Ultrasonic Flow Meter: Fungsi, Cara Kerja, Kelebihan, Tips (Update 2024)

Ultrasonic flow meter adalah perangkat untuk mengukur aliran fluida (cairan/gas) dengan menggunakan gelombang suara ultrasonik.

Gelombang ultrasonik adalah gelombang suara yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz. 

Flow meter ultrasonik tidak memiliki bagian mekanis yang bergerak, sehingga pemeliharaannya lebih mudah dan murah. Ini juga relevan untuk dioptimalkan dalam artikel, terutama untuk aplikasi yang memerlukan biaya operasional rendah, seperti industri limbah dan utilitas besar.

Dengan memasukkan pembaruan ini, artikel akan lebih sesuai dengan tren teknologi dan pencarian terkait flow meter di tahun 2024. 

Tipe clamp-on ultrasonic flow meter semakin populer karena kemudahan instalasi tanpa perlu menghentikan aliran, serta kemampuan untuk dipindahkan dengan mudah dari satu lokasi ke lokasi lain. Selain itu, model terbaru lebih hemat energi dan lebih akurat bahkan dalam aliran rendah.
Telinga manusia tidak bisa menangkap suara di frekuensi ini, tapi penggunaannya mungkin berkat teknologi.

Lantas, bagaimana cara flow meter ultrasonik ini bekerja? Apa saja kelebihan dan kekurangannya?

Simak ulasan berikut.

Fungsi Ultrasonic Flow Meter

Ultrasonic flow meter berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran fluida yang mengalir di dalam sebuah pipa.

Fungsi ini berjalan dengan memanfaatkan efek doppler saat gelombang ultrasonik merambat melalui fluida.

Alat ini sudah lengkap dengan display digital yang menampilkan informasi hasil pemrosesan oleh perangkat lunak di dalamnya.

Karena tidak menggunakan gelombang elektromagnetik, maka tidak mengharuskan cairan untuk berbahan konduktif.

Selain itu, perangkat ini juga tidak memiliki bagian mekanis yang bergerak sehingga relatif lebih awet dan luas dalam penerapannya.

Lalu, seperti apa struktur komponen flow meter jenis ini?

Komponen Ultrasonic Flow Meter

Flow meter ultrasonik terdiri atas 3 bagian utama.

Pertama, adalah transducer atau perangkat yang mengubah energi fisik menjadi sinyal-sinyal listrik serta sebaliknya. Fungsi utama alat ini adalah menghasilkan gelombang ultrasonik dan menembakkannya melalui cairan.

Kedua, adalah prosesor yang berfungsi memproses sinyal listrik yang diterima melalui transducer dan menerjemahkannya dalam bentuk kuantitatif.

Terakhir, adalah layar display untuk menampilkan hasil kalkulasi yang telah melalui pemrosesan oleh prosesor.

Beberapa tipe ada yang menggunakan Khusus untuk tipe clamp on, ada bagian clamp untuk melekatkan flow meter jenis ini ke pipa tempat cairan mengalir.

Cara Kerja Ultrasonic Flow Meter

Prinsip kerja flow meter ultrasonik adalah menggunakan efek doppler pada medium yang sedang bergerak.

Untuk memahami hal ini lebih jelas, akan lebih baik untuk menyimak contoh proses pada ultrasonic meter tipe transit time difference dengan 2 transducer.

Transducer A mengirim gelombang ultrasonik ke transducer B. Selanjutnya, transducer B akan mengirim gelombang yang serupa ke transducer A.

Karena gelombang ultrasonik dari transducer A ke B searah dengan aliran fluida, maka kecepatan rambat gelombangnya akan sedikit lebih tinggi.

Di sisi lain, karena gelombang ultrasonik dari B ke A berlawanan arah dengan aliran fluida, maka kecepatan rambat gelombangnya akan sedikit lebih rendah.

Ini sama seperti ketika Anda menyeberangi sebuah sungai. Jika Anda menyeberang searah dengan aliran air, maka gerakan Anda akan lebih cepat daripada jika melawan aliran air.

Selanjutnya, prosesor akan menghitung dan memperbandingkan kecepatan masing-masing gelombang ultrasonik untuk menemukan kecepatan volumetrik cairan.

