LAPPEN Andreas Setiawan Pemanfaatan gelombang ultrasonik BAB II
B.B IT
TRANSDUSER MAGNETOSTRICTIVE
Gelomang uloik pada jcni� ini pada dasamya diha�ilkan olch efek
kontraksi bahan magnctostrictivc pada inti, yang elanjutnya diteuskan ke membran
penggetar atau diaragma Kebanyakan logam ebenamya akan erkontrSi jika
erada ada mn magnet yng eruah-uah. Namun untuk mendaatkan daya
kontraksi er maka ergecmn konsi yang tejadj juga s r. Bn
magnetostrictive yang biaa digunakan adalah Nikel denga.n sifat konsi yang
cukUp baik dianding logam lain. Selain masalah kontraksi erlu juga diperhatikan
batasan hlstcris kemanctan bah, maksud.nya adalah batasan dna bahan tidak
lai man1pu mercspoo peubahau mcdan magnet sehingga mcmbsi ehtcnsi yang
dihn.�ilkan.
@_
Gambar I. Tstr Ultrasonic Magnetostrictive
4
Diagram transuscr ultrasonik magnetostrictivc dapat dilihat ada gambar. Sa garis
ear hagian terebut adalah :
a.
Inti magnetosrictive. Bn ini terbuat i plat nikel yng diotong tipis
n memanjang. Untuk menyusun bahan ini dikategorikan dua cara yang
erbeda, yaitu :
-Penggabungan dengan jarak (Space laminme)
Pada
a
ini penyusunan ahan plat nikel antara yang satu dengan yang
lain diberikan jarak. liasanyn pcnyusunan ini bcrentuk
(honeycomb)
jika dilihat dari as. Keuntungan
a
ng
lebah
ini adalah bahan
nikel yang digunakan lcbih sedikit sehingga mcnekn biaya Demikian
juga ibat adanya rongga-rongga tcr;ebut maka boot kcselumhan
rander menjadi lebih ringn.
dengan
memban
diaagma
Namun demikian kontak antara inti
kemungkinan
menjadi
lebib
lemah
kekuatanya.
-Peoggabungan tanajak (ero Space lamina/e)
Penyusunan dcngan
a
ini adalah mcnyusn plot nikcl saling erimpit
au dengau yng lain. l'ada zero .�pac! laminale erlu dierhatikn
pelapisan(coal) elat nikcl seelum digabung mcnjadi
am
harus
cukup teliti. l.apisan tipis ini harus cukup kuat n meata pada tiap
pcrmukaan elat, yang akan berguna ntuk memisahkn masing-masing
pelat cakclistrikan.
5
Pelapian ini ditujukan
muncul
pada suatu
uk
nt
menekan
penghantar
efek
Ars Eddy )·ang mungkin
dalam medan mnet.
Efek Ars Eddy
an mcnurunkan cfisiensi sistem dan meningkatkan suhu inti ehingga
mengangu
efektifitas kontraksi bahan.
Dengan a i trmsduer menjadi lcbih kuat
sehingga
kontak
akan mcmantu
antara
isik(robusl)
inti dengan di aragma juga lebih kuat. Hal ini
enyaluran encrgi yang Jebih
emersihan. Cara
a
membutuhkan
ini akn
baik
ke dalam wadah
pelat nikel yang
banyak
banyak e
s hingga membun biaya lebih
dibanding
penggabungan sace laminate. Namun keanyakan model
benahan dalm waktu pengocrasian yng
cukup
lebih
ini terbukti
lama. schingga biaya
em eli han akan daat ditekn minimal.
b. Lilitan kawat
pada
inti
enghantar, bcrfungsi
magnetrosrictive. Lilitan barus dibat
memiliki penan1pang
yg
cukup
arus yang dierlukan. Kawat
supaya
menyebnbkan lilitan
tidak
dari
snat tcrkcna
tcrjadi
kawat yng
Iebar schingga mampu m engal irkn
hrus diusahakan mcmil iki
baik sehingga tidak mudah rusak
dicrhatikan
untuk mcnghasilkan medan magnet
iolsi
yang
suhu tingg i. Hal i penting
hubungan
terbakar. Hrunatan j en is
endek
ang
dapat
dari kawat diusahakan
eminimal mungkin chingga kenaikoo suhu akiat !ian arus listrik yang
cukup er dapat diteknn.
