Cara Kerja Pitot Tube dan DP Transmitter untuk Mengukur Kecepatan Aliran

Baca Juga: Peran Filter pada CEMS: Kunci Menjaga Akurasi Data Emisi

Dalam dunia industri, fluida tidak pernah benar-benar “diam”. Udara terus bergerak di dalam sistem ventilasi, gas panas mengalir keluar melalui cerobong, dan cairan berpindah dari satu proses ke proses lainnya. Setiap aliran tersebut harus dikontrol dan dipantau agar proses produksi tetap berjalan aman, stabil, dan efisien. Salah satu parameter penting dari aliran fluida adalah kecepatan aliran.

Untuk mengetahui seberapa cepat sebuah fluida bergerak, industri menggunakan beragam jenis sensor dan alat ukur. Salah satu metode yang paling umum, sederhana, serta telah terbukti keandalannya adalah penggunaan Pitot Tube yang dikombinasikan dengan DP (Differential Pressure) Transmitter. Kombinasi ini banyak digunakan karena mampu memberikan data yang cukup akurat dengan biaya instalasi dan perawatan yang relatif rendah.

Mengenal Pitot Tube dan Fungsinya

Pitot Tube merupakan sebuah tabung kecil yang dirancang khusus untuk dimasukkan ke dalam aliran fluida. Bentuknya sederhana, biasanya berupa pipa logam yang ujungnya menghadap langsung ke arah aliran. Namun, di balik kesederhanaan bentuknya, tersimpan fungsi penting dalam pengukuran kecepatan aliran.

Pada bagian ujung depan tabung terdapat lubang yang berfungsi untuk menangkap tekanan total. Lubang ini langsung berhadapan dengan fluida yang bergerak. Ketika fluida menghantam ujung Pitot Tube, kecepatannya berhenti sesaat. Energi gerak fluida tersebut berubah menjadi tekanan, yang kemudian ditangkap sebagai tekanan total.

Sementara itu, pada sisi samping tabung terdapat lubang kecil yang menghadap tegak lurus terhadap arah aliran. Lubang samping ini tidak dipengaruhi langsung oleh gerakan fluida, melainkan hanya merasakan tekanan statis atau tekanan alami yang dimiliki fluida pada titik tersebut.

Dengan demikian, Pitot Tube sebenarnya tidak mengukur kecepatan secara langsung, melainkan mengumpulkan dua data tekanan yang berbeda. Dari sinilah proses penghitungan kecepatan aliran dimulai.

Peran DP Transmitter dalam Menghitung Perbedaan Tekanan

Data tekanan yang ditangkap oleh Pitot Tube belum bisa langsung ditampilkan sebagai kecepatan aliran. Di sinilah DP Transmitter berperan. Alat ini dihubungkan ke Pitot Tube melalui dua jalur tekanan, yaitu tekanan total dan tekanan statis.

DP Transmitter kemudian membaca selisih antara kedua tekanan tersebut. Selisih ini disebut sebagai differential pressure atau ΔP. Nilai ΔP inilah yang menjadi kunci utama untuk mengetahui seberapa cepat fluida bergerak.

Setelah membaca nilai perbedaan tekanan, DP Transmitter tidak menyimpannya dalam bentuk tekanan saja. Alat ini akan mengubah nilai tersebut menjadi sinyal listrik, yang umumnya berbentuk sinyal analog 4–20 mA atau sinyal digital tertentu. Sinyal inilah yang kemudian dikirim ke sistem kontrol seperti PLC, DCS, atau sistem monitoring lainnya.

Bagi sistem kontrol, sinyal dari DP Transmitter adalah bentuk “bahasa” yang bisa diproses, dianalisis, dan ditampilkan sebagai data kecepatan aliran di layar monitor.

Prinsip Bernoulli dan Hubungannya dengan Kecepatan Aliran

Di balik cara kerja Pitot Tube dan DP Transmitter, terdapat prinsip fisika yang sangat penting, yaitu Hukum Bernoulli. Prinsip ini menjelaskan hubungan antara kecepatan aliran fluida, tekanan, dan energi.

