2. Tinjauan Pustaka Gelombang Mekanik Longitudinal

dokumen-dokumen yang mirip
2. TINJAUAN PUSTAKA Gelombang Bunyi Perambatan Gelombang dalam Pipa

BAB III ALAT PENGUKUR ALIRAN BERDASARKAN WAKTU TEMPUH GELOMBANG ULTRASONIK. Gelombang ultrasonik adalah salah satu jenis gelombang akustik atau

2. KAJIAN PUSTAKA 2.1 Gelombang Ultrasonik

BAB VII PEMBAHASAN MASALAH. suatu beton. Standar atau prosedur dalam menggunakan metode pengujian ini

FISIKA. 2 SKS By : Sri Rezeki Candra Nursari

sepanjang lintasan: i) A-B adalah 1/4 getaran ii) A-B-C-B-A adalah 4/4 atau 1 getaran iii) A-B-C-B-A-B adalah 5/4 atau 1,25 getaran

- - GETARAN DAN GELOMBANG

Gelombang Bunyi. Keterangan: γ = konstanta Laplace R = tetapan umum gas (8,31 J/mol K)

Fisika Umum (MA-301) Topik hari ini Getaran, Gelombang dan Bunyi

Pengukuran Tinggi Permukaan Air Berbasis Gelombang Ultrasonik Menggunakan Kalman Filter

PENENTUAN KOEFISIEN ABSORBSI DAN IMPEDANSI MATERIAL AKUSTIK RESONATOR PANEL KAYU LAPIS (PLYWOOD) BERLUBANG DENGAN MENGGUNAKAN METODE TABUNG

Gelombang. Rudi Susanto

1. SUMBER BUNYI. Gambar 7

Tugas Sensor Ultrasonik HC-SR04

Gelombang Bunyi 8 SMP

GELOMBANG YUSRON SUGIARTO

BAB 1 PENDAHULUAN. 1 Universitas Indonesia

Fisika Umum (MA-301) Getaran dan Gelombang Bunyi

Membahas bio-akustik berarti berusaha mengurai keterkaitan antara bunyi. gelombang bunyi, getaran dan sumber bunyi dengan kesehatan.

1. SUMBER BUNYI. Gambar 1

RANGKUMAN MATERI GETARAN DAN GELOMBANG MATA PELAJARAN IPA TERPADU KELAS 8 SMP NEGERI 55 JAKARTA

BAB I PENDAHULUAN. 1. Latar belakang

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

7.4 Alat-Alat Optik. A. Mata. Latihan 7.3

Pengukuran Tinggi Permukaan Air Berbasis Gelombang Ultrasonik Menggunakan Kalman Filter

Penghasil Gelombang Bunyi. Gelombang. bunyi adalah gelombang. medium. Sebuah

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. spektrofotometer UV-Vis dan hasil uji serapan panjang gelombang sampel dapat

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Tabel 1. Kecepatan Bunyi dalam berbagai zat pada suhu 15 C

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

3. Resonansi. 1. Tujuan Menentukan cepat rambat bunyi di udara

1. Jarak dua rapatan yang berdekatan pada gelombang longitudinal sebesar 40m. Jika periodenya 2 sekon, tentukan cepat rambat gelombang itu.

Scientific Echosounders

BAB 2 LANDASAN TEORI

Pengukuran Ketebalan serta Posisi Cacat pada Sampel Carbon Steel dan Stainless Steel dengan Metode Ultrasonic Testing.

ALAT YANG DIPERLUKAN TALI SLINKI PEGAS

Antiremed Kelas 12 Fisika

Soal GGB (Getaran, Gelombang & Bunyi)

BAB 5 PEMBAHASAN. 39 Universitas Indonesia

GELOMBANG. Lampiran I.2

LEMBAR KERJA SISWA (LKS) /TUGAS TERSTRUKTUR - - GELOMBANG - GELOMBANG

BAB I GETARAN, GELOMBANG DAN BUNYI

BAB I GETARAN, GELOMBANG DAN BUNYI

Gejala Gelombang. gejala gelombang. Sumber:

D. I, U, X E. X, I, U. D. 5,59 x J E. 6,21 x J

BAB 1 PENDAHULUAN. Beton sebagai salah satu bahan konstruksi banyak dikembangkan dalam

Disusun oleh : MIRA RESTUTI PENDIDIKAN FISIKA (RM)

BAB II GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. walaupun tidak ada medium dan terdiri dari medan listrik dan medan magnetik

- S. Indriani Lestariningati, M.T- Week 3 TERMINAL-TERMINAL TELEKOMUNIKASI

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

5. Satu periode adalah waktu yang diperlukan bandul untuk bergerak dari titik. a. A O B O A b. A O B O c. O A O B d. A O (C3)

SOAL FISIKA UNTUK TINGKAT KAB/KOTA Waktu: 120 menit. Laju (m/s)

SNMPTN 2011 FISIKA. Kode Soal Gerakan sebuah mobil digambarkan oleh grafik kecepatan waktu berikut ini.

