Dokumen tersebut membahas penelitian karakteristik sensor Magnetic Inductance Tomography (MIT) untuk deteksi cacat pada logam. Penelitian ini meliputi eksperimen karakterisasi sensor, variasi tebal pelat logam, dan analisis sinyal pada receiver saat melewati logam berlubang untuk mendeteksi cacat. Hasilnya menunjukkan sensor MIT mampu mendeteksi perbedaan sinyal antara logam normal dan ber cacat.

1. Analisis Karakteristik Sensor Magnetic
Inductance Tomography (MIT) untuk
Aplikasi Inspeksi Cacat Logam
Rifa’atul Fadilah
Dosen Pembimbing : Elvan Yuniarti, M.Si
Pembimbing Lapangan : Dr. Mahfudz Al Huda M. Eng
S1 Fisika Instrumentasi
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
C-TECH LABS
EDWAR TECHNOLOGY

2. Outline
▪Latar Belakang
▪Tujuan dan Manfaat
▪Dasar Teori
▪Metodologi Penelitian
▪Metode Pengambilan Data
▪Hasil dan Pembahasan
▪Kesimpulan dan Saran

3. Latar Belakang
Logam
Production
Casting
Defects
Cacat
bentuk
Cacat luar
Cacat
dalam
NDT
Quality Control
Memelihara kualitas
Meminimalisir reject
Menekan biaya produksi
Penyempurnaan teknik

4. Non Destructive Testing (NDT)
Metode Inspeksi
X-Radiography
Ultrasonic
Eddy Current
Magnetic Particle
Liquid Penetrant
MIT
Teknik tomografi elektrik berbasis
induksi magnetik untuk
pencitraan parameter
elektromagnetik pasif pada
frekuensi rendah secara non-
invasive dan non-destructive.
Visual

5. Tujuan dan Manfaat
1. Mengetahui karakteristik hubungan antara sensor
MIT dengan material menggunakan metode Lift-off.
2. Mengetahui karakteristik perbandingan data baja
normal dan cacat dengan perbandingan variasi tebal
pelat.
3. Membandingkan metode pengukuran yang tepat
pada MIT untuk deteksi cacat dengan metode
pengambilan data secara sweeping.
4. Bagaimana batasan dan kemampuan hasil
pengukuran nilai ∆V imajiner untuk mendeteksi
cacat.
1. Memberikan kontribusi dalam bidang
riset Non Destructive Testing (NDT)
mengenai teknologi flaw detection
pada logam.
2. Dapat dijadikan referensi untuk
penelitian deteksi cacat pada logam
hasil lasan.

6. Induksi Elektromagnetik
Persamaan Ampere-Maxwell
𝛻 × 𝑯 = 𝑱 +
𝜕𝑫
𝜕𝑡
Hukum Faraday
𝛻 × 𝑬 = −
𝜕𝑩
𝜕𝑡
Biot Savart
𝑑𝑩 =
𝜇0𝐼 𝑑𝑙 × 𝐼𝑟
4𝜋𝑟2
𝑩 = 𝜇0𝜇𝑟𝑯
𝑫 = 𝜀0𝜀𝑟𝑬
D = rapat flux listrik
𝐶
𝑚2
E = medan listrik (V/m)
B = rapat fluks magnet (T)
H = medan magnet (A/m)
J = rapat arus listrik
𝐴
𝑚2
Source: Communications Museum of Macao

7. Eddy Currents
Material Konduktif
Eddy Currents
Mf primer
Mf sekunder
(Griffiths, 2001)
Source: Olympus Corporation

8. Phasor Response of Different Objects in MIT (A. J. Peyton)
1. Tidak ada objek → hanya background signal (sinyal
langsung antara dua kumparan)
2. Objek magnetik, non-conducting → terdapat sinyal
tambahan dari objek yang se-fase dengan
background sinyal.
3. Objek konduktif, non-magnetic → sinyal yang
disebabkan objek memiliki komponen yang se-fasa
dan kuadratur (fase antara background sinyal dan
sinyal objek sekitar 90° − 180° )
4. Objek magnetik mengandung besi → Fase antara
sinyal background dan sinyal objek 0° − 180°
5. Objek berkonduktivitas rendah (biologis) → interaksi
lemah antara medan yang ada dengan objek. (fase
hanya sekitar 90° dari fase background.

9. Magnetic Indutance Tomography :forward model
Hoe Cher Wee (2010)
Terdapat dua metode untuk menterjemahkan signal perturbation:
- dengan mengukur real part dan imaginary part pada Vo (total voltage)
- mengukur phase antara Vo dan Vtotal.

