Monday, 11 May 2009

Acoustic Emission Techniques [ Teknik Emisi Akustik Sebagai Sensor]

Acoustic Emission Techniques

Oleh : Edwina Maryami S. (13306034)
Tugas Mata Kuliah Akustik TF-3204

Setiap material akan mengalami deformasi ketika mengalami stress. Oleh karena itu diperlukan pengukuran terhadap material tersebut. Pengukuran terhadap daya tahan material disebut Nondestructive Testing (NDT). NDT adalah metode untuk memeriksa kondisi material atau komponen material yang ditujukan untuk mengetahui lifetime material atau perbaikan di waktu yang akan datang. Dalam NDT dikenal beberapa teknik diantaranya adalah eddy current, leak testing technique, gammagraphy, magnetic particle technique, x-ray radiography, ultrasonic, acousto-ultrasonic, dan acoustic emission. Teknik acoustic emission memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan teknik-teknik lainnya, oleh karena itu penggunaannya dalam industri merupakan hal yang biasa.

Acoustic emission (AE) adalah fenomena akustik yang sering terjadi sehari-hari. AE didefinisikan sebagai keluarnya atau munculnya gelombang akustik yang berada dalam range frekuensi 20 kHz-1MHz, dari suatu material ketika material tersebut mengalami pembebanan atau stimulasi dari gangguan luar. Contoh sederhana dari AE adalah suara pensil yang patah atau kayu yang retak.

AE dihasilkan dari deformasi lokal, misalnya retakan yang mengakibatkan stress lokal dan mengemisikan energi pulsa elastik yang yang akan merambat ke seluruh interior material. Teknik AE berbeda dengan teknik ultrasonic atau radiografi karena AE tidak membutuhkan energi dari luar.

AE dapat digunakan untuk memonitoring kerusakan lokal pada material (dapat mencapai skala mikro). Hal ini akan sangat berguna untuk memperkirakan lifetime suatu material. Biasanya AE dimanfaatkan di industry-industri seperti industri-industri yang banyak menggunakan storage tank, pressure vessel, dan pipa-pipa penyaluran, industri konstruksi bangunan dan jembatan, serta industri penerbangan dan antariksa. penggunaan AE di lapangan


Untuk dapat me-monitoring AE, dibutuhkan sensor yang diletakkan pada permukaan material. Sensor ini akan menangkap energi pulsa elastic yang dihasilkan dari deformasi lokal. Sinyal emisi tersebut akan diamplifikasi kemudian difilter oleh sistem pengolah sinyal. Sinyal kemudian akan dimonitor melalui PC secara real time. Lokasi kerusakan material dapat diketahui dengan mengekstrak koordinat sumber AE.

Pengukuran
Dalam pengukuran AE ada beberapa faktor yang perlu diketahui seperti yang telah disinggung sebelumnya. Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah gelombang AE, gelombang sinyal AE , transduser AE, dan pengolah sinyal.

Gelombang AE adalah gelombang elastik yang merupakan energi dari deformasi retakan material. Gelombang sinyal adalah sinyal keluaran dari peralatan AE setelah gelombang AE diolah secara elektrik.Spektrum frekuensi gelombang sinyal AE dipengaruhi oleh properti transduser, material, dan penjalaran gelombang.

Faktor yang paling penting dalam pengukuran AE adalah pemilihan transduser AE yang sesuai dengan tujuan pengukuran. Transduser yang digunakan harus memiliki kompresi yang sesuai dengan material. Secara umum, transduser AE yang digunakan adalah piezoelectric (PZT). PZT mengubah atau mengkonversi gerakan yang dihasilkan oleh gelombang elastik menjadi sinyal elektrik. Untuk material yang memiliki atenuasi yang besar digunakan transduser AE dengan resonansi yang rendah. Sedangkan untuk material yang memiliki atenuasi yang kecil (seperti metal) digunakan transduser AE dengan resonansi yang tinggi.

Dalam pengolahan sinyal AE, dibutuhkan beberapa komponen elektronik seperti transduser, pre-amplifier, filter, amplifier, serta kabel. Berikut ini gambar skema pengukuran AE.

Kelebihan dan Kekurangan AE

Kelebihan teknik AE adalah :
• Posisi retakan dapat diketahui. Sumber AE dapat ditentukan dari diferensial waktu sinyal AE pada sejumlah transduser AE.
• Klasifikasi dan arah retakan dapat diperhitungkan melalui analisis bentuk gelombang AE dengan menggunakan komponen tensor.
• Dinamika material dapat diamati secara real time.

Kekurangan teknik AE adalah :
• Sulit untuk membedakan sinyal AE dengan background noise selama pengukuran.
• Untuk beberapa material, AE tidak terjadi hingga material tersebut mencapai batas deformasinya sehingga sulit diketahui keretakannya.
• Sinyal keluaran transduser AE adalah kombinasi dari sumber gelombang AE, propagasi, dan respon transduser. Untuk material kayu, AE yang dihasilkan dari kayu tidak dapat dideteksi sebagai sinyal AE karena terjadi atenuasi gelombang AE ketika propagasi sehingga sulit dideteksi. Namun tidak untuk material metal yang memiliki atenuasi gelombang AE yang kecil.

Transdunser AE dan amplifier

sources
http://en.wikipedia.org/wiki/Acoustic_emission
http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fplgtr134.pdf
http://www.ndt.cegelec.com

2 comments:

edwina ms said...

salam kenal utk KIR SMA 47 Jakarta,,
sy edwina,, thx udh publish note sy ttg AET,,
smgt trs utk bwt blog yg bermanfaat ^^

fraurohman said...

Terima kasih bnyak atas sharingnya, sangat membantu untuk projek say sekarang :)