Mentimun jepang biasanya dikonsumsi sebagai lalapan, namun banyak juga olahan makanan yang dibuat dengan bahan dasar mentimun seperti asinan mentimun dan minuman sari mentimun.
Mentimun yang baik adalah mentimun yang segar, muda, berwarna cemerlang, dan tidak lunak. Mentimun jepang banyak diekspor ke luar negeri terutama ke negara Jepang. Permintaan pasar
Jepang terhadap mentimun rata-rata 50.000 ton per tahun. Mutu mentimun jepang yang harus dipenuhi sesuai dengan permintaan konsumen menurut petani mentimun yaitu warna mentimun
jepang harus hijau pekat, bentuknya lurus dan pada bagian kulit tidak ada cacat serta tingkat kekerasan yang renyah.
B. Gelombang Ultrasonik
Gelombang terjadi apabila adanya suatu gangguan pada kesetimbangan dalam suatu sistem dan gelombang tersebut dapat merambat melalui suatu medium dimana setelah gangguan ini lewat
keadaan medium akan kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan itu datang. Gelombang seperti ini dinamakan gelombang mekanik seperti gelombang bunyi. Secara umum
gelombang dibagi menjadi dua kategori yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik memerlukan suatu medium untuk merambat sedangkan
gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat disebut gelombang elektromagnetik. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang pada tali dan gelombang akustik sedangkan contoh
gelombang elektromagnetik adalah seperti gelombang radio, radiasi inframerah, sinar-X dan yang lainnya. Gelombang elektromagnetik dapat berjalan melalui ruang hampa.
Ada dua jenis gelombang yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang transversal terjadi apabila pergeseran medium tegak lurus terhadap arah perjalanan
gelombang sedangkan gelombang longitudinal terjadi apabila gerakan partikel pada medium adalah gerakan bolak-balik sepanjang arah yang sama dengan arah perjalanan gelombang.
Gelombang memiliki beberapa sifat seperti dapat berinteraksi dengan dengan benda, jika gelombang datang pada sebuah benda maka gelombang tersebut dapat di absorbs, direfleksikan,
ditransmisikan atau direfraksikan. Gelombang akustik seperti bunyi merupakan salah satu gelombang mekanik yang dapat
merambat baik di dalam fluida maupun di dalam padatan. Di dalam fluida gelombangnya merupakan longitudinal sedangkan dalam padatan gelombangnya dapat berupa gelombang
longitudinal dan gelombang transversal. Gelombang sinusoidal adalah jenis gelombang bunyi yang memiliki frekuensi, amplitudo dan panjang gelombang tertentu.
Manusia memiliki batas pendengaran pada frekuensi tertentu yaitu sekitar 20-20.000 Hz yang disebut dengan gelombang audiosonik. Frekuensi tersebut disebut audible range atau jangkauan
yang dapat didengar oleh manusia. Selain itu ada juga yang disebut dengan gelombang ultrasonik yaitu gelombang dengan frekuensi di atas jangkauan dengar manusia di atas 20 kHz seperti
magnet listrik, getaran Kristal piezo elektrik dan gelombang infrasonik dengan frekuensi gelombang di bawah jangkauan dengar manusia dibawah 20 Hz seperti getaran gempa,dan tanah
longsor. Gelombang bunyi berjalan ke semua arah dari sumber bunyi dengan amplitudo tergantung pada arah dan jarak dari sumber.
Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik sehingga dalam perambatannya membutuhkan medium perantara. Gelombang ultrasonik tidak dapat merambat pada ruang hampa
sehingga proses transmisi pada ruang hampa tidak pernah terjadi. Perambatan gelombang ultrasonik merupakan perambatan dari gelombang tekanan.
6
Gelombang ultrasonik memiliki prinsip yang sama dengan gelombang mekanik lainnya sehingga proses pembiasan, pemantulan, polarisasi atau yang lainnya tetap terjadi. Proses
pemantulan dan pembiasan pada gelombang ultarsonik bisa terjadi bila melewati medium yang indeks biasnya berbeda. Pada proses tersebut akan terjadi pengurangan intensitas gelombang yang
menandakan adanya pengurangan energi dari gelombang tersebut. Ditinjau dari sudutnya, pembiasan memiliki sudut bias 0
sampai 90 sementara pemantulan memiliki sudut bias 90
sampai 180 atau sudut pantul sebesar 0
sampai 90 . Pemantulan dan pembiasan yang kompleks
akan terjadi pada medium fluida, hal ini terjadi karena pada medium padat gelombang yang terjadi bukan saja gelombang longitudinal tapi ada kemungkinan terdapat juga gelombang transversal.
