Pengujian Ultrasonik

UJI ULTRASONIC ( UT ) Pada Sambungan Las

Uji ultrasonic adalah pengujian baik pengukuran tebal maupun pendeteksian cacat internal ( flaw detection ) dengan menggunakan getaran ultra , yakni gelombang mekanis yang berfrequensi diatas 20 KHz .

Gelombang ini memiliki sifat sama dengan gelombang suara yang dapat dipantulakn , dibiaskan , didefraksikan dan diserap . Dimensinya ditentukan sebagai berikut : panjang gelombang            (        )  , frequensi ( f ) , kecepatan rambat ( v ) , amplitudo (   A  ) , dan fasa ( φ ) .

Gelombang ultrasonic dihasilkan oleh suatu transducer yang biasanya bekerja  berdasarkakan konversi  enerji listrik ( piezo electric ) menjadi enerji mekanik .

Gelombang ultrasonic akan terdifraksi ( tersimpangkan ) sedemikian besar didalam udara sehingga untuk mendapatkan perambatan yang konsisten dari transducer kebenda uji , kedua permukaan benda yang berhimpitan ( interface ) harus diberi zat perantara yang dapat menghantarkan gelombang ultrasonic yang berupa cairan ( air , gemuk , minyak pelumas , dll ) yang disebut couplant .

Perambatan gelombang ultrasonic ini dapat dimanipulasikan untuk maksud pengukuran ketebalan bahan , bentuk dan besaran serta lokasi ketidak sesuaian / cacat internal  , dan homoginitas bahan yang dilewatinya . 

Sebagaimana halnya jenis jenis sarana uji lainnya , ultrasonic juga memiliki keunggulan dan kelemahan . Terdapat tiga jenis prinsip penggunaan gelombang ultrasonic untuk maksud maksud pengujian bahan . Kedua prinsip tersebut adalah a) prinsip teknik resonansi ,  b) prinsip tehnik transmisi dan c) prinsip teknik pulsa echo

Kedua prinsip ini dapat dilihat pada sketsa dibawah ini :

Diantara ketiga tehnik tersebut diatas , tehnik pulsa echo yang paling banyak digunakan .

Tehnik transmisi dan pulsa echo biasa digunakan dengan sistim kontak langsung maupun immersion ( dalam air ) , sedangkan tehnik resonansi hanya digunakan dengan sistim kontak langsung .

 Pada umumnya Uji Ultrasonic terdiri dari : 1) Sumber gelombang ultrasonic ( unit pemancar dan transducer pemancar ) , 2) Penerima gelombang ultrasonic ( unit penerima dan trasducer penerima ) , 3) Display .

Display dapat berupa Scan A , Scan B dan Scan C . Peralatan poetable biasanya menggunakan scan A

Gelombang ultrasonic  adalah gelombang mekanis yang frequensinya lebih besar dari 20 KHz dan sifatnya serupa dengan gelombang suara , jadi karenanya berlaku pula formula 

 

Frequensi yang  banyak digunakan    berkisar     antara              250 KHz -  15 MHz .

Gelombang ini dapat merambat  didalam bahan dengan bermacam moda , yakni :

a)    moda longitudinal  ( compression )

b)   moda transversal ( shear )

c)    moda permukaan ( gelombang Releigh )

d)   moda pelat ( gelombang Lamb )

Perubahan dari satu moda kemoda lainnya dapat terjadi karena misalnya karena pantulan  atau pembiasan .

Dengan berubahnya moda berubah pula kecepatan rambat gelombang ultrasonic  yang terkait  ,namun dalam kedua hal tersebut frequensi gelombang ultrasonic selalu tetap .

Dibawah ini ditampilkan kecepatan rambat gelombang ultrasonic dalam beberapa jenis bahan :

 

Jika frequensi tetap , dengan berubahnya jenis moda akan merubah panjang gelombang ultrasonic .

Frequensi gelombang sangat menentukan kepekaan peralatan uji ; makin tinggi frequensi makin cermat penunjukannya ( mampu mendeteksi cacat yang berdimensi kecil ).
 

Uji ultrasonik termasuk salah satu dari  uji tanpa rusak yang fungsinya saling mendukung dengan jenis uji tanpa rusak lainnya terutama untuk mendeteksi cacat internal dan ketebalan dinding.

Penggunaan UT dilapangan masih dianggap lebih mahal daripada radiografi , disamping pada umumnya  UT tidak dapat dibuktikan dengan record tertulis sebagaimana halnya radiografi , jadi baik buruk rekomendasi inspektor benar benar didasarkan atas profesionalitas dan tingkat kualifikasinya sebagai ahli uji ultrasonik dengan level tertentu dengan lingkup tanggung jawabnya.

Uji ultrasonik sama dengan uji radiografi , memerlukan bukti  kualifikasi  inspektor  dan mutu kinerja yang harus didemonstrasikan , kecuali apabila sertifikasi kompetensinya dikeluarkan oleh institusi yang telah diakui secara internasional ( seperti misalnya ASNT ) dan masih valid pada saat recruitmentnya.

Selanjutnya bagi seorang ahli uji ultrasonik , untuk meningkatkan kinerja dan kehandalannya walaupun telah berkualifikasi tingkat tertinggi tetap diperlukan praktek dan eksperimen yang terus menerus dan enovative untuk dapat menangani berbagai bentuk non konformasi yang rumit dan unique dalam berbagai material dengan variabel komponen  yang berbeda seperti misalnya accoustic impedance dan lain lain yang cukup dominan.