Secara sederhana, hukum ini menyatakan bahwa semakin cepat suatu fluida bergerak, maka semakin besar perbedaan tekanan yang dihasilkannya. Perbedaan tekanan inilah yang kemudian diterjemahkan menjadi kecepatan melalui persamaan berikut:

V = √(2ΔP / ρ)

Di mana:

• V adalah kecepatan aliran
• ΔP adalah perbedaan tekanan yang diukur oleh DP Transmitter
• ρ adalah densitas fluida

Nilai densitas biasanya sudah diketahui sebelumnya berdasarkan jenis fluida yang mengalir, apakah itu udara, gas buang, atau cairan tertentu. Oleh karena itu, ketika nilai ΔP diterima sistem kontrol, kecepatan aliran bisa langsung dihitung secara otomatis menggunakan rumus ini.

Dengan kata lain, Pitot Tube merasakan tekanan, DP Transmitter menghitung selisihnya, dan sistem kontrol mengubahnya menjadi kecepatan aliran.

Proses Kerja dalam Sistem Nyata

Ketika sistem mulai beroperasi, fluida mengalir melewati Pitot Tube yang terpasang di dalam pipa atau saluran. Aliran tersebut menghantam ujung depan tabung dan menciptakan tekanan total. Di saat yang sama, sisi samping tabung membaca tekanan statis yang ada di sekitarnya. Kedua tekanan ini bergerak melalui pipa impuls menuju DP Transmitter.

Di dalam DP Transmitter, dua tekanan tersebut dibandingkan dan dihitung selisihnya. Perbedaan tekanan kemudian diubah menjadi sinyal listrik yang dikirim ke panel kontrol. Di dalam panel kontrol, sinyal ini dikonversi menjadi data kecepatan aliran yang dapat dilihat oleh operator secara real-time.

Proses ini berlangsung terus-menerus selama sistem beroperasi, sehingga perubahan kecil pada aliran pun bisa langsung terdeteksi. Inilah yang membuat Pitot Tube dan DP Transmitter menjadi alat yang sangat andal untuk pemantauan aliran fluida.

Aplikasi Pitot Tube dan DP Transmitter di Berbagai Bidang

Dalam praktiknya, kombinasi Pitot Tube dan DP Transmitter digunakan di banyak sektor industri. Pada sistem HVAC, alat ini membantu memantau kecepatan aliran udara agar sirkulasi tetap stabil dan efisien. Di industri pembangkit listrik, alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan gas buang dan udara pembakaran di boiler.

Dalam sistem CEMS (Continuous Emission Monitoring System), Pitot Tube berperan penting karena data kecepatan aliran gas buang diperlukan untuk menghitung beban emisi. Tanpa data kecepatan yang akurat, nilai emisi yang dihasilkan bisa menjadi tidak valid. Oleh karena itu, Pitot Tube sering dianggap sebagai salah satu komponen vital dalam sistem pemantauan lingkungan.

Selain itu, di industri kimia dan petrokimia, alat ini digunakan untuk memastikan bahwa gas proses mengalir sesuai dengan batas aman dan desain sistem. Dengan begitu, risiko gangguan proses maupun kecelakaan kerja dapat diminimalkan.

Keunggulan Metode Pengukuran Menggunakan Pitot Tube

Meskipun teknologi flow measurement terus berkembang, Pitot Tube tetap menjadi pilihan banyak industri karena sejumlah keunggulan yang dimilikinya. Desainnya yang sederhana membuat alat ini mudah dipasang pada berbagai ukuran pipa dan ducting. Materialnya yang kuat menjadikannya tahan terhadap suhu tinggi, tekanan tinggi, serta lingkungan yang korosif.

Selain itu, biaya investasi dan perawatannya relatif lebih rendah dibandingkan jenis flowmeter lain. Selama dipasang dengan posisi yang benar, dibersihkan secara berkala, dan dikalibrasi sesuai standar, Pitot Tube mampu memberikan hasil pengukuran yang konsisten dan andal.

Kesimpulan

Cara kerja Pitot Tube dan DP Transmitter untuk mengukur kecepatan aliran sebenarnya berangkat dari konsep yang sangat sederhana, yakni memanfaatkan perbedaan tekanan yang muncul akibat gerakan fluida. Pitot Tube berfungsi sebagai sensor tekanan, DP Transmitter bertindak sebagai pengolah data tekanan, dan sistem kontrol menerjemahkannya menjadi nilai kecepatan aliran.

Kombinasi ini menjadikan Pitot Tube dan DP Transmitter sebagai solusi yang efisien, ekonomis, dan efektif dalam berbagai aplikasi industri. Meski terkesan sederhana, perannya sangat besar dalam menjaga stabilitas proses, meningkatkan efisiensi energi, dan mendukung keselamatan kerja.