Aplikasi Gelombang Bunyi pada bidang Industri

Gelombang  bunyi sebagai gelombang mekanik telah dibahas dalam posting sebelumnya  bahwa gelombang bunyi dalam merambat memerlukan medium  yaitu udara, zat cair atau zat padat. Gelombang buyi  yang dihasilkan oleh suatu getaran  diaplikasikan dalam teknologi telah banyak membantu manusia baik dalam bidang industri maupun dalam bidang kedokteran . Dalam bidang industri yang banyak digunakan adalah teknik SONAR(Sound Navigation and Ranging) yaitu suatu teknik pantulan bunyi untuk navigasi. Lebih detailnya adalah sebagai berikut

1.     Kaca Mata Tuna Netra

Kaca mata tuna netra dilengkapi dengan pengirim dan penerima ultrasonikk sehingga tuna netra dapat menduga jarak benda yang ada didepannya.  Gelombang ultrasonik dipancarkan frame kaca mata dan mengenai objek disekitar, gelombang ultrasonik dipantulkan  dan diterima kembali oleh  alat penerima pada kaca mata.  Ultrasonik berada pada frame kaca mata yang mengirimkan signal getaran pada telinga tuna netra.  Perlu diketahui bahwa orang yang tuna netra memiliki pendengaran yang lebih tajam atau sensitif dibanding orang yang bermata normal. Mengapa demikian?

2.     Mengukur kedalaman Laut

Kedalam Laut termasuk kawanan atau gerombolan ikan di bawah permukaan air dapat ditentukan oleh teknik  pantulan pulsa ultrasonik.. Pulsa Ultrasonik dipancarkan oleh sistem yang dinamakan  fathometer. Ketika pulsa mengenai dasar laut  atau gerombolan ikan, maka pulsa akan dipantukan dan diterima kembali oleh antena penerima. Dengan  mengetahui  waktu pancar  sampai gelombang diterima kembali maka jarak gerombolan ikan atau dasar laut bisa dihitung dengan persamaan gerak lurus beraturan (glb).

3.      Mendeteksi retak-retak pada struktur logam

Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scaning Ultrasonik. Teknik scaning ultrasonik inilah yang digunakan untuk meameriksa retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang bisa membahayakan sebuah penerbangan pesawat. Idealnya dalam pemeriksaan rutin setiap bagian penting pada pesawat akan di scaning ultrasonik. Bila ada keretakan akan diketahui  dengan  cepat dapat diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang.

Di Inggris selain scaning ultrasonik pada pesawat dilakukan pula pada perusahaan kereta api untuk memeriksa apakah rel kereta sudah ada yang retak atau belum untuk mengatisipasi supaya tidak ada kereta api yang anjlok . Apakah di Indonesia sudah menerapkan cara ini?

4.     Membersihkan  benda dengan Ultrasonik

Beberapa benda seperti berlian  dan perhiasan serta bagian-bagian mesin, sangat sukar dibersihkan dengan mengguanakan spon kasar atau  detergen keras.  Getaran getaran dari ultrasonik ternyata dapat merontokan suatu kotoran  dari suatu objek.  Berlian, komponen elektronik atau bagian-bagian mesin yang akan dibersihkan dicelupkan kedalam cairan kemudian gelombang ultrasonik frekuensi tinggi dikirim pada cairan sehingga cairan ikut bergetar  maka getaran cairan akan merontokkan kotoran yang menempel tanpa harus digosok.

5.      Survai geofisika

Suatu gempa bumi atau ledakkan dahsyat dapat menghantarkan gelombang bunyi yang dicatat dengan seismograf yang diletakkan diberbagai tempat. Catatan ini dapat memperlihatkan bentuk gangguan  bentuk gangguan tergantung dari  struktur lapisan bumi.  Sehingga Pantulan gelombang bunyi  yang berfrekuensi tinggi atau Ultrasonik ketika melalui lapisan-lapisan bumi bisa dipakai untuk memperkirakan  lapisan lapiasan batuan dan mineral yang mengandung endapan endapan minyak atau mineral-mineral berharga.

6.      Kamera

Pernahkah anda menggunakan kamera yang dapat mengatur fokusnya secara otomatis. Kamera seperti ini pasti menggunakan SONAR. Gelombang-gelombang ultrasonik dikirim oleh kamera menuju objek yang akan difoto setelah gelombang dipantulkan kamera dapat mengetahui jarak objek sehingga secara otomatis kamera mengatur fokos sesuai jarak objek tersebut. 

Demikian  enam macam aplikasi gelombang bunyi untuk bidang industri dan masih banyak lagi yang belum disebutkan disini.

Aplikasi Gelombang Bunyi

(1)   Aplikasi Ultrasonik. Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan antara lain:

a)      kacamata tunanetra, dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik. Perhatikan bentuk kaca tuna netra pada gambar berikut.

b)      mengukur kedalaman laut, untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui cepat rambat bunyi (v) dan selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa adalah :

c)      alat kedokteran, misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.

(2)   Manfaat cepat rambat bunyi dalam kehidupan sehari-hari yaitu:

a)      Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mengetahui siang dan malam.

b)      Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.

(3)   Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
a)      Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang, beduk dan lainnya.
(4)   Manfaat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:
a)      menentukan kedalaman laut

Pada dinding kapal bagian bawah dipasang sebuah sumber getaran (osilator). Di dekat osilator dipasang alat penerima getaran (hidrofon). Jika waktu getaran (bunyi) merambat (t) sekonuntuk menempuh jarak bolak-balik yaiu 2 L meter, maka cepat rambat dapat dihitung sebagai berikut.

Di mana:
v = cepat rambat bunyi (m/s)
L = dalamnya laut (m)
t = waktu (t)
b)      melakukan survei geofisika

mendeteksi, menentukan lokasi dan mengklasifikasikan gangguan di bumi atau untuk menginformasikan struktur bumi, mendeteksi lapisan batuan yang mengandung endapan minyak

c)      prinsip pemantulan ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur ketebalan pelat logam, pipa dan pembungkus logam yang mudah korosi (karat).

d)     Mendeteksi retak-retak pada struktur logam

Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang.

-XII IPA 1-Kelompok 6-