PERLENGKAPAN

Inspeksi ultrasonik mencakup perlengkapan sebagai berikut :

1     Generator yang menghasilkan sinyal elektronik  yang mengeluarkan  semburan voltase bolak balik  apabila dipicu secara elektronik.

1.    Transduser  yang mengeluarkan berkas  gelambang suara ultrasonik apabila dikenai voltase bolak balik.

2.    Couplant , zat penghantar gelombang getaran ultra kebenda uji.

3.    Couplant yang meneruskan  output ultrasonik  ( accoustic energy ) dari benda uji ketransducer penerima

4.    Transducer atau lazim disebut unit pencari  yang merubah energi ultrasonik menjadi semburan voltase bolak balik . Didalam beberapa sistim transducer juga  bekerja baik sebagai pengirim dan penerima  gelombang suara ultrasonik.

5.    Piranti elektronik untuk memperkuat ( amplify )  dan jika perlu dimodulasi  atau jika tidak merubah sinyal dari transducer  penerima.

6.    Piranti ( osciloscope ) untuk mendisplay atau mengidikasikan record output dari benda uji berupa charta atau computer printout.

7.    Electronic clock sebagai titik referensi primer dan mengkordinasi seluruh sistim.

CAKUPAN

Tulisan ini mencakup ketentuan standard  dan teknik penggunaan dan interpretasi dari indikasi yang dihasilkan oleh getaran ultrasonik dalam uji tanpa rusak sekaligus  memberikan evaluasi tentang penerimaan atau penolakan indikasi tersebut berdasarkan kriteria yang telah ditetapkan..

Tulisan ini juga mencakup jenis peralatan yang digunakan , cara kalibrasi dan cara mengarsipkan hasil uji sesuai ketentuan.

Selanjutnya berhubung pada kenyataan dilapangan terdapat banyak sekali kesulitan akibat bentuk ,ukuran dan posisi flaw / cacat , dimana  penggunaan radiografi tidak efektif hasilnya , maka uji ultrasonik dengan teknik pengambilan menyudut dan menggunakan angle probe juga akan dikemukakan , karena hal ini merupakan jalan keluar atas kesulitan tersebut diatas.

KETENTUAN STANDARD

1  PERSYARATAN AHLI UJI ULTRASONIK

Pelaksana inspeksi dan pengujian ultrasonik harus berkualifikasi dan memiliki sertifikat kompetensi yang memenuhi ketentuan standard internasional dan dikeluarkan oleh badan atau institusi yang berwenang dan diakui baik nasional maupun internasional. Hal ini sangat menentukan karena uji ultrasonik praktis tidak memiliki record tertulis kecuali dengan peralatan khusus dan atas permintaan khusus pula. Karenanya keputusan ditolak maupun diterimanya suatu indikasi sepenuhnya merupakan tanggung jawab inspektor yang bersangkutan yang verifikasinya sangat mahal dan memakan waktu.

Orang orang yang tidak berkompetensi dan tidak berkualifikasi tidak boleh memberikan evaluasi apalagi rekomendasi seperti penerimaan dan penolakan suatu material berdasarkan hasil pengujiannya.

2  PERSYARATAN PEMERIKSAAN UMUM

Cakupan pemeriksaan meliputi benda uji dengan sistim scanning  , yakni dengan menggerakkan UNIT PENCARI ( search unit ) diatas benda kerja , paling sedikit setiap lajur scanning  harus bertumpu dengan lajur scanning lainnya  sekitar 50% dari ukuran transducer        ( piezoelectric element )  tegak lurus terhadap arah lajur scan. Kemungkinan lain juga dibolehkan yakni masing masing lajur scan  bertumpu satu dengan lainnya sepanjang kurang dari ukuran beam .  Teknik oscilasi diijinkan dalam search asalkan dapat dibuktikan bahwa teknik ini lebih baik dari teknik scanning biasa .

3  LAJU GERAKAN SEARCH UNIT  ( UNIT PENCARI ) DAN LAJU PENGULANGAN PULSA.

4  Laju  pengulangan pulsa dari instrumen ultrasonik cukup memadai untuk mempulsakan unit pencari paling sedikit  6 x dalam waktu yang diperlukan untuk menggerakkan 1/2 ukuran transducer sejajar dengan arah scan pada kecepatan scanning  maksimum . Sebagai alternatif dapat digunakan  reflektor ganda kalibrasi dinamis          ( dynamic calibration multiple reflector ) , yakni yang berada dalam  ± 2dB dari kalibrasi statis  , untuk mengecek ulang  laju pengulangan  pulsa yang dapat diterima.

5  LEVEL  SENSITIVITAS  SCANNING

Langkah recording indikasi pada tingkat sensitivitas scanning harus dilaksanakan  pada pemeriksaan baik manual maupun otomatis ( mekanis ). Pada saat scanning yang boleh distel hanyalah kontrol gain atau attenuator . Penyetelan kontrol lain dapat mengakibatkan kalibrasi ulang.

6  PERALATAN

Inspeksi ultrasonik menggunakan instrumen ultrasonik tipe echo     ( gema )  pulsa. Instrumen tersebut harus dilengkapi dengan stepped gain control yang dikalibrasi dalam unit 2.0 dB atau kurang.

