akustik bawah air wiratno a

8/15/2019 Akustik Bawah Air Wiratno A

1/9

Akustik Bawah Air Wiratno A. Asmoro

Lab.Rekayasa Akustik Teknik Fisika

FTI-ITS

Mengapa menggunakan

BUNYI (SOUND)?

• Rentang Penetrasi didaam

!edium.

• "emam#uan untuk

mende$erensiasi

antar obyek% daam !edium.

• "e&e#atan Pro#agasi.

KONSEP BUNYI (SOUND)

• Tiga '() eemen yang di#erukan*

+ Sumber 'Sour&e)

+ !edium

+ ,etektor 'Re&eier)• Sumber berIBRASI menyebabkan

deretan

#era#atan '&om#ressions) dan

#eregangan

'rare$a&tions) didaam medium

BAGAIMANA TARGET DAPAT

DIDETEKSI?

• !endeteksi SI/0AL ter#antu

• !endeteksi diatas ba&kground

01IS2• S10AR 'Sound 0Aigation and

Ranging)

• S10AR adaah suatu diais 'dei&e

) untuk mendeteksi dan meokaisasi

obyek% didaam air se&ara remote

dengan menggunakan bunyi3suara.

• Sonar terdiri dari transmitter4

transdu&er4 re&eier4 dis#ay.

• Persamaan S10AR

+ !em#erhitungkan rugi% terhada#sinya

+ Probabiitas deteksi

JENIS SONAR

• S10AR PASIF

Se&ara esensia adaah diais

#endengar 'istening) yang merekam

bunyi% yang diemisikan oeh obyek%

didaam air.

• S10AR A"TIF

Sonar akti$ adaah diais yangda#at menghasikan geombang

bunyi s#esi5k4 yang dikontro

$rekuensi4 dan menerima e&ho dari

bunyi% yang di#antukan kembai

oeh obyek% remote didaam air.

6mumnya4 sonar bero#erasi #ada

$rekuensi 78% k9: dan ;< k9:*

SONAR AKTIF

• Ac!"e ec#$ %ang!ng &$na%

digunakan ka#auntuk menentukan okasi target

ka#a seam.

• Dep# &$un'e% mengirim #usa

#endek ke dasar aut dan waktu

#antu baik yang di#erukan.

• S!'e&can &$na% digunakan

untuk men&ari

obyek% #ada dasar aut dan untuk

#emetaan.

• F! n'!ng &$na% meru#akansonar #ea&ak de#an untuk

menangka# kum#uan ikan.

• D!"e% &$na% adaah sonar hand

hed yang

digunakan untuk menentukan

okasi obyek% bawah aut.

SONAR PASIF

• 6mumnya meru#akan susunan

hidro$on (#*'%$p#$ne a%%a*) yang

mendeteksi radiasiakustik dari obyek atau ka#a ain=

i.e. >P3>T hydro#hone yang

digunakan ka#a seam daam

#erang dunia-II.

• Ek&p+$%a&! am,ang +eks#orasi

diakukan bia radiasi akustik

men&a#ai niai tertentu.

• Tor#edo + mendatangi radiasi

akustik dari ka#a seam atau ka#a

#ermukaan.

PARAMETER SONAR


2/9

PERA-ATAN (E.UIPMENT)/

• Sour&e Lee4 SL

• Re&eiing ,ire&tiity Inde?4 ,I

• ,ete&tion Threshod4 ,T

• Se$-0oise Lee4 0L

MEDIUM/• Transmission Loss4 TL

• Reerberation Lee4 RL

• Ambient-0oise Lee4 0L

SASARAN (TARGET)/

• Target Strength4 TS

• Sour&e Lee4 SL

-E0E- BUNYI

Intensitas bunyi adaah energi bunyi

#er sekon 'daya akustik) yang

menembus satu satuan uas 'daya#er satuan uas). 6ntuk geombang

bidang'#ane wae)4 intensitas

bergantung #ada tekanan akustik4

yang dinyatakan sbb.*

I0T20SITAS B60@I A6A0

Intensitas a&uan 'Ir) di daam

akustik keautan 'underwater

sound) adaah intensitas dari

geombang bidang yang memiiki

tekanan akar kuadrat rerata 'rms)sebesar 7 mPa. ,engan

memasukkan #7?7ika 0L atau RL terau tinggi4 target

tidak da#at dideteksi.

TS* Target Strength4 suatu ukuran

kemam#uan #emantuan

'ree&tiity) dari target terhada#

sinya sonar akti$.


3/9

PERSAMAAN SONAR AKTIF

Se&ara esensia ada dua '%) ma&am

ba&kground yang da#at menutu#i

sinya ketika digunakan untuk

mendeteksi4 yaitu*

4) N$!&e -e"e+ (N-) +Bunyi

steady

state4 isotro#ik 'sama daam

semua

arah) yang dibangkitkan4

diantaranya4 oeh angin4 ombak4

aktiitas

kehidu#an aut dan auintas ka#a.

5) Re"e%,e%a!$n -e"e+ (R-) +

Bagian #euruhan ambat dari

bunyi hamburan-baik dari masukan

akustik yang diberikan. Re$ektor

terbaik adaah #ermukaan aut dan

#ermukaan dasar aut. Seain itu4

bunyi da#at dihamburkan oeh

#artike% didaam koom3tabung air4

yaitu #ankton.

FIGURE OF MERIT (FOM)

F1! adaah kemam#uan S10AR

untuk mendeteksi suatu aras 'ee)

dari energi bunyi.

F1! the ma?imum aowabe one-

way transmission oss in #assie

sonar4 and the ma?imum two-waytransmission oss in a&tie $or a

dete&tion #robabiity o$ ;


4/9

#embangkitan dan #enerimaan

bunyi 'monostatik)4 teta#i ada Juga

yang menggunakan hidro$on dan

#royektor se&ara ter#isah 'bistatik).

