System Kerja Echosounder

Echo Sounder

Echosounder Adalah : Suatu alat navigasi elektronik dengan menggunakan system gema yang dipasang pada dasar kapal yang berfungsi untuk mengukur kedalaman perairan, mengetahui bentuk dasar suatu perairan dan untuk mendeteksi gerombolan ikan dibagian bawah kapal secara vertical.

Sejarah Penggunaan Echosounder

Salah satu referensi bahwa sinyal suara sudah digunakan mulai sekitar tahun 1490 berasal dari catatan harian Leonardo da vinci  yang menuliskan : “Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di telinga anda, dapat mendengarkan kapal-kapal laut dari kejauhan”. Ini mengindikasikan bahwa suara dapat berpropagasi di dalam air. Ini yang disebutkan dengan  Sonar pasif ( passive Sonar)  karena kita hanya mendengar suara yang ada. Pada abad ke 19, Jacques and Pierre Currie menemukan piezoelectricity, sejenis kristal yang dapat membangkitkan arus listrik jika kristal tersebut ditekan, atau jika sebaliknya jika kristal tersebut dialiri arus listrik maka kristal akan mengalami tekanan yang akan menimbulkan perubahan  tekanan di permukaan kristal yang bersentuhan dengan air. Selanjutnya signal suara akan berpropagansi didalam air. Ini yang selanjutnya  disebut dengan Sonar Aktif( Active Sonar).

Penggunaan akustik bawah air mulai berkembang pesat pada saat pecahnya Perang Dunia pertama terutama untuk pendeteksian kapal selam dengan penempatan 12 hydrophone (yang setara dengan microphone untuk penggunaan didarat) yang diletakan memanjang di bawah kapal laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam. Setelah Perang Dunia I, perkembangan penggunaan akustik bawah air berjalan dengan lambat dan hanya terkonsentrasi pada aplikasi untuk militer. Setelah pecah perang Dunia II kembali pengguanaan akustik bawah air berkembang dengan pesat. Penggunaan torpedo yang menggunakan sinyal akustik untuk mencari kapal musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman itu.

System Kerja Echosounder

Dikenal terdapat satu pemancar yang membangkitkan / menimbulkan getaran-getaran listrik dalam bentuk impuls-impuls getaran-getaran ini disalurkan ke suatu alat yang ditempatkan pada dasar kapal dan yang merubah energi listrik menjadi getaran-getaran di dalam air laut.

Getaran- getaran yang terakhir ini juga dikirimkan dalam bentuk impuls-impuls vertikal ke dasar laut dan dari dasar laut dipantulkan kembali. Sebagian dari energi yang dipentulkan itu ditangkap kembali sebagai gema oleh alat tersebut dan diubah menjadi impuls-impuls tegangan listrik yang lemah. Satu pesawat penguat memberikan kepada getaran-getaran gema listrik satu amplitude lebih besar, dan setelah itu getaran-getaran ini disalurkan ke satu pesawat petunjuk (indikator) dan membuat gambar. 

Pengiriman / pemancaran dan penerimaan impuls-impuls di dalam indikator, dari jarak antara kedua petunjuk tersebut dapat dijadikan ukuran bagi dalamnya air di bawah dasar laut. Frequensi dari getaran-getaran air berbeda-beda menurut pabrik yang memproduksi pesawat perum gema, dan besarnya frequensi tersebut terletak antara 10.000 sampai beberapa puluhan ribu detik. Apabila getaran-getaran itu lebih besar dari 20.000 disebut getaran ultra sonore atau super sonis (getaran tinggi). Getaran-getaran yang lebih kecil disebut sonis atau getaran rendah, yang dapat mengirimkan gelombang- gelombang suara yang dapat di dengar.

Transmitter menerima secara berulang-ulang dalam kecepatan yang tinggi, sampai pada orde kecepatan milisekon. Perekaman kedalaman air secara berkesinambungan dari bawah kapal menghasilkan ukuran kedalaman beresolusi tinggi sepanjang lajur yang disurvei. Informasi tambahan seperti heave (gerakan naik-turunnya kapal yang disebabkan oleh gaya pengaruh air laut), pitch (gerakan kapal ke arah depan (mengangguk) berpusat di titik tengah kapal), dan roll (gerakan kapal ke arah sisi-sisinya (lambung kapal) atau pada sumbu memanjang) dari sebuah kapal dapat diukur oleh sebuah alat dengan nama Motion Reference Unit (MRU), yang juga digunakan untuk koreksi posisi pengukuran kedalaman selama proses berlangsung.

