Sensor Geophone

Geofisika merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang bumi. Antara lain terkait lapisan bumi, bentuk bumi, juga fenomena-fenomena yang ada di bumi. Alat yang mampu mendeteksi fenomena getaran yang ada di dalam bumi (seismik) adalah geophone.

Sensor Geophone

Geophone berasal dari bahasa yunani yaitu "geo" yang berarti "bumi" dan “Phone"

yang berarti "suara“. Jadi, GEOPHONE adalah sensor yang berfungsi mengubah gerakan atau getaran

bumi (getaran seismik) menjadi sinyal listrik yang dapat direkam di sebuah stasiun rekaman.

Sensor Geofone biasa digunakan dalam industri Pertambangan Minyak dan Gas. Sensor digunakan untuk mengetahui bagaimana struktur tanah dan batuan yang ada di bawah permukaan bumi sebelum dilakukan pengeboran.

Penggunaan Sensor Geophone1. Pendekatan gempa bumi.2. Pendeteksi tanah longsor.3. Eksplorasi minyak dan gas bumi.4. Analisa kekuatan jalan.5. Analisa kekuatan getaran jembatan.6. Analisa kekuatan struktur bangunan gedung bertingkat

Skema Penampang Sensor Geophone

Komponen Utama Sensor Geophone 1. Magnet permanen

Magnet permanen diletakkan menyatu dengan permukaan bumi, sehingga akan mengikuti getaran vertikal bumi bila ada gelombang seismik yang menjalar di permukaan bumi.

2. Lilitan Kawat Lilitan kawat tergantung pada pegas, dan akan bergerak ketika ada gelombang seismik yang datang.

Cara Kerja Sensor GeophonePrinsip kerja Geophone adalah saat terdapat getaran sensor geophone akan mulai

bekerja. Getaran seismik dari vertikal bumi yang mengenai geophone menyebabkan pegas yang ada di dalamnya berosilasi. Gerak osilasi pegas tersebut menyebabkan terjadinya fluks karena lilitan yang berubah posisi terhadap magnet ataupun sebaliknya. Karena adanya fluks muncul GGL induksi. Tegangan induksi yang terdeteksi pada lilitan kawat sebanding dengan besarnya getaran yang ditangkap oleh sensor. Output berupa tegangan ini yang bisa divisualisasikan dalam bentuk sinyal sinusoidal. Gambarnya nanti akan jadi seperti ini hasilnya:

Geophone bekerja berdasarkan “hukum Faraday”, di mana pada sebuah kumparan akan terjadi arus listrik apabila pada kumparan tersebut terjadi perubahan fluk magnet terhadap waktu. Besarnya tegangan yang terjadi berbanding lurus dengan besarnya perubahan fluk terhadap waktu tersebut. Yang dinyatakan dalam persamaan :

Dimana: V = tegangan output ∂Φ = perubahan fluks magnet ∂t = perubahan waktu G = konstanta transducer Ў = pergerakan relatif

Diagram perubahan getaran menjadi sinyal listrik pada geophone

Cara Kerja & Analisa Rangkaian

Gambar Rangkaian Elektronik

Sinyal yang dihasilkan oleh sensor geophone umumnya adalah dalam kisaran beberapa milivolt, dengan tingkat noise yang cukup tinggi. Oleh karena itu, agar dapat diproses dengan baik, sinyal tersebut harus disaring dan diperkuat terlebih dahulu. Yaitu dengan menggunakan signal conditioning.

Sinyal dari geophone diteruskan ke LM6462 yang berfungsi sebagai Op-Amp setelah sebelumnya disaring dengan rangkaian filter untuk meminimalisir noise. Kemudian sinyal output dari Op-Amp disearahkan oleh dioda sebelum akhirnya diteruskan ke Pemroses Data.

Simulasi (contoh penerapan di lapangan)