440 likes | 1.89k Views
GELOMBANG ULTRASONIK. PENGERTIAN ULTRASONIK TRANSDUSER ULTRASONIK BAHAN PIEZOELEKTRIK SINYAL ULTRASONIK MEDAN DEKAT DAN MEDAN JAUH APLIKASI ULTRASONIK. PENGERTIAN ULTRASONIK. Frekuensi tinggi di atas 20 kHz Tidak dapat didengar oleh telinga manusia
E N D
GELOMBANG ULTRASONIK • PENGERTIAN ULTRASONIK • TRANSDUSER ULTRASONIK • BAHAN PIEZOELEKTRIK • SINYAL ULTRASONIK • MEDAN DEKAT DAN MEDAN JAUH • APLIKASI ULTRASONIK
PENGERTIAN ULTRASONIK • Frekuensi tinggi di atas 20 kHz • Tidak dapat didengar oleh telinga manusia • Panjang gelombang di udara maksimum 17,15 mm • Analog dengan sinar ultraviolet • Tidak dapat dilihat oleh mata manusia • Panjang gelombang di bawah 400 nm • Frekuensi minimum di udara 7,5x1014 Hz • Frekuensi sangat tinggi (GHz) • Microwave Ultrasonic (panjang gelombang m) • Berbeda dengan pengertian supersonik • Bergerak melebihi kecepatan suara (Mach > 1)
TRANSDUSER ULTRASONIK • Mengubah energi listrik menjadi energi akustik • Bertindak seperti pengeras suara (loudspeaker) • Mengubah energi akustik menjadi energi listrik • Bertindak seperti mikropon • Mampu bertindak sebagai transceiver • Pemancar (transmitter) – Penerima (receiver) • Terbuat dari bahan piezoelektrik • Bila mendapat tekanan (piezo) • Timbul muatan listrik (elektrik)
BAHAN PIEZOELEKTRIK • Efek piezoelektrik langsung • Bila pelat piezoelektrik diberi tekanan, maka akan timbul muatan listrik pada kedua permukaannya • Pelat juga merupakan kapasitor dengan konstanta dielektrik tertentu, timbul beda tegangan • Efek piezoelektrik balik • Bila pelat piezoelektrik diberi tegangan listrik, maka kedua permukaannya mendapat tekanan • Pelat juga merupakan bahan elastik dengan konstanta elastik tertentu, tebalnya akan berubah • Tegangan bolak-balik Pelat bergetar
Bahan Piezoelektrik Alam • Kuarsa, garam Rochelle, tourmaline • Sangat stabil • Sensitivitas rendah • Bahan Piezoelektrik Buatan • Barium titanate, lead circonate titanate, lead metaniobate • Sensitivitas tinggi • Kurang stabil
z y x + - - + • Pelat kuarsa potongan-x (x-cut) • Menghasilkan gelombang longitudinal elektroda L
N D Fresnel zone Fraunhofer zone
0,5 IR N R IR,0 Io Io 0,5 IR
Sebuah transduser ultrasonik yang biasa digunakan di bidang kedokteran berdiameter 1/2 inci (12,7 mm) dengan frekuensi resonansi sebesar 5 MHz. Jaringan tubuh manusia mempunyai kecepatan gelombang rata-rata sebesar 1500 m/s. Hitung jarak medan dekat dan setengah sudut penyebarannya. Contoh 3.1 : Jawab :
Sebuah transduser ultrasonik yang biasa digunakan pada uji tak rusak (UTR) berdiameter 1 inci (25,4 mm) dengan frekuensi resonansi sebesar 2 MHz. Bahan baja mempunyai kecepatan sebesar 5850 m/s. Hitung jarak medan dekat dan setengah sudut penyebarannya. Contoh 3.2 : Jawab :
Sebuah transduser ultrasonik yang biasa digunakan pada pengukuran aliran gas berdiameter 1/2 inci (12,7 mm) dengan frekuensi resonansi sebesar 100 kHz. Gas mempunyai kecepatan sekitar 400 m/s. Hitung jarak medan dekat dan setengah sudut penyebarannya. Contoh 3.3 : Jawab :
Sebuah transduser ultrasonik yang biasa digunakan pada pengukuran aliran gas berdiameter 1/2 inci (12,7 mm) dengan frekuensi resonansi sebesar 100 kHz. Gas mempunyai kecepatan sekitar 400 m/s. Transduser ini memancarkan gelombang ultrasonik dengan intensitas sebesar Io. Hitung intensitas pada suatu titik yang berjarak 200 mm di depan transduser dan pada sudut 23o dari sumbu transdsuser. Contoh 3.4 : Jawab :
APLIKASI ULTRASONIK • APLIKASI INTENSITAS TINGGI • Industri • Pemrosesan material gas, cairan dan padatan • APLIKASI INTENSITAS RENDAH • Uji Tak Rusak • Evaluasi kualitas bahan • Pemeriksaan cacat • Instrumentasi dan Kontrol • Pengukuran besaran-besaran fisis • Pengukuran besaran-besaran proses • Pengukuran besaran-besaran kimia
ULTRASONICS IN INSTRUMENTATION AND CONTROL