PENGUKURAN TEKANAN

Tekanan (pressure) jumlah gaya yang terjadi per satuan penampang, sebagai contoh, apabila kita memberikan gaya sebesar 10 kg pada suatu piston dengan luas penampang 1 cm persegi di dalam silinder yang berisi air, maka pada air tersebut terdapat tekanan sebesar 10 kg/cm2, Satuan tekanan yang dipergunakan adalah kg/cm2, p.s i. (pounds per square inch) dan inch Hg (inch of Mercury). Atmosfir bumi yang terdiri dari lapisan udara mempunyai tekanan pada permukaan laut (sea level) sebesar 29,92 inch Hg atau sama dengan 11,7 psi atau lkg/cm2. Tekanan udara pada sea level ini merupakan standar tekanan atmosfir dan dipakai sebagai referensi untuk menentukan jenis-jenis tekanan, seperti tekanan absolut (absolute pressure), gage pressure (tekanan ga ge) dan differential pressure.

 

1. Tekanan Absolut (Absolute Pressure)

 

Tekanan absolut adalah besarnya tekanan yang pengukurannya dimulai dari nol (dalam keadaan vacum).Pengukuran tekanan absolut ini dapat mempergunakan barometer mercury ataupun aneroid barometer. Barometer mercury mempergunakan sebuah tabung kaca yang salah satu ujuugnya tertutup rapat dan diisi penuh dengan cairan mercury dan kemudian ujung yaug terbuka dimasukkan ke dalam gelas yang juga berisi cairan mercury dengan posisi tegak Cairan mercury dalam tabung kaca akan turun hingga ada ruangan yang hampa pada bagian atas. Dalam keadaan demikian tekanan atmosfir pada permukaan mercury dalam gelas mempertahankan posisi mercury pada tabung kaca dalam keaadaan vacum (hampa) dan dengan demikian terjadi perubahan tinggi permukaan Selisih tinggi permukaan ini apabila diukur pada sea level adalah 29,92 inci dan ini adalah merupakan tekanan udara pada sea level.

 

 

Aneroid barometer mempergunakan kapsul sebagai sensing element (elemen perasa) seperti pada gambar Kapsul ini terdiri dari dua buah lempengan corrugated metal yang di lem menjadi satu dimana ruangan bagian dalam ini dibuat hampa udara (vacum) dan diantara kedua lempengan ini dipasangkan spring (per) untuk mengimbangi tekanan atmosfir.

 

Aneroid barometer ini bekerja atas dasar perubahan tekanan pada bagian luar dari kapsul, perubahan tekanan pada bagian luar dari kapsul akan menyebabkan pengembangan atau penyusutan kapsul karena adanya aksi dari spring. apabila tekanan diluar kapsul bertambah besar maka capsule ini menyusut hingga tekanan di luar tadi sama besar dengan aksi dari pada spring dan demikian juga sebaliknya apabila tekanan di luar berkurang maka spring akan mendorong kapsul mengembang hingga mendapatkan aksi dari spring dan tekanan di luar kapsul sama besar.

 

Pergerakan kapsul ini diteruskan melalui lever dan mekanisme gigi yang akhirnya memutarkan pointer untuk memberikan penunjukkan pada dial yang dapat di kalibrasikan menjadi psi ataupun inch Hg.

2. Tekanan Gauge ( Pressure Gauge)

 

Gage pressure adalah besarnya tekanan di atas tekanan standar atmosfir (sebagai titik nol adalah sebesar tekanan atmosfir pada sea level). Sebagai contoh apabila suatu gage pressure indicator menunjukkan tekanan sebesar 10 psi maka ini berarti menunjukkan tekanan 10 psi di atas tekanan standar atmosfir atau dengan kata lain apabila tekanan ini kita ukur dengan absolut pressure indicator akan menunjukkan 10 psi + 14,7 psi atau sama dengan 24,7 psi.

 

Untuk mencegah kekeliruan pembacaan antara tekanan absolut dengan tekanan gage maka biasanya diberikan tanda pada satuan tekanannya tanda yang menunjukkan tekanan absolut ditambahkan huruf 'a' dibelakang satuannya, seperti, 10 psi a (10 psi absolut) dan tanda untuk satuan gage dengan menambahkan huruf 'g' dibelakang satuan tekanannya, seperti, 10 psi g (10 psi gage yang biasanya tidak dicantumkan).

