Matakuliah
Tahun
Versi
: H0262 / Pengukuran dan Instrumentasi
: 2005
: 00 / 01
Pertemuan 11
Sistem Pengukuran Ultrasonik
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
• Mahasiswa dapat menjelaskan sistem
pengukuran ultrasonik
• Mahasiswa memahami sistem pengukuran
ultrasonik
2
Outline Materi
•
•
•
•
•
Materi 1 : Ultrasonik transmitter
Materi 2 : Impedansi akustik
Materi 3 : Prinsiop transmisi ultrasonic
Materi 4 : Efek Doppler
Materi 5 : Ultrasonik Doppler Flowmeter
3
Sistem pengukuran ultrasonik
Dengan sistem pengukuran ultrasonik dapat dilakukan
pengukuran ketebalan, level dan aliran.
Sistem pengukuran ultrasonik
Gb. 11.1 Basic ultrasonic transmission link
- prinsip piezoelectric
Direct effect : q = dF
Inverse effect : X = dV
q=dkx
dq
i = dt
dan
F=dkV
Gb. 11.2 Piezoelectric ultrasonic transmitter
6
X
Vs
d
=
1
wn2
s2 +
2
wn
s +1
Gb. 11.3 equivalent electrical circuit for crystal
7
ZE (s) = L1 s + R1 +
1
C1s
w R1 C1 – j (1 – w2 L1 C1)
H (jw) =
w [(C + C1) – w2 L1 CC1 ] + jw2 CC1 R1
w1 =
C + C1
L1 C1 C
8
Prinsip ultrasonic trasmission
9
Gb. 11.4 gelombang longitudinal
y
dy = dy sin wL
( t ± cL )
cL = fL L
longitudinal wave
cT = fT T
transverse wave
P
cL =
(gas)

B
(liquid)
cL =

E (1 – v)
cL =
(1+v) (1-2v) 
s

cT =
ZA =
(solid)
P

(impedansi akustik)
RA = c
W =
P2
RA
= 2 RA
(intensitas akustik / power)
10
• Refelction a refraction antara 2 material
T =
R =
4 R1 R2
(R2 + R1)2
(R2 – R1)2
(R2 + R1)2
11
Gb. 11.5 reflection a refraction antara 2 material
12
Efek Doppler
Gb. 11.6 efek doppler
13
f`=f
c
` =  (
c
±
(c ± v)
c
v
)
14
Gb. 11.7 pulse reflection teknik
Ultrasonic doppler flowmeter
f =
2f
c
Gb. 11.8 Doppler flowmeter
(cos)v
15
Gb. 11.9 ultrasonic cross-corelation flowmeter
Rxy () = lim
T
1
T
T
x(t-) y (t) dt
16
<<ISI>>
17
<< CLOSING>>
18