7  PENGUKURAN BEAM SPREAD ( PELEBARAN BERKAS GETARAN )

Pengukuran beam spread untuk batasan  indexing scan  hanya akan dilaksanakan manakala dipersyaratkan oleh Code. Pengukuran sudut unit beam search ( berkas pencari ) perlu dilaksanakan walaupun hanya sekali dalm kurun waktu tertentu  untuk kombinasi unit wedge search dalam  far field hasli perhitungan ,  pada setiap awal perpanjangan pemakaian atau setiap 3 bulan , pilih yang terpendek . 

sumber : http://ilmupengelasan.blogspot.co.id/2012/07/uji-ultrasonic-ut.html

Sonikasi

Sonikasi

Sonikasi adalah suatu teknologi yang memanfaatkan gelombang ultrasonik. Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kHz. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair, dan gas. Proses sonikasi ini mengubah sinyal listrik menjadi getaran fisik yang dapat diarahkan untuk suatu bahan dengan menggunakan alat yang bernama sonikator. Sonikasi ini biasanya dilakukan untuk memecah senyawa atau sel untuk pemeriksaan lebih lanjut. Getaran ini memiliki efek yang sangat kuat pada larutan, menyebabkan pecahnya molekul dan putusnya sel. 

Bagian utama dari perangkat sonikasi adalah generator listrik ultrasonik. Perangkat ini membuat sinyal (biasanya sekitar 20 kHz) yang berkekuatan ke transduser. Transduser ini mengubah sinyal listrik dengan menggunakan kristal piezoelektrik, atau kristal yang merespon langsung ke listrik dengan menciptakan getaran mekanis dan kemudian dikeluarkan melewati probe. Probe sonikasi mengirimkan getaran ke larutan yang disonikasi. Probe ini akan bergerak seiring dengan getaran dan mentransmisikan ke dalam larutan. Probe bergerak naik dan turun pada tingkat kecepatan yang tinggi, meskipun amplitudo dapat dikontrol dan dipilih berdasarkan kualitas larutan yang disonikasi. Gerakan cepat probe menimbulkan efek yang disebut kavitasi. Rangkaian alat sonikasi dapat dilihat pada Gambar I.

Gambar I. Rangkaian Alat Sonikasi

Dalam hal kinetika kimia, ultrasonik dapat meningkatkan kereaktifan kimia pada suatu sistem yang secara efektif bertindak sebagai katalis untuk lebih mereaktifkan atom – atom dan molekul dalam sistem. Pada reaksi yang menggunakan bahan padat, ultrasonik ini berfungsi untuk memecah padatan dari energi yang ditimbulkan akibat runtuhnya kavitasi. Dampaknya ialah luas permukaan padatan lebih besar sehingga laju reaksi meningkat (Suslick, 1989). Semakin lama waktu sonikasi, ukuran partikel cenderung lebih homogen dan mengecil yang akhirnya menuju ukuran nanopartikel yang stabil serta penggumpalan pun semakin berkurang. Hal ini disebabkan karena gelombang kejut pada metode sonikasi dapat memisahkan penggumpalan partikel (agglomeration) dan terjadi dispersi sempurna dengan penambahan surfaktan sebagai penstabil.
Daya ultrasonik meningkatkan perubahan kimia dan fisik dalam media cair melalui generasi dan pecah dari gelembung kavitasi. Seperti ultrasonik, gelombang suara disebarkan melalui serangkaian kompresi dan penghalusan gelombang diinduksi dalam molekul medium yang dilewatinya. Pada daya yang cukup tinggi siklus penghalusan dapat melebihi kekuatan menarik dari molekul cairan dan kavitasi gelembung akan terbentuk. Gelembung tersebut tumbuh dengan proses yang dikenal sebagai difusi yang dikoreksi yaitu sejumlah kecil uap (atau gas) dari media memasuki gelembung selama fase ekspansi dan tidak sepenuhnya dikeluarkan selama kompresi. Gelembung berkembang selama periode beberapa siklus untuk ukuran kesetimbangan untuk frekuensi tertentu digunakan. Ini adalah fenomena gelembung ketika pecah dalam siklus kompresi yang menghasilkan energi untuk efek kimia dan mekanik (Gambar II). Pecahnya gelembung kavitasi merupakan fenomena luar biasa yang disebabkan oleh kekuatan suara. Dalam sistem cair pada frekuensi ultrasonik 20kHz setiap pecahnya gelembung kavitasi bertindak sebagai lokal "hotspot" menghasilkan suhu sekitar 4.000 K dan tekanan lebih dari 1000 atmosfer.

Gambar II. Generasi Acoustic Cavitation

 

Menurut Gogate berkaitan dengan reaksi kimia, kavitasi dapat mempengaruhi hal berikut:

a. Mengurangi waktu reaksi

b. Meningkatkan yield dalam reaksi kimia

c. Mengurangi ”force” suhu dan tekanan

d. Mengurangi periode induksi dan reaksi yang diinginkan

e. Meningkatkan selektivitas

f. Membangkitkan radikal bebas        

 

Sebagai tambahan terhadap timbulnya kondisi-kondisi ekstrem di dalam gelembung juga dihasilkan efek mekanik seperti terjadinya collaps gelembung yang sangat cepat. Hal ini juga sangat penting dalam bidang sintesis dan termasuk juga degassing yang sangat cepat dari kavitasi cairan serta dalam hal pembentukan kristal yang cepat. 

Mason, T.J. 2014. Introduction to Sonochemistry. http://www.sonochemistry.info/introdution.htm/ (diakses pada tanggal 14 Agustus 2014).   