Kecepatan merambat dari getaran-getaran suara di dalam air laut terletak antara 1435 m– 1500 m per detik, dan getaran-getaran suara ini tergantung pula dari : 1. Suhu 2. Kadar garam 3. Tekanan air t

Waktu antara saat pengiriman impuls dan saat penerimaan gema secara sederhana dapat dikemukakan dalamnya air dengan menggunakan rumus :

Susunan Echosounder

Rangkaian peralatan Echosounder (perum gema) itu terdiri dari :

 Transmitter, adalah pesawat yang membangkitkan getaran-getaran listrik

Oscillator, adalah pesawat pada dasar kapal yang merubah energi listrik menjadi energi acoustic dan sebaliknya.

Amplifier,adalah pesawat pengeras / penguat

Indikator, adalah pesawat untuk mengukur waktu dan penunjukan dalamnya air.

Recorder, adalah pesawat yang mencatat dalamnya air yang diukur pada lajur kertas.

Cara Menghidupkan Echosounder

Periksa bagian-bagian utama Echosounder.

Periksa kabel-kabel listrik sudah tersambung dengan baik, lalu tekan tombol saklar listrik ke posisi “ON”, selanjutnya tekan tombol “POWER DC” IC Regulatead Power Supply ke posisi “ON”.

Tekan tombol “POWER” sampai terdengar bunyi “beep” sebanyak 2 kali.

Echosounder siap untuk dipergunakan.

Atur tingkat kecerahan tampilan monitor dengan cara menekan tombol “BRIGHT”.

Putar “GAIN CONTROL”, gunakan : – “LOWER” untuk dipergunakan pada perairan dangkal. – “HIGH” untuk dipergunakan di perairan dalam.

Atur skala jarak kedalaman perairan, dengan menekan tombol “BASIC RANGE.

Tekan tombol “PICTURE FEED” untuk mengatur kecepatan pergerakan layar monitor.

Tekan tombol “STC” untuk melihat sensitivitas GEMA.

Tekan tombol “MENU” untuk melihat dan mengatur hal-hal lain sesuai kebutuhan. Gbr. Transducer / Receiver.

Cara Mematikan  Echosounder

Normalkan “VARIABLE RANGE MARKER”  ke posisi nol dengan menekan tombol cara menekan tombol “VARIABLE RANGE MARKER”  lanjutkan  dengan menekan tombol   ▲ .

Tekan tombol “POWER” ke posisi “OFF”.

Tekan tombol “POWER DC”  Power Supply ke posisi “OFF”.

Tekan tombol saklar arus listrik ke  posisi “OFF”.  

Tombol-tombol Switch Echosounder

POWER : untuk mengaktifkan dan mematikan pesawat.

BASIC RANGE : berfungsi untuk memilih skala jarak jangkauan kedalaman perairan.

RANGE PHASING : berfungsi untuk mengukur kedalaman secara bertahap.

EXPANTION RANGE : berfungsi untuk memfokuskan tampilan baik pada dasar perairan maupun pertengahan perairan agar lebih detail.

PICTURE FEED : Untuk mengatur kecepatan jalannya pergerakan tampilan layar monitor.

VARIABLE RANGE MARKER (VRM) : berfungsi untuk mengukur jarak kedalaman target (membaring) secara pasti.

POINTER : berfungsi untuk mengarahkan dan memfokuskan kursor.

ECHO THRESHOLD : berfungsi untuk memberikan sensitivitas gema yang diinginkan sehngga akan dihasilkan pancaran gema yang tepat dan akan terlihat tampilan yang memuaskan.

WHITE LINE : untuk membedakan gema yang berasal dari dasar perairan dengan gema yang berasal dari ikan.

SENSITIVITY TIME CONTROL (STC) : untuk mengatur sensitivitas gema yang dihasilkan sehingga dihasilkan gema yang optimal.

BRIGHT : untuk memperjelas tingkat kecerahan monitor. 

Fungsi – Fungsi Lain Dari Echosounder

Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers).

Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping).

Pencarian kapal-kapal karam di dalam laut.

Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut.

Analisa Dampak Lingkungan di Dasar laut.

Koreksi Pada Sistem Echosounder

Koreksi Draft. Yaitu koreksi jarak antara pernukaan transducer dengan permukaan laut.

Koreksi penyimpangan kecepatan rambat getaran mekanik ultrasonic. Koreksi ini di sebabkan oleh pengaruh kadar garam, suhu, dan tekanan air laut. 

