencegah tekanan pada peralatan.

Ada banyak jenis level meter dan level switch tergantung pada objek yang akan diukur dan lingkungan pengukuran.

Silakan periksa objek pengukuran dan lingkungan yang akan digunakan, lalu pilih yang sesuai.

Selain itu, tidak semuanya akan cocok. Dalam kasus seperti itu, ada banyak kasus di mana spesifikasi khusus tersedia, jadi silakan hubungi produsen dalam kasus tersebut.

Silakan lihat informasi di bawah ini yang akan membantu Anda memilih model.

Ada berbagai jenis level transmitter yang tersedia di pasaran.

Anda mungkin merasa memahami karakteristik setiap jenis, namun merasa kesulitan untuk memutuskan model mana yang akan dipilih ketika tiba saatnya untuk aplikasi sebenarnya.

Untuk membantu hal ini, artikel ini menjelaskan tidak hanya jenis dan fitur level transmitter, tetapi juga keterbatasannya.

Level transmitter bervariasi dalam prinsip pengukuran dan fitur spesifik pabrikan.  Memilih perangkat yang tepat memerlukan pertimbangan cermat terhadap sifat material, kondisi proses, persyaratan instalasi, dan gangguan eksternal.

Metode pengukuran secara umum dapat dibagi menjadi jenis pengukuran berbasis jarak dan pengukuran ketinggian langsung.

Artikel ini menjelaskan prinsip, fitur, dan keterbatasan dari setiap metode, dengan fokus pada aplikasi material bubuk, butiran, dan curah.

Beban sensor diturunkan secara elektrik oleh motor hingga menyentuh permukaan material.  Jarak tempuh dihitung dari waktu tempuh yang diukur dan kecepatan penurunan. (Jarak = Kecepatan x Waktu)

• Mudah dipahami, berdasarkan prinsip pengukuran fisik langsung.
• Tidak terpengaruh oleh debu tebal atau uap panas.
• Cocok untuk mendeteksi endapan dalam cairan.

• Membutuhkan perawatan berkala karena adanya komponen yang habis pakai seperti tali kawat.
• Tidak cocok untuk aplikasi di mana kontak dengan benda asing dilarang, karena sensor bersentuhan dengan material.

Ini adalah level transmitter tanpa kontak yang mengukur jarak kosong dengan memancarkan pulsa ultrasonik ke permukaan material dan mendeteksi waktu yang dibutuhkan sinyal pantulan untuk kembali ke sensor.

• Pengukuran level tanpa kontak yang hemat biaya.
• Arah pengukuran yang tinggi memungkinkan pengukuran yang andal di ruang sempit.

• Pengukuran dapat terpengaruh di lingkungan yang berdebu atau beruap.
• Perbedaan suhu atau pembentukan gas dapat mengubah kecepatan suara dan meningkatkan kesalahan pengukuran.

Radar level transmitter beroperasi dengan memancarkan pulsa gelombang mikro ke arah permukaan material dan menghitung jarak kosong berdasarkan waktu tempuh bolak-balik sinyal yang dipantulkan.

• Tidak terpengaruh oleh perubahan suhu atau gas.
• Pengukuran yang andal bahkan di lingkungan berdebu atau beruap.

Material dengan konstanta dielektrik rendah mungkin tidak terdeteksi karena pantulan sinyal radar yang lemah.

Contoh: silika

Pengukur ketinggian tanpa kontak berbasis teknologi radar FMCW. Gelombang mikro kontinu termodulasi frekuensi dipancarkan dari sensor, dan jarak ditentukan dengan menganalisis perbedaan frekuensi antara sinyal yang dipancarkan dan sinyal yang dipantulkan dari permukaan material.

• Tidak terpengaruh oleh perubahan suhu atau gas.
• Pengukuran yang andal bahkan di lingkungan berdebu atau beruap.
• Arahan yang tinggi memungkinkan pengukuran di ruang sempit.

Material dengan konstanta dielektrik rendah mungkin tidak terdeteksi karena pantulan sinyal radar yang lemah.

Contoh: silika

Gelombang mikro merambat sepanjang tali pemandu yang dipasang dari langit-langit tangki. Sensor mengukur waktu tempuh bolak-balik sinyal yang dipantulkan dan mengubahnya menjadi jarak udara ke objek yang diukur.

• Berbeda dengan Ultrasonic sensor dan Radar level transmitter non-kontak, metode ini praktis tidak memiliki sudut pancaran, sehingga ideal untuk pemasangan di ruang sempit.

• Adhesi material yang parah pada probe dapat mengakibatkan pengukuran yang salah.
• Tekukan atau putusnya kawat, serta penumpukan material pada probe, dapat menghasilkan pantulan palsu (noise), sehingga meningkatkan kemungkinan pengukuran yang salah.

Pengukur ketinggian non-kontak umumnya menggunakan dua prinsip pengukuran: waktu tempuh dan deteksi perbedaan fase.

• Metode TOF: Mengukur waktu tempuh bolak-balik pulsa laser yang dipantulkan untuk menghitung jarak ke target.
• Metode perbedaan fasa: Menghitung jarak dengan mendeteksi perbedaan fasa antara sinyal laser termodulasi yang dipancarkan dan dipantulkan.

