Differential pressure transmitter (transmitter type DP) adalah salah satu perangkat instrumentasi yang dapat dipergunakan sebagai alat transmisi sinyal pada pengukuran flow, adapun sebagai media pengukur, transmitter type DP membutuhkan sensor yang bisa menghasilkan perbedaan tekanan, sensor tersebut dikenal sebagai primary element.
Primary element untuk pengukuran flow ini terdiri dari beberapa macam diantaranya adalah; orifice plate , pitot tube, venturi tube , dan annubar. Setiap sensor yang di buat oleh pabriknya didesain sedemikian rupa sehingga mempunyai karakteristik khusus , setiap satu sensor memiliki spesifikasi tersendiri sesuai dengan kalkulasi sizing yang ditetapkan saat pemesanan, banyak parameter yang menjadi referensi pada spesifikasi primary element seperti, jenis material, batas temperature, number reynold, batas density dan lain-lain, dari sekian banyak parameter tersebut ada yang berhubungan langsung dengan pengaturan range transmitter, parameter tersebut yaitu nilai perbedaan tekanan pada maksimum flow ( delta P max) serta nilai maksimum flow itu sendiri.
Nilai delta P maksimum dan flow maksimum yang tercantum dalam data sizing adalah nilai hasil kalibrasi specific untuk orifice yang bersangkutan, dari informasi ini kita dapat menentukan range transmitter yang akan dipakai bersamaan dengan orifice tersebut.
Perhatikan ilustrasi hubungan perbedaan tekanan (delta P) dengan flow ( F) pada gambar dibawah ini;
Delta P= F 2.
F= C √delta P
Jelas disana ada hubungan antara delta P dengan besaran Flow. Hubungan antara differential pressure dan flow, ternyata tidak linear, namun memenuhi persamaan kuadratis secara umum
Berikut ini adalah contoh penerapan formula F= C √delta P
Diketahui sebuah orifice plate dengan data sizing sebagai berikut; Material SS 316, maksimum delta P=2500mmH2O, maksimum flow=1200m3/hr, normal flow=850m3/hr, normal operating temperature 35 Deg Celcius.
a). Berapakah range daripada differential pressure transmitter yang akan dipakai pada orifice tersebut?
b). Berapakah range yang harus di setting pada perangkat monitor DCS, PLC atau HMI?
c). Jika transmitter yang terhubung dengan orifice tersebut menunjukkan output 1500mmH2O, berapakah besarnya flow yang mengalir pada pipa yang diukur?
Jawaban untuk ketiga pertanyaan diatas adalah sbb;
a). Range differential pressure transmitter harus sama dengan nilai perbedaan tekanan ( delta P) yang tertera pada sizing orifice yaitu dari 0 mmH2O sampai dengan 2500 mmH2O.
b). Range pada monitor seperti DCS, PLC, Indikator atau kontroler harus sama dengan nilai parameter flow yang tertera pada sizing orifice yaitu dari 0 m3/hr sampai dengan 1200m3/hr.
c). Untuk menemukan jumlah flow yang mengalir pada waktu perbedaan tekanan 1500mmH2O caranya adalah sebagai berikut;
Pertama-tama kita harus menemukan dulu nilai konstanta C, yaitu dari perhitungan
flow maksimum dibagi akar delta P maksimum
C= 1200 / √2500
C= 1200 / 50 = 24
Kemudian dengan formula F= C √delta P hitung nilai F sebagai besarnya flow yang ditanyakan
F= 24 √1500
F= 24* 38,79
F= 929,5 m3/hr
Jadi besarnya flow yang mengalir pada pipa ketika delta P=1500 mmH2O adalah 929,5 m3/hr, inilah hasil metode pengukuran square root. Pergunakan rumus ini untuk lebih memudahkan perhitungan flow vs delta P
Hubungan Flow dengan perbedaan tekanan (delta P) berlaku umum, baik untuk flow fluida gas maupun flow fluida cair. Dalam bentuk grafis, persamaan Delta P= F 2 berbentuk parabola seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini;
Kalau gain sistem pengukuran didefinisikan sebagai perubahan input yang terjadi atas perubahan output, secara grafis gain adalah kemiringan (slope) pada titik di mana sistem beroperasi.
Terlihat bahwa gain system pengukuran sifatnya tidak linear. Gain akan berubah-ubah dan besarnya sangat tergantung di titik mana sistem beroperasi. Kalau sistem beroperasi di sekitar skala flow 25%, gain besarnya kira-kira 0,5. Kalau system beroperasi di sekitar skala flow 50%, gain besarnya tepat sarna dengan 1. Namun, kalau system beroperasi di sekitar skala flow 75%, gain besarnya kira-kira 1,5. Perubahan gain jadi kian mencolok untuk ‘daerah skala flow di bawah 25% dan di atas 75%. Gain sangat kecil di daerah di bawah 25% skala, dan menjadi sangat besar di daerah di atas 75% skala.
Kalau elemen semacam itu dipakai di dalam sebuah kontroler, response sistem akan sangat tergantung di daerah mana set point dioperasikan. Andaikata sistem stabil di set point di bawah 25% skala, hampir pasti sistem menjadi tidak stabil bila set point berada di atas 90% skala. Perbedaan gain di bawah 25% skala dan di atas 90% skala akan sangat besar sekali. Inilah salah satu alasan mengapa tuning atau penyetelan controller selayaknya dikerjakan di daerah di mana set point diharapkan beroperasi.
Hubungan antara perbedaan tekanan dengan flow yang tidak linear ini karena adanya fungsi square root pada transmitter , jadi differential transmitter yang akan dipasangkan dengan primary element seperti orifice, pitot, ventury dan anubar outputnya harus di setting sebagai output mode square root.
Contoh penggunaan DP transmitter sebagai flow transmitter juga dapat di download disini