T

22

T

11 V

)hd(x2

V

L2t

T

22

T

22 V

dx2

V

L2t

T

2222

12 V

)hd(xdxttt

Ukuran cacat cukup besar kedua sinyal terpisah/dapat dibedakan

t

d

h

x

L1

L2

d

h

x

L1 L2

Ukuran cacat terlalu kecil kedua sinyal saling tumpang tindih

t = ?

Untuk menanggulangi masalah ini dapat dilakukan analisis frekuensi :

• Spektroskopi ultrasonik

SPEKTROSKOPI ULTRASONIK

Pengukuran selang waktu tempuh antara dua buah sinyal dapat juga dilakukan secara tidak langsung dengan menggunakan analisis frekuensi

Menggunakan Fast Fourier Transform (FFT)

Menentukan selang frekuensi antara dua maksimum/minimum yang berdekatan

Selang waktu tempuh (t) adalah kebalikan dari selang frekuensi f

Selang waktu tempuh masih dapat ditentukan meskipun kedua sinyal saling tumpang tindih

0 0.5 1 1.5 2 2.5-1

-0.5

0

0.5

1

Waktu - mikrodetik

Am

plitu

da R

elat

ip

0 0.5 1 1.5 2 2.5-1

-0.5

0

0.5

1

Waktu - mikrodetik

Am

plitu

da R

elat

ip

0 5 10 15 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Frekuensi - megahertz

Am

plitu

da R

elat

ip

0 5 10 15 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Frekuensi - megahertz

Am

plitu

da R

elat

ip

Sinyal tunggal

Frekuensi tengah 10 MHz

Sinyal ganda identik

t = 0,5 S f = 2 MHz

0 0.5 1 1.5 2 2.5-1

-0.5

0

0.5

1

Waktu - mikrodetik

Am

plitu

da R

elat

ip

0 0.5 1 1.5 2 2.5-1

-0.5

0

0.5

1

Waktu - mikrodetik

Am

plitu

da R

elat

ip

0 5 10 15 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Frekuensi - megahertz

Am

plitu

da R

elat

ip

0 5 10 15 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Frekuensi - megahertz

Am

plitu

da R

elat

ip

Sinyal ganda tidak identik

A1/A2 = 0,25 t = 0,3 S

Sinyal ganda tidak identik

A1/A2 = 0,5 t = 0,4 S

0 0.5 1 1.5 2 2.5-1

-0.5

0

0.5

1

Waktu - mikrodetik

Am

plitu

da R

elat

ip

0 0.5 1 1.5 2 2.5-1

-0.5

0

0.5

1

Waktu - mikrodetik

Am

plitu

da R

elat

ip0 5 10 15 20

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Frekuensi - megahertz

Am

plitu

da R

elat

ip

0 5 10 15 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Frekuensi - megahertz

Am

plitu

da R

elat

ip

Sinyal-sinyal ganda saling tumpang tindih

Soal No. 1

Dalam suatu pemeriksaan pada suatu pelat baja setebal 50 mm telah dapat dideteksi adanya sebuah retakan permukaan. Retakan tersebut terletak 120 mm dari posisi transduser pada sisi yang berlawanan. Sinyal-sinyal yang diterima oleh transduser adalah seperti terlihat di samping ini. Oleh karena sinyal-sinyal tersebut saling tumpang tindih, maka selisih waktu tempuhnya tidak dapat ditentukan. Gunakan analisis frekuensi untuk menentukan kedalaman retakan tersebut. Kecepatan dalam bahan baja adalah 3,23 km/s.

Program psuno1 : Soal No.1 Pemrosesan Sinyal Ultrasonik

clear all

clf

d=[ ];

t=d(:,1); % Data waktu (dalam mikrodetik)

x=d(:,2); % Data amplituda

dt=0.025e-6; % Beda waktu tempuh

df=1/dt; % beda frekuensi = kebalikan beda waktu tempuh

f=df*(0:511)/512; % Menyiapkan frekuensi untuk menggambar spektrum

ff=f/1e6; % Frekuensi dalam megahertz

Y=fft(x,512); % Transformasi Fourier

Pyy=Y.*conj(Y)/512; % Power Spectral Density (psd)

Pyy=Pyy/max(Pyy); % Normalisasi

subplot(2,1,1) % Menyiapkan gambar dua baris 1 kolom : baris 1

plot(t,x) % Menggambar sinyal waktu

xlabel('Waktu - mikrodetik') % Memberi label absis (sumbu-x)

ylabel('Amplituda Relatip') % Memberi label ordinat (sumbu-y)

subplot(2,1,2) % Menyiapkan gambar dua baris 1 kolom : baris 2

plot(ff,Pyy) % Menggambar psd

xlabel('Frekuensi - MHz')

ylabel('Amplituda Relatip')

axis([0 10 0 1.2]) % Mengatur daerah/range sumbu-x dan sumbu-y

[ff' Pyy] % Menampilkan spektrum sinyal untuk menentukan beda frekuensi

S6095,06406.1

1t

MHz6406.16563.22969.4f

2.5000 0.2383

2.5781 0.2502

2.6563 0.2542

2.7344 0.2493

2.8125 0.2355

2.8906 0.2139

2.9688 0.1864

3.0469 0.1562

3.1250 0.1274

3.2031 0.1046

3.2813 0.0925

3.3594 0.0957

3.4375 0.1176

3.5156 0.1604

3.5938 0.2243

3.6719 0.3078

3.7500 0.4071

3.8281 0.5169

3.9063 0.6303

3.9844 0.7398

4.0625 0.8378

4.1406 0.9172

4.2188 0.9726

4.2969 1.0000

4.3750 0.9979

4.4531 0.9670

4.5313 0.9101

4.6094 0.8317

4.6875 0.7375

4.7656 0.6340

4.8438 0.5277

4.9219 0.4244

5.0000 0.3292

0313,128)23,3)(6095,0(50120

tVdx)hd(x

22

T2222

T

2222

V

)hd(xdxt

S6095,0ts/km23,3Vmm120xmm50d T

1992)120()0313,128()hd( 222

mm4,5199250h

Soal No. 2

Dalam suatu pemeriksaan pada suatu pelat baja setebal 50 mm telah dapat dideteksi adanya sebuah retakan permukaan, meskipun demikian retakan tersebut belum diketahui posisinya. Oleh karena itu untuk menentukan kedalaman retakan tersebut perlu dilakukan pengukuran dari dua posisi transduser. Kedua transduser ini diletakkan pada sisi yang berlawanan dengan posisi retakan. Sinyal-sinyal yang diterima oleh kedua transduser adalah seperti terlihat di samping ini. Bila jarak antar kedua transduser adalah 50 mm, perkirakan kedalaman retakan dengan menggunakan analisis frekuensi. Kecepatan dalam bahan baja 3,23 km/s.