Kemudian, hasilnya akan ditampilkan melalui layar display dalam bentuk angka yang sudah informatif.

Kelebihan dan Kekurangan Ultrasonic Flow Meter

Sebelum membahas kelebihan dan kekurangan flow meter jenis ini, Anda perlu mengetahui tipe atau jenis flow meter ultrasonik.

Hal ini karena keunggulan maupun keterbatasannya berkaitan dengan masing-masing tipe.

Tipe Inline

Tipe ini memiliki bagian pipa tersendiri yang dipasang secara inline dengan pipa saluran fluida. Kelebihan tipe ini adalah akurasinya yang lebih tinggi serta hanya memerlukan maintenance  yang minimal.

Kekurangannya, flow meter tipe ini membutuhkan biaya cukup besar jika pipa yang akan menjadi saluran berukuran besar. 

Selain itu, pemasangannya perlu menghentikan aliran terlebih dahulu, dan jika sudah terpasang, maka akan rumit untuk memindahkannya ke tempat lain.

Tipe Clamp On

Tipe ini tidak memiliki bagian pipa tersendiri, namun dilekatkan pada pipa dengan sebuah cincin clamp. Flow meter ultrasonik jenis ini lebih populer karena lebih simpel dan portabilitasnya tinggi.

Kelebihan ultrasonic flow meter tipe ini antara lain sebagai berikut:

1. Karena terpasang di luar pipa, maka instalasi lebih mudah, simpel, tanpa perlu mematikan aliran terlebih dahulu;
2. Pada pipa berukuran besar, biaya produk maupun pemasangan akan lebih murah karena tidak perlu pipa sendiri;
3. Lebih mudah untuk memindahkan dari 1 lokasi ke lokasi lain tanpa harus membongkar saluran.
4. Dapat berfungsi pada semua jenis material pipa, dari logam, polyurethane, dan lainnya.

Selain kelebihan secara spesifik berdasarkan tipe, secara umum flow meter ultrasonik memiliki beberapa keunggulan daripada flow meter lainnya. Di antaranya:

1. Tidak ada bagian yang obstruktif sehingga tidak ada pressure drop dan kemungkinan aliran macet;
2. Biaya maintenance relatif rendah karena tidak ada bagian yang bergerak. Kebutuhan energinya pun kecil (2 baterai AA bisa bertahan 1-2 tahun);
3. Bisa untuk berbagai macam jenis fluida, dari yang korosif hingga abrasif, liquid hingga slurry, bahkan bisa untuk limbah (maksimal partikel solid 12%);

Bagus, bukan?

Namun, sebelum memutuskan untuk menggunakan flow meter jenis ini, tentu Anda perlu tahu apa kekurangannya.

1. Akurasinya sedikit lebih rendah dari jenis flow meter magnetik, dengan margin error sekitar 1-2%. Untuk meningkatkan akurasinya, penggunaan lebih dari sepasang sensor bisa diterapkan (multi channel)
2. Secara biaya, harga ultrasonic flow meter relatif lebih tinggi dari jenis flow meter lain seperti tipe turbin. Apalagi dengan penerapan multi sensor.
3. Ideal untuk fluida dengan flow rate yang cukup tinggi. Pada low flow rate, sinyal cenderung lemah.

Integrasi dengan Teknologi IoT Pada Ultrasonic Flow Meter

Pada tahun 2024, semakin banyak flow meter yang diintegrasikan dengan Internet of Things (IoT) untuk pengukuran aliran secara real-time. Anda bisa menambahkan informasi tentang bagaimana flow meter ultrasonik saat ini dapat dihubungkan dengan sistem IoT, yang memungkinkan pengawasan jarak jauh dan manajemen data yang lebih baik, termasuk deteksi kebocoran atau masalah dalam sistem aliran secara cepat.

Penggunaan Ultrasonic Flow Meter di berbagai industri

1. Industri Minyak dan Gas

Di industri minyak dan gas, flow meter ultrasonik digunakan untuk mengukur aliran minyak mentah, gas alam, dan produk turunannya. Keakuratan dan kemampuannya untuk bekerja tanpa kontak langsung dengan fluida menjadikannya ideal dalam aplikasi custody transfer (transfer hak milik) serta pengukuran volume aliran gas yang besar. Karena tidak memiliki bagian yang bergerak, flow meter ini juga sangat andal di lingkungan yang keras dan meminimalkan kebutuhan pemeliharaan

.