Suslick Kenneth S. 1994. “The Chemistry of Ultrasound.” Encyclopedia Britannica: Chicago, pp 138-155. 

sumber : http://yyuniarti.blogspot.co.id/2015/03/sonikasi.html

Terapi Ultrasonik

Apa itu Terapi Ultrasound: Gambaran Umum, Manfaat, dan Hasil yang Diharapkan

Apa itu Terapi Ultrasound

Terapi ultrasound adalah metode pengobatan yang menggunakan teknologi ultrasound atau gelombang suara untuk merangsang jaringan tubuh yang mengalami kerusakan. Walaupun telah lama digunakan di bidang kedokteran untuk berbagai tujuan, teknologi ultrasound lebih dikenal sebagai alat pemeriksaan daripada sebagai alat terapi. Salah satu keuntungan terapeutik dari ultrasound yang belum terlalu dikenal adalah pengobatan cedera otot. Oleh karena itu, terapi ultrasound sering digunakan dalam pengobatan muskuloskeletal dan cedera akibat olahraga.
Keberhasilan penggunaan teknologi ultrasound sebagai alat terapi bergantung pada kemampuannya untuk merangsang jaringan yang ada di bawah kulit dengan menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi, mulai dari 800.000 Hz – 2.000.000 Hz. Efek penyembuhan dari ultrasound pertama ditemukan pada sekitar tahun 1940. Awalnya, terapi ini hanya digunakan oleh terapis fisik dan okupasi. Namun, saat ini penggunaan terapi ultrasound telah menyebar ke cabang ilmu kedokteran lainnya.

Siapa yang Perlu Menjalani Terapi Ultrasound dan Hasil yang Diharapkan

Saat ini, terapi ultrasound lebih banyak digunakan dalam pengobatan cedera muskuloskeletal. Pasien yang dapat memanfaatkan teknologi ultrasound sebagai terapi muskuloskeletal adalah mereka yang menderita penyakit berikut:

• Plantar fasciitis (peradangan pada fascia plantar di tumit)
• Siku tenis
• Nyeri pada bagian bawah punggung
• Penyakit temporomandibular
• Ligamen yang terkilir
• Otot yang tegang
• Tendonitis (peradangan tendon)
• Peradangan sendi
• Metatarsalgia (peradangan sendi metatarsal di telapak kaki)
• Iritasi sendi facet
• Sindrom tabrakan (impingement syndrome)
• Bursitis (peradangan bursa/kantung cairan sendi)
• Osteoartritis (pengapuran sendi)
• Jaringan luka
• Artritis reumatoid

Namun, tergantung pada cara dan tingkat penggunaan terapi ultrasound, terapi ini juga dapat digunakan untuk menangani penyakit yang serius dan kronis seperti kanker. Jenis metode terapi ultrasound antara lain adalah:

• Lithotripsi (untuk menghancurkan batu di saluran kemih)
• Terapi kanker
• Pemberian obat tepat sasaran dengan ultrasound
• Ultrasound Intensitas Tinggi (High Intensity Focused Ultrasound/HIFU)
• Pemberian obat dengan ultrasound trans-dermal
• Penghentian pendarahan (hemostasis) dengan ultrasound
• Trombolisis dengan bantuan ultrasound

Setelah dipancarkan pada bagian tubuh yang membutuhkan pengobatan, teknologi ultrasound akan menyebabkan dua efek utama: termal dan non-termal. Efek termal disebabkan oleh penyerapan gelombang suara ke jaringan halus tubuh, sedangkan efek non-termal disebabkan oleh microstreaming, streaming akustik, dan kavitasi, atau akibat bergetarnya jaringan yang menyebabkan terbentuknya gelembung mikroskopis.

Cara Kerja Terapi Ultrasound

Terapi ultrasound memiliki banyak tingkat, tergantung pada frekuensi dan intensitas dari suara yang digunakan. Tingkat keragaman yang tinggi ini sangat menguntungkan untuk alat terapeutik karena terapis dapat menyesuaikan intensitas terapi agar sesuai dengan penyakit yang ditangani. Namun pada dasarnya terapi ultrasound bekerja dengan menggunakan gelombang suara yang ketika dipancarkan pada bagian tertentu tubuh dapat meningkatkan suhu dari jaringan tubuh yang rusak.
Untuk pengobatan muskuloskeletal, terapi ultrasound bekerja dengan tiga cara:

• Mempercepat proses penyembuhan dengan memperlancar aliran darah di bagian tubuh yang mengalami gangguan.
• Menyembuhkan peradangan dan edema (penimbunan cairan), sehingga dapat mengurangi rasa sakit.
• Memperlunak jaringan luka

Terapi ultrasound juga dapat digunakan untuk:

• Menghancurkan timbunan zat asing di dalam tubuh, seperti timbunan kalkulus, mis. batu ginjal dan batu empedu; ketika telah dipecahkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, dapat dikeluarkan dari tubuh dengan aman dan mudah
• Meningkatkan proses penyerapan dan keberhasilan obat di bagian tubuh tertentu, mis. memastikan bahwa obat kemoterapi mengenai sel kanker otak yang tepat
• Menghilangkan timbunan kotoran ketika tindakan pembersihan gigi
• Membantu sedot lemak, mis. sedot lemak dengan bantuan ultrasound
• Membantu dalam skleroterapi atau perawatan laser endovenous, yang dapat digunakan sebagai metode penghilangan varises non-bedah
• Memicu agar gigi atau tulang dapat tumbuh kembali (hanya ketika menggunakan denyut ultrasound intensitas rendah)
• Menghilangkan penghalang darah di otak (blood-brain barrier) agar obat dapat diserap tubuh dengan baik
• Bekerja bersama antibiotik untuk menghancurkan bakteri

Untuk mendapatkan manfaat dari terapi ini, ultrasound harus dipancarkan pada kulit dari bagian tubuh yang mengalami kerusakan dengan menggunakan transduser atau alat yang dirancang khusus untuk terapi ini. Saat gelombang suara telah dipancarkan, gelombang tersebut akan diserap oleh jaringan halus tubuh, seperti ligamen, tendon, dan fascia.