BAB II LANDASAN TEORI

SILABUS PEMBELAJARAN

BAB 11 GETARAN DAN GELOMBANG

Dapat merambat melalui sebarang medium dengan kecepatan yang bergantung pada sifat-sifat medium

Pertemuan 10 PRINSIP KOMUNIKASI LISTRIK. Dahlan Abdullah Website :

KISI-KISI SOAL UJI COBA. Menurut medium perambatannya, gelombang

PENGUKURAN KOEFISIEN ABSORBSI MATERIAL AKUSTIK DARI SERAT ALAM AMPAS TEBU SEBAGAI PENGENDALI KEBISINGAN

D. 30 newton E. 70 newton. D. momentum E. percepatan

PENDEKATAN TEORITIK. Elastisitas Medium

III. METODE PENELITIAN

OLIMPIADE SAINS NASIONAL TAHUN 2009 TINGKAT KABUPATEN/KOTA FISIKA SMP

GETARAN DAN GELOMBANG STAF PENGAJAR FISIKA DEP. FISIKA IPB

DEFINISI Gelombang adalah suatu usikan (gangguan) pada sebuah benda, sehingga benda bergetar dan merambatkan energi.

BAB 10 GELOMBANG BUNYI DALAM ZAT PADAT ISOTROPIK

SOAL UN FISIKA DAN PENYELESAIANNYA 2007

PENERAPAN SINYAL ULTRASONIK PADA SISTEM PENGENDALIAN ROBOT MOBIL

GELOMBANG MEKANIK. (Rumus)

HANDOUT MATA KULIAH KONSEP DASAR FISIKA DI SD. Disusun Oleh: Hana Yunansah, S.Si., M.Pd.

penetrant dan developer. Umumnya warna yang digunakan adalah putih untuk developer dan merah untuk penetrant.

Pemantulan Bunyi gaung gema

01. Panjang gelombang dari gambar di atas adalah. (A) 0,5 m (B) 1,0 m (C) 2,0 m (D) 4,0 m (E) 6,0 m 02.

GETARAN DAN GELOMBANG. Gelombang. dibedakan berdasarkan. Gel. mekanik. contoh contoh contoh. Gel. air Gel. pada tali Gel. bunyi Gel.

METODE. 3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan. 3.2 Alat dan Bahan Bahan Alat

LAPORAN RESMI UJI ULTRASONIK (Ultrasonic Test)

LEMBARAN SOAL. Mata Pelajaran : FISIKA Sat. Pendidikan : SMA/MA Kelas / Program : XII ( DUA BELAS )

PENGAMATAN PENJALARAN GELOMBANG MEKANIK

I. PENDAHULUAN. Beton adalah suatu material yang terbentuk dari campuran semen, air, agregat

Pengukuran Waktu Tunda (Time Delay) pada Dua Sinyal dengan Cross Correlation Function (CCF)

: 1. KARAKTERISTIK GELOMBANG 2. PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN DAN GELOMBANG TEGAK

SOAL FISIKA UNTUK TINGKAT KAB/KOTA. Laju (m/s)

SOAL FISIKA UNTUK TINGKAT PROVINSI Waktu: 180 menit Soal terdiri dari 30 nomor pilihan ganda, 10 nomor isian dan 2 soal essay

HASIL DAN PEMBAHASAN

UJIAN SEKOLAH 2016 PAKET A. 1. Hasil pengukuran diameter dalam sebuah botol dengan menggunakan jangka sorong ditunjukkan pada gambar berikut!

