Tatap Muka 4

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).