Kemungkinan Komplikasi dan Resiko Terapi Ultrasound

Walaupun teknologi ultrasound telah banyak digunakan, namun tetap ada panduan cara penggunaan ultrasound yang aman. Panduan ini bertujuan untuk mencegah risiko tertentu yang dapat terjadi, sekecil apapun kemungkinannya. Risiko tersebut meliputi:

• Luka bakar akibat terapi ultrasound
• Pendarahan akibat terapi mekanis
• Efek biologis yang tidak terlalu berpengaruh namun tidak dapat diperkirakan

Namun, karena terapi ultrasound hanya menggunakan gelombang suara sebagai komponen utama dalam pengobatan, terapi ini tidak memiliki risiko bahaya seperti terapi lainnya seperti bahaya dari terapi radiasi. Selain itu, pasien tidak berisiko terkena kanker, walaupun terapi ultrasound dilakukan berkali-kali dan jumlah gelombang suara yang dikenakan pada pasien bertambah.
Untuk memastikan keamanan dan keselamatan pasien, risiko dan keuntungan dari terapi ultrasound harus dicermati dengan seksama. Sebelum menjalani terapi ultrasound, pasien harus membandingkan keuntungan yang bisa didapatkan dengan risiko yang bisa terjadi.
sumber : https://www.docdoc.com/id/info/procedure/terapi-ultrasound

Sonar

Sensor sonar atau ultrasonik menggunakan rambatan energi akustik pada frekuensi yang lebih tinggi dibanding pendengaran normal manusia untuk memperoleh informasi dari lingkungan.

Sonar adalah salah satu sensor yang populer di dalam robotika yang menghasilkan pulsa akustik dan sinyal echo (gema) untuk mengukur jarak dari suatu benda yang di deteksi[1]. Dengan kecepatan bunyi telah diketahui maka jarak dari benda adalah sebanding dengan waktu tempuh dari sinyal echo. Pada frekuensi ultrasonik energi sonar dipusatkan dalam suatu berkas cahaya serta menyediakan informasi secara langsung sebagai tambahan terhadap jarak.
Kelebihan dari sensor sonar adalah biaya yang murah,ringan,konsumsi daya yang rendah, dan perhitungan yang mudah, bila dibandingkan dengan sensor jarak yang lainnya. Dalam beberapa aplikasi, seperti di dalam air dan lingkungan dengan jarak penglihatan rendah, sonar sering digunakan.

Di dalam robotika, sensor sonar mempunyai tiga tujuan yang berbeda,
tetapi berhubungan,yaitu [2] :

1. Penghindaran rintangan (Obstacle avoidance): Gema (sinyal echo)pertama yang dideteksi pertama diasumsikan untuk mengukur jarak dari benda terdekat. Robot-robot menggunakan informasi ini untuk merencanakan lintasan di sekitar rintangan dan mencegah benturan/tabrakan.

2. Pemetaan sonar (Sonar Mapping): Beberapa sinyal echo(gema) yang
diperoleh dari pencarian secara putaran atau dari beberapa sensor sonar digunakan untuk membangun peta lingkungan. Seperti halnya tampilan pada radar,satu titik ditempatkan pada cakupan yang dideteksi.

3. Pengenalan objek (Object recognition): Satu urutan dari sinyal echo atau pemetaan sonar diproses untuk menggolongkan sinyal echo, lalu digunakan untuk menggambarkan struktur-struktur dar objek yang dideteksi. Bila berhasil, informasi ini akan bermanfaat untuk navigasi robot.

Gambar 2.1 – 2.3 menunjukan sebuah sistem sonar yang sederhana.

Sebuah transducer sonar,T/R,berlaku sebagai pemancar (T) untuk menghasilkan pulsa akustik (P) dan sebagai penerima(R) dari sinyal echo(E). Sebuah objek (O)terletak pada cakupan dari pancaran sonar, lalu memantulkan pulsa P. Sinyal yang dipantulkan oleh objek (O) ke tranduser akan dideteksi sebagai sinyal echo(gema).
Waktu tempuh echo t0, biasa disebut time-of-flight (TOF) yang diukur dari waktu pada saat pulsa ditransmisikan (Gambar 2.2). Jarak objek r0 (Gambar 2.3) dapat dihitung dengan rumus :



Dimana c merupakan kecepatan bunyi (besarnya adalah 344 m/s pada suhu dan tekanan standar). Angka 2 merupakan perjalanan sinyal dari P dan E untuk sekali pengukuran.
sumber : http://www.eviandriani.com/2010/05/sensor-sonar.html

Ultrasonografi

Ultrasonografi (USG)

 Ultrasonografi diagnostik adalah teknik pencitraan non-invasiv yang menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi (lebih besar dari 20 kilohertz/ kHz). Pada USG terdapat sebuah alat yang disebut dengan tranducer yang berfungsi untuk mengirimkan dan menerima kembali gelombang suara yang bervariasi dari berbagai jaringan di dalam tubuh. Transduser ini diletakan di kulit pasien dengan lapisan tipis dari gel. Ketika gelombang suara dikirimkan maka sebagian gelombang akan diteruskan dan sebagian akan dipantulkan kembali. Gelombang suara yang dipantulkan inilah yang akan ditangkap kembali oleh tranduser yang kemudian diubah menjadi gelombang listrik dan diterjemahkan. Besar gelombang kemudian menghasilkan gambarannya masing-masing, dengan echo/ gelombang yang kuat akan menghasilkan gambaran putih, sedangan echo yang lemah akan menghasilkan gambaran mendekati hitam. Untuk jarak pun dapat diperhitungkan oleh ultrasonografi ini dengan waktu penjalaran gelombang tersebut.