Soal SBMPTN Fisika - Kode Soal 121

BAB IV ANALISA. TERSEBUT DIAPLIKASIKAN UNTUK PENDETEKSIAN CACAT DALAM PADA MATERIAL BAJA. DENGAN

SMA IT AL-BINAA ISLAMIC BOARDING SCHOOL UJIAN AKHIR SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2011/2012

BAB 1 PENDAHULUAN. Pada tahun 2000-an berkembang isu didunia internasional akan dampak

Aroem Kristalia Astry Limas Y

Soal dan Pembahasan Gelombang Bunyi dan Cahaya

MAKALAH CEPAT RAMBAT BUNYI DI UDARA

SNMPTN 2011 Fisika KODE: 559

GETARAN MEKANIK P R E S E N T A T I O N B Y M U C H A M M A D C H U S N A N A P R I A N T O

Fisika Ujian Akhir Nasional Tahun 2003

PERCOBAAN MELDE TUJUAN PERCOBAAN II. LANDASAN TEORI

BAB IV ANALISA. tersebut diaplikasikan untuk pendeteksian cacat dalam pada material baja. Dengan

BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi:

sebagai pengirim gelombang ultrasonik dan penerima gelombang ultrasonik untuk memetakan bahan yang ada di dalam beton Pada penelitian ini tomografi ultrasonik akan digunakan untuk pemetaan sebuah obyek yang berada di dalam beton Transduser ultrasonik yang digunakan hanya satu buah, yang berperan sebagai pengirim dan penerima gelombang ultrasonik Obyek tomografi berupa beton dengan komposisi agregat halus, semen portland dan air Obyek yang akan dipetakan berupa lubang bentuk kotak yang berisi udara, ini dikarenakan ketika gelombang merambat melalui beton dan bertabrakan dengan bidang batas antara udara dan beton maka terjadi refleksi gelombang Bentuk dari beton adalah balok yang diharapkan agar metode yang digunakan dapat dimanfaatkan untuk melihat struktur pada pilar-pilar beton yang berbentuk balok 2 Tinjauan Pustaka Gelombang Mekanik Longitudinal Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium ketika merambat [3] Medium gelombang mekanik dapat berupa benda padat, benda cair maupun benda gas Ombak merupakan gelombang mekanik yang perambatannya melalui medium air Gelombang suara adalah salah satu contoh dari gelombang mekanik yang merambat melalui medium udara Sedangkan contoh dari gelombang mekanik yang merambat melalui benda padat adalah gelombang tali Gelombang mekanik menurut arah getarnya dapat dibagi menjadi 2 yaitu gelombang mekanik longitudinal dan gelombang mekanik transversal Pada gelombang mekanik longitudinal arah getar gelombang searah dengan arah tambatnya, sedangkan pada gelombang mekanik transversal arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya [3] Pada gelombang suara partikel-partikel udara yang mentransmisikan gelombang bergetar bolak-balik dalam arah penjalaran gelombang sehingga gelombang bunyi termasuk salah satu gelombang mekanik longitudinal [3] Gelombang suara merupakan gelombang longitudinal yang memiliki rentang frekuensi yang dapat merangsang gendang telinga dan otak manusia sehingga manusia dapat mendengar gelombang tersebut Gelombang mekanik longitudinal menurut rentang frekuensi dapat dibedakan menjadi gelombang infrasonik, gelombang audiosonik (gelombang suara), dan gelombang ultrasonik Gelombang infrasonik memiliki frekuensi di bawah batas frekuensi pendengaran manusia sedangkan gelombang ultrasonik memiliki frekuensi diatas batas frekuensi pendengaran manusia Tabel1 memberikan informasi rentang frekuensi, jenis gelombang, dan makhluk yang dapat mendengarkan jenis gelombang tersebut 2