• Arah pancaran yang tinggi memungkinkan pengukuran di ruang sempit dan pada jarak beberapa ratus meter.
• Metode TOF: Menggunakan laser Kelas 1 dan memberikan respons cepat.
• Metode perbedaan fase: Memberikan akurasi dan resolusi tinggi.

• Di lingkungan dengan banyak debu atau uap, sinar laser dapat tersebar atau melemah, sehingga menyulitkan pengukuran yang akurat.
• Karena arah pancarannya yang sangat terarah, jika permukaan target halus atau seperti cermin dan miring, sinyal yang dipantulkan mungkin lemah dan mungkin tidak kembali secara memadai ke sensor.
  • Harap dicatat bahwa metode deteksi perbedaan fasa sering menggunakan kelas laser yang lebih tinggi dan oleh karena itu memerlukan manajemen keselamatan laser yang sesuai dalam banyak aplikasi.

Sebuah pelampung yang terpasang pada pita baja tahan karat memantau ketinggian cairan, dan panjang pita tersebut diukur secara terus-menerus untuk menentukan jarak kosong. Jenis-jenisnya meliputi desain dengan penyeimbang pegas, pipa tertutup, dan penyeimbang beban.

• Dengan struktur yang sederhana dan kokoh, metode ini menawarkan akurasi pengukuran yang tinggi serta ketahanan jangka panjang, sehingga cocok untuk mendeteksi tingkat cairan pada tangki berukuran besar maupun kecil.

• Mudah terjadi penumpukan material.
• Keterbatasan dalam hal kemudahan pemeliharaan pada instalasi yang dipenuhi peralatan proteksi kebakaran.
• Penumpukan endapan pada pelampung dapat menyebabkan kesalahan pengukuran.
• Endapan di dalam pipa penahan gelombang/pembatas ombak dapat menghambat pergerakan pelampung dan menyebabkan gangguan fungsi.

Displacer-type level transmitter menggunakan penggeser dengan densitas lebih besar daripada cairan proses.  Variasi pada level cairan menyebabkan perubahan proporsional pada gaya apung yang bekerja pada penggeser yang digantung, yang secara mekanis ditransmisikan dan diubah menjadi sinyal level.

• Cocok untuk mengukur cairan dengan berat jenis rendah dan efektif untuk pengukuran ketinggian cairan di lingkungan bertekanan tinggi.

• Rentang pengukuran terbatas (sekitar 300–3.000 mm).
• Mudah mengalami gangguan jika tersumbat oleh endapan atau lumpur.
• Pegas adalah komponen yang mudah aus.
• Kalibrasi ulang diperlukan jika kepadatan cairan berubah.

Sebuah kapasitor terbentuk di antara elektroda probe yang digantung di langit-langit tangki dan dinding tangki. Ketika bahan yang diukur memasuki ruang di antara kedua elektroda tersebut, kapasitansi berubah sebanding dengan ketinggiannya. Perubahan ini diukur dan diubah menjadi nilai pengukuran ketinggian.

• Cocok untuk pengukuran di ruang sempit.

• Sebagai sensor tipe kontak, terdapat risiko kontaminasi akibat benda asing.
• Tangki harus dikosongkan atau dikuras untuk melakukan penyetelan nol.
• Kesalahan pengukuran dapat terjadi jika permitivitas relatif dari medium yang diukur berubah.

Diafragma mendeteksi perubahan tekanan cairan yang disebabkan oleh fluktuasi ketinggian cairan dan mengubahnya menjadi pengukuran ketinggian. Namun, metode ini harus diterapkan dalam kondisi tekanan atmosfer di dalam tangki.

• Mudah dipasang, bahkan di tempat-tempat dengan ruang pemasangan yang terbatas.

• Busa yang berlebihan dapat menyebabkan tekanan cairan yang tidak merata, sehingga mengakibatkan penurunan akurasi pengukuran.
• Penumpukan atau pengendapan partikel padat yang berlebihan pada permukaan sensor dapat menurunkan akurasi.
• Tekanan cairan bervariasi sesuai dengan berat jenis cairan tersebut, sehingga memerlukan kalibrasi ulang atau penyesuaian.
• Tangki harus dikosongkan saat melakukan perawatan.

Alat ini terdiri dari dua diafragma: satu untuk mengukur tekanan cairan dan satu lagi untuk mengukur tekanan di dalam tangki. Tingkat ketinggian cairan dihitung dengan mengurangkan tekanan di dalam tangki dari tekanan cairan yang terukur.

• Pengukuran dapat dilakukan tanpa terpengaruh oleh perubahan tekanan di dalam tangki.

• Busa yang berlebihan dapat menyebabkan tekanan cairan yang tidak merata, sehingga mengakibatkan penurunan akurasi pengukuran.
• Adhesi yang kuat atau pengendapan partikel padat dapat menurunkan akurasi pengukuran.
• Tekanan cairan bervariasi sesuai dengan berat jenis cairan tersebut, sehingga memerlukan penyesuaian atau kalibrasi ulang.
• Tangki harus dikosongkan saat melakukan perawatan.