Meskipun ultasonografi memiliki kelebihan yaitu pemeriksaan yang non-invasif (tidak memerlukan tindakan pembedahan, dll), namun pemeriksaan ultrasonografi ini juga memiliki kekurangan. Kekurangannya diantaranya keterbatasan dalam memvisualisasikan organ abdomen yang letaknya di garis tengah contoh pankreas dan juga ketidak mampuan dari gelombang suara untuk menembus gas dan tulang. Ultrasonografi inipun sangat bergantung kepada operator di dalam penggunaannya.
Terdapat banyak penggunaan umum pada USG diantaranya pencitraan untuk abdomen/ perut (hati, kantung empedu, pankreas, ginjal), pelvis/ panggul (alat reproduksi wanita), janin (pemeriksaan rutin dapat memperlihatkan bila terdapat anomali), sistem vaskular (aneurisma, hubungan arteri vena, deep vein trombosis), tetis (tumor, terpelintir/ torsi, infeksi), payudara, otak anak (perdarahan, kelainan kongenital) dan dada (ukuran dan lokasi terkumpulnya cairan pleura). Selain itu USG dapat digunakan dalam pengarah intervensi misal pada biopsi lesi, drainase abses dan ablasi radiofrekuensi.

Selain USG biasa terdapat variasi pemeriksaan dari usg ini sendiri seperti USG Dopler dan USG dengan kontras (hal ini jarang dilakukan). USG dopler digunakan untuk mengevaluasi aliran vaskular dengan mendeteksi frekuensi dari gelombang suara dari objek yang bergerak (misal aliran darah dalam hal ini).
Pada USG kontras, kontras ini adalah partikel kecil di dalam cairan suspensi untuk memperjelas gambaran USG ketika disuntikan ke dalam pembuluh darah. USG kontras tentunya tidak boleh dilakukan bila terdapat alergi terhadap kontras. Pemeriksaan pun disarankan berdasarkan indikasi/ kegunaannya.

sumber: http://doktersehat.com/ultrasonografi-usg/#ixzz5ARsDwFK7

Frekuensi Suara Yang Bisa Didengar Binatang

Frekuensi Suara Yang Bisa Didengar Binatang

Frekuensi suara yang bisa didengar oleh binatang sebenarnya adalah bermacam-macam tergantung dari jenis binatang itu sendiri. Ada yang mendekati dengan batas frekuensi yang bisa didengar oleh manusia dan ada juga yang jauh diatas frekuensi pendengaran manusia. Berdasarkan range frekuensi, gelombang suara dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) macam yaitu :

1. Infrasonic (1 Hz sd 20 Hz)
2. Acoustic (20 Hz sd 20.000 Hz)
3. Ultrasonic ( > 20.000 H)

Berikut beberapa contoh hewan dengan batas frekuensi yang bisa didengarnya :

1. Frekuensi Yang Bisa Didengar Kelelawar

Kelelawar merupakan hewan yang bisa terbang dalam kegelapan. Mereka tidak menggunakan mata untuk melihat dalam gelap melainkan dengan menggunakan suara dengan frekuensi tinggi atau yang lebih dikenal sebagai gelombang ultrasonic. Ketika terbang kelelawar memancarkan gelombang ultrasonic yang kemudian gelombang tersebut akan diterima kembali oleh kelelawar setelah dipantulkan kembali oleh benda atau dinding yang berada dihadapannya. Dengan merasakan lamanya jeda waktu antara pengiriman gelombang dengan penerimaan maka kelelawar dapat menentukan seberapa jauh jarak tubuhnya dengan benda tersebut, itu sebabnya mereka tidak akan menabrak dinding atau benda dihadapan mereka walaupun dalam keadaan gelap sekalipun. Teori ini sekarang sudah dimanfaatkan oleh manusia untuk mengukur jarak suatu benda, seperti pada pengukuran jarak kedalaman laut dan pendeteksi dinding penghalang pada aplikasi robot. Batas frekuensi yang bisa didengar oleh kelelawar adalah 3.000 HZ sd 120.000 Hz, dimana frekuensi ini jauh diatas frekuensi suara yang bisa didengar oleh manusia yakni 20 Hz sd 20.000 Hz.

2. Frekuensi Yang Bisa Didengar Kucing

Kucing merupakan binatang karnivora yang sering dijadikan sebagai binatang peliharaan. Binatang yang satu ini juga bisa mendengar suara dengan frekuensi diatas pendengaran manusia yaitu 100 Hz sd 60.000 Hz.

3. Frekuensi Yang Bisa Didengar Gajah

Gajah merupakan binatang herbivora yang berutubuh besar dan bisa mendengarkan suara dengan frekuensi infrasonic atau suara dengan frekuensi dibawah frekuensi pendengaran manusia. Batas frekuensi yang bisa didengar oleh gajah adalah 1 Hz sd 20.000 Hz.