Selain proses pembiasan dan proses pemantulan, proses lainnya adalah proses penyerapan atau absorpsi. Proses penyerapan pada gelombang sering terjadi pada medium padat yang ditandai
dengan adanya penurunan amplitudo gelombang. Besaran yang menyatakan konstanta absorpsi dikenal dengan koefisien absorpsi. Koefisien absorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi medium yang
dilalui gelombang tersebut. Besarnya penyerapan yang terjadi tergantung pada karakteristik fisik dari medium yang dilaluinya.
Blitz 1971 menyatakan bahwa dalam proses perambatannnya dalam medium, intensitas gelombang ultrasonik berkurang terhadap jarak yang ditempuh. Pengurangan intensitas terjadi
karena adanya penyerapan energi oleh medium. Besarnya penyerapan energi dinyatakan dalam koefisien absorpsi atau koefisien atenuasi.
Pemanfaatan gelombang ultrasonik telah banyak dilakukan dalam berbagai bidang, seperti dalam bidang kedokteran atau dalam bidang instrumentasi untuk mengukur besaran suhu,
kecepatan aliran, viskositas cairan, tekanan gas dan yang lainnya. Penerapan gelombang ultrasonik adalah dengan mengamati sifat akustik gelombang ultrasonik yang merambat dalam suatu
medium. Sifat yang diukur meliputi kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi atau koefisien penyerapan energi. Untuk pengukuran bahan pertanian biasanya digunakan gelombang dengan
intensitas yang rendah sekitar 1-10 MHz sehingga tidak merusak bahan pertanian tersebut. Gooberman 1968 menyatakan gelombang ultrasonik akan merambat lebih baik pada medium
padat dibandingkan pada medium cair atau gas. Pengukuran
kecepatan gelombang ultrasonik telah banyak diterapkan untuk mendeteksi cacat
buah bagian dalam. Kecepatan gelombang pada medium padat merupakan fungsi dari massa jenis, modulus young dan perbandingan poisson.
Koefisien atenuasi merupakan besaran yang menyatakan kehilangan sejumlah energi karena gelombang melewati suatu medium. Besarnya energi yang hilang tergantung pada jenis
mediumnya. Pada gas atenuasinya besar, pada cairan atenuasinya sedang sedangkan padatan atenuasinya kecil. Kehilangan energi disebabkan oleh beberapa hal yaitu kehilangan energi akibat
adannya penyerapan oleh medium dan peristiwa gelombang pada bidang batas medium. Kehilangan energi di dalam medium dapat disebabkan oleh tiga penyebab utama yang berbeda
mekanismenya, yaitu absorpsi akibat viskositas, konduktivitas panas, dan pertukaran energi molekuler. Koefisien atenuasi dapat diketahui dengan mengkonversi tegangan sinyal yang dikirim
dan diterima setelah melalui suatu jarak tertentu. Nilai tegangan dari sinyal ini menggambarkan besarnya energi gelombang ultrasonik. Energi gelombang ultrasonik berbanding lurus dengan
amplitudo tegangan sinyal listrik yang dideteksi. Pengukuran atenuasi gelombang ultrasonik dapat menggunakan rumus berikut:
]…………………………………...1
7
Cara lain untuk mengetahui koefisien atenuasi ini adalah dengan mengetahui terlebih dahulu nilai Moment Spectral Density
Mo. ]………………………..……….2
a dim na
: X = jarak
Ao = Amplitudo mula-mula volt Ax = Amplitudo setelah menempuh jarak x volt
Mo
o
= Moment spectral density mula-mula Mo
x
= Moment spectral density pada jarak x Garret et al 1972 mengukur kecepatan gelombang dengan menurunkan rumus berikut :
Vb
2
= E ρ………………………………………… 3
sedangkan E = F ε.A
dengan : Vb = kecepatan gelombang ms
E = massa jenis kgm
3
= modulus young Pa F =
gaya Newton
A = luas permukaan m
2
ε = tensile strain Dari rumus di atas diketahui modulus young berbanding lurus dengan kecepatan
gelombang. Modulus young berbanding lurus dengan gaya, semakin besar besar gaya yang dibutuhkan maka semakin besar tingkat kekerasan, dengan demikian modulus young juga semakin
besar sehingga kecepatan gelombang juga semakin besar.
C. Transduser Ultrasonik
