METODE PENELITIAN
III.2 Instrumentasi
III.2.1. Proton Precision Magnetometer (PPM) Seri G-856
Gambar 3.2. Instrumen Metode Geomagnetik.
Instrumentasi yang dalam Pengukuran metode Geomagnetik adalah PPM (Proton Precision Magnetometer) seri G-856. PPM seri G-856 merupakan instrumen yang mengukur intensitas skalar dari lokal medan magnet. Komponen dari aksesoris dari PPM G-856 terdiri dari :
1. Magnetometer 2. Sensor
3. Sensor kabel Sinyal 4. Tiang alumunium
5. Baterai (D-sel alkali baterai) 6. Kabel Data output
Peralatan penunjang lain yang mendukung dalam pengukuran metode magnetik yaitu 1. GPS (Global Positioning System), untuk penentuan posisi koordinat waktu
pengukuran.
2. Kompas Geologiuntuk mengetahui arah utara sebagai orientasi lintasan dan sensor.
3. Jam, untuk melihat waktu pada saat pengukuran data magnetik.
4. Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak titik pengukuran pada saat survei magnetik di lokasi.
5. Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data.
Modul Praktikum Geomagnetik 2020
III.2.1.1. Prinsip Kerja Alat PPM Seri G-856
Magnetometer adalah instrument geofisika yang digunakan untuk mengukur kekuatan medan magnet bumi prinsip kerja alat ini menganut prinsip gaya lorentz.
Gambar 3.3. Gabungan medan magnet dan arus gaya magnet (Lorentz) tegak lurus arah arus I dan medan B.
Gambar 3.4. Arah dipol proton searah medan magnet bumi (a), dipol proton terinduksi medan magnet kumparan (b), proton berpresisi (c).
Secara umum alat ini terdiri dari sensor, processing unit, kabel penghubung dan sebuah pencatat frekuensi (counter). Komponen utama dari sensor magnetometer adalah tabung silinder yang berisi cairan kaya hidrogen dan lilitan kawat.
Prinsip kerja Proton Procession Magnetometer adalah dengan proton yang ada pada semua atom berpresisi pada sumbu axis yang sejajar dengan medan 34magnet bumi. Normalnya, proton cenderung untuk sejajar dengan medan magnet bumi (a) Ketika saklar di tutup, arus DC mengalir dari baterai ke lilitan, kemudian
Memproduksi kuat medan magnet dalam silinder tersebut. Atom Hidrogen (proton) yang berputar di induksi medan magnet (medan magnet akibat aliran arus pada kawat, maka proton dengan sendirinya akan menyesuaikan dengan medan magnet yang baru B, (b) Kemudian saklar di buka sehingga tidak ada aliran arus dalam kumparan akhirnya atom hidrogen dalam sensor bergetar berpresisi, (c) Menuju kondisi awal medan magnet bumi.
Keadaan presisi medan magnet Bumi menghasilkan torsi pada putaran atom hydrogen, sensor akan mendeteksi adanya getaran dan osilasi tersebut.
Presesi tersebut menunjukkan medan magnet dalam berbagai waktu (time- varying) yang mana menginduksi sedikit arus AC pada lilitan tersebut. Frekuensi pada arus AC memiliki persamaan dengan frekuensi presesi atom tersebut. Karena frekuensi presesi berbanding dengan kuat medan total dan karena konstanta perbandingan diketahui, maka kuat medan total dapat ditetapkan dengan akurat.
Saat terjadi perubahan kesejajaran, perputaran proton berpresesi, dan putarannya semakin melambat.
Frekuensi pada saat presesi berbanding lurus dengan kuat medan magnet Bumi. Rasio Gyromagnetic proton adalah 0,042576 Hertz / nano Tesla. Sebagai contoh, pada area dengan kekuatan medan sebesar 57.780 nT maka frekuensi presesi menjadi 2460 Hz.
