Seismograf
A.
Pengertian
 |
| Tampilan Seismogram |
Seismograf
adalah alat pencatat parameter gempa yang dirangkai bersama dengan seismometer.
Seismograf bisa mencatat gempa komponen vertikal dan gempa komponen horizontal.
Saat terjadi gempa, seismograf merekan gelombang tubuh (body wave) yang dihasilkan oleh gentaran gempa. body wave ada dua macam yaitu gelombang primer
dan gelombang sekunder. Gelombang primer memiliki cepat rambat paling tinggi.
Gelombang primer merupakan gelombang pertama yang direkam seismograf. Setelah
merekan gelombang primer, dilanjutkan dengan merekam gelombang sekunder yang
memiliki cepat rambat gelombang yang lebih rendah. Seismograf mencatat cepat
rambang gelombang dalam bentuk seismogram.
B.
Kegunaan
Seismograf digunakan untuk mengukur gempa.
Seismograf terdiri dari 3 bagian antara lain : jarum1 , benda stationer (massa
stationer), dan pita. Pada Saat terjadi gempa, massa stationer dan jarum
terletak padanya tidak bergerak. Yang mengalami pergerakan adalah benda yang
berisi pita roll yang dipancangkan ditanah. Karena ujung jarum menempel pada
pita roll, maka ketika terjadi gempa tergambar getaran gempa pada pita
tersebut. Pita tersebut disebut seismogram.
C.
Jenis
Seismograf
Seismograf
merupakan alat untuk mengukur gempa. Seismograf yang biasanya digunakan ada 2
jenis , yaitu :
Seismograf
merupakan alat untuk mengukur gempa. Seismograf yang biasanya digunakan ada 2
jenis, yaitu berdasarkan fungsinya dan
berdasarkan pembacaan skalar.
Jenis
Seismograf berdasarkan Pembacaan skalar, antara lain :
1. Seismograf Manual (mekanikal)
Jenis gerakan mekanikal dapat
mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari
pendular yang digunakan apakah vertikal atau horizontal.
Pada komponen horizontal utara-selatan,
arah gempa yang dicatat adalah arah gempa pada posisi utara atau selatan
sedangkan pada komponen horizontal timur-barat, arah gempa yang dicatat adalah
arah gempa pada posisi timur atau barat, dan pada komponen vertikal arah gempa
yang dicatat adalah arah gempa dilatasi atau kompresi.
 |
| Seismograf Mekanik |
2. Seismograf Digital (elektromagnetik)
Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk
memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetis.
Peristiwa -peristiwa yang menimbulkan getaran kemudian dideteksi melalui
spelgavanometer. Selain itu, seismograf digital modern menambahkan komponen
keempat yaitu layar, "user-friendly", dan cepat transfer data.
 |
| Seismograf Digital |
Jenis
Seismograf berdasarkan fungsinya , antara lain :
1.
Seismograf
Horizontal
Seismograf ini berfungsi untuk mencatat
getaran bumi pada arah mendatar . Seismograf tergantung pada massa stationer
yang tergantung pada seutas tali. Pada bagian bawah terdapat jarum yang
ujungnya menyentuh roll pita yang selalu berputas searah jarum jam. Tiang
penompang roll pita terpancang pada tanah. Pada saat terjadi gempa, roll
bergetar sedangkan massa stationer dan jarum jam tidak bergerak. Dengan
demikian, akan terbentuk goresan pada roll pita tersebut yang disebut
seismogram.
 |
| Seismograf Horinzontal |
2.
