Pengujian Ultrasonik

Pengujian ultrasonic (UT test) adalah salah satu jenis pengujian non destructive test dengan cara memberikan gelombang frekuensi tinggi ke dalam material benda uji untuk mengukur sifat geometris dan fisik dari bahan. Biasanya frekuensi yang dipakai antara 1 MHz sampai 10 MHz.

 Laju ultrasound di bahan yang berbeda akan menghasilkan kecepatannya yang berbeda. Gelombang ultrasonic akan terus merambat melalui material dengan kecepatan tertentu dan tidak kembali kecuali hits reflector. Reflector memperkirakan adanya retak/cacat antara dua material yang berbeda.

Gelombang suara frekuensi tinggi yang diberikan ke material kemudian dipantulkan kembali dari permukaan yang cacat, energy suara yang dipantulkan ditampilkan terhadap waktu,, dan divisualisasikan terhadap specimen. Hasil dari gelombang suara tersebut ditampilkan pada layar monitor dan terdeteksi terdapat cacat atau bebas cacat pada material tersebut.

Keunggulan Ultrasonic  test

Ø Bisa mendeteksi kedalaman cacat, posisi dan dimensi cacat

Ø Dapat mendeteksi cacat-cacat laminasi yang tidak mampu dideteksi oleh Radiograpy test, Magnetic  test maupun Penetran test

PRINSIP KERJA ULTRASONIC TEST

Gambar diatas adalah tampilan secara sederhana proses pengujian Ultrasonic Test, dimana  gelombang Ultrasonic disorotkan ke permukaan bidang uji dengan garis lurus pada kecepatan konstan,  kemudian gelombang tersebut dipantulkan kembali dari permukaan atau cacat benda uji.

Hasil dari gelombang suara tersebut ditampilkan pada layar monitor berupa tampilan pulsa untuk mengetahui tebal serta cacat atau tidaknya benda uji tersebut.

Secara umum tampilan pulsa pada layar monitor terdiri dari:

1.       Initial Pulse

2.       Backwall Pulse

3.       Defect Pulse

4.       Noise Pulse

Sedangkan untuk membedakan tampilan pulsa2 pada layar monitor dapat dijelaskan secara sederhananya sbb:

Initial Pulse adalah signal pulsa yang selalu muncul pada saat awal tampilan pengukuran yang terbaca dilayar monitor.

Defect Pulse adalah signal pulsa yang muncul sebagai indikasi adanya cacat pada bahan uji.

Backwall Pulse adalah signal pulsa yang menyatakan ketebalan bahan uji.

Noise Pulse adalah kumpulan pulsa-pulsa noise yang muncul pada bahan uji.

Backwall pulse, Noise pulse dan Defect Pulse bagi orang yang baru pertama kali mengoperasikan alat Ultrasonic test mungkin masih rancu untuk membedakan. oleh karena itu untuk membedakannya kita bisa melihat dari karakter signal yang muncul pada tampilan layar monitor.

Untuk mengetahui apakah itu Backwal pulse kita bisa menambah panjang Range pada set up  alat UT. jika Pulsa selalu muncul setiap kelipatan angka pada layar UT test secara teratur misalya pada jarak 6,12,18,24 dst.. berarti pulsa tsb masuk kategori Backwall pulse.

Sedangkan Defect pulse dan noise pulse untuk membedakannya kita bisa mengatur nilai Reject pada alat UT test tsb, jika kita  menaikkan nilai Reject pada alat UT test kemudian signal yang muncul pada layar monitor menghilang, berarti signal tersebut adalah noise pulse, namun bila tampilan signal tetap muncul pada layar monitor berarti signal tersebut adalah defect pulse.

Sumber :
https://goo.gl/images/M3qFoA
http://expresiku2812.blogspot.co.id/2014/08/pengujian-non-destructive-test-ndt.html

SONIFIKASI

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. 

Sumber ;
http://yyuniarti.blogspot.co.id/2015/03/sonikasi.html
https://goo.gl/images/M7TFmx

Pembersih Ultrasonik

Bagaimana ultrasonik cleaner bekerja ???

Pembersihan ultrasonik adalah penghapusan yang cepat dan lengkap kontaminan dari objek dengan cara membenamkan mereka dalam tangki cairan dibanjiri dengan frekuensi tinggi gelombang suara. Gelombang suara yang tidak terdengar membuat aksi sikat menggosok dalam cairan.

