RESUME AKUSTIK 3

Instumen Akustik Kelautan
1. Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)

Acoustic Doppler Current Profiler atau biasa disebut ADCP adalah suatu instrumen yang digunakan untuk mengukur arus laut. Alat ini mengirimkan sinyal akustik frekuensi tinggi yang dapat dipantulkan oleh plankton, sedimen tersuspensi, dan gelembung, semua yang diasumsikan melakukan perjalanan dengan kecepatan rata-rata air. ADCP memperkirakan kecepatan horisontal dan vertikal sebagai fungsi dari kedalaman dengan menggunakan efek Doppler untuk mengukur kecepatan relatif radial antara instrumen dan scatterers di laut (http://www.scribd.com)

Tiga beam akustik yang berbeda arah adalah syarat minimal untuk menghitung tiga komponen kecepatan. Beam ke empat menambah pemborosan energi dan perhitungan yang error. ADCP mentransmisikan ping, dari tiap elemen transducer secara kasar sekali tiap detik. Echo yang tiba kembali ke instrumen tersebut melebihi dari periode tambahan, dengan echo dari perairan dangkal tiba lebih dulu daripada echo yang berasal dari kisaran yang lebih lebar. Profil dasar laut dihasilkan dari kisaran yang didapat. Pada akhirnya, kecepatan relatif, dan parameter lainnya dikumpulkan diatas kapal menggunakan Data Acquisition System (DAS) yang juga secara optional merekam informasi navigasi, yang diproduksi oleh GPS. Perkiraan kecepatan bising dari ping masing-masing vektor rata-rata menjadi 1 - untuk 10-menit ansambel, dan kecepatan relatif yang dihasilkan diputar dari transduser itu untuk kerangka acuan bumi menggunakan kapal yang gyrocompass (http://www.scribd.com).

Sebuah perhitungan navigasi dilakukan untuk memperoleh arus mutlak, yang diperoleh dengan mengurangi rata-rata kecepatan kapal relatif terhadap lapisan referensi (yaitu ADCP kecepatan) dari kecepatan kapal mutlak atas tanah (dari GPS Navigasi). Kecepatan-kecepatan baku mutlak saat ini relatif terhadap lapisan referensi tersebut kemudian dihaluskan untuk mengurangi efek noise dalam perbaikan posisi, dan dikombinasikan dengan data navigasi untuk mendapatkan estimasi terbaik dari posisi kapal dan kecepatan. Dengan demikian, arus mutlak pada setiap kedalaman dapat ditentukan dari data kapal navigasi dan pengukuran ADCP relatif (http://www.scribd.com).

ADCP mengukur kecepatan arus laut terus menerus selama 300 m atas dari kolom air, biasanya di kedalaman 8 m bertahap. Hal ini juga digunakan untuk memperkirakan kelimpahan dan distribusi scatterers biologis selama rentang kedalaman yang sama dan dalam penambahan kedalaman yang sama (http://www.scribd.com).

ADCP pengumpulan data mengharuskan empat instrumen bekerja sama. Ini adalah ADCP sendiri, kapal itu gyrocompass, penerima GPS, dan Sikap GPS Unit Penentuan (ADU) (http://www.scribd.com).

Prinsip Kerja:

Perhitungan navigasi, menggunakan kalibrasi yang dilakukan sekali secara lengkap.Arus absolut yang melampaui kedalaman atau kedalaman referensi didapatkan dari rata-rata kecepatan relatif kapal. Arus absolut pada setiap kedalaman dapat dibedakan dari data terakhir dari kapal navigasi dan perhitungan relatif ADCP. Prinsip Perhitungan Gelombang Oleh ADCP (http://www.scribd.com).

Prinsip dasar perhitungan dari perhitungan arus/gelombang yaitu kecepatan orbit gelombang yang berada dibawah permukaan dapt diukur dari keakuratan ADCP. ADCP  mempunyai dasar yang menjulang,dan mempunyai sensor tekanan untuk mengukur pasang surut dan rata-rata kedalaman laut. Time series dari kecepatan, terakumulasi dan dari time series ini, kecepatan spektral dapat dihitung. Untuk  mendapatkan ketinggian diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh pergeseran permukaan menggunakan kinematika linear gelombang (http://www.scribd.com).

Fungsi ADCP

ADCP  dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum, dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang spektal, ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga level air (http://www.scribd.com).

Kegunaan ADCP pada berbagai aplikasi :

• Perlindungan pesisir dan teknik pantai
• Perancangan pelabuhan dan operasional
• Monitoring Lingkungan
• Keamanan Perkapalan

Keuntungan ADCP

• Definisi yang tinggi dari arah arus/gelombang pecah.
• Logistik yang sederhana dengan bagian bawah yang menjulang
• Kerusakan yang kecil, dan resiko yang kecil.
• Kualitas perhitungan permukaan yang tinggi yang berasal dari dasar   laut.

 ADP/ADCP keistimewaannya meliputi

• Dapat bekerja di kapal dengan penentuan posisi yang lengkap termasuk bottom-tracking dan permukaan laut untuk transek dengan menggunakan GPS.
• ADCP memberikan sistem real-time untuk pesisir pantai, dan monitoring pelabuhan.
• ADCP mudah digunakan untuk mengukur arus
• Mempunyai system otomatik yang dilengkapi dengan baterai dan perekam untuk buoy lepas pantai atau bottom-mounting.