III.2.2 Alat Fluxgate Magnetometer
Sensor fluxgate bekerja dengan membandingan medan magnet yang diukur Bext dengan medan magnet referensi Bref. Medan magnet referensi, dapat berbentuk sinyal bolak-balik sinusoida, persegi, atau segitiga, yang dieksitasikan pada inti melalui kumparan primer. Dalam bentuk sederhana, sensor magnetik fluxgate terdiri dari dua kumparan, yaitu kumparan primer sebagai kumparan eksitasi (A) dan kumparan sekunder sebagai kumparan pick-up (B), seperti terlihat pada Gambar 3.5.
Modul Praktikum Geomagnetik 2020
Gambar 3.5. Bentuk sederhana sensor magnetik fluxgate
III.2.2.1. Prinsip Kerja Sensor Fluxgate
Kumparan primer digunakan untuk membangkitkan medan magnet.
Medan magnet yang timbul pada kumparan primer akibat adanya medan listrik pada solenoid (Hukum Faraday). Sedangkan kumparan sekunder berfungsi untuk menangkap perubahan medan magnet yang di timbulkan oleh kumparan primer.
Medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan primer akan diterima oleh kumparan sekunder, dan akan menghasilkan GGL induksi. Besarnya GGL induksi yang terjadi ditentukan oleh banyaknya garis gaya magnet yang mampu ditangkap oleh penampang kumparan (Hukum Ampere). Sedangkan kumparan sekunder berfungsi untuk menangkap perubahan medan magnet yang di timbulkan oleh kumparan primer. Medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan primer akan diterima oleh kumparan sekunder, dan akan menghasilkan GGL induksi. Besarnya GGL induksi yang terjadi ditentukan oleh banyaknya garis gaya magnet yang mampu ditangkap oleh penampang kumparan (Hukum Ampere).
Perubahan medan magnet luar yang diterima oleh kumparan sekunder ini akan menghasilkan perubahan arus. Tegangan keluaran, Vout pada kumparan sekunder merupakan laju perubahan flux magnet di dalam inti. Berdasarkan Hukum Faraday, amplitudo tegangan
keluran induksi dituliskan sebagai :
Dengan : N adalah jumlah lilitan kumparan sekunder A adalah luas bidang potong inti sensor.
Sehingga tegangan keluaran harmonisasi kedua pada kumparan sekunder dapat dituliskan :
.
III.2.3 Alat Airborne Magnetik
Survei geomagnetik dalam eksplorasi barang tambang biasanya dilakukan di darat dan diudara. Survei geomagnetik di udara biasanya dilakukan untuk memetakan daerah yang luas. Alat yang digunakan biasanya adalah flux-gate magnetometer, nuclear precession. Kepekaan alat yang dipergunakan biasanya lebih tinggi (1-5 gamma) daripada yang dipergunakan di darat (10-20 gamma).
Pada survei ini biasanya menggunakan helicopter yang dipasang sensor flux-gate magnetometer pada tali sepanjang 30 m, karena menggunakan pesawat atau helicopter sehingga biaya penyelidikan dari udara jauh lebih mahal.
Gambar 3.6. Prinsip Kerja Alat Airborne Magnetik
Dengan menggunakan Aeromagnetic UAV dapat dilakukan survei Geomagnetik pada area yang luas, dengan hasil data beresolusi tinggi, dan biaya
Modul Praktikum Geomagnetik 2020
survei yang murah karena menggunakan drone. Tidak hanya itu saja, hasil survei dapat dilihat langsung pada monitor karena sudah berbasis pengiriman data secara realtime. Aeromagnetic UAV juga sudah dilengkapi dengan sistem Automatic Flight sehingga drone bisa terbang sesuai lintasan yang dibuat, dengan mendesain lintasan survei nantinya target survei akan didapat dengan lebih mudah. Survei Geomagnetic dengan Aeromagnetic UAV dapat dilakukan dengan cepat, hal ini akan sangat membantu sekali dalam tahap eksplorasi awal di bidang pertambangan.