 

Pada dasarnya tekanan gage diukur dengan jalan memberikan tekanan pada penampang yang sudah ditentukan dan mengukur besarnya gaya yang terjadi, akan tetapi dalam penggunaannya pada instrumen pesawat terbang tekanan yang besar di ukur dengan mempergunakan mekanisme Bourdon Tube (Tabung Bourdon) seperti pada gambar

Bourdon tube adalah suatu alat yang terbuat dari metal (logam) yang bagian dalamnya berlobang dan mempunyai penampang oval (elliptical shape) yang kemudian di bengkokkan hingga berbentuk bulan sabit (cresent moon). Salah satu ujungnya terbuka untuk menghubungkan dengan sumber tekanan dan ujung yang satu lagi tertutup dan dapat bergerak.Ujung yang dapat bergerak ini dihubungkan dengan lever, sector gear dan pointer. Besarnya pergerakan tube (tabung) ini akan menentukan besarnya penunjukan dari tekanan. Tekanan di dalam bourdon tube berusaha untuk meluruskan bentuknya yang melingkar, pergerakan yang kecil ini diteruskan melalui lever, sector gear dan pinion untuk memutarkan pointer.

 

Untuk pengukuran tekanan yang relatif rendah dapat dipergunakan capsule atau bellows, Tekanan yang akan diukur dimasukkan ke dalam bellows dimana salah satu ujungnya bebas bergerak dan ujung lain tidak bergerak (fixed).

Tekanan yang dimasukkan ke dalam bellows ini akan mengakibatkan pergerak ujung yang bergerak bebas dan selanjutnya diteruskan melalui lever, sector gear dan pinion untuk memutar pointer

Pengukur tekanan dengan bellows

Differential Pressure.

 

Differential pressure adalah perbedaan antara dua tekanan.Perbedaan ini perlu diketahui apabila antara kedua tekanan tersebut saling berkaitan, seperti antara tekanan di dalam dan di luar kabin pesawat. Perbedaan ini dapat diukur dengan mempergunakan bellows ataupun dengan diaphragm (diafragma atau membran).

Pada gambar menunjukkan penggunaan diafragma untuk mengukur perbedaan tekanan di dalam cabin dan di luar cabin. Diafragma memisahkan ruangan tekanan menjadi dua, salah satu dihubungkan dengan tekanan kabin dan yang satu lagi dihubungkan dengan udara luar. Apabila terjadi perbedaan tekanan maka diafragma ini akan bergerak ke arah tekanan yaug lebih rendah dan besarnya gerakan tergantung dari besarnya perbedaan antara kedua tekanan tersebut. Pada tengah-tengah dari diafragma dipasangkan lever untuk menggerakkan sector gear yang selanjutnya memutarkan pointer dan memberikan penunjukan perbedaan tekanan pada dial.

 

Sistem dari pada pressure instrument (instrumen tekanan) pada pesawal terbang ditinjau dari hubungan antara indikator dan sutnber tekanan ada dua macam, yaitu : Direct Reading Indicator (sistim pembacaan langsung) dan Remote Indicating System (sistem pembacaan tidak langsung). Direct reading idikator mempunyai hubungan langsung antara indikator dengan sumber tekanan atau dengan kata lain bahwa tekanan dari sistem langsung ke lndikator dengan media yang sama seperti halnya oil pressure indikator.

 

Remote indicating system mempergunakan transmitter (perantara) untuk meneruskan tekanan dari sistem ke indikator.

 

Transmitter ini bisa berupa Capsule atau Diaphragma yang dihubungkan dengan pipa Kapiler ke indikator dimana di dalamnya di isi dengan cairan, seperti Hepatane (paraffin hydrocarbon) yang dipergunakan sebagai media untuk memindahkan tekanan dari sistem

 

Gambar menunjukkan penggunaan capsule dan diafragma sebagai transmitter untuk remote indicating system.

 

 

Disc spring di bagian belakang diaphragm yang berusaha membawa switch ke posisi menentukan dilawan oleh helical spring yang tendensinya membuka switch. Tensi dari helical spring dapat di stel (adjustable), yang dimaksudkan agar supaya posisi switch dapat diatur dalam keadaan tertutup pada tekanan yang diinginkan.