13 Beras patah dapat menurunkan mutu beras. Beras patah dapat
disebabkan oleh beberapa hal yaitu sifat genetik, kegiatan prapanen, kegiatan panen, dan pascapanen. Beras patah lebih banyak disebabkan karena proses
pengeringan dan penggilingan. Kedua proses ini perlu dipertimbangkan secara hati-hati sehingga pada saat grading tidak banyak dihasilkan beras patah dan
menir.
C. GELOMBANG
1. Gelombang Akustik
Gelombang akustik terjadi karena adanya perpindahan akibat gangguan sehingga adanya perubahan volume akan tetapi massa tidak
berubah. Hal ini akan menyebabkan rapat massa berubah yang selanjutnya menyebabkan tekanannya berubah. Jadi gelombang akustik terjadi akibat
perubahan tekanan karena dalam gelombang akustik besaran yang diukur adalah tekanan. Gelombang akustik yang paling umum adalah gelombang
suara. Gelombang ini merambat melalui medium udara. Ketika terdapat gelombang suara maka tekanan udara akan berubah-ubah di sekitar
tekanan statis. Menurut frekuensinya gelombang akustik dapat dibagi ke dalam
tiga golongan yaitu: • Gelombang Infrasonik
Gelombang infasonik adalah gelombang akustik yang mempunyai
frekuensi sangat rendah sehingga tidak dapat didengar oleh telinga manusia, hampir sama halnya dengan sinar inframerah yang tidak
dapat kita lihat. Batas frekuensi Gelombang infasonik adalah 20 Hz. • Gelombang Suara Sonik
Gelombang Suara adalah gelombang akustik yang dapat didengar oleh
telinga manusia, sering juga disebut sebagai bunyi. Hal ini sama halnya dengan sinar tampak atau cahaya yang dapat dilihat.
Frekuensinya berada di antara 20-20 000 Hz.
14 • Gelombnag Ultrasonik
Gelombang Ultrasonik adalah gelombang akustik yang mempunyai
frekuensi tinggi di atas 20 000 Hz sehingga tidak dapat didengar, hampir sama halnya dengan sinar ultraviolet yang juga tidak dapat
dilihat.
2. Gelombang Ultrasonik
a. Teori Gelombang Ultrasonik
Gelombang Ultrasonik adalah gelombang akustik yang mempunyai frekuensi tinggi di atas 20 000 Hz. Batas atas dari
gelombang ultrasonik ini masih belum dapat ditentukan dengan jelas. Yang dapat diketahui adalah daerah-daerah frekuensi yang sering
digunakan dalam berbagai macam penggunaan. Sebagai contoh, untuk komunikasi di dalam laut underwater acoustic biasa dipakai
gelombang ultrasonik pada frekuensi ratusan kiloHertz sedangkan untuk pengujian tak merusak non destructive testing biasa
menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 1-10 megaHertz. Di bidang kedokteran, gelombang ultasonik digunakan
pada frekuensi puluhan megaHertz. Gelombang ultrasonik di atas satu megaHertz disebut gelombang mikroultrasonik microwave
ultrasonic. Gelombang ultrasonik pada frekuensi puluhan kiloHertz
dipakai pada penggunaan intensitas tinggi. Medium perantara gelombang ultrasonik bisa berupa padatan,
cairan, gas, atau semi padat cair. Menurut Gooberman 1968 perambatan gelombang ultrasonik lebih mudah terjadi pada medium
padatan. Sementara medium gas atau udara merupakan medium yang buruk untuk perambatan gelombang ultrasonik.
b. Pemantulan dan Pembiasan Gelombang Ultrasonik
Jenis gelombang tergantung dari medium yang dilaluinya. Apabila medium yang dilaluinya adalah fluida maka gelombang yang
mungkin terjadi adalah gelombang longitudinal sedangkan apabila
15 medium yang dilaluinya adalah zat padat maka gelombang yang terjadi
adalah gelombang longitudinal dan transversal. Pemantulan refleksi dan pembiasan refraksi gelombang
terjadi karena gelombang ultrasonik menjalar dari suatu medium ke medium yang lainnya. Perbedaan medium ini dinyatakan dengan
impedansi akustik spesifik. Pemantulan dan pembiasan dapat terjadi pada medium fluida-fluida, fluida-padatan, dan padatan-padatan.