Tabel 1 Rentang frekuensi gelombang mekanik longiudinal Jenis Gelombang Rentang Frekuensi Keterangan Infrasonik < 20 Hz Didengar jangkrik dan anjing Audiosonik 20 20000 Hz Didengar manusia Ultrasonik > 20000 Hz Didengar kelelawar Gelombang Ultrasonik Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik longitudinal yang memiliki frekuensi tinggi sehingga tidak dapat didengar oleh telinga manusia Dalam kehidupan sehari-hari gelombang ultrasonik digunakan kelelawar sebagai alat navigasi Kelelawar tidak pernah menabrak ketika terbang pada malam hari karena kelelawar memanfaatkan pantulang gelombang ultrasonik, dari pantulan tersebut kelelawar dapat mendeteksi keberadaan benda-benda yang ada disekitarnya Gelombang ultrasonik memiliki frekuensi tinggi, dapat merambat dalam medium padat, cair, dan gas serta dapat memantul ketika ada perbedaan medium sehingga banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan manusia Kelebihan yang utama dari gelombang ultrasonik adalah dimungkinkannya menciptakan gelombang koheren yang dapat dikontrol frekuensi dan amplitudonya [7] Gelombang ultrasonik dihasilkan oleh transduser yang dapat mengubah tegangan listrik menjadi energi mekanik Transduser juga dapat mengubah gelombang mekanik menjadi tegangan listrik sehingga sebuah transduser dapat sebagai pengirim dan penerima gelombang ultrasonik Frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh transduser muncul akibat getaran elastis dari sebuah kristal piezoelektrik yang telah diinduksi oleh resonansi suatu medan listrik bolak-balik yang dikenakan pada kristal tersebut atau sering disebut dengan efek piezoelektrik [3] Struktur atom dari kristal piezoelektrik akan berkontraksi mengembang dan menyusut terhadap polarisasi tegangan yang diberikan, peristiwa mengembang dan menyusut terjadi pada frekuensi tertentu sehingga terjadi getaran yang selanjutnya diteruskan pada medium yang berada di depan transduser untuk dirambatkan menjadi sebuah gelombang ultrasonik Gelombang ultrasonik memberikan informasi dari sebuah bahan melalui gelombang yang direfleksikan Refleksi gelombang ultrasonik terjadi ketika gelombang menabrak bidang batas antara dua jenis medium yang berbeda, tetapi tidak semua gelombang direfleksikan melainkan ada pula gelombang yang ditransmisikan [5], seperti terlihat pada gambar 1 3

Gelombang datang Gelombang transmisi Gelombang refleksi Z 1 Z 2 Gambar 1 Gelombang refleksi dan gelombang transmisi Banyaknya gelombang yang direfleksikan dan ditransmisikan tergantung dari impedansi kedua medium tersebut Impedansi merupakan sifat dasar materi atau suatu zat ketika dilalui oleh sebuah gelombang [5] Impedansi suatu medium dapat diketahui melalui persamaan sebagai berikut : Z v (1) Dimana Z adalah impedansi akustik medium, ρ adalah massa jenis medium, dan v adalah kecepatan gelombang ultrasonik dalam medium Koefisien gelombang ultrasonik yang direfleksikan karena perbedaan medium yang dilewati dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [6] : 2 R Z2 Z1 (2) Z2 Z1 Dimana R adalah koefisien refleksi, Z 1 adalah impedansi akustik medium 1, dan Z 2 adalah impedansi akustik medium 2 Bidang batas antara dua jenis medium yang berbeda memiliki koefisien refleksi maksimal 1 dan minimal 0 Jika memiliki nilai koefisien maksimum maka semua gelombang ultrasonik yang menabrak bidang batas tersebut akan direfleksikan semua tetapi jika minimum maka tidak ada gelombang yang direfleksikan melaikan semua berkas gelombang akan ditransmisikan (T) T 1 R (3) gelombang yang direfleksikan juga tergantung dari sudut yang terjadi antara gelombang yang datang dan permukaan yang merefleksikan Jika sudut yang terbentuk antara gelombang datang dan permukaan yang merefleksikan gelombang adalah 90 o maka sebagian besar gelombang refleksi akan kembali ke transduser [12] Jika gelombang ultrasonik merambat melalui suatu medium maka gelombang ultrasonik akan mengalami peristiwa atenuasi [5] Atenuasi merupakan pengurangan intensitas berkas gelombang setelah melewati sebuah medium Besarnya atenuasi gelombang ultrasonik dapat dihitung menggunakan persamaan [9] : A x Ae ' (4) 4