2. Industri Air dan Pengolahan Limbah

Flow meter ultrasonik sangat populer dalam pengolahan air limbah karena kemampuannya untuk mengukur cairan yang kotor atau korosif tanpa risiko kontaminasi. Alat ini digunakan untuk memantau aliran air bersih dan air limbah di instalasi pengolahan air. Dengan teknologi non-intrusif, pemasangan di luar pipa memudahkan pengukuran tanpa harus menghentikan aliran atau melakukan kontak langsung dengan cairan yang bisa merusak komponen internal alat

.

3. Industri Makanan dan Minuman

Di industri makanan dan minuman, kebersihan adalah prioritas utama. Oleh karena itu, flow meter ultrasonik menjadi pilihan ideal karena kemampuannya untuk mengukur aliran cairan tanpa kontak langsung dengan fluida, menjaga kualitas dan kemurnian produk. Alat ini sering digunakan untuk mengukur aliran bahan cair seperti jus, susu, minyak sayur, dan sirup. Penggunaan flow meter ini memastikan pengukuran yang presisi dan mencegah kontaminasi selama proses produksi

.

4. Industri Kimia

Dalam industri kimia, flow meter ultrasonik digunakan untuk mengukur aliran cairan kimia yang bersifat korosif atau abrasif. Karena tidak ada komponen mekanis yang bersentuhan langsung dengan cairan, flow meter ultrasonik sangat ideal untuk mengukur bahan kimia agresif. Hal ini mengurangi risiko kerusakan alat dan memastikan pengukuran yang aman serta akurat

.

5. Industri HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)

Flow meter ultrasonik juga sering digunakan dalam sistem HVAC untuk memantau aliran cairan pendingin dan pemanas. Keakuratan pengukuran yang tinggi membantu dalam pengelolaan energi dan memastikan efisiensi operasional, terutama pada sistem besar di bangunan komersial atau industri

Rekomendasi dalam Memilih Ultrasonic Flow Meter

Setelah memahami kelebihan dan kekurangan flow meter ini, apakah Anda masih ragu memutuskan untuk memilih tipe ini atau tipe yang lain?

Jika ya, Anda bisa mempertimbangkan hal-hal berikut.

• Apakah penampang pipa yang akan Anda ukur besar?

Semakin besar ukuran penampang pipa, semakin besar biaya untuk bahan pipa dan liner-nya. Namun, untuk ultrasonic meter jenis clamp on, secara ekonomis justru lebih murah karena hanya perlu menyesuaikan ukuran clamp.

Karena itu, jika ukuran penampang pipa yang Anda targetkan besar, sangat baik untuk menggunakan alat pengukur aliran jenis ini.

• Apakah ke depannya akan ada keperluan untuk memindah flow meter?

Jika ya, maka memilih flow meter jenis ini adalah pilihan terbaik. Karena strukturnya yang tidak inline, memindahkannya jauh lebih mudah bahkan tanpa perlu mematikan aliran sementara.

• Apakah jenis cairannya slurry (konsistensi seperti bubur) dan tidak mengandung bahan konduktif tinggi?

Jika ya, ini juga menjadi salah satu alasan penting kenapa Anda sebaiknya memilih flow meter ultrasonik.

Konsistensi yang slurry membuat flow meter dengan mekanik seperti turbine meter menjadi tidak ideal. Sedangkan konduktivitas cairan yang rendah membuat pilihan Mag meter juga tidak tepat.

Sekali lagi, kebutuhan flow meter Anda perlu mempertimbangkan fungsi, penggunaan, dan ketahanan. Jika Anda masih ragu, Anda dapat berkonsultasi secara gratis dengan ahli dari kami.

Jika Anda membutuhkan ultrasonic meter yang tepat dengan kualitas terbaik, Anda bisa mendapatkannya di Ferindo.id.

Kami menyediakan berbagai flow meter ultrasonik dengan variasi ukuran maupun tujuan penggunaan.

Gunakan hanya ultrasonic flow meter berkualitas dari Ferindo untuk keamanan dan keawetan yang telah terbukti bagi industri Anda.