Koreksi Paralax 

         Koreksi ini dapat terjadi jika :

 Jika perum gema menggunakan 2 tranducer, 1 tranducer khusus untuk pemancaran dan 1 tranducer lagi khusus untuk menerima.untuk itu biasany  digunakan tranducer magneto strictive

Penempatan tranducer terpisah, secara transversal, 1 dilambung-kiri, 1 lagi dilambung kanan. 

Besarnya kesalahan Paralax tergantung dari:

 jarak penempatan keduan tranducer, makin besar jaraknya makin besar kesalahan paralax

Dalamnya laut yang di ukur, makin besar kedalaman laut makin besar kesalahan paralax.

Kalibrasi Echosounder

Adalah cara menetukan koreksi perum gema secara experimental, dalam bata-batas kedalaman laut tertentu, dengan membandingkan hasil pengukuran dalamnya laut dengan cara pengukuran yang lebih teliti dengan dalamnya laut yang diukur dengan perumgema yang dikalibrasikan tersebut.dengan cara perhitungan tertentu,besarnya koreksi-koreksi tersebut dapat dikoreksi.

Tranducer

Merupakan sensor dari perum gema. Ada yang berfungsi sebagai tranducer pemancar, tranducer penerima, dan ada yang berfungsi sebagai tranducer pemancar sekaligus sebagai tranducer penerima.

kegunaan tranducer pemancar adalah merubah getaran listrik ultrasonic menjadi getaran mekanik ultrasonic dan memancarkannya secara terberkas kedasar laut. Kegunaan tranducer penerima untuk merubah getaran mekanik ultrasonic echo yang di pantulkan oleh dasar laut menjadi getaran ultrasonic.

Tranducer

Didasarkan sifat bahan yang digunakan ada 2 macam tranducer :

Tranducer Magneto-striction. Bahan logam tertentu,misalnya nikel,cobalt,ferronikel atau alloy dari logam nikel lainnya, jika mendapat pengaruh medan magnet akan berkontraksi ada yang memanjang atau memendek tidak tergantung dari arah medan magnet tersebut kecuali jika logam tersebut telah termagnitkan sebelumnya.

Tranducer elctro-strictive atau Piezo-electric Cara kerjanya didasarkan pada prinsip Piezo-electric yaitu : bahan kristal tertentu(misal kristal kwarsa) bila pd permukaannya mengalami perubahan tekanan mekanic atau getaran mekanic pada permukaan tersebut timbul perubahan tegangan listrik atau getaran listrik sesuai dengan perubahan getaran mekanik yg dialaminya.

System Pemancaran Getaran Mekanik Ultra-Sonic

Ada dua macam sistem pemancaran getaran mekanik ultrasonic.

Secara terus menerus atau “continous waves” Getaran mekanik ultra-sonic dipancarkan terus menerus oleh tranducer pemancar khusus,selanjutnya echo dari pancaran tersebut diterima secara terus menerus oleh tranducer penerima khusus.Pengukuran dalamnya laut dilakukan dengan mengukur perbedaan phase antara getaran yang di pancarkan dengan phase echo getaran yang diterima.system ini mengunakan 2 tranducer, satu berfungsi khusus sebagai pemancar dan satulagi berfungsi khusus sebagai penerima.Sistem ini jarang digunakan pada kapal niaga umumnya, karena biaya lebih mahal,dan karena memancar terus menerus kemungkinan gangguan interfensi dan nois lebih besar.

System Getaran mekanik ultra-sonic dipancarkan terus menerus oleh tranducer

   pemancar khusus,selanjutnya echo dari pancaran tersebut diterima secara

   terus menerus oleh tranducer penerima khusus.Pengukuran dalamnya laut

   dilakukan dengan mengukur perbedaan phase antara getaran yang di

   pancarkan dengan phase echo getaran yang diterima.system ini mengunakan

   2 tranducer, satu berfungsi khusus sebagai pemancar dan satulagi berfungsi

   khusus sebagai penerima.Sistem ini jarang digunakan pada kapal niaga

  umumnya, karena biaya lebih mahal,dan karena memancar terus menerus

   kemungkinan gangguan interfensi dan nois lebih besar.

Artikel ini dapat digunakan sebagai referensi pengetahuan tentang echosounder. Akan tetapi di atas kapal sendiri terdapat berbagai macam jenis, type ataupun merk dari echosounder sehingga kemungkinan beberapa dari tulisan ini tidak bisa diaplikasikan untuk semua jenis echosounder diatas kapal