6
c. Mcnbran diarama. erfungsi untuk menghasilkan denyutan gelombang
ultrasonik. Setelah inti bt:rkontraksi maka diaragma akan bergctar cukup
ccat sehingga m:mbuat ickanan udarn disckitar diara. Tcn i
akan erlang�ung bcrulang-ulang sehingga menghasilkan denyut-dcuyut
gclombang surd dengan mkuen�i tinggi yang discbut ultrasonik.
-
YPL MAONETOSTCTVE STACKS
Gmr 2. Mdel Ssn Pelt Nkel n Dia:la
d. iencrator tegangan, erungsi untuk mcmberikan tcgangan kepada lilitan
kawat.
Tegangan
yang
dierikan harus erubah-ubah etiap
waktu,
schingga akan m:nimhulkan medan magnet yang bcrubah juga pada lilitan.
Mdn magnet yang terentuk esan1ya mengikuti arus yang dib:ikan
pada lilitan kawat. seh.ingga unmk membuat medan magnet yang dapat
mcnimbulkan kon!raksi bcsar dibutuhkn us yang ear juga. Generator
tegangan hs mampu memerikn arus cu:up bcsar dengan rekuensi
7
perubahan berada di dacrab rekuensi ultrasonik (lebih dari 20khz). Selain
itu perlu juga diperhatikan pada en yang menggunakan lilitan akan
menirubulkan
imednsi tertcntu
aal
dierikan
tegangn A:. Jika
imsi tidak cocok dengan imedansi keluaran generator, maka
climpahan daya ke trmsduser tidak akan maksimnm. Hal ini sclain
menyebabkan penurwulll cisiensi juga dapat menyebabkn tcljadiuya
ken generator akibat daya yang trcpantul kembali.
8
TRANSDUSER MAGNETOSTRICTIVE
Gelomang uloik pada jcni� ini pada dasamya diha�ilkan olch efek
kontraksi bahan magnctostrictivc pada inti, yang elanjutnya diteuskan ke membran
penggetar atau diaragma Kebanyakan logam ebenamya akan erkontrSi jika
erada ada mn magnet yng eruah-uah. Namun untuk mendaatkan daya
kontraksi er maka ergecmn konsi yang tejadj juga s r. Bn
magnetostrictive yang biaa digunakan adalah Nikel denga.n sifat konsi yang
cukUp baik dianding logam lain. Selain masalah kontraksi erlu juga diperhatikan
batasan hlstcris kemanctan bah, maksud.nya adalah batasan dna bahan tidak
lai man1pu mercspoo peubahau mcdan magnet sehingga mcmbsi ehtcnsi yang
dihn.�ilkan.
@_
Gambar I. Tstr Ultrasonic Magnetostrictive
4
Diagram transuscr ultrasonik magnetostrictivc dapat dilihat ada gambar. Sa garis
ear hagian terebut adalah :
a.
Inti magnetosrictive. Bn ini terbuat i plat nikel yng diotong tipis
n memanjang. Untuk menyusun bahan ini dikategorikan dua cara yang
erbeda, yaitu :
-Penggabungan dengan jarak (Space laminme)
Pada
a
ini penyusunan ahan plat nikel antara yang satu dengan yang
lain diberikan jarak. liasanyn pcnyusunan ini bcrentuk
(honeycomb)
jika dilihat dari as. Keuntungan
a
ng
lebah
ini adalah bahan
nikel yang digunakan lcbih sedikit sehingga mcnekn biaya Demikian
juga ibat adanya rongga-rongga tcr;ebut maka boot kcselumhan
rander menjadi lebih ringn.
dengan
memban
diaagma
Namun demikian kontak antara inti
kemungkinan
menjadi
lebib
lemah
kekuatanya.
