Pengukur Laju Aliran Massa

Pengukur Laju Aliran Massa Termal untuk Gas: Prinsip Kerja & Aplikasi

1. Prinsip Kerja

Pengukur laju aliran massa termal beroperasi berdasarkan prinsip perpindahan panas, mengukur aliran gas dengan mendeteksi efek pendinginan aliran gas pada sensor yang dipanaskan. Ada dua metode pengukuran utama:

Metode Perbedaan Suhu Konstan (CTD)

Dua sensor suhu (RTD atau termistor) digunakan:

Sensor yang Dipanaskan: Dipertahankan pada suhu tetap di atas aliran gas.

Sensor Referensi: Mengukur suhu gas.

Daya yang dibutuhkan untuk mempertahankan perbedaan suhu berbanding lurus dengan laju aliran massa.

Metode Daya Konstan

Sejumlah panas tetap diterapkan pada sensor.

Perbedaan suhu antara sensor yang dipanaskan dan aliran gas diukur, yang berkorelasi dengan aliran massa.

Persamaan dasar yang mengatur pengukuran aliran termal adalah:

Q = frac{P}{c_p cdot Delta T}

Q: Laju aliran massa (kg/s)

P: Daya pemanasan (W)

c_p: Kapasitas panas spesifik gas (J/kg·K)

ΔT: Perbedaan suhu antara sensor (K)

Karena pengukur aliran termal mengukur aliran massa secara langsung, mereka tidak memerlukan kompensasi tekanan atau suhu terpisah.

2. Fitur Utama & Keunggulan

✅ Pengukuran Laju Aliran Massa Langsung – Tidak perlu kompensasi PT tambahan.

✅ Tidak Ada Bagian yang Bergerak – Perawatan rendah, keandalan tinggi.

✅ Rasio Turndown Lebar (hingga 100:1) – Cocok untuk laju aliran rendah dan tinggi.

✅ Waktu Respons Cepat – Ideal untuk kontrol aliran dinamis.

✅ Penurunan Tekanan Rendah – Hemat energi untuk aplikasi gas.

✅ Kompatibel dengan Sebagian Besar Gas Non-Korosif – Termasuk udara, N₂, O₂, CO₂, gas alam, dan biogas.

3. Keterbatasan

❌ Kalibrasi Khusus Gas Diperlukan – Akurasi bergantung pada sifat termal gas (c_p).

❌ Tidak Cocok untuk Gas Kotor/Basah – Partikulat atau kelembaban dapat memengaruhi kinerja sensor.

❌ Terbatas untuk Aplikasi Tekanan Rendah/Sedang – Biasanya < 50 bar.

❌ Sensitivitas terhadap Fluktuasi Suhu – Membutuhkan kondisi sekitar yang stabil.

4. Aplikasi Umum

Pemantauan Udara & Gas Terkompresi (deteksi kebocoran, analisis konsumsi)

Pengukuran Biogas & Gas Alam

Sistem HVAC (kontrol aliran udara)

Industri Semikonduktor & Kimia (pemantauan gas proses)

Pengujian Lingkungan & Emisi (pengukuran aliran gas cerobong)

5. Sinyal Keluaran & Pemasangan

Keluaran Analog: 4-20 mA, 0-10 V untuk integrasi dengan PLC/SCADA.

Komunikasi Digital: Modbus, HART, atau PROFIBUS untuk sistem pintar.

Pedoman Pemasangan:

Hindari getaran pipa & turbulensi berlebihan.

Pastikan pipa lurus (5D di hulu, 3D di hilir untuk akurasi).

Kesimpulan

Pengukur laju aliran massa termal memberikan pengukuran laju aliran massa yang sangat akurat dan andal untuk gas tanpa memerlukan koreksi tekanan atau suhu. Desainnya yang tidak mengganggu, respons cepat, dan perawatan yang rendah membuatnya ideal untuk aplikasi industri, lingkungan, dan laboratorium. Peningkatan di masa depan berfokus pada kalibrasi multi-gas dan peningkatan daya tahan sensor untuk lingkungan yang keras.