Dimana A adalah amplitudo gelombang ultrasonik sebelum melewati bahan, A adalah amplitudo gelombang ultrasonik setelah melewati bahan, α adalah koefisien atenuasi dari bahan yang dilewati gelombang ultrasonik, dan x adalah panjang medium yang dilewati gelombang ultrasonik Beton Beton merupakan campuran antara semen portland, air dan agregat agregat dengan perbandingan tertentu Pada umumnya beton didapat dari pencampuran antara agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu becah atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton [1] Berdasarkan SNI 03 2847 2002 beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat Beton normal memiliki massa jenis 2200 kg/m 3 hingga 2500kg/m 3 dan menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah Tomografi Tomografi merupakan penggambaran irisan-irisan dari suatu benda tanpa secara fisis mengiris benda tersebut Prinsip dasar dari tomografi adalah melakukan rekonstruksi citra irisan berdasarkan citra proyeksinya Sesungguhnya citra adalah suatu fungsi intensitas dalam bidang dua dimensi [10] Pada tomografi ultrasonik wujud dari fungsi intensitas berupa homogenitas medium perambatan gelombang Tomografi ultrasonik merupakan salah satu pencitraan diagnostik untuk pemeriksaan beberapa bahan 3 Metode Penelitian Langkah awal penelitian dilakukan pembuatan beton berbentuk silinder dengan panjang bervariasi yang digunakan untuk mencari cepat rambat dalam beton Beton dibuat dengan komposisi agregat halus yang berupa pasir, semen portland, dan air Perbandingan antara agregat halus, semen portland, dan air adalah 3 : 1 : 0,5 Beton dibuat sedemikian rupa bertujuan agar mengurangi atenuasi gelombang ultrasonik oleh beton Setelah beton dikeluarkan dari cetakan dilakukan uji kecepatan gelombang ultrasonik menggunakan transduser ultrasonik Dalam hal ini transduser ultrasonik yang digunakan adalah seri AT200 yang memiliki keluaran gelombang ultrasonik dengan frekuensi 200kHz 4% [12] Pengukuran kecepatan gelombang dalam beton hanya menggunakan satu transduser dimana transduser tersebut berperan sebagai pengirim dan penerima gelombang ultrasonik, sehingga gelombang yang diterima transduser adalah gelombang refleksi Skema alat untuk pengukuran cepat rambat gelombang ultrasonik dapat dilihat pada gambar 2 5

Sumber Tegangan Generator pulsa Osiloskop Beton Transduser Gambar 2 Skema alat untuk mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik pada beton Sebuah transduser seri AT200 dihubungkan dengan generator pembangkit pulsa yang mendapatkan tegangan 12 volt dari sumber tegangan Osiloskop digital disambungkan dengan generator pulsa untuk menampilkan sinyal listrik yang dikirimkan dan diterima kembali oleh generator Tegangan yang dibangkitkan oleh generator pulsa akan diubah menjadi gelombang ultrasonik yang memiliki frekuensi 200kHz 4% Setelah melewati medium beton lalu menabrak batas medium antara beton dan udara maka terjadi gelombang refleksi yang selanjutnya diterima oleh transduser Melalui tampilan osiloskop, waktu tempuh gelombang dalam medium beton dapat diketahui Waktu tempuh yang telah didapatkan digunakan untuk menghitung cepat rambat dengan menggunakan persamaan : 2s v (5) t Dengan v adalah cepat rambat gelombang, s adalah panjang medium beton, dan t adalah waktu tempuh gelombang ultrasonik pada medium beton Cepat rambat gelombang ultrasonik dalam beton digunakan untuk menghitung impedansi dari beton menggunakan persamaan 1 Setelah impedansi didapatkan koefisien refleksi antara beton dan udara dihitung menggunakan persamaan 2 Selanjutnya koefisien refleksi akan digunakan untuk menghitung atenuasi gelombang ultrasonik dalam bahan menggunakan persamaan 4 Persamaan atenuasi dapat digunakan untuk mendapatkan grafik pengurangan amplitudo ketika merambat didalam beton 6

Gambar 3Beton yang akan dipetakan Beton yang akan dipetakan dibuat dengan perbandingan agregat halus, semen portland dan air adalah 3 : 1 :0,5 Beton dibuat balok seperti pada gambar 3, dengan tujuan agar metode juga dapat digunakan pada beton dengan bentuk balok Setelah beton selesai dibuat maka dilakukan pengambilan data seperti skema yang terlihat pada gambar 4 Sumber tegangan 12 v Personal computer Generator pulsa Osiloskop Transduser Beton bentuk balok Gambar 4 Skema alat untuk pengambilan data Pengambilan data dilakukan menggunakan satu buah transduser sebagai pengirim dan penerima gelombang ultrasonik Transduser mendapatkan pulsa tegangan listrik bolak-balik dari generator pulsa Generator pulsa mendapatkan tegangan dari sumber tegangan Osiloskop digunakan untuk melihat sinyal listrik yang diubah menjadi gelombang ultrasonik serta sinyal listrik hasil dari gelombang ultrasonik Data untuk rekonstruksi diambil setiap 2,5 cm dan didapatkan 49 data perambatan gelombang setiap sisinya Pengambilan data untuk tomografi hanya dilakukan pada dua sisi yang saling tegak lurus, karena dari dua sisi yang tegak lurus sudah dapat diketauhi koordinat dari benda yang berada di dalam beton Setelah data 7