2. CTD (Conductivity Temperature Depth)

CTD (Conductivity Temperature Depth) adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur karakteristik air seperti suhu, salinitas, tekanan, kedalaman, dan densitas.. Secara umum, sistem CTD terdiri dari unit masukan data, sistem pengolahan, dan unit luaran.

Unit masukan data terdiri dari sensor CTD, rosette, botol sampel, kabel koneksi dll. Sensor berfungsi untuk mengukur parameter karakteristik fisik air laut yang terdiri dari sensor tekanan, temperatur, dan konduktivitas. Botol sampel berfungsi sebagai wadah sampel air sedangkan rosset berfungsi untuk mengatur penutupan botol. Kabel koneksi berfungsi sebagai penompang, dan juga berfungsi sebagai pengantar sinyal. Telekomando akan memberikan sinyal kepada rosset untuk menutup botol secara berurutan, setelah mengambil sampel air laut.

Unit pengolah terdiri dari sebuah unit pengontrol CTDS (CTD Sensor) dan komputer yang dilengkapi perangkat lunak. Unit pengontrol berfungsi sebagai pengolah sinyal CTD, penampil hasil pengukuran serta pengubah sinyal analog ke digital. CTD mengontrol setiap kegiatan akusisi dan pengambilan sampel serta kalibrasi. Setiap penekanan tombol fungsi sesuai pada menu, maka printer akan mencetak posisi, kedalaman, salinitas, konduktifitas dan temperatur sehingga kronologis kegiatan pengoprasian CTD dapat terekam.

Sensor adalah sebuah piranti yang mengubah fenomena fisika menjadi sinyal elektrik. CTD memiliki tiga sensor utama, yakni sensor tekanan, sensor temperatur, dan sensor untuk mengetahui daya hantar listrik air laut (konduktivitas).

a. Sensor Tekanan.

Sensor tekanan merupakan sensor yang memanfaatkan hubungan langsung antara tekanan dan kedalaman. Sensor ini terdirai dari tahanan yang berbentuk seperti jembatan wheatsrone kemudian dinamakan strain gauge. Strain gauge merupakan alat resistansi yang berubah ketika mendapat tekanan, Tahanan ini akanmemegang peranan ketika mendapat gaya dalam bentuk fisika seperti tekanan, beban (berat), arus dll. (Herunadi, 1998).

b. Sensor Temperatur.

Sensor temperatur adalah sensor yang berpengaruh terhadap suatu hambatan, dalam bentuk termistor. Termistor (tahanan termal) merupakan alat semikonduktor yang berperan sebagai tahanan dengan besar koefisien tehanan temperatur yang tinggi dan biasanya bernilai negative. Alatini terbuat dari campuran Oksida-Oksida logam yang diendapkan seperti mangan, nikel, kobalt dll.

c. Sensor Konduktifitas.

Sensor konduktofitas merupakan sensor yang mendeteksi adanya nilai daya hantar listrik di suatu perairan. Sensor ini merupakan sensor yang terdiri dari tabung berongga danempet buah terminal elektroda platina-rhodium di belakang sisinya. Sebagai sensor yang melewati nilai konduktifitas maka rata-rata hasil proses dalam pengukuran akan melewati nilai rendah (low pass fliter). Sensor ini akan mulai mengukur ketika alat telah bergerak masuk kedalam air sampai pada posisi yang diinginkan. Sebenarnya sensor ini mengukur nilai konduktifitas untuk mengetahui nilai salinitas atau kadar garam di sebuah perairan sacara tidak langsung.

 Gambar CTD Profiler
Sumber : godac.jamstec.go.jp

Prinsip Pengukuran CTD

Pada Prinsipnya teknik pengukuran pada CTD ini adalah untuk mengarahkan sinyal dan mendapatkan sinyal dari sensor yang menditeksi suatu besaran, kemudian mendapatkan data dari metode multiplexer dan pengkodean (decode), kemudian memecah data dengan metode enkoder untuk di transfer ke serial data stream dengan dikirimkan ke kontrolunit via cabel.

CTD diturunkan ke kolom perairan dengan menggunakan winch disertai seperangkat kabel elektrik secara perlahan hingga ke lapisan dekat dasar kemudian ditarik kembali ke permukaan. CTD memiliki tiga sensor utama, yakni sensor tekanan, sensor temperatur, dan sensor untuk mengetahui daya hantar listrik air laut (konduktivitas). Pengukuran tekanan pada CTD menggunakan strain gauge pressure monitor atau quartz crystal.

Tekanan akan dicatat dalam desibar kemudian tekanan dikonversi menjadi kedalaman dalam meter. Sensor temperatur yang terdapat pada CTD menggunakan thermistor, termometer platinum atau kombinasi keduanya. Sel induktif yang terdapat dalam CTD digunakan sebagai sensor salinitas. Pengukuran data tercatat dalam bentuk data digital. Data tersebut tersimpan dalam CTD dan ditransfer ke komputer setelah CTD diangkat dari perairan atau transfer data dapat dilakukan secara kontinu selama perangkat perantara (interface) dari CTD ke komputer tersambung.

sumber :
 adios19.files.wordpress.com
http://winniehertikawati.blogspot.com/2010/05/ctd-conductivity-temperature-depth.html