4. Frekuensi Yang Bisa Didengar Tikus

Tikus merupakan salah satu binatang yang banyak merugikan dibandingkan menguntungkan manusia. Hewan ini disimbolkan untuk para koruptor yang kerjaannya suka mencuri hak orang lain. Batas frekuensi yang bisa didengar oleh tikus adalah 1.000 Hz sd 100.000 Hz. Dengan memanfaatkan gelombang ultrasonic kita dapat mengusir binatang ini dari rumah kita. Berikut rangkaian pengusir tikus

5. Frekuensi Yang Bisa Didengar Anjing

Anjing merupakan binatang yang sering digunakan sebagai penjaga keamanan dan sebagai pelacak jejak karena mempunyai penciuman yang sangat tajam. Hewan ini juga bisa mendengarkan suara dengan frekuensi di atas frekuensi pendengaran manusia. Anjing bisa mendengar suara dengan frekuensi hingga 40.000 Hz.

6. Frekuensi Yang Bisa Didengar Lumba-lumba

Lumba-lumba merupakan binatang yang banyak disenangi kebanyakan orang dikarenakan mereka sangat pintar dan bisa bersahabat dengan manusia dibanding dengan binatang air lainnya. Lumba-lumba bisa mendengar suara dengan frekuensi hingga 100.000 Hz, dan mereka menggunakan gelombang ultrasonic sebagai media komunikasi antara satu dengan lainnya.

7. Frekuensi Yang Bisa Didengar Belalang

Binatang satu ini merupakan biantang yang sering saya kejar-kejar di sawah pada waktu saya masih anak-anak. Karena memang waktu kecil saya banyak menghabiskan keseharian saya dengan aktivitas alam. Binatang ini juga ternyata bisa mendengarkan suara dengan frekuensi diatas frekuensi pendengan manusia yaitu hingga 50.000 Hz.

sumber : http://indelektro.blogspot.co.id/2010/05/frekuensi-suara-yang-bisa-didengar.html

Mekanisme pendengaran manusia

Bagaimanakah kita dapat mendengar suatu bunyi?

Kita dapat mendengar suatu bunyi pada dasarnya dengan urutan sebagaimana diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Proses perjalanan bunyi

Mekanisme proses mendengar sesuai gambar di atas adalah sebagai berikut!

1) Gelombang bunyi diterima daun telinga.

2) Gelombang bunyi disalurkan masuk oleh liang telinga.

3) Gelombang bunyi menggetarkan gendang telinga.

4) Getaran tersebut diteruskan oleh tulang-tulang pendengaran (osikel).

5) Getaran diteruskan ke tingkat jorong dan menggetarkan cairan limfe di dalam kokhlea.

6) Getaran cairan limfe di dalam kokhlea menggerakkan sel reseptor organ korti, yang menghasilkan impuls untuk dihantarkan oleh saraf pendengar ke otak untuk diartikan.

7) Getaran cairan limfe juga menggerakkan tingkap bulat bergerak keluar masuk untuk mengatur tekanan udara di dalam agar seimbang dengan tekanan di luar.

Bagan: Mekanisme Proses Mendengar pada Manusia

Bunyi yang dapat didengar oleh manusia adalah bila bunyi tersebut mempunyai frekuensi antara 20 - 20 000 getaran/ detik (Hz).

sumber : http://www.berpendidikan.com/2015/10/jelaskan-mekanisme-proses-mendengar-pada-manusia.html

Bunyi

Gelombang Bunyi adalah gelombang yang merambat melalui medium tertentu. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang digolongkan sebagai gelombang longitudinal.

Berdasarkan rentang frekuensinya, gelombang bunyi dibedakan menjadi:

1. Infrasonik, gelombang bunyi yang memiliki frekuensi < 20 Hz.
2. Audiosonik, gelombang bunyi yang memiliki frekuensi antara 20--20.000 Hz. Frekuensi inilah yang dapat didengar oleh telinga manusia.
3. Ultrasonik, gelombang bunyi yang memiliki frekuensi > 20.000 Hz. Hewan yang dapat mendengar gelombang bunyi ini ialah anjing dan kelelawar.

A. Rumus Cepat Rambat Bunyi

Gelombang bunyi merambat dengan kecepatan tertentu. Kecepatan bunyi bervariasi antara 330 m/s hingga 5.400 m/s.

Cepat rambat bunyi di udara sekitar 330 m/s. Karena bunyi adalah gelombang, cepat rambat bunyi dapat dituliskan:

Cepat rambat bunyi dalam suatu zat padat bergantung pada modulus Young (E) dan kerapatan atau massa jenis dari zat padat tersebut.

 

Cepat rambat bunyi bergantung pada medium letak bunyi tersebut berada. Di udara, kecepatan bunyi bergantung pada suhu udara dan jenis-jenis partikel yang menyusun udara tersebut. Rumus kecepatan bunyi di udara (gas) dapat dituliskan:

v= 
Keterangan :
v = cepat rambat bunyi (m/s)
γ = konstanta adiabatik
R = konstanta umum gas (8,31 joule/mol K)
T = suhu mutlak gas (K)
M = massa relatif gas (kg/mol)

Cepat rambat bunyi dalam zat cair bergantung pada modulus Bulk (B) dan kerapatan atau massa jenis dari zat tersebut.

v= 
Keterangan :
v = cepat rambat bunyi (m/s)
B = modulus Bulk (N/)
= massa jenis zat (kg/)
B. Contoh Soal Gelombang Bunyi
1. Jika modulus limbah untuk air adalah 1 x 10⁹ N/m², berapa laju gelombang kompresi di dalam air?
Jawab:
Diketahui:

Ditanya: v?
Jawab:

2. Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 10 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan:
a. frekuensi sumber bunyi
b. periode sumber bunyi
Diketahui:
𝝀 = 10 m
v = 340 m/s
Ditanya: f dan T?
Jawab:
a.



b. T = 1/f
        = 1/34 sekon
sumber : https://blog.ruangguru.com/konsep-gelombang-bunyi

Gelombang

A. PENGERTIAN GELOMBANG

Gelombang adalah gejala rambatan dari suatu getaran/usikan. Gelombang akan terus terjadi apabila sumber getaran ini bergetar terus menerus. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya. Contoh sederhana gelombang, apabila kita mengikatkan satu ujung tali ke tiang, dan satu ujung talinya lagi digoyangkan, maka akan terbentuk banyak bukit dan lembah di tali yang digoyangkan tadi, inilah yang disebut gelombang.

