BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI
TEKNOLOGI EKSPLORASI SUMBER DAYA ALAM
TECHNICAL NOTE N0. TN-001/ES2102/PPTPSW/01/17 Mounting Design for Ground penetrating radar: estimate of conical impulse radar
WP 2.1 (Teknik Akuisisi dan Pengolahan) WBS 2 Inovasi Teknologi Geofisika untuk Identifikasi Kedalaman Gambut
PUSAT TEKNOLOGI PENGEMBANGAN SUMBERDAYA WILAYAH
DEPUTI TEKNOLOGI PENGEMBANGAN PENGEMBANGAN SUMBERDAYA ALAM
Dibuat oleh : Engineering Staff
Diperiksa oleh : Leader
Disetujui oleh : Group Leader
Nama : Galih Prasetya Dinanta S.Si. Tanggal : 24 Januari 2017 No. Butir Kegiatan: II.B.4.a
Nama : Ir. Lena Sumargana, MT. Tanggal : 25 Januari 2017 No. Butir Kegiatan: II.B.4.b
Nama : Djoko Nugroho, ST. MT. Tanggal : 26 Januari 2017 No. Butir Kegiatan: II.B.4.c
Mounting Design for Ground penetrating radar: estimate of conical impulse radar
1. Pendahuluan Berdasarkan penugasan teknis yang diberikan oleh Leader WP2.1 terkait kegiatan pengembangan dan inovasi teknologi pemetaan lahan gambut yang terdokumentasi dalam Instruction sheet IS04/L2100/PPTPSW/01/2017. Maka ES Melaksanakan penugasan tersebut d engan melakukan pembuatan desain mounting yang dapat diaplikasikan untuk survey georadar dilahan gambut serta menghitung dan menyusun filosofi rancang bangun dari perhitungan efek conical pada impulse radae
2. Kegiatan 2.a. Diskripsi Penugasan Engineer staf dalam hal ini ES WP 2102, telah melaksanakan tugas teknis yang diberikan oleh Leader terkait dengan pembuatan desain mounting dari ground penetrating radar dan filosofi perhitungan dari conical efek impulse radar
2.b. Diskripsi Kegiatan Berdasarkan deskripsi penugasan tersebut engineer staf melakukan hal antara lain
Membuat desain mounting dari GPR yang dapat mempermudah ketika akan survei, rangka terbuat dari pipa polimer dengan diameter 1 inci, .dengan kemampuan untuk mengangkat antenna hingga 2 meter dan bebas dari interference terhadap antenna.
Melakukan perhitungan conical efek dari impulse radar dengan Freznal equation zone
3. Hasil Kegiatan Telah dilakukan pekerjaan sesuai dengan diskripsi kegiatan yaitu melakukan desain mounting tahap pertama yang memungkinkan instrument bekerja dengan lebih efisien dan mengurangi energy yang diperlukan bagi operator untuk melakukan mobilisasi alat, desain mounting ini harus dapat dibongkar pasang dan tidak mempengaruhi pembacaan pada radargram, kesulitan yang dihadapi adalah harus memastikan rangka tersebut tidak terkena efek dari gelombang EM dan pada model tersebut secara teoritis tidak terkena efek conical dari hasil perhitungan Freznal zone, saat ini rangka tersebut hanya mampu, terhindar dari efek fresnal pada kondisi simulasi pancaran gelombang hanya berasal dari satu
titik pada antenna transmitter. Penjelasan conical Freznel equation adalah sebagai berikut; jika anda memiliki sebuah antenna ground penetrating radar dengan central frekuensi adalah 80 MHz maka pulse periodenya adalah 1/80 MHz x 10 3= 12,5ns, panjang gelombang yang sama (dalam meter) pada pulsa
adalah hasil produk dari periode pulsa dan kecepatan gelombang r adio untuk material tertentu. Jika pada lahan basah kecepatan gelombang adalah V=0.06 m/ns (Reynolds, 1997), maka pada gambut anggaplah 0.036 m/ns sehingga dengan frekuensi 80 MHZ dan pulse period adalah 12.5 ns maka pulse(wave)length adalah 0.036x12.5 =0.45 m, atau 45 cm (lihat pada table 3.1), dan r esolusi vertical adalah seperempat dari panjang gelombang(1), dan radius dari conical adalah persamaan dibawah.
= 4
Vr
……………………………………………………………………………………(1)
Dan Freznel equation zone adalah
= √ (16 + 2)
……………………………………………………………………………………….(2)
Untuk
= 1/
…………………………………………………………………………………………(3)
Tabel 3.1 tabel estimasi conical zone, pada lifting ground penetrating radar
No
ESTIMATE USING FRESNAL ZONE EQUATION (80 MHz) Vertical heigh (z) cm radius ® wavelength (ƛ)cm Resolution
1
45
5
11.25
15.462
2
45
25
11.25
26.250
3
45
50
11.25
35.377
4
45
60
11.25
38.426
5
45
75
11.25
42.592
6
45
120
11.25
53.165
7
45
150
11.25
59.174
8
45
170
11.25
62.861
9
45
180
11.25
64.626
10
45
200
11.25
68.019
Bentuk dari zona conical ini dapat terlihat pada gambar 3.2 yang membentuk bangun kerucut, yang jika instrument GPR ini berjalan maka akan seperti sapuan gelombang EM pada permukaan yang diukur
ES mencoba untuk menggambarkan efek ini dan pada kondisi real diantena yang dimiliki.seperti terlihat dibawah.
Gambar 3.3. Conical effect saat ketinggian 5 cm
Gambar 3.2. Conical zone impulse radar Gambar 3.4. Conical effect saat ketinggian 25 cm
Gambar 3.5. Conical effect data ketinggian 50 cm dan 180 cm
Dari keseluruhan gambar tersebut dapat terlihat adanya perbandingan model yang ada dengan dengan perbandingan sebagai berikut
Gambar 3.7 perbandingan Conical effect keseluruhan dari variasi ketinggian. Kemudian ES mencoba membuat desain mounting yang sederhana dengan tampilan seperti gambar 3.8, mounting ini jika secara teoritis tidak akan terkena dampak daripada conical effect zone, asal tidak diangkat lebih dari 200 cm, dan tidak mengandung logam yang mengte rference dari sinyal, dan posisi dari impulse sendor dititik yang dimodelkan.
Gambar 3.9 Desain 3D mounting dari GPR Desain rinci dari model tersebut dapat dibuat lebih lanjut atau direvisi sesuai dengan keperluan dan menyesuaikan dengan parameter lainya.
4. Daftar Pustaka 1. J. Douglas, Harvey A., 2009, The Geoscience Handbook; 4 th Edition,The American Geological Institute, 4220 King street, Alexandria. USA 2. J. Daniels., 2004, Ground Penetrating radar; 2 nd Edition, The Institution of electrical Engineers, London, UK. 3. J. Reynolds, 1997, an introduction to applied and environmental geophysics, john Wiley and Sons Ltd, Chicester, West Sussex, England. 4. Sumargana L, 2016, Laporan Technical Report Kerekayasaan 2016 , PTPSW, BPPT. 5. Steven K.,2009, Ground Penetrating radar system and design , Elsevier Science, Radarweg 29, AE Amsterdam, The Netherlands.