SIFATSIFAT TRANSDUSER

PEMBANGKITAN BUNYI DIDA-AM

AIR/

A%a& Sum,e% P%$*ek$%

Proyektor adaah suatu deais

yang membangkitkan energy

akustik. Proyektor akustik da#at

ditemui daam berbagai ru#a dan

tidak ain meru#akan transduser

bunyi yang mengubah energi istrik

menJadi energi 'kinetik) mekanikyang kemudian dirambatkan

meaui air sebagai geombang

tekanan ongitudina. 33 '!kena+

&e,aga! ac$u&!c %an&'uc!$n9

ara yang miri# da#at ditem#uh

dengan menggunakan edakan

didaam air4 se#erti ee&tri&a

s#ark 'menggunakan high energy

ee&tri&a dis&harges untuk

menghasikan geembung% #asma)

atau air gun 'menggunakan udara

terkom#resi untuk menghasikan

suatu geembung didaam)4 teta#i

&ara ini kurang da#at dikendaikan

se&ara baik. 33 umumn*a

'!gunakan 'a+am ap+!ka&! &u%"a!

&e!&m!k9ARAS SUMBER PROYEKTOR

6mumnya4 rentang sonar akan

meningkat dengan daya sumber

hingga terJadi saah satu dari dua ha

berikut*

4) J!ka sistem digunakan dekat

#ada #ermukaan aut4 atau Jika ada

seJumah besar #artike didaam

koom3tabung air4 #antuan% akustik

yang dihamburbaikkan 'dengung)da#at menutu#i e&ho% dari target

yang dia&ak. ,engan demikian4

rentang sonar sebenarnya

menurun dengan #eningkatan ebih

anJut dari daya.

5) J!ka aras sumber 'sour&e ee)

terJadi dengan kaitasi terau

tinggi. 9a ini menghasikan

$ormasi geembung% #ada

#ermukaan transduser yang da#atmenurunkan e5siensinya dan

meme&ah #oa berkas 'beam

#attern) dari #usa akustik.

A%a& &um,e% p%$*ek$%

IngatE Intensitas bunyi 'i)

dide5nisikan sebagai daya '#) #er

satuan uas 'a)= atau daam skaa

desibe da#at dinyatakan sebagai=

n 7< og'i3io)4 dimana io adaah

intensitas a&uan ' C.;


5/9

dari sumber akustik 's) se&ara

merata kesemua arah

'omnidire&tionay) dan

mengangga# Jarak a&uan baku

adaah 7m dari sumber4 maka sour&e

ee 's) daam skaa db menJadi*

I74 #7 dan a7 se&ara berurutan

adaah intensitas4 daya dan uas4

yang diukur 7m dari sumber . Luas

#ermukaan boa dengan JeJari 'r) 7

meter adaah a K.#hi.r% K.#hi.

,engan demikian4 #ersamaan 7

menJadi*

Atau #ada akhirnya di#eroeh*

TEORI PERAMBATAN SINAR

•Lintasan #erambatan bunyi da#at

digambarkan sebagai SINAR (RAY)

atau 0EKTOR

•SI0AR akan berubah arah bia

meewati dua medium dengankera#atan berbeda. REFRAKSI:

•Bunyi akan berbeok kearah daerah

dengan ke&e#atan bunyi -EBI2

RENDA29


6/9


7/9

BISING DIDA-AM -AUT

,ikeom#okkan daam K kategori*; Am,!en N$!&e

,ihasikan dari uar sistem sonar dan

dating dari aam.

; Se+< N$!&e

,ihasikan dari sistem akustik bawah

air atau eektronika sistem.

; Re"e%,e%a!$n

9anya #ada sistem sonar akti$ yang

disebabkan oeh #arasites e&hoes.

; Ac$u&!c Ine%


8/9

BISING DIRI (SE-F NOISE)

; 2u++ N$!&e

+ Pita sem#it 'narrowband +$rekuensi% s#esi5k)

+ !esin '#om#a4 roda gigi4

#embangkit daya4 dsb.)

; F+$> N$!&e

+ Pita ebar 'broadband)

+ "e&e#atan tinggi DD bising ebih

tinggi

+ 9u $ouing + adanya hewan #ada

hu 'kasar)

; Ka"!a&!+ Pita ebar 'broadband)

+ Bising #ro#eer

+ Fenomena tekanan high3ow

TARGET STRENGT2 (TS)

Kekuaan Ta%ge 'T arget

Strength4 TS) menga&u #ada gema

'e&ho) yang dikembaikan oeh

target bawah air 4 se#erti ka#a

seam4 ka#a #ermukaan4 tor#edo4

ranJau4 ikan.

2a+ !n! '!'en!&!kan sebagai

ogaritma dari rasio intensitas

ter#antu yang menga&u 7 m dari

#usat akustik target4 terhada#

intensitas yang datang*

TS DARI BENTUK BO-A

Pengertian target strength

ditunJukkan dengan menghitung TS

dari boa. TinJau sebuah boa besar

'D#anJang geombang) -yang akan

disorot oeh intensitas geombang

bidang. >ika radius boa a meter 4energy yang di&egat boa dari

bunyi datang adaah dimana

adaah #enam#ang-intang boa4

#enam#ang-intang hamburan.

,engan asumsi boa memantukan

se&ara isotro#is energinya4

intensitas geombang yang

di#antukan #ada Jarak r meter

dari #usat boa menJadi4

Pada Jarak

re$erensi 7 m4 #ersamaan TS

untuk boa da#at disederhanakan

menJadi*


9/9

akustik bawah air wiratno a

Documents