10. Metodologi
Penelitian
Eksperimen Karakterisasi
Sinyal
Eksperimen Deteksi Cacat Subsurface
Studi Literatur
-Metode yang dapat digunakan untuk
deteksi cacat
-Perbandingan data terhadap variasi
dimensi cacat
-Karakteristik sensor terhadap
perubahan frekuensi
-Karakteristik lift off pada bahan
yang berbeda
Grafik Hasil Inspeksi Cacat
Karakteristik Sensor
Eksperimen Variasi Tebal Pelat
-Perbandingan konduktivitas
pada frekuensi tinggi dan
rendah
-Perbandingan tebal pelat
Literatur
Literatur
Perbandingan Variasi Tebal
terhadap Sinyal Output
Kesimpulan
Literatur

11. Sensor, Benda Uji, Eddy Current Generator, Osiloskop, dan Komputer
Preparasi sistem pengukuran :
Menghubungkan Sensor-Eddy Current Generator- Osiloskop-Komputer)
Eddy Current Generator menembakan sinyal AC ke
Transmitter
Receiver menerima medan total primer dan
sekunder dalam bentuk tegangan
Tegangan terhadap waktu yang ditangkap receiver
ditampilkan pada osiloskop
Data dari osiloskop di capture dan
disimpan dalam komputer
Setup Eksperimen

12. D dalam: 20mm
D luar: 40mm
D kawat: 0,15mm
Tebal: 12mm
Induktansi: 200mH
Shyahrul Ulum (2010)
ɸ20
2,500
2,500
12

13. METODE DAN HASIL
EKSPERIMEN

14. 1
Eksperimen pendahuluan
untuk mengetahui
karakteristik hubungan
sensor dengan sifat
magnetik material terhadap
perubahan frekuensi dengan
metode Lift-Off
Objek uji:
Baja 30x30x0,3 cm
Alumunium 30x30x0,3 cm
Lift Off

15. Measurement of Imaginary Perturbtion
Signal
ΔV= Re(ΔV) + j im (ΔV)
dx Vtotal ∆𝑉 𝜃(ns) ∆𝜃° polar delta R rect delta x rect
0 0,72 0,12 780 14,310410 0,116277 0,029661
1 0,68 0,08 60 1,100801 0,079985 0,001537
2 0,68 0,08 80 1,467734 0,079974 0,002049
3 0,64 0,04 60 1,100801 0,039993 0,000768
4 0,64 0,04 40 0,733867 0,039997 0,000512
5 0,64 0,04 20 0,366934 0,039999 0,000256
6 0,62 0,02 30 0,550400 0,019999 0,000192
7 0,6 0 0 0 0 0
8 0,6 0 0 0 0 0
9 0,6 0 0 0 0 0
Vtotal-V0 𝜃 ∗ 2π. 𝑓 ∆𝑉 ∗ 𝐶𝑂𝑆(∆𝜃°) ∆𝑉 ∗ 𝑆𝐼𝑁(∆𝜃°)
Polar → rectangular
rectangular→ polar
Contoh: frekuensi 50.963KHz
Bentuk polar
∆𝑉 = 𝑅𝑒(∆𝑉)2 + 𝐼𝑚(∆𝑉)2

16. -2
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
∆V
Im
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Imajiner
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
-4
-2
0
2
4
6
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
∆V
Re
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Riil
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
Alumunium
Hasil dan
Pembahasan 1

17. -2
-1
0
1
2
3
4
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
∆V
Im
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Imajiner
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
0 2 4 6 8 10 12
∆V
Re
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Riil
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
Baja

18. -8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
0 2 4 6 8 10 12
∆V
Re
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Baja
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
-4
-2
0
2
4
6
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
∆V
Re
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Alumunium
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
-2
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
∆V
Im
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Alumunium
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
∆V
Im
(V)
Jarak Lift Off (Cm)
Baja
50.963 kHz
58.513 kHz
61.099 KHz
63.924 kHz
65.827 KHz
68.689 kHz
75.231 kHz
≤ 58.512KHz dan ≥
68.680𝐾𝐻𝑧 →dapat
digunakan untuk pengukuran
Frekuensi resonansi → 𝑋𝐿 = 𝑋𝐶
Reaktansi Kapasitif 𝑋𝐶
Reaktansi Induktif 𝑋𝐿
Eksperimental
Characterization
HASIL DAN PEMBAHASAN

20. Source: Basic Electronic Tutorials
Source: NDT Research Center

21. 2
Dengan asumsi bahwa semakin besar
ukuran cacat, semakin tipis tebal pelat.
Untuk mengetahui pengaruh ukuran
cacat terhadap peak yang dihasilkan,
dilakukan ekperimen dengan beda
tebal pelat untuk mensimulasikan
perbandingan volume cacat.
(1) (2)
(3)
(4) (5) (6)

22. Material Vpp (V)
Alumunium 3mm 0,9
Baja 3mm (30x30cm) 1,14
Baja 3mm (panjang) 1,24
Baja 5mm 1,22
Baja 8mm 1,32
Baja 10mm 1,30
Material Vpp (V)
Alumunium 3mm 1,86
Baja 3mm (30x30cm) 1,10
Baja 3mm (panjang) 1,06
Baja 5mm 1,16
Baja 8mm 1,06
Baja 10mm 1,02
45kHz 80kHz
V yang diterima Rx memiliki pola yang berlawanan antara frekuensi dibawah frekuensi resonansi dan diatas frekuensi
resonansi, sebagaimana percobaan pertama pada eksperimen lift off
Hasil dan
Pembahasan 2