Seismograf
Vertikal
Seismograf ini berfungsi untuk mencatat
getaran gempa vertikal. . Seismograf ini ditahan oleh sebuah pegas dan sebuah
tangkai berengsel. Ujunng massa stationer yang berjarum disentuhkan pada roll
pita yang bergerak searah dengan jarum jam. Saat terjadi gempa , roll pita akan
bergerak sehingga akan terbentuk seismogram.
 |
| Seismograf Vertikal |
Kedua jenis
seismograf ini digunakan untuk pengukuran gempa. Untuk mengetahui keakuratan
data gempa , Station BMG memasang 3 seismograf untuk mengetahui sumber gempa. 3
seismograf yang dipasang yaitu 2 seismograf horizontal yang dipasang di arah
utara-selatan dan arah timu-barat, serta satu seismograf vertikal.
D. Komponen Seismograf
Menurut Olivia N. Harahap (1994:93) :
“Seismograf adalah sebuah alat elektronika yang berfungsi sebagai pencatat
gempa bumi. Dalam sebuah seismograf terdiri dari beberapa bagian, yaitu
sebuah sensor, amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, Time System, Rekorder,
dan tentunya power supply. Gabungan antara amplifier dan pengkondisi sinyal,
ADC, dan time system biasa disebut dengan Digitizer”.
1. Sensor
Sensor untuk sebuah Seismograph disebut Seismometer. Seismometer diartiakan
sebuah sensor yang menangkap gelombang seismik yang berbentuk besaran fisik.
Bentuk output dari seismometer adalah tegangan listrik. Seismometer sendri
terbagi dua jenis yaitu Short Period dan Broadband.
2. Amplyfier / Pengkondisi sinyal
Output dari seismometer yang berupa tegangan tersebut merupakan input dari
bagian ini. Seperti namanya Amplyfier, berfungsi sebagai penguat tegangan dari
seismometer. Sebab tegangan yang dihasilkan oleh seismometer belum dapat diolah
secara langsung oleh ADC, Jadi perlu dikuatkan dan dipilih (difilter) oleh
pengkondisi sinyal. Hasil dari bagian Amplyfier dan Pengkondisi Sinyal inilah
yang menjadi input bagi ADC.
3. ADC
ADC atau Analog to Digital Converter adalah sebuah bagian yang berfungsi
sebagai perubah dari sinyal analog, berupa tegangan listrik yang dikeluarkan
oleh pengkondisi sinyal menjadi sebuah bentuk digital. Bentuk digital inilah
nantinya yang akan diproses menjadi sebuah informasi. Digitizer juga
diintegrasikan dengan sebuah logger sebagai media penyimpan data. Sehingga data
tersebut tidak hilang dan dapat dipergunakan sewaktu-waktu.
4. Time System
Time System atau sistem pewaktu dalam sebuah Seismograf sangat penting sebagai
penyedia informasi waktu dari parameter gempa bumi. Sistem pewaktu dapat
diperoleh dari sebuah RTC (Real Time Clock), biasanya berupa IC, dan sebuah GPS
(Global Position system). Pada masa sekarang ini RTC dan GPS keduanya
dibutuhkan dalam seismograf untuk saling melengkapi.
5. Recorder
Recorder di dalam sebuah seismograf berfungsi sebagai pencatat atau perekam
untuk selanjutnya di lakukan analisa lanjutan. Sudah jamak di sini bahwa
recorder berupa sebuah PC atau laptop. Selain sebagai recorder, peran PC bisa
juga sebagai data logger dan juga analisis data. Hal tersebut dimungkinkan
karena dilengkapi dengan software analisa.
6. Power Supply
Sebuah alat elektronika tidak dapat bekerja tanpa diberi power supply. Power
supply yang digunakan adalah tegangan DC atau searah. Untuk sebuah seismograf
tegangan dari sumber masuk ke digitizer untuk selanjutnya didistribusikan ke
semua bagian.
E. Prinsip kerja Seismograf
Gempa bumi adalah getaran atau
vibrasi permukaan bumi. Gempa bumi terjadi karena suatu patahan pada kerak
lempengan bumi akibat dari gesekan dengan kekuatan yang besar. Gesekan antar
lempengan yang memiliki kekuatan besar menghasilkan suatu getaran yang terasa
hingga jarak jauh bahwa hingga beberapa mil. Getaran gempa merambat melalui
batu-batuan dan mencapai jarak jauh yang kemudian bisa dideteksi oleh
sismograf.