perambatan gelombang didapatkan melalui osiloskop selanjutnya diolah menggunakan software FREEWAVE pada PC untuk mendapatkan nilai simpangan yang berasal dari grafik sinyal yang ditangkap oleh osiloskop Tiap pengambilan data didapatkan sebanyak 4000 nilai simpangan, yang selanjutnya dinormalisasi Normalisasi bertujuan untuk menyeragamkan prosentase simpangan Normalisasi dilakukan dengan menggunakan persamaan : Di D' i 1000 (6) D max Dimana D i adalah data hasil normalisasi, D i adalah data yang akan dinormalisasi, D max adalah data maksimum Pada persamaan normalisasi dikalikan dengan angka 1000 bertujuan agar tidak kehilangan informasi ketika pembulatan, karena setiap intensitas warna diwakili dengan bilangan bulat Data hasil normalisasi memiliki rentang 0 hingga 1000 Pemetaan dilakukan dengan mematrikskan setiap data dengan nilai simpangannya yang telah dinormalisasi, sehingga didapatkan matriks 49 x 4000 A 1 = {1,, 4000} B 1 = {1,, 4000} A 49 = {1,, 4000} B 49 = {1,, 4000} A A = A 1,1 49,1 A A 1,4000 49,4000 B B = B 1,1 49,1 B B 1,4000 49,4000 Selanjutnya dilakukan pemberian warna untuk setiap nilai di dalam matriks, dimana pemberian warna disesuaikan dengan nilai ambang yang telah ditentukan Nilai ambang pemberian warna adalah 500, karena angka tersebut merupakan nilai tengah dari data yang telah dinormalisasi Pemberian warna dilakukan dengan aturan sebagai berikut : D '( x, y ) { warna warna kuning hitam,, jika jika D ( x, y ) nilai D ( x, y ) nilai ambang ambang (7) Hasil pewarnaan hanya berwarna hitam dan kuning, dimana kuning merupakan data hasil normalisasi yang dibawah nilai ambang sedangkan warna hitam adalah data normalisasi yang diatas nilai ambang Pemberian warna ini dilakukan untuk mempermudah menganalisis hasil pemetaan Posisi sebuah benda yang berada di dalam beton dapat diketahui dengan cara melihat susunan warna pada hasil pemetaan Susunan warna dapat dihubungkan dengan nomor data sehingga dapat diketahui koordinat benda yang berada di dalam 8

beton Pengambilan data dilakukan dari sisi A dan B, maka titik acuan koordinat yang digunakan adalah perpotongan antara sumbu sisi A dan sumbu sisi B seperti terlihat pada gambar 4 4 Hasil dan Analisa Pengujian cepat rambat gelombang ultrasonik pada beton silinder didapatkan bahwa gelombang ultrasonik pada bahan uji dengan komposisi agregat halus, semen portland, dan air dengan perbandingan 3 : 1 : 0,5 adalah 5332,88 m/s Masa jenis beton yang digunakan adalah 3505,882 kg/m 3 sehingga dengan menggunakan persamaan 1, didapatkan impedansi beton adalah 18696448 kg/sm 2 Impedansi pada lubang dianggap sama dengan impedansi udara yaitu 425 kg/sm 2 Hasil pemetaan beton dengan memanfaatkan gelombang refleksi didapatkan seperti gambar di bawah ini : Sisi A Gambar 5 Hasil maping dari sisi A Gambar 5 memperlihatkan beberapa susunan warna yang berbeda, ini terjadi karena perbedaan nilai simpangan Jeda sebelum refleksi yang ditandai dengan warna kuning dengan intensitas rendah terjadi ketika gelombang ultrasonik masih merambat dalam medium beton dan belum kembali ke transduser Gelombang refleksi yang ditandai dengan warna kuning dengan intensitas lebih tinggi dari jeda terjadi karena gelombang refleksi diterima kembali oleh transduser Warna hitam yang terjadi karena nilai normalisasi dari simpangan lebih rendah dari nilai batas Daerah yang didominasi 9

