Akuisisi GPR (Ground Penetrating Radar)

GroundPenetrating Radar 

Dasar Teori ACHMAD FARIZ B 145090701111014

Pengertian Ground Penetrating Radar (GPR) adalah salah satu metode survey untuk soil , bangunan dan kondisi bawah permukaan permukaan (dalam interval beberapa centimeter hingga kedalaman 60 meter). Metode GPR ini menggunakan analisa refleksi/pantulan dari gelombang elektromagnetik yang dihasilkan akibat dari perbedaan sifat/konstant sifat/k onstanta a dielektrik diele ktrik benda-benda di bawah permukaan.

Secara umum peralat peralatan an GPR terdiri dari dua komponen utama yaitu peralatan pemancar gelombang radar (transmitter ) dan peralat peralatan an penerima pantulan/ refleksi gelombang radar (tranceiver). Sistem yang digunakan adalah merupakan sistem aktif dimana dilakukan ‘penembakan’ pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (pada interval gelombang radar) untuk kemudian dilakukan perekaman intensitas gelombang radar yang berhasil dipantulkan kembali ke permukaan

Ground Penetraling Radar (GPR) terdiri dari control unit , transmitter , receiver , laptop, kabel serat optik dan tambahan alat lain untuk trigger . Dengan frekuensi antenna yang bermacam-macam, seperti ; 25 MHz, 50 MHz, 100 Mhz, 200 MHz, 500 Mhz dan 1000 MHz

Mode konfigurasi antenna transmitter dan receiver pada GPR terdiri dari mode monostatik dan bistatik. Mode monostatik yaitu bila transmitter dan receiver digabung dalam satu antena sedangkan mode bistatik bila kedua antena memiliki jarak pemisah.

Kemampuan penetrasi GPR tergantung pada frekuensi sinyal, efisiensi radiasi antena dan sifat dielektrik material. Sinyal radar dengan frekuensi yang tinggi akan menghasilkan resolusi yang tinggi dengan kedalaman penetrasinya terbatas, sebaliknya sinyal radar dengan frekuensi rendah akan menghasilkan penetrasi kedalaman yang jauh tetapi resolusinya rendah

Prinsip kerja GPR adalah Transmitter membangkitkan pulsa gelombang elektromagnetik pada frekuensi tertentu sesuai dengan karakteristik antenna tersebut (10 Mhz-4Ghz). Receiver diset untuk melakukan scan yang secara normal mencapai 32  – 512 scan per detik. Setiap hasil scan ditampilkan pada layar monitor sebagai fungsi waktu two-way time travel time, yaitu waktu tempuh gelombang elektromagnetik menjalar dari tranmitter – target – receiver . Tampilan ini disebut dengan radargram

Metode GPR berlandaskan pada Persamaan Maxwell yang merupakan perumusan hukum-hukum alam yang mendasari semua fenomena elektromagnetik. Perumusan Maxwell terdiri dari empat persamaan medan, masing-masing dapat dipandang sebagai hubungan antara medan dan distribusi sumber (muatan atau arus) yang bersangkutan.

Radiasi elektromagnetik yang direfleksikan material bergantung pada kontras konstanta dielektrik relatif perlapisan-perlapisan yang berdekatan. Jika kontras tersebut besar, maka jumlah energi gelombang radar yang direfleksikan juga besar. Koefisien refleksi (R) didefinisikan sebagai perbandingan energi yang dipantulkan dan energi yang datang. Besarnya R ditentukan oleh kontras kecepatan dielektrik relatif dari medium. Dalam semua kasus magnitudo R berada pada rentang ±1. Bagian energi yang ditransmisikan sama dengan 1-R, sedangkan daya koefisiensi refleksi sama dengan R2.

