Characterization of Thermal Water Current Meter Sensor ( Laboratory test in Pipe Flow)

Abstract

Dpl Thermal type water flow meter is a device to measure water flow rate using thermal sensor. There’s two sensor inside this device which one of the sensor is wrapped by heated wire. Flow rate measurement is using difference value between the temperature of sensor that wrapped by heated wire with the temperature of flowing water. The principal of this device is heat transfer between the sensor and the water, so the flow rate is measurable. If the flow rate increasing then the temperature difference between sensor and water is decreasing, vice versa. Based on simulation, low flow rate make the device getting more sensitive and the sensitivity is decreasing as the flow rate is increasing. On low flow rate, the temperature difference between the heated sensor with water flow is very small, so to get more visible result, this device is using differential amplifier. This way, the slightest temperature difference between the heated sensor and water flow is visible even for higher flow rate. Flow rate measurement done to a calibration system made. Flow rate is determined with measuring rate debit then divided by pipe sectional area and value of flow rate can be obtained. Calibration system is using a 2.3cm diameter pipe and the distance between two sensors is 15cm. The heat that is given to heated wire is 2.8 Watt which can increase the temperature of the sensor by 5Co if the flow rate is 0.05 m/s. The equation that obtained by calculation is x = 5.512 e-93y where x is the water flow rate and y is the temperature difference between heated sensor with the water. There is difference between model simulation with the calculation result in this research. It is caused by assumption that applied during the time of calculation.

Karakterisasi Alat Ukur Laju Aliran Air Tipe Sensor Termal (Uji Laboratorium pada Aliran Pipa). Dibimbing Oleh Prof. Dr. Ir. Hidayat Pawitan dan Ir. Bregas Budianto, Ass. Dpl Water Flow Meter tipe termal merupakan alat pengukur laju aliran air dengan menggunakan sensor suhu. Alat ini menggunakan dua buah sensor yang salah satu sensor dililit kawat pemanas. Pengukuran laju aliran menggunakan nilai selisih suhu antara suhu sensor yang dililit kawat pemanas dengan suhu air yang mengalir. Dengan menggunakan prinsip pindah panas maka laju aliran air dapat diukur dengan menggunakan alat ini. Semakin besar laju aliran, maka nilai selisih suhu sensor berpemanas dengan suhu air akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Berdasarkan simulasi, sensitivitas sensor pada laju aliran rendah sangat tinggi dan berkurang seiring dengan meningkatnya volume air yang melalui sensor. Pada laju aliran yang rendah, nilai selisih suhu sensor berpemanas dengan suhu air sangat kecil sehingga alat ini menggunakan aplikasi dari differential amplifier agar dapat melihat perubahan selisih suhu pada laju aliran yang tinggi. Pengukuran laju aliran dilakukan pada sistem kalibrasi yang telah dibuat. Laju aliran ditentukan dengan mengukur debit aliran kemudian dibagi dengan luas penampang pipa sehingga diperoleh nilai laju aliran air. Pipa yang digunakan pada sistem kalibrasi memiliki diameter 2.3 cm dengan jarak antar kedua sensor 15 cm. Kalor yang diberikan pada kawat pemanas sebesar 2.8 Watt yang dapat menaikkan suhu sensor berpemanas sebesar 5 Co pada laju aliran 0.05 m/s. Dari hasil pengukuran diperoleh persamaan x = 5.512 e-93y dimana x adalah laju aliran air dan y adalah selisih suhu antara sensor berpemanas dengan suhu air. Dalam penelitian ini, terdapat perbedaan antara simulasi model dengan hasil pengukuran. Hal ini disebabkan oleh perbedaan asumsi-asumsi yang digunakan dengan kondisi pada saat pengukuran.