Modul 9 Akuisisi Data Magnetik 1. Peralatan Alat yang digunakan dalam survey metode magnetik adalah Proton Precission Magnetometer Geometrics model G-856. PPM merupakan alat yang portable dengan sistem pengoperasian yang cukup mudah dan sederhana. Dalam penelitian PPM yang digunakan berjumlah dua buah, satu sebagai rover dan satunya sebagai base station. PPM dapat digunakan untuk mengukur medan magnet gradien maupun medan magnet total. Pengukuran medan magnet gradien dengan menggunakan dua buah sensor dan medan magnet total dengan menggunakan satu buah sensor. Beberapa peralatan bantu lainnya adalah: 1. Theodolit, untuk menentukan arah lintasan titik-titik pengukuran di lapangan. 2. Kompas geologi, untuk menentukan arah utara sensor PPM dan membantu menentukan posisi supaya urut. 3. GPS, untuk menentukan posisi lintang dan bujur serta ketinggian lokasi penelitian. 4. Meteran, untuk mengukur jarak grid. 5. Jam, untuk mengetahui waktu pengambilan data di lapangan. 6. Catatan lapangan, untuk mencatat hari, tanggal, jam, kondisi cuaca dan lingkungan saat pengambilan data. 2. Metode Pengumpulan Data Data-data yang dicatat dalam survei geomagnetik antara lain : 1. Waktu : meliputi hari, tanggal, jam 2. Data geomagnetik : a. Medan Total : minimal lima kali pengukuran pada tiap titik pengukuran untuk mengurangi gangguan lokal (noise). b. Medan Vertikal : dua orientasi yaitu utara-selatan dan timur-barat dengan masingmasing minimal lima kali pengukuran pada setiap titik pengamatan. c. Variasi harian d. Medan utama bumi (IGRF) 3. Posisi titik pengukuran 4. Kondisi cuaca dan topografi lapangan Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 1
Pengumpulan data bergantung pada target dan kondisi lapangan. Pengukuran dengan target lokal biasanya dilakukan untuk daerah survei yang tidak terlalu luas, dengan spasi 50 500 meter, sedang untuk target regional mencakup daerah yang lebih luas dengan spasi 1 5 km. Pengukuran di daerah gunungapi, di puncak dan tubuh gunung dilakukan dengan spasi 0,5 km atau sekitar 25 30 menit perjalanan (kaki), sedangkan pada kaki gunung dan sekitarnya spasinya 1 2 km. Untuk target dengan daerah yang sempit dan topografi yang relatif datar dapat dilakukan dengan spasi 50 100 m bergantung kepada hasil pengukuran yang diinginkan. Pengumpulan data dilakukan pada titik yang telah diplotkan grid-nya. Variasi harian dapat diukur dengan menggunakan Base station PPM. Pada prinsipnya, survei metode magnetik harus menggunakan 2 buah PPM yang berfungsi sebagai base dan rover. Base station untuk mengukur variasi harian yang akan dikoreksikan terhadap data yang terbaca di rover. Bila menggunakan 2 buah PPM, maka satu PPM dengan dipasang di tempat yang sama selama pengukuran yang berlaku sebagai base statiton dan dioperasikan secara otomatis merekam data medan magnet dengan selang waktu selama dua menit. Tujuan dari pemasangan basestation ini adalah untuk mendapatkan data variasi harian. Namun demikian, karena keterbatasan alat dan alasan nilai variasi harian yang cukup kecil, seringkali survei metode magnetik dilakukan hanya dengan 1 PPM, yang diperlakukan sebagai rover. Untuk mendapatkan koreksi variasi harian, maka pengambilan data dilakukan secara looping, dan nilai variasi harian seakan-akan seperti drift pada survei metode gravitasi. Lembar Data Pengukuran Magnetik Total Hari/tanggal :... Operator :... Lokasi/Lb. Peta :... Cuaca :... Alat :... Topografi :... No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Nama Titik amat Posisi Titik amat X Y Z Pembacaan PPM Waktu Keterangan Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 2
