Desain Sensor Medan Magnet Sensitif Berbasis Flux Gate Terkompensasi untuk Mendeteksi Perubahan Medan Magnet Bumi Lokal Akibat Bencana Alam
Budi Purnama, Suharyana, Artono Dwijo Sutomo
Desain sensor medan magnet sensitif berbasis flux gate terkompensasi telah berhasil dibuat untuk mendeteksi perubahan medan magnet bumi lokal akibat bencana alam. Perubahan desain konfigurasi sensor dari konvensional ke desain geometri terintegrasi terbukti meningkatkan sensitivitas sensor. Pada eksperimen ini, dua hal penting eksperimen dilakukan yaitu konfirmasi kinerja flux gate sensor untuk desain konvensional kemudian dilanjutkan dengan optimasi geometri flux gate sensor terintegrasi.
Pada konfirmasi kinerja flux gate sensor menegaskan daerah operasi linear sensor pada kawasan medan tertentu. Peningkatan jumlah lilitan mula-mula meningkatkan sensitivitas namun setelah N = 1000 sensitivitas sensor memperlihatkan keadaan jenuh serta meningkatkan loss hysteresis yang terungkap dari luasan sapuan kurva. Unjuk kinerja sensor pada pengukuran kuat medan magnetik bahan ferromagnetik menunjukan performan yang dapat dipercaya untuk kawasan medan magnet lemah. Tipikal sensitifitas sensor yang dibuat adalah 150 mV/μT.
Desain sensor terintegrasi mula-mula yang dikembangkan adalah desain linear. Pada desain ini, flux gate sensor diletakkan di salah satu ujung kumparan pengeksitasi. Hasil ekperimen menunjukkan tipikal yang sama dengan hasil sebelumnya. Namun nilai sensitivitas menjadi lebih besar dan jumlah lilitan N kritis juga berubah menjadi 700. Tipikal sensitifitas flux gate sensor konfigurasi terintegrasi linear adalah 450 mV/μT dengan daerah kerja -25 μT hingga +25 μT.
Optimasi desain sensor terintegrasi dilakukan dengan membuat sensor berbentuk batang linier, race track dan kotak. Modifikasi desain sensor ini mampu meningkatkan sensitivitas dan daerah operasi sensor menyempit. Desain optimum yang diperoleh adalah desain sensor berbentuk kotak memiliki jangkauan medan -7 μT hingga +7 μT. Akhirnya desain optimum sensor diperoleh untuk konfigurasi kotak dengan sensitifitas 526 mV/μT.