Bayangkan
sebuah balok atau pelat beton. Sebuah grafik yang ditempelkan balok atau pelat
itu menonjol keluar. Grafik itu sejajar dengan tanah, seperti lembaran kertas.
Di atasnya, sebuah balok menonjol keluar dari tempat tergantungnya suatu beban.
Pada dasar beban itu terdapat sebuah pena, yang menyentuh grafik itu. Sekarang
muncul gelombang gempa bumi. Balok beton bergerak dan demikian juga grafik yang
menempel padanya. Tetapi beban yang digantung tidak bergerak. Jadi, pena itu
membuat tanda-tanda pada grafik itu pada waktu pena itu bergerak dan kita
memperoleh catatan tentang gempa bumi. Tentu saja alat ini dibuat dengan sangat
teliti sehingga gerakan yang pling kecil sekalipun dapat dicatat.
Jadi, sistem pengukuran
yang terjadi pada seismograf ada 3 tingkatan :
1. Tingkat 1 : tingkat pendeteksi
Pada tahap ini
seismograf mendeteksi getaran di bawah tanah oleh alat yang tertancap di tanah.
2. Tingkat 2 : tingkat
perantara getaran
Pada tahap ini
seismograf menyalurkan getaran dari alat yang tertancap di tanah, biasanya
berbentuk tali atau semacamnya yang dapat menyalurkan getaran.
3. Tingkat 3 : tingkat
penerima getaran
Pada tahap ini
seismograf menerima getaran dari perantara ke massa yang jadi satu dengan pena,
sehingga pena tersebut bergerak sesuai getaran yang diterima.
Ketika terjadi gempa, getaran gempa yang terekam
adalah gelombang primer karena kecepatan rambatnya paling tinggi, lalu diikuti
oleh rekaman gelombang sekunder yang memiliki kecepatan rambat lebih rendah
dari gelombang primer. Gelombang permukaan datang paling akhir karena memiliki
kecepatan rambat paling rendah. Seismograf mencatat semua getaran dan kecepatan
rambat gempa bumi dalam bentuk seismogram dengan kata lain hasil rekaman dari
getaran yang dicatat oleh seismograf dinamakan seismogram Alat ini sangat sensitif terhadap gelombang seismik
yang ditimbulkan karena gempa bumi, ledakan nuklir dan sumber gelombang seismik
lainnya. hasil rekaman dari alat tersebut dinamakan seismogram.
Prinsip kerja dari alat ini yaitu mengembangkan kerja
dari bandul sederhana. ketika mendapatkan usikan atau gangguan dari luar
seperti gelombang seismik maka bandul akan bergetar dan merekam datanya seperti
grafik.
Pada bandul matematis, berat tali diabaikan dan
panjang tali jauh lebih besar dari pada ukuran geometris dari bandul. Pada
posisi setimbang, bandul berada pada titik A. Sedangkan pada titik B adalah
kedudukan pada sudut di simpangan maksimum (θ). Kalau titik B adalah
kedudukan dari simpangan maksimum, maka gerakan bandul dari B ke A lalu ke B’
dan kemudian kembali ke A dan lalu ke B lagi dinamakan satu ayunan. Waktu yang
diperlukan untuk melakukan satu ayunan ini disebut periode (T).
f = Komponen w menurut garis singgung pada lintasan bandul
P = Gaya tegang tali
N = Komponen normal dari W = m . g
l = Panjang tali
θ = Sudut simpangan
N = Komponen normal dari W = m . g
l = Panjang tali
θ = Sudut simpangan
Gaya pemulih
yang bekerja pada bandul yaitu -mg sin θ. Sehingga persamaannya dapat
ditulis sbb :
F = – mg
sin θ
Tanda
negatif diatas menunjukkan bahwa gaya mempunyai arah yang berlawanan dengan
simpangan sudut θ.