Kecepatan gelombang radar dalam beberapa medium tergantung pada kecepatan cahaya di udara ( c = 300 mm/ns), konstanta dielektrik relatif (εr) dan permeabilitas magnetik relatif (μr = 1 untuk material non magnetik). Selain itu, kecepatan radar tergantung pada jenis bahan dan merupakan fungsi dari permitivitas relatif bahan. Kecepatan gelombang radar dalam material (Vm) diberikan oleh persamaan berikut:

Tabel Kecepatan dan konstanta dielektrik berbagai medium

Alat GPR ANISAH ANGGUN A 145090701111002

Alat Akuisi GPR 1. Power Tank Power tank digunakan sebagai sumber daya untuk control unit dan probe

2. Probe (Transmitter dan Receiver) Alat ini bekerja dengan dua antena. Satu berfungsi sebagai Transmitte, yaitu bertugas memancarkan gelombang radar. Lainnya sebagai Receiver, bertugas menerima gelombnag radar yang dipantulkan bahan di sekelilingnya kemudian pola pemantulan ditampilkan dalam bentuk radargram.

3. Gagang Probe Berfungsi sebagai penegang setting alat pada akuisisi GPR

4. Meteran Berfungsi untuk mengukur dan menentukan panjang line pada desain akuisisi

6. Kabel Konektor Digunakan untuk penghubung antara control Unit (GPR OKM Future 2005) dengan powertank atau control unit dengan probe

7. Bluetooth Berfungsi sebagai alat transfer data dari control unit menuj u computer agar data dapat ditampilkan

8. GPS Berfungsi untuk tracking saat akuisisi

9. Laptop (Software Visual 3D) Digunkan untuk menampilkan desplay atau hasil dari pengambilan data pada alat GPR

Pemasangan Alat

Pertama, power tank dirangkai dengan control unit. Kemudian control unit dirangkai dengan Bluetooth dan receiver-transmitter. Setelah itu receiver-transmitter (Probe) dipasang pada gagang pegangan dan diikatkan pada tangan pembawa control unit dan diatur posisi dan panjang gagang agar tingginya tepat di atas permukaan tanah. Receiver-transmitter diatur panah segitiganya menghadap ke bawah, agar sinyal impuls dipancarkan ke bawah. Pada control unit dilakukan pengaturan sebagai berikut. Pertama ketika control unit telah disambungkan dengan power tank maka lampu akan berwarna hijau yang dalam keadaan ‘on’. Setelah itu tombol on-off yang berada di bagian bawah control unit ditekan maka alat akan mengeluarkan bunyi tit, tunggu hingga bunyi hilang.

Selanjutnya akan muncul pilihan mode yang digunakan yang per tama mode otomatis dan yang kedua mode manual. Perbedaan kedua mode ini adalah hasil yang didapatkan apakah langsung ditampilkan atau disimpan dahulu dalam memori. Kemudian muncul pengaturan impuls atau banyaknya pemancaran gelombang yang digunakan.

Setelah itu muncul pilihan mode penampilan yaitu; transfer data ke computer dan ke memori, pada pilihan transfer data ke computer klik ok. Pada layar computer akan terlihat  pemberitahuan pada layar pojok kanan bawah, kemudian diklik dan muncul menu Bluetooth, ketikan password yang diinginkan dan diklik ok. Setelah terkoneksi dengan laptop maka siap untuk dilakukan pengukuran. Ketika akan memulai pengukuran diklik tombol hijau pada control unit dan alat akan mulai memancarkan impuls. Setiap penguku ran line baru selalu dimulai dengan menekan tombol hijau.

Akuisisi GPR (Ground PenetratingRadar ) RENDRA RIFALDI 145090700111006

Outline •

Prinsip Dasar GPR

•

Akuisisi Data GPR •

•

Radar Reflection Profiling

Video Akuisisi GPR (Future 2005)

Outline •

Prinsip Dasar GPR

•

Akuisisi Data GPR •

•

Radar Reflection Profiling

Video Akuisisi GPR (Future 2005)

Prinsip Dasar GPR

Prinsip Dasar GPR

Outline •

Prinsip Dasar GPR

•

Akuisisi Data GPR

•

•

Radar Reflection Profiling

•

Wide Angle Refraction and Reflection

•

Common Mid Point 

•

Radar Tomography 

Video Akuisisi GPR (Future 2005)

Akuisisi GPR

RadarReflectionProfiling

WideAngleRefractionandReflection

CommonMidPoint 

RadarTomography

Outline •

Prinsip Dasar GPR

•

Akuisisi Data GPR •

•

Radar Reflection Profiling

Video Akuisisi GPR (Future 2005)

Video Akuisisi