dengan warna hitam menunjukkan bahwa tidak ada lagi gelombang refleksi yang diterima oleh transduser Pada nomor data 21 hingga 29 terdapat warna kuning dengan intensitas tinggi lebih panjang dari nomor data lain, ini terjadi karena penumpukan gelombang refleksi Gelombang refleksi terjadi karena lubang yang berada ditengah beton sehingga medium beton yang dilewati oleh gelombang lebih pendek maka gelombang refleksi datang lebih cepat serta terpantul berulang-ulang Pada nomor data 24 hingga 26 terdapat warna hitam yang memperlihatkan sudah tidak ada lagi gelombang refleksi yang kembali ke transduser Tidak adanya gelombang refleksi yang kembali dapat disimpulkan bahwa nomor 24 hingga 26 adalah jarak antar kedua lubang Dari gambar hasil pemetaan sisi A dapat disimpulkan lubang berada pada nomor data 21 hingga 29 Nomor data yang didapat digunakan sebagai nomor koordinat yang akan digabungkan dengan nomor koordinat sisi B Sisi B Gambar 6 Hasil maping dari sisi B Gambar 6 merupakan hasil pemetaan dari sisi B juga memperlihatkan susunan warna yang berbeda yang disebabkan perbedaan nilai simpangan Pada nomor data 21 hingga 25 terdapat warna kuning dengan intensitas tinggi lebih panjang dari nomor data lain, ini terjadi karena penumpukan gelombang refleksi seperti hasil pemetaan dari sisi A Nomor data 21 dan 25 digunakan untuk menentukan koordinat dari lubang 10

Pada panjang lintasan perambatan gelombang ultrasonik posisi ada lubang dan tidak ada lubang didapat pemodelan atenuasi gelombang ultrasonik terhadap waktu sebagai berikut : Prosentase amplitudo 12 1 08 06 04 02 0-02 A 0 Jeda A 1 0 5 10 15 Prosentase amplitudo 12 1 08 06 04 02 0-02 0 20 40 waktu ke- (a) waktu ke- (b) Posisi transduser grafik (a) (a) A 0 A 1 Posisi transduser grafik (b) A 0 A 1 A 3 (b) Gambar 7 Atenuasi gelombang ketika tidak ada lubang(a), atenuasi gelombang ketika ada lubang(b) Gambar 7(a) meperlihatkan bahwa gelombang yang merambat pada medium beton ketika posisi tidak ada lubang atau dengan panjang medium perambatan 120 cm hanya terbentuk 1 gelombang refleksi Gelombang refleksi yang terbentuk hanya 1 ini dikarenakan atenuasi pada beton cukup tinggi Untuk gambar 7(b) terjadi tumpukan gelombang refleksi, ini disebabkan karena jarak medium perambatan lebih pendek Tumpukan gelombang refleksi ini dikarenakan gelombang datang ter-refleksi cukup cepat akibat medium perambatan yang pendek Hasil yang didapat dari pemodelan ternyata sesuai dengan data hasil pemetaan yaitu ketika tidak ada lubang tidak terjadi tumpukan data sedangkan pada daerah yang berlubang terdapat tumpukan data refleksi 11

Pada hasil pemetaan sisi A (sebagai sumbu y) nomor data 21, 24, 26, dan 29 ditarik garis untuk mendapatkan perpotongan dengan sisi B (sebagai sumbu x) nomor data 21 dan 25 Koordinat hasil pemetaan dapat dilihat pada gambar 8, Gambar 8 Koordinat dari hasil pemetaansisi A dan sisi B Koordinat pada gambar 8 hanya dapat menggambarkan satu kotak sedangkan kotak yang lain belum dapat tergambarkan Kotak yang tergambarkan terdapat pada koordinat nomor data 21,21 ; 21,25 ; 24,25 ; dan 24,21 Dari koordinat lubang yang dapat digambarkan ternyata ukuran lubang adalah 10 cm x 7,5 cm berbeda dengan ukuran lubang yang sesungguhnya yaitu 10 cm x 10 cm Dengan metode yang digunakan ternyata belum dapat menggambarkan koordinat dari kedua lubang Hanya satu lubang yang berhasil digambarkan dengan ukuran yang kurang sesuai dengan yang sebenarnya, ini disebabkan karena atenuasi dalam medium beton 5 Kesimpulan dan Saran Cepat rambat gelombang ultrasonik pada obyek beton dengan komposisi agregat halus dan semen portland(3 : 1) adalah 5332,88 m/s Kecepatan yang didapatkan lebih tinggi dari kecepatan beton pada umumnya, ini disebabkan kerena komposisi yang digunakan hanya agregat halus dan semen portland berbeda dengan beton pada umumnya yang menggunakan agregat kasar, agregat halus, dan semen portland Dengan kecepatan yang lebih tinggi maka beton yang hanya menggunakan agregat halus dan semen portland lebih padat dibandingkan dengan beton pada umumnya Dengan metode yang digunakan dapat menggambarkan koordinat dari satu lubang dengan ukuran yang kurang sesuai sebenarnya Dari koordinat lubang yang dapat 12