3. Spesifikasi PROTON PRECESSION MAGNETOMETER (PPM) Model G-856 Tampilan : Tampilan intensitas medan magnet dalam 6 digit, tampilan titik, julian day, dan nomor lintasan dalam 3 digit Resolusi : 0,1 gamma Akurasi mutlak : 1 gamma Waktu : waktu julian Jangkauan tuning : 20.000 sampai dengan 90.000 gamma Toleransi gradien : 5000 gamma / meter Waktu cycle : 3 detik Pembacaan manual : Pembacaan diambil sesuai perintah Memori : 1000 data pembacaan pada mode survei, 2500 data pembacaan pada mode base Output : RS 232 Physical : Instrument console 7 x 10,5 x 3,5 inci, 2,7 kg Sensor 3,5 x 5 inci, 1,8 kg Staff 1 inchi x 8 feet, 1 kg Environmental : - 20 sampai dengan 50 derajat Celcius Power : 8 baterai kering D-cell (12 volt eksternal power) Aksesoris Standar : Sensor, staff, tas punggung, dua set baterai, tas, manual. Pilihan : kabel RS-232 interface, tape perekam digital,sabuk baterai Prinsip Kerja : Setiap proton adalah massa yang berputar dan membawa muatan listrik positif. Putaran muatan partikel ini menghasilkan momen magnetik dan momentum angular pada arah sumbu putarnya. Medan magnet bumi akan menghasilkan momen magnetik proton yang kemudian dilawan oleh momentum angular proton. Sebagai akibatnya, sumbu proton akan berpresisi di sekitar kerucut yang menunjukkan arah medan magnet bumi. Jumlah putaran sumbu proton di sekitar kerucut dalam waktu tertentu disebut frekuensi presisi proton ( f ). Nilai f bergantung pada momen magnetik proton M, momentum angular proton L, dan intensitas medan magnet bumi H yang dapat dinyatakan dalam persamaan: M GH f H `(9-1) 2 L 2 Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 3
dengan G adalah gyromagnetic ratio yang bernilai 0,2657513 / gamma-s. Gerakan presisi dari sebuah proton disajikan pada gambar 9.1. Proton Precession Magnetometer (PPM) adalah suatu sensor untuk mengukur induksi medan magnet total. Sensor ini berisi zat cair yang kaya akan proton, misalnya methanol atau kerosene. Di dalam sensor ini terdapat koil atau kumparan yang melingkupi zat cair yang kaya akan proton tersebut. Koil ini dihubungkan dengan sumber arus DC dan sirkuit penghitung frekuensi. Jika arus listrik dilewatkan melalui koil tersebut, maka akan timbul medan magnet dan mempolarisasikan proton pada arah koil. Pada saat arus diputus, koil akan dihubungkan dengan sirkuit penghitung frekuensi, sementara proton akan berpresisi pada arah medan magnet bumi. Gerakan momen magnetik proton akan menghasilkan medan magnet siklik yang menginduksi arus ac pada kumparan selama 2 3 detik sebelum proton berhenti berpresisi. Selama 2 3 detik ini, sirkuit penghitung frekuensi akan mengukur frekuensi presisi proton. Nilai frekuensi presisi proton ini dikonversi ke unit intensitas medan magnet dan ditransmisikan ke data logger yang dapat dibaca langsung. Prisip kerja Proton Preccesion Magnetometer (PPM) disajikan pada gambar 9.2. Gambar 9.1. Gerakan presisi dari sebuah proton (Robinson dan Coruh, 1988). Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 4
Gambar B.2. Prinsip kerja Proton Precession Magnetometer (Robinson dan Coruh, 1988). 4. Prosedur Pengoperasian PPM Model G-856 a). Modus Operasi 1. Modus Survei : mengukur intensitas medan magnetik sebagai fungsi ruang atau jarak. Data di memori disimpan dalam format : nilai intensitas medan, nomor stasiun, waktu pengukuran dan nomor lintasan. 2. Modus Auto : mengukur nilai intensitas medan magnetik sebagai fungsi waktu. Data di memori disimpan dalam format : nilai intensitas medan, nomor stasiun, waktu, dan Julian-day. 3. Modus Tambahan (Gradiometer) : mengukur nilai intensitas magnetik dari dua sensor yang terpisah secara vertikal. Hasilnya adalah harga gradien vertikal yang bebas dari variasi waktu. Modus ini menggunakan 2 (dua) buah sensor yang dipasang terpisah secara vertikal dalam sebuah tiang penyangga. Pengambilan data dilakukan dengan menekan tombol cycle pada the remote start switch. Pembacaan pertama dilakukan pada sensor bawah dan pembacaan kedua pada sensor atas. Data disimpan secara otomatis. Format data dalam memori : Baris pertama untuk pembacaan pertama, baris berikutnya untuk pembacaan kedua, dan seterusnya. b). Prosedur Operasi : 1. Memasang battery pada Console 2. Memasang sensor di tiang penyangga Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 5