Kesimpulan
Gelombang = Gejala rambatan dari suatu getaran.

B. MACAM-MACAM GELOMBANG

1. Berdasarkan Mediumnya Gelombang dibagi dua, yaitu :

a. Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam proses perambatannya memerlukan medium (zat perantara) . Artinya jika tidak ada medium, maka gelombang tidak akan terjadi. Contohnya adalah Gelombang Bunyi yang zat perantaranya udara, jadi jika tidak ada udara bunyi tidak akan terdengar.

b. Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dalam proses perambatannya tidak memerlukan medium (zat perantara). Artinya gelombang ini bisa merambat dalam keadaan bagaimanapun tanpa memerlukan medium. Contohnya adalah gelombang cahaya yang terus ada dan tidak memerlukan zat perantara.

Artikel Penunjang : Pengertian dan Fungsi Cahaya

Artikel Penunjang : Sifat SifatCahaya

2. Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya, Gelombang dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Gelombang Transversal

Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Bentuk Getarannya berupa lembah dan bukit (dapat dilihat pada gambar di bawah).

Berdasarkan gambar di atas dapat saya jelaskan bahwa :

Arah rambat gelombang di atas adalah ke kiri dan ke kanan, sedangkan arah getarnya adalah ke atas dan ke bawah. Jadi itulah yang dimaksud arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya. Contohnya adalah gelombang pada tali yang saya contohkan di atas.

b. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarannya. Bentuk getarannya berupa rapatan dan renggangan (Dapat dilihat pada gambar di bawah).

Berdasarkan gambar kita ketahui bahwa :

Arah rambat gelombangnya ke kiri dan ke kanan, dan arah getarnya ke kiri dan ke kanan pula. Oleh karena itu gelombang ini adalah gelombang longitudinal yang arah getar dan arah rambatnya sejajar. Contoh gelombang ini adalah Gelombang bunyi, di udara yang dirambati gelombang ini akan terjadi rapatan dan renggangan pada molekul-molekulnya, dan saat ada rambatan molekul-molekul ini juga bergetar. Akan tetapi getaranya hanya sebatas gerak maju mundur dan tetap di titik keseimbang, sehingga tidak membentuk bukit dan lembah.

3. Berdasarkan Amplitudonya(simpangan terjauh) Gelombang juga dibagi menjadi dua :

a. Gelombang Berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang dilalui gelombang, misalnya gelombang pada tali.

b. Gelombang diam

Gelombang diam adalah gelombang yang amplitudonya berubah, misalnya gelombang pada senar gitar yang dipetik.

C. SIFAT-SIFAT GELOMBANG

a. Dipantulkan (Refleksi)

Tentunya sahabat sudah sangat mengerti tentang pemantulan ini, jadi secara garis besar saya rasa kita sudah sepaham.

Dalam pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan gelombang, yaitu :

• Besar sudut datangnya gelombang sama dengan sudut pantul gelombang.
• Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

b. Dibiaskan (refraksi)

Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah rambat gelombang karena melalui medium yang berbeda kerapatannya.

c. Dipadukan (interferensi)

Perpaduan gelombang terjadi apabila terdapat gelombang dengan frekuensi dan beda fase saling bertemu. Hasil interferensi gelombang akan ada 2, yaitu konstruktif (saling menguatkan) dan destruktif (saling melemahkan). Interferensi Konstruktif terjadi saat 2 gelombang bertemu pada fase yang sama, sedangkan interferensi destruktif terjadi saat 2 gelombang bertemu pada fase yang berlawanan.

d. Dibelokkan/disebarkan (Difraksi)

Difraksi gelombang adalah pembelokkan/penyebaran gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Geja difraksi akan semakin tampak jelas apabila celah yang dilewati semakin sempit.

e. Dispersi Gelombang

Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium. Dispersi tidak akan terjadi pada gelombang bunyi yang merambat melalui udara atau ruang hampa. Medium yang dapat mempertahankan bentuk gelombang tersebut disebut medium nondispersi.

f. Dispolarisasi (diserap arah getarnya)

Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu arah saja. Polarisasi hanya akan terjadi pada gelombang transversal, karena arah gelombang sesuai dengan arah polarisasi, dan sebaliknya, akan terserap jika arah gelombang tidak sesuai dengan arah polarisasi celah tersebut.

E. PEMANFAATAN GELOMBANG

Sangat banyak pemanfaatan dari gelombang dengan mempertimbangkan berbagai sifat gelombang yang ada di sekitar kita. Beberapa diantaranya adalah

• Gelombang TV dan Radio untuk komunikasi.
• Gelombang Micro yang dimanfaatkan untuk memasak makanan atau yang kita kenal dengan microwave
• Gelombang bunyi yang sangat membantu bidang kesehatan, yaitu Ultrasonik pada peralatan USG untuk memeriksa ada tidaknya penyakit.

 sumber : http://www.softilmu.com/2014/08/pengertian-dan-macam-macam-gelombang.html