-Peoggabungan tanajak (ero Space lamina/e)
Penyusunan dcngan
a
ini adalah mcnyusn plot nikcl saling erimpit
au dengau yng lain. l'ada zero .�pac! laminale erlu dierhatikn
pelapisan(coal) elat nikcl seelum digabung mcnjadi
am
harus
cukup teliti. l.apisan tipis ini harus cukup kuat n meata pada tiap
pcrmukaan elat, yang akan berguna ntuk memisahkn masing-masing
pelat cakclistrikan.
5
Pelapian ini ditujukan
muncul
pada suatu
uk
nt
menekan
penghantar
efek
Ars Eddy )·ang mungkin
dalam medan mnet.
Efek Ars Eddy
an mcnurunkan cfisiensi sistem dan meningkatkan suhu inti ehingga
mengangu
efektifitas kontraksi bahan.
Dengan a i trmsduer menjadi lcbih kuat
sehingga
kontak
akan mcmantu
antara
isik(robusl)
inti dengan di aragma juga lebih kuat. Hal ini
enyaluran encrgi yang Jebih
emersihan. Cara
a
membutuhkan
ini akn
baik
ke dalam wadah
pelat nikel yang
banyak
banyak e
s hingga membun biaya lebih
dibanding
penggabungan sace laminate. Namun keanyakan model
benahan dalm waktu pengocrasian yng
cukup
lebih
ini terbukti
lama. schingga biaya
em eli han akan daat ditekn minimal.
b. Lilitan kawat
pada
inti
enghantar, bcrfungsi
magnetrosrictive. Lilitan barus dibat
memiliki penan1pang
yg
cukup
arus yang dierlukan. Kawat
supaya
menyebnbkan lilitan
tidak
dari
snat tcrkcna
tcrjadi
kawat yng
Iebar schingga mampu m engal irkn
hrus diusahakan mcmil iki
baik sehingga tidak mudah rusak
dicrhatikan
untuk mcnghasilkan medan magnet
iolsi
yang
suhu tingg i. Hal i penting
hubungan
terbakar. Hrunatan j en is
endek
ang
dapat
dari kawat diusahakan
eminimal mungkin chingga kenaikoo suhu akiat !ian arus listrik yang
cukup er dapat diteknn.
6
c. Mcnbran diarama. erfungsi untuk menghasilkan denyutan gelombang
ultrasonik. Setelah inti bt:rkontraksi maka diaragma akan bergctar cukup
ccat sehingga m:mbuat ickanan udarn disckitar diara. Tcn i
akan erlang�ung bcrulang-ulang sehingga menghasilkan denyut-dcuyut
gclombang surd dengan mkuen�i tinggi yang discbut ultrasonik.
-
YPL MAONETOSTCTVE STACKS
Gmr 2. Mdel Ssn Pelt Nkel n Dia:la
d. iencrator tegangan, erungsi untuk mcmberikan tcgangan kepada lilitan
kawat.
Tegangan
yang
dierikan harus erubah-ubah etiap
waktu,
schingga akan m:nimhulkan medan magnet yang bcrubah juga pada lilitan.
Mdn magnet yang terentuk esan1ya mengikuti arus yang dib:ikan
pada lilitan kawat. seh.ingga unmk membuat medan magnet yang dapat
mcnimbulkan kon!raksi bcsar dibutuhkn us yang ear juga. Generator
tegangan hs mampu memerikn arus cu:up bcsar dengan rekuensi
7
perubahan berada di dacrab rekuensi ultrasonik (lebih dari 20khz). Selain
itu perlu juga diperhatikan pada en yang menggunakan lilitan akan
menirubulkan
imednsi tertcntu
aal
dierikan
tegangn A:. Jika
imsi tidak cocok dengan imedansi keluaran generator, maka
climpahan daya ke trmsduser tidak akan maksimnm. Hal ini sclain
menyebabkan penurwulll cisiensi juga dapat menyebabkn tcljadiuya
ken generator akibat daya yang trcpantul kembali.
8