PENGUKURAN TEKANAN BENDALIR - Politeknik Kota Bharu

PENGUKURAN TEKANAN BENDALIROleh :Azmi Bin Ayup(Jabatan Kejuruteraan Mekanikal )Politeknik Kota Bharu, Kelantan

Apa itu tekanan ?Tekanan (P)= Daya (F) / Keluasan rentas(A) Apakah unit yang digunakan di dalam tekanan?• N/m 2• Pascal• Bar• Kg(f)/cm 2

Pertukaran Unit Bagi Tekanan

Tekanan diperhitungkan berdasarkan daya (F) yangdatang tegak lurus terhadap keluasannya (A)

Beberapa Pengertian Berkenaan Tekanan.Tekanan sentiasa dihubungkan dengantekanan rujukan, biasanya tekananatmosfera.Tekanan atmosfera dirujuk tepat diatas permukaan laut = 1 atmSemakin tinggi kedudukan, semakinrendah tekanan atmosfera.Tekanan tolok - merujuk kepadatekanan atmosfera. ( 1 atm= 101.325kPa)Tekanan mutlak- merujuk tekanankosong.Tekanan bedaan - merujuk kepada satunilai tekanan yang lain.

Tekanan Atmosfera

Kaedah Pengukuran Tekanan Bendalir Manometer Kaedah Tranduser Elastik• Tiub Bourdon (Bourdon tube)• Gegendang (Diaphram)• Apar-Apar (Below Gauge)

ManometerPrinsip asas pengukuran menggunakanmanometer adalah berdasarkan prinsipPascal iaitu;P=ρghDimana ;ρ = ketumpatan bendalir (kg/m 3 )h = turus statik (m)P = tekanan (kPa)g = gravity (9.81)

Contoh Manometer

Manometer Tiub U Untuk keseimbangan pada titikdatum, tekanan pada kedua-duatiub adalah sama.

Manometer Telaga

Manometer Condong (Inclined manometer)

Kaedah 2: Kaedah Transducer ElastikTiub BourdonTolok tekanan ini menggunakantranduser tiub bourdon.Tekanan yang melalui tiubbourdon menyebabkan ianyateranjak pada hujungnya dananjakannya adalah berkadarterus dengan tekanan.Sistem tuil dan gear menukarkananjakan kepada gerakanputaran.Bacaan tekanan yang diukurdipaparkan pada skalabersenggat.

Rajah tolok bourdon dan mekanisme sistem

Proses Penentukuran Tolok Tekanan DenganMenggunakan Penguji Berat Mati

Proses Penentukuran Tolok Tekanan DenganMenggunakan Penguji Berat MatiSTEPWISE PROCEDURE:Theory: Pressure gauge, especially Bourdon’s gauge is calibrated by means of dead weighttester. The essential components of such a tester is reservoir ‘R’, cylinder ‘C’, barrel‘B’ and passage up to ‘C’ to hold up clean dry oil. A spindle ‘S’ with highly finishedsurface and precise cross-sectional area slides vertically in the barrel ‘B’ through closefitting, highly polished bearing ‘b’ and carries the table ‘T’ at its upper end. Its lowerend rests on ‘HP’ piston.Screws ‘Ls1’ and ‘Ls2’ lock the passage of oil when required. The tester is mounted on astand ‘ST’. It is provided with special precise weights marked in terms of pressure. Adouble piston ‘DP’ can be moved forward and backward by rotating the handle ‘H’.The double acting piston works both ways and does not allow the oil to leak. The gaugeunder calibration can be connected at ‘D’ such that the connection is leak tight.With ‘Ls1’ and ‘Ls2’ open, the handle is rotated such that the oil is just in level with thegauge connecting points ‘D’, and ‘Ls2’ is now locked. The gauge ‘G’ is mountedcarefully. ‘H’ is rotated until the table ‘T’ is at raised position in line with the upperedge of colour band. ‘Ls1’ is then locked. ‘Ls2’ is opened and the handle H is rotatedsuch that the gauge needle just moves and reads some minimum pressurecharacteristics of the tester because of the weight of the unloaded table actingthrough the piston’ LP’. A weight is placed on the table increasing the pressure on theoil in the tester.

Proses Penentukuran Tolok Tekanan DenganMenggunakan Penguji Berat MatiThe gauge pressure reading should give a reading corresponding to the amountscribed on the weight if it is operating correctly. If not, the dial is rotated sothat the needle points to be correct pressure. Another weight is added andanother gauge reading is noted and so on.A combination of weights can be used with thinner piston ‘HP’, with a multiplyingfactor given by the manufacturer, Say 20. Such a tester can give pressurevalues accurate up to + 0.05% of the pressure being measured. The range ofpressure is typically 0.5 to 10000 kg / cm2 using dual spindles. The pressurerange that dead weight tester can measure is limited by the area of cross –section of the spindle S and the number of weights that can be safely placedon the table. In order to increase the range, another spindle of smaller crosssection can be provided increasing the pressure range for the same weightplaced on the table by a factor equal to the ratio of the cross sectional areaof the two spindles.

Kaedah Transduser Gegendang (anjakan tengah)Tekanan yang diukur akan menganjakkan gegendang danseterusnya menganjakkan transduser elektrikal (potentiometer,aruhan dan kemuatan) untuk menghasilkan isyarat output yangdipaparkan oleh pemapar.Terdapat DUA kaedah menggunakan tranduser tersebut iaituanjakan tengah gegendang dan keterikan gegendang.Jenis ini sesuai pada persekitaran kotor dan pengukuran tekananpermukaan

Kaedah Transducer GegendangKaedah 1: Jenis Anjakan Tengah GegendangTekanan akan menghasilkananjakan gegendang.Seterusnya menggerakkanteras besi mangnet yangterletak pada sistemgegelung.Pergerakan teras besitersebut menghasilkanvoltan yang berkadar teruskepada anjakan gegendang.

Kaedah Transducer GegendangKaedah 2: Jenis Keterikan GegendangTekanan yang masuk akanmenghasilkan anjakan keterikanpada gegendang silikon.Tolok keterikan digunakan untukmengukur keterikan yang terhasil.Seterusnya tekanan yang diukurdatap ditentukan.

Apar-Apar (Below)Kebolehlenturan apar-apar (below)ditakrifkan sebagai perubahanpanjang bila tekanan 1 N/m 2dikenakan.Ia berkadar dengan jumlahpelingkaran dan berkadar songsangdengan ketebalan dinding danmodulus keanjalan bahan aparapar.

Sensor PiezoresistifOleh kerana perubahan tekanan berlaku,maka nilai perintang (R ) turut berubah.Sensor ini tidak memerlukan sumberelektrik.

Permasalahan Pengukuran Tekanan Lingkungan Temperature• Ciri-ciri sensor.• Penggunaan bahan medium samada gas atau cecair. Ketinggian Atomosfera tempat pengukuran• Perbezaan tekanan untuk paras permukaan laut dandi dataran yang tinggi. Kalibrasi