Transcript
Handouts Tatap Muka IV
Mata Kuliah : Akustik Kelautan
SKS : 3 (2-1)
Waktu : 100 menit
Pokok Bahasan : PRINSIP INSTRUMENT AKUSTIK
4.1. Pengertian
Sistem sonar adalah suatu instrumen yang digunakan untuk memperoleh
informasi tentang obyek-obyek bawah air dengan memancarkan gelombang suara dan
mengamati/menganalisis echo yang dihasilkan. Dengan menyebut sistem sonar ini
sebenarnya yang dimaksud adalah “active sonar system” yang digunakan untuk
mendeteksi dan meneliti target-target bawah air.
Sedangkan “pasive sonar system” adalah instrumen yang hanya untuk menerima
suara-suara yang dihasilkan oleh ogyek-obyek bawah air (ikan dan binatang air lainnya).
Secara prinsip, sistem sonar tersebut terdiri dari empat komonen utama, yakni :
Transmitter, Transducer, Receiver dan Display/Recorder (gambar 12). Disamping itu
dilengkapi dengan Time base dan untuk tujuan kuantitatif lagi dengan echo signal
processor atau echo integrator.
4.2. Prinsip Sistem Sonar
1. Time Base :
Komponen yang menginisiasi suatu pulsa listrik untuk men “switch on” (modulate)
transmitter, dimana akan menghasilkan sebuah pulsa dengan centre frequency (f) dan
duration untuk memicu transducer. Energi listrik diubah oleh tarnsducer menjadi
energi suara dengan panjang pulsa yang mana dipancarkan ke dalam air dan
merambat mengenai obyek bawah air.
Echo dari obyek-obyek tersebut diubah kembali menjadi sinyal pulsa listrik oleh
transducer. Sinyal-sinyal ini umumnya sangat lemah/kecil sehingga harus dibesarkan
(amplified), tetapi dengan cara yang selektif, relatif tergantung dari waktu yang
diperlukan setelah transmisi (time-varied gain, TVG).
Fungsi Time Base :
• Untuk menghasilkan “clock” dimana memungkinkan diperoleh akurasi dari
pengukuran kedalaman
• Untuk mengontrol “pulse repetition rate” saat transisi dibuat.
2. Transmitter
Menghasilkan pulsa listrik yang berfrekuensi dan berlebar tergantung dari desain
transducer. Transmitter : Ditrigger dari Time Base dengan pulse repelition rate
tertentu (PRR). Power amplifier dalam transmittrer meningkatkan keluaran (output)
power beberapa ratus Watt atau sampai beberapa KW dan tingkat power ini harus
diusahakan tetap.
3. Transducer :
Berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi suara ketika akan
dipancarkan dan sebaliknya mengubah energi suara menjadi energi listrik ketika echo
diterima. Manfaat lain transducer : memusatkan energi energi suara yang dipancarkan
sebagai beam. Bentuk umum beam berupa kerucut (conical) yang terdiri dari :
a. main lobe (bagian utama)
b. side lobe
Transducer dibagi dua :
• Projector : untuk transmisi (T)
• Hydrophone : untuk penerimaan (R)
Jenis transducer untuk perikanan dan kelautan:
1. Transducer nikel ; memakai prinsip magneto striction
2. Transducer keramik ; memakai prinsip electro striction
Prinsip kerja transducer : Bila ada rangsangan oscilasi listrik pada permukaan
transducer akan mengakibatkan perubbahan dari dimensinya dimana akan
menghasilkan variasi tekanan listrik pada frekuensi yang sama. Kualitas transducer
dapat bervariasi disebabkan oleh :
• Tingkat efisiensinya yakni kemampuan untuk mengubah energi listrik menjadi
energi suara dan sebaliknya.
• Jumlah dan tingkat dari side lobe-nya. Adanya side lobe yang menunjukkan
kehilangan energi yang efektif untuk sounding dan juga akan menghasilkan echo
yang tidak diinginkan yang dapat mengacaukan interpretasi terhadap echo dari
main lobe.
Jadi, makin banyak side lobe dan makin tinggi tingkat intensitas side lobe tersebut,
maka kualitas transducer makin rendah.
4. Receiver :
Sinyal echo (energi listrik) yang lemah yang dihasilkan oleh transducer harus
diperkuat beberapa ribu kali sebelum diteruskan ke Recorder. Penguatan echo ini
dilakukan oleh Receiver Amplifier dan besarnya penguatan dapat diatur oleh
sensitivitas (sensitivity control) ataupun pengatur volume.
Pengaturan sensitivitas disesuaikan dengan depth range penuh dan dibuat untuk
mengimbangi dispersi maupun absorsi suara dalam kisaran kedalaman tersebut.
Sedangkan pengaturan echo disesuaikan dengan kedalaman atau jarak target ini
dinamakan Time Varied Gain (TVG).
Receiver saturation : suatu kondisi dimana output voltase tidak lama mengikuti input
voltase secara linier yakni gain factor tidak konstan. Dynamic range : beda antara
sinyal minimum yang masih bisa dipakai pada receiver input dengan sinyal
maksimum dimana tidak menyebabkan kejenuhan. Umumnya “signal dynamic range”
ini adalah 50-80 dB.
5. Display/Recorder :
Proses ini mengubah semua tampilan (fraces) dari frekuensi echosounder dan
mengubah semua bagian pulsa yang negatif menjadi positif. Hasilnya : Arah positif
(uni-directional) dari bentuk gelombang arus DC yang digunakan untuk menandai
kertas pencatat (pada recording echosounder), atau “deflect” beam dari CRT
(Cathode-ray tube), atau direkam pada suatu data recorder.
Echosounder yang menggunakan CRT, depth range, skala display dengan mudah
dapat diatur untuk menghasilkan resolusi yang optimal dan menyajikan kekuatan
echo yang sebenarnya. Prinsip colour echosounder :intensitas echo diekspresikan
dengan perbedaan warna (karena intensitas echo setara dengan electric signal level).
top related