Proses ini disebabkan oleh frekuensi tinggi energi listrik yang diubah oleh transducer menjadi gelombang suara frekuensi tinggi – energi ultrasonik. Kemampuannya untuk membersihkan zat bahkan yang paling ulet dari item berasal dari inti unit: transduser. Kekuatan membersihkan dari unit berasal dari kinerja transduser.

Efisiensi transduser akan mempengaruhi baik waktu pembersihan dan kemanjuran dicapai selama siklus pembersihan. Sebuah transduser berkualitas buruk akan menggunakan daya lebih dan memakan waktu lebih lama untuk membersihkan barang-barang dari transduser yang baik.
Ultrasonic cleaning
Energi ultrasonik memasuki cairan dalam tangki dan menyebabkan pembentukan cepat dan runtuhnya gelembung menit: sebuah fenomena yang dikenal sebagai kavitasi. Gelembung meningkat pesat dalam ukuran sampai mereka meledak terhadap permukaan item direndam dalam tangki dalam pelepasan energi yang sangat besar, yang mengangkat kontaminasi dari permukaan dan relung terdalam bagian berbentuk rumit.
Ini adalah kemampuan untuk membersihkan sendi box, engsel dan benang dengan cepat dan efektif yang telah membuat pembersih ultrasonik pilihan pertama bagi banyak industri selama lebih dari 25 tahun.

Ada banyak variabel yang perlu mempertimbangkan saat membersihkan barang-barang. Panas, listrik, frekuensi, jenis deterjen dan waktu semua mempengaruhi proses pembersihan tetapi fleksibilitas ultrasonik berarti bahwa ini semua dapat dimasukkan ke dalam proses untuk mencapai hasil yang paling efektif.

Sebagai gelembung meledak dan kavitasipasti akan  terjadi, larutan pembersih bergegas ke dalam celah yang ditinggalkan oleh gelembung. Sebagai cairan ini membuat kontak dengan forceps, kontaminan yang hadir akan dihapus.

Bagaimana ultrasonik cleaner bekerja ???

Kegiatan ultrasonik (kavitasi) membantu solusi untuk mempercepat melakukan tugasnya; air putih biasanya tidak akan efektif. Larutan pembersih mengandung bahan yang dirancang untuk membuat pembersihan ultrasonik lebih efektif. Misalnya, pengurangan tegangan permukaan meningkatkan kadar kavitasi, sehingga solusi mengandung bahan pembasah yang baik ( surfaktan ). Larutan pembersih berair mengandung deterjen, agen pembasahan dan komponen lainnya, dan memiliki pengaruh besar pada proses pembersihan. Komposisi yang tepat dari solusi ini sangat tergantung pada item yang dibersihkan. Solusi sebagian besar digunakan hangat, sekitar 50-65 ° C (122-149 ° F), namun, dalam aplikasi medis secara umum diterima bahwa pembersihan harus pada suhu di bawah 38 ° C (100 ° F) untuk mencegah koagulasi protein.

Solusi berbasis air lebih terbatas dalam kemampuan mereka untuk menghilangkan kontaminan oleh aksi kimiawi saja daripada solusi pelarut; misalnya untuk bagian halus ditutupi dengan lemak tebal. Upaya yang diperlukan untuk merancang sistem air-pembersihan yang efektif untuk tujuan tertentu jauh lebih besar daripada untuk sistem pelarut.

Beberapa mesin (yang tidak terlalu besar) yang terintegrasi dengan degreasing uap mesin menggunakan cairan pembersih hidrokarbon: Tiga tank digunakan dalam kaskade. Semakin rendah tangki berisi cairan kotor dipanaskan menyebabkan cairan menguap. Di bagian atas mesin ada koil pendingin. Cairan mengembun pada koil dan jatuh ke dalam tangki atas. Tangki atas akhirnya meluap dan cairan bersih berjalan ke dalam tangki kerja di mana pembersihan berlangsung. Harga beli lebih tinggi dari mesin sederhana, namun mesin tersebut ekonomis dalam jangka panjang. Cairan yang sama dapat digunakan kembali berkali-kali, meminimalkan pemborosan dan polusi.

Carbon tetrachloride digunakan di masa lalu, tapi sekarang dilarang sebagai bahaya kesehatan.

Sumber :
https://ukurkadarair.com/bagaimana-ultrasonik-cleaner-bekerja/
https://goo.gl/images/SWZz5y

Mekanisme Pendengaran Pada 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 :
https://goo.gl/images/QBJ589
http://www.berpendidikan.com/2015/10/jelaskan-mekanisme-proses-mendengar-pada-manusia.html