Pemantulan sempurna terjadi apabila tidak ada energi yang ditransmisikan, semuanya dipantulkan. Hal ini dapat terjadi apabila
sudut datang mempunyai harga tertentu, yang disebut sudut kritis θ
c
, gelombang yang dibiaskan akan membentuk sudut 90
o
dengan normal bidang batas.
Pemantulan dan pembiasan yang terjadi pada medium padatan- padatan lebih kompleks dari pada medium fluida. Hal ini disebabkan
karena pada medium padatan ada kemungkinan terjadi gelombang yang dipantulkan dan dibiaskan bukan saja gelombang longitudinal,
gelombang transversal juga dapat terjadi.
3. Transduser
Gelombang ultrasonik dapat dibangkitkan dengan menggunakan transduser ultrasonik. Ada beberapa macam transduser yang digunakan
yaitu: 1.
Transduser Mekanik Transduser mekanik mempunyai prinsip kerja yaitu dengan merubah
energi mekanik dari suatu aliran udara menjadi energi akustik. Terdapat dua jenis transduser mekanik yaitu:
• Suling ultrasonik Bentuknya seperti suling. Prinsipnya seperti suling yang membuat
bunyi nada. Suling ultrasonik juga menghasilkan gelombang ultrasonik dengan penghembusanpeniupan angin. Akan tetapi
efisiensinya kecil karena daya ultrasonik yang dihasilkan hanya beberapa watt saja.
16 • Sirine ultrasonik
Prinsip kerjanya dalam membangkitkan gelombang ultrasonik dengan cara menutup dan membuka jalan suatu aliran gas dengan
frekuensi tertentu. Bentuknya seperti piringan berlubang dan terdapat nozel yang dapat menghembuskan udara dengan tekanan
tinggi. 2.
Transduser Elektromekanik Transduser elektromekanik mempunyai prinsip kerja yaitu dengan
merubah energi listrik menjadi energi mekanik yang selanjutnya akan diubah menjadi energi akustik radiasi gelombang akustik. Ada
beberapa jenis trasduser elektromekanik yaitu: • Transduser Fiezoelektrik
Transduser fiezoelektrik yaitu transduser yang menggunakan bahan-bahan fiezoelektrik yaitu bahan yang apabila diberi tekanan
maka akan timbul beda tegangan. Transduser jenis ini ditemukan oleh Curie bersaudara pada tahun 1880. Bahan-bahan yang
termasuk bahan fiezoelektrik yaitu kristal dari kwarsa SiO
2
, garam Rochelle, Amonium dihidrogen Fosfat ADF, Tourmaline,
Lithium Sulphate, Ethilene Diamin Tartrate EDT.
Gambar 2. Transduser fiezoelektrik • Transduser Elektrostriktif
Transduser elektrostriktif adalah transduser yang menggunakan bahan-bahan yang bersifat elektrostiktif. Bahan elektrostriktif
adalah bahan yang apabila diberi medan listrik maka bahan akan
17 mengalami perubahan dimensi. Bahan-bahan yang termasuk bahan
elektrostriktif yaitu Barium Titanate BaTiO
3
, Lead ZirConate, Lead Metaniobate, Potassium Sodium Niobate.
• Transduser Magnetostriktif Transduser magnetostriktif adalah transduser yang menggunakan
bahan-bahan yang bersifat magnetostriktif. Bahan magnetostriktif adalah bahan yang akan mengalami pertambahan panjang apabila
dipengaruhi oleh medan magnet. Pertambahan panjang ini sejajar dengan arah medan magnet. Yang termasuk bahan magnetostriktif
adalah Nikel, Cobalt, Ferrite, Alfer, Permalog, dan Permendur.
4. Sifat Akustik Gelombang Ultrasonik a. Kecepatan Gelombang
