Perancangan, Pembuatan dan Karakterisasi Tranduser Ultrasonik 3,5 MHz Untuk Pengujian Bahan Padat

Abstract

Dalam penelitian ini telah dibuat sepasang transduser ultrasonik untuk pengujian bahan padat. Konstruksi transduser ultrasonik yang dibuat terdiri dari holder berbahan akrilik dan kuningan, backing material berbahan styrofoam, epoxy dan busa karet, elemen aktif berbahan piezoelektrik dan matching layers menggunakan akrilik. Bahan penyusun konstruksi tersebut dilakukan pengujian terlebih dahulu untuk mengetahui pengaruhnya terhadap karakteristik transduser ultrasonik. Dan untuk menunjang pengujian, maka dibuat sebuah alat sederhana dengan metode transmisi pulsa untuk melakukan pengukuran Time of Flight(TOF) gelombang ultrasonik. Karakterisasi bahan transduser dilakukan dengan melakukan beberapa tahap pengujian. Tahap pertama dilakukan  pengujian respon frekuensi pada piezoelektrik untuk mendapatkan frekuensi resonansi yang sesuai. Kemudian dilakukan pengujian bahan backing material untuk mengetahui respon impulse dari sinyal ultrasonik dan menguji bahan matching layers untuk mendapatkan faktor delay pada pengukuran. Setelah karakterisasi bahan didapatkan, maka dilanjutkan dengan implementasi transduser ultrasonik untuk pengujian cacat pada bahan. Pengujian ini menggunakan aluminium berdimensi (15x5x1)cm dengan bentuk cacat yang telah ditentukan. Proses pengujian cacat ini dilakukan dengan cara scanning secara manual dengan perubahan jarak setiap 0.5 cm. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh  karakteristik transduser ultrasonik dengan holder berbahan akrilik, backing material berbahan styrofoam, frekuensi resonansi sebesar 3.5 MHz, bandwith sebesar 2.04 MHz, respon impulse >10 siklus, delay sebesar 1,6 us ,Q (faktor kualitas mekanis getaran harmonis) sebesar 1,667 dan impedansi sebesar 78,6 ohm. Untuk pengujian cacat bahan didapatkan hasil bahwa transduser ultrasonik bisa mendeteksi adanya cacat dan mengestimasi panjang ukuran cacat dengan error pengukuran sebesar 0.5 cm. Namun, kedalaman cacat tidak bisa ditentukan sehingga dibutuhkan pengukuran sistem echo untuk memperbaiki pengukuran tersebut.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).