Karena gaya
pemulih F berbanding lurus dengan sin θ bukan dengan θ, maka
gerakan tersebut bukan merupakan Gerak Harmonik Sederhana. Jika
sudut θ kecil, maka panjang busur x (x = L kali θ) hampir sama
dengan panjang L sin θ.
Dengan
demikian untuk sudut yang kecil, menggunakan pendekatan :
Sin θ ≈ θ
Sehingga
persamaan gaya pemulih menjadi :
F = – mg
Sin θ ≈ -mg θ
Karena :
x = Lθ
maka
persamaan diatas menjadi persamaan yang sama seperti dengan hukum Hooke :
F = -kx
Periode
pendulum sederhana dapat kita tentukan menggunakan persamaan :
Konstanta
gaya efektif k kita ganti dengan mg/L :
sehingga
frekuensi pendulum sederhana
Berdasarkan
persamaan di atas, tampak bahwa periode dan frekuensi getaran pendulum
sederhana bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi. Karena
percepatan gravitasi bernilai tetap, maka periode sepenuhnya hanya bergantung
pada panjang tali (L). Dengan kata lain, periode dan frekuensi pendulum
tidak bergantung pada massa beban alias bola pendulum.
Dari prinsip
tersebut terciptanya alat seperti ini,
hasil
rekamannya seperti dibawah ini,
Dari grafik yang dihasilkan tersebut maka institusi
yang berwenang dapat mengeluarkan peringatan akan adanya bencana gunung
meletus. Tentunya grafik tersebut telah dikalibrasi sehingga peringatannya juga
akurat.
F. Kelebihan dan Kekurangan Seismograf
Setiap alat seismograf dibuat secara perhitungan
khusus. Tetapi kelebihan dan kekurangan alat tersebut pasti ada, itu
dikarenakan alat tersebut berfungsi untuk mengetahui atau mendekteksi getaran,
atau gempa bumi. Berikut adalah kelebihan dan kekurangan seismograf :
Kelebihan
Kelebihan seismograf termasuk dari fungsi seismograf
itu sendiri. Karena seismograf terdapat banyak jenis dan macamnya. Jadi, seismograf
mempunyai tugas masing-masing. Berikut adalah kelebihan seismograf :
1. Seismograf menggunakan dua
klasifikasi yang berbeda untuk mengukur Gelombang seismik yang dihasilkan
gempa, yaitu besaran gempa dan intensitas gempa. Kedua klasifikasi pengukuran
ini menggunakan skala pengukuran yang berbeda pula. Skala pengukuran gempa
tersebut terdiri dari skala Richter dan Skala Mercalli . Skala Richter
digunakan untuk menggambarkan besaran
gempa, sedangkan Skala Mercalli digunakan untuk menunjukkan intensitas
gempa, atau pengaruh gempa terhadap tanah, gedung, dan manusia.
2. Karena seismograf lama terdiri dari
2 macam yaitu Seismograf horizontal bertugas untuk mengukur atau mencatat
getaran bumi pada arah horizontal. Sedangkan seismograf vertikal untuk mencatat
getaran bumi pada vertikal.
Kekurangan
Alat seismograf dapat mengetahui getaran sekecil
mungkin, tetapi bukan berarti seismograf tidak mempunyai kelemahana atau
kekurangan. Kekurangan seismograf tersebut disebabkan oleh :
1. Jika getaran yang terlalu kuat
membuat seismograf tidak mampu membuat catatan, karena tangkai alat pencatat
bisa mengalami kerusakan.
2. Karena seismograf adalah alat yang
selalu didekatkan dengan lokasi getaran. Jadi, ada peraturan yang
memasang seismograf tersebut pada saat getaran besar terjadi, karena melalui
beberapa pertimbangan.
Referensi
Komentar
Posting Komentar