digambarkan ternyata ukuran lubang adalah 10 cm x 7,5 cm berbeda dengan ukuran lubang yang sesungguhnya yaitu 10 cm x 10 cm Hasil dari pemodelan atenuasi gelombang ultrasonik sesuai dengan hasil yang didapatkan Pada hasil pemetaan terjadi tumpukan data refleksi ketika terdapat lubang sama halnya dengan hasil pemodelan ketika terdapat lubang terjadi refleksi yang berulang Perlunya pengembangan untuk penelitian yang selanjutnya agar metode dapat digunakan untuk melihat bahan-bahan yang berada di dalam beton Tidak hanya menguji beton skala laboratorium tetapi juga penerapannya pada beton skala bangunan gedung agar lebih bermanfaat Frekuensi yang digunakan sebaiknya lebih rendah sehingga atenuasi gelombang ultrasonik yang terjadi relatif lebih kecil Jika frekuensi yang digunakan lebih rendah maka dimungkikan menguji beton dengan adanya komposisi agregat kasar 6 Daftar Pustaka [1] Basuki Ariadi, dan Sadikin Maulana Ikhwan Pengembangan Metode Ultrasonik Sebagai Deteksi Kualitas Elemen Struktur Beton Paska Perbaikan Balai Besar Bahan dan Barang Teknik (B4T), Deperin Bandung 2008 [2] Standar Nasional Indonesia Nomor 03 2847 2002, Tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung Jakarta 2002 [3] Halliday, D,Resnick, R Fisika Jilid I edisi ke 3 Erlangga Jakarta [4] Centrangolo Gonzalo, P, and Popovics John,S Inspection of Concrete Using Air- Coupled Ultrasonic Pulse Velocity American Concrete Institute 2010 [5] Syarifudin Agus, Suryono, dan Suseno Jatmiko Endro Rancang Bangun Generator Pulsa Gelombang Ultrasonik dan Implementasinya untuk Pengukuran Jarak Antara Dua Obyek Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika FMIPA UNDIP Semarang 2008 [6] Trisnobudi Amoranto, dan Muyadi Gunawan Pemeriksaan Kualitas Dari Kayu Dua Lapis Menggunakan Uji Tak Merusak Ultrasonik Laboratorium Ultrasonik, Laboratorium Fisika Bangunan dan Akustik, Jurusan Teknik Fisika, Institut Teknologi Bandung Bandung 1999 [7] Marlianto Eddi Studi Ultrasonik Pada Bahan Superkonduktor Suhu Tinggi Pidato Pengukuhan Guru Besar Tetap, Bidang Fisika Superkonduktor Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara Medan 2008 [8] Hani Slamet Sensor Ultrasonika SRF05 Sebagai Memantau Kecepatan Kendaraan Bermotor Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, IST AKPRIND Yogyakarta Yogyakarta 2010 [9] Wirza Elfira Rekonstruksi Sinyal Akustik A-Mode menjadi B-Mode Sebagai Dasar Sistem Pencitraan Ultrasonik Program Studi Fisika Universitas Indonesia Jakarta 2008 [10] Schabowicz Krzysztof, Hola Jerzy, Stys Darius The Ultrasonic Tomographi Test Of Concrete In Foundation Slab Institute Of Building Engineering, Wroclaw University Of Technology Wroclaw, Poland 13

[11] Wijaya Marvin CH, Prijono Agus Pengolahan Citra Digital Menggunakan Matlab Informatika Bandung 2007 [12] Aimar Technology Corporation Specification of Ultrasonic Transducer AT200 14