23. 𝛻 × 𝑯 = 𝑱 +
𝜕𝑫
𝜕𝑡
Baja tipis Baja tebal
Semakin rapat arus ( 𝐽 semakin besar)
Semakin renggang arus ( 𝐽 semakin kecil)
𝑩 = 𝜇0𝜇𝑟𝑯
Medan sekunder semakin besar Medan sekunder semakin kecil
Ampere-Maxwell

24. 3
Eksperimen: Analisis sinyal pada
receiver saat melewati baja
yang berlubang. Dilakukan
dengan menghitung nilai ∆𝜃
dan 𝑖𝑚(∆𝑉).
6cm 6cm
D=5mm D=10mm
10cm 10cm
8mm 8mm
10mm

25. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Tx Rx
Baris1
Baris2
Baris3
Baris4
Baris5
Pemetaan Titik Pengukuran

26. Pengambilan Data Pergeseran Fase
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Baris1
Baris2
Baris3
Baris4
Baris5
-0.12
-0.07
-0.02
0.03
0.08
-1.50E-06 -1.00E-06 -5.00E-07 0.00E+00
Amplitudo
(V)
t (s)
Cacat
Normal

27. Hasil dan
Pembahasan 3
690
700
710
720
730
740
750
760
770
780
790
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
dT
(
S)
Titik Pengukuran
Normal
Baris 1
Baris 2
Baris 3
Baris 4
Baris 5
670
680
690
700
710
720
730
740
750
760
770
780
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
dT
(
S)
Titik Pengukuran
Cacat
Baris 1
Baris 2
Baris 3
Baris 4
Baris 5

28. 670
680
690
700
710
720
730
740
750
760
770
780
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
dT
(
S)
Titik Pengukuran
Baris 3
Cacat
Normal
Perbandingan Ukuran Cacat

29. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Tx Rx
Baris1
Baris2
Baris3
Baris4
Baris5
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
dT
(
S)
Titik Pengukuran
Baris 1
Baris 2
Baris 3
Baris 4
Baris 5
Hasil Normalisasi Pergeseran Sinyal (normal-cacat)
(Mook, G.- Michel, F – Simonin, J.)

30. -1E-10
0
1E-10
2E-10
3E-10
4E-10
5E-10
6E-10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
∆V
Im
(V)
Titik Pengukuran
Baris 1
-8E-11
-6E-11
-4E-11
-2E-11
0
2E-11
4E-11
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
∆V
Im
(V)
Titik Pengukuran
Baris 2
-4E-11
-2E-11
0
2E-11
4E-11
6E-11
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
∆V
Im
(V)
Titik Pengukuran
Baris 3
-1.5E-11
-1E-11
-5E-12
0
5E-12
1E-11
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
∆V
Im
(V)
Titik Pengukuran
Baris 4
-8E-12
-6E-12
-4E-12
-2E-12
0
2E-12
4E-12
6E-12
8E-12
1E-11
1.2E-11
1.4E-11
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
∆V
Im
(V)
Titik Pengukuran
Baris 5
Grafik ∆𝑉 imajiner

31. Kesimpulan
1. Pada frekuensi dibawah frekuensi resonansi <63,924 kHz
nilai imajiner tegangan sekunder baja lebih besar dari
alumunium, sedangkan pada frekuensi diatas frekuensi
resonansi >63,924 kHz nilai imajiner tegangan sekunder baja
lebih kecil dari alumunium.
2. Frekuensi yang sesuai untuk pengukuran adalah 80 kHz atau
diatas frekuensi resonansi, dimana tegangan yang terbaca
pada receiver akan lebih besar pada pelat yang semakin
tipis.
3. Untuk melihat pengaruh medan sekunder yang kecil dapat
dilakukan dengan menganalisis perubahan fase dan ∆V
imajinernya, namun menganalisis pergeseran sinyal
merupakan metode yang lebih simpel dan akurat.
4. Hasil pengukuran ∆V imajiner sudah mampu melihat adanya
cacat namun belum dapat mengetahui letak cacatnya.
Dari ketiga eksperimen yang
telah dilakukan, telah ditarik
beberapa kesimpulan

32. Saran
1. Perlu diperhatikan lagi pengaruh skin depth penetration
pada masing-masing objek
2. Objek yang digunakan lebih baik memiliki campuran yang
sama agar lebih mudah menganalisis perbandingan-
pernbandingan.
3. Masih perlu dilakukan eksperimen lebih lanjut untuk
mencari metode pengambilan data untuk inspeksi cacat
pada logam
4. Perlu dilakukan eksperimen dengan dimensi cacat yang
lebih kecil.
Masih banyaknya penelitian
yang harus dilakukan sehingga
terdapat beberapa saran.

33. Wassalamu’alaykum Wr.Wb.