SUARA, ULTRA SOUND DAN ENERGI SUARA.

SUARA, ULTRA SOUND DAN
ENERGI SUARA.
Oleh Sugijanto



Energi suara adl vibrasi
mekanik yg membentuk glb
longitudinal dlm massa.
Terjadi pressure peregangan yg
menyebabkan displacement
molekul dgn gerak osilasi (grk
dari dan ke scr reguler)
Suara akustik memiliki tekanan
0,01 – 0,03 Pa (pascal=1nm-2)
PRODUKSI SUARA DAN US

Suara akustik dihasilkan oleh sirkuit osilator
dilewatkan induktan (elektromagnetik)
menggetarkan membrane.



Generator dengan sirkuit osilator
Pada loud speaker.
Ultra sound (frek >20.000 Hz) dihasilkan dari
piezo electric (PZT) menggetarkan plat metal
transducer,



Dengan osilator frekwensi tinggi sbg generator.
Barium titanate dan lead circonate titanate (PZT)
Pada treatment head (transducer)
RESONANSI



Bila gelombang mekanik frekwensi
tertentu berdekatan dengan massa yang
memiliki nila osilasi frekwensi yang sama
akan terjadi osilasi paksa = resonansi.
Terjadi pada garpu tala
Pendengaran terjadi karena resonansi, 20
Hz – 20.000 Hz.



Gerak massa pada gelombang suara
merupakan osilasi dengan arah ‘dari dan
ke’
Penyebaran suara dengan arah gelombang
longitudinal
Amplitudo adl ukuran tertinggi dan
terendah gelombang. Dikenal sbg
intensitas, besarnya energi.
Frekwensi glb suara dan ultra sound
Kecepatan suara

Kecepatan suara
dlm media
tergantung dari
hambatan
(impedansi akustik)
media
Sifat gelombang suara




Frekwensi (f) jumlah siklus dlm detik. Audio 20
Hz – 20 kHz, Ultra sound > 20.000 Hz.
Panjang gelombang () durasi satu siklus
gelombang suara dlm ms.
Amplitudo adl ukuran tertinggi dan terendah
gelombang. Merupakan besarnya energi glb
suara.
Kecepatan (v) waktu yang ditempuh gelombang
suara dlm detik. Kecepatan dan amplitudo akan
berubah bila melalui media tertentu, frekwensi
relatif tetap.
Damping suara


Akibat hilang energi terjadi
penurunan amplitudo secara
eksponensial (oleh penyerapan energi
dalam media)
Penyerapan energi suara diubah
menjadi vibrasi melekul (mechanical
effect), panas (thermal effect) dan
perubahan muatan listrik membrane
(piezo lectric effect)
Rintangan suara

Hambatan suara dalam media terjadi oleh:




Penyerapan energi gelombang: frekwensi
tetap, panjang gelombang dan kecepatan
berubah.
Pemantulan gelombang: Makin besar
perbedaan impedansi media makin besar
pemantulan.
Pembiasan: Makin besar perbedaan
impedansi media makin besar pembiasan.
Pengaruh pada media tergantung besarnya
penyerapan energi.
Acoustic impedance dan refleksi


Besarnya
penyerapan energi
tgt nila acoustic
impedance
Besarnya
pemantulan glb
suara tgt perbedaan
media
Pengaruh glb suara melalui
media jaringan tubuh

Hambatan gelb suara dlm media oleh sifat
hambatan (impedansi) media.




Terjadi penyerapan (absorbsi) energi suara.
Molekul dlm media terjadi osilasi (vibrasi)
Timbul panas.
Impedansi media tergantung kepadatan dan
kelenturan media.



Makin padat makin besar hambatan.
Makin kaku (kurang lentur) makin besar hambatan
Tulang > tendon (ujung otot) > ligament (jar ikat
sendi) > otot > cairan tubuh
GENERATOR ULTRA SOUND



Ultra sound dihasilkan dari generator (sirkuit
osilator) frekwensi tinggi.
Gelombang listrik osilasi dilewatkan pada kristal
piezo electric menghasilkan osilasi mekanik
(gelombang mekanik) dgn frekfwensi tetap. Dlm
ultra sound therapy f= 1 MHz dan 3 MHz.
Dilewatkan membran transducer (treatment head)
Intensitas (amplitudo) dan waktu (durasi)

Besarnya amplitudo tergantung dari
besarnya energi yg berasal dari amplitudo
osilasi (dari sirkuit osilator).



Intensitas ultra sound dlm watt/cm2
Berpengaruh pd besarnya vibrasi dlm media
Durasi (waktu) adalah jumlah waktu total
yng digunakan untuk pengobatan dlm
menit.

Berpengaruh pd jumlah energi yang dapatr
diserap media.
BEAM NON FORMATIO RATE



Pd permukaan transducer
terjadi interferensi
(superposisi) gelombang
Terjadi ketidak samaan
bentuk amplitudo
gelombang US  variasi
intensitas.
Dikenal sebagai BNR
(beam non formatio rate).
Nilai tertinggi yg diijinkan
6 kali I.
EFECTIVE RADIATING AREA
(ERA)



Pd permukaan transducer terjadi emisi glb
ultra sound.
Luas permukaan transducer yg
mengeluarkan gelombang US dikenal sbg
ERA (efective radiating area)
Era 1cm2 dan 5cm2.