3. Menghubungkan seluruh kabel konektor 4. Memeriksa isi memori 5. Melakukan Tuning dengan mengambil kuat sinyal (signal strength) yang paling kuat sesuai dengan harga medan di daerah survei. 6. Menyetel konfigurasi waktu : hari, tanggal, jam, dan menit saat pengambilan data. 7. Menyetel konfigurasi lintasan (modus survei dan gradiometer) dan interval waktu pengambilan data otomatis. (modus auto) 8. Mengambil data : - Pengambilan data dilakukan dengan operasi : READ => STORE - Arah sensor sesuai dengan tanda anak panah (N) - Pengambilan data dengan modus AUTO dilaksanakan di tempat yang tetap (fixed station). 9. Mentransfer data di memori ke komputer untuk pemrosesan lebih lanjut. c). Petunjuk Singkat Pengoperasian : 1. Mengambil dan menyimpan data pembacaan Tekan : READ => STORE 2. Membersihkan seluruh isi layar : Tekan : CLEAR 3. Memanggil isi memori (pembacaan yang terakhir) : Tekan : RECALL 4. Memanggil isi memori (nomor stasiun tertenstu) : Tekan : RECALL => SHIFT => station # => station # => station # => ENTER 5. Tuning magnetometer : Tekan : READ => TUNE => SHIFT => # => # => ENTER 6. Menghapus data : a. Pembacaan yang terakhir : Tekan : READ => RECALL => ERASE => ERASE b. Kelompok pembacaan yang terakhir : Tekan : RECALL => SHIFT => station # => station # => station # => ENTER => ERASE => ERASE c. Seluruh memori : Tekan : RECALL => SHIFT => 0 => ENTER => ERASE => ERASE. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 6
7. Membaca waktu dan line number : Tekan : TIME (tekan ketika pembacaan sedang ditampilkan) 8. Men set-up line number : Tekan : TIME => SHIFT => line # => line # => line # => ENTER 9. Men set-up Julian Day Tekan : AUTO => TIME => SHIFT => day # => day # => day # => ENTER 10. Men-set up Julian Day dan Time Tekan : AUTO =>TIME =>SHIFT =>day # =>day # => day # => hour # => hour # => minute # => minute # =>ENTER 11. Memulai keluaran data Tekan : AUTO => ENTER 12. Menyetop keluaran Tekan : OUTPUT => CLEAR 13. Men set-up mode Auto Tekan : AUTO => SHIFT => Second # => Second # => ENTER 14. Menghentikan mode Auto Tekan : AUTO => CLEAR d). Daftar Fungsi Tombol, Tampilan, dan Konektor : 1. CLEAR : membersihkan segala tampilan layar 2. SHIFT (0) : mengakses fungsi-fungsi tertentu 3. ENTER : memberikan perintah sistem untuk melaksanakan perintah pengaksesan suatu fungsi. Selain itu untuk menaikkan lokasi memori yang tampil di layar (lihat RECALL). 4. OUTPUT (1) : mengeluarkan data memori secara otomatis ke piranti eksternal 5. AUTO (2) : memulai dan mengakhiri perekaman data secara otomatis (modus Auto) 6. ERASE (3) : menghapus data yang terbaca terakhir, kelompok data atau seluruh data yang ada di memori. 7. FIELD (4) : 8. TIME (5) : mengakses clock waktu saat itu dan menampilkan waktu saat pembacaan data dilakukan. 9. TUNE (6) : menampilkan dan/atau men-set up tuning, serta mengatur kuat sinyal. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 7
10. RECALL (7) : mengakses memori dan menurunkan lokasi memori yang ditampilkan. 11. STORE (8) : menyimpan data pembacaan dalam memori 12. READ (9) : pembacaan harga medan 13. FIELD/TIME : menampilkan data intensitas medan magnetik atau waktu 14. STATION/DAY : menampilkan nomor stasiun, Julian day, atau nomor lintasan. Selain itu menampilkan kuat sinyal, tuning, dan tegangan battery. 15. Konektor : merupakan konektor G-856 ke sensor, perekam, printer, komputer atau daya eksternal. e). Informasi Tambahan : 1. Battery Terdapat 2 jenis battery dalam PPM G-586, yakni 8 (delapan) battery D-cell dan 1 (satu) buah battery lithium. Delapan battery D-cell menghidupkan operasi-operasi dasar dan battery lithium menghidupkan clock dan memori. 2. Mengambil data dari memori Data dari memori dapat dipindahkan ke komputer dengan prosedur: a. Hubungkan konektor dengan console dan ujung konektor yang satu dengan port serial komputer. b. Buka program Magmap dan pilih option import data dari G-586. c. Beri nama file data di komputer d. Tekan tombol : OUTPUT => ENTER e. Jika transfer berhasil, data bisa dibuka dengan berbagai program editing seperti notepad, wordpad, excel, dll. 3. Penyimpanan instrumen PPM G-856 - Lepas kabel sensor dari Magnetometer - Simpan semua komponen di shipping container untuk menjaga dari kontaminasi magnetik. - Jika sistem magnetometer hendak disimpan pada waktu yang lama, lepas battery untuk menjaga dari keterpautan elektronik atau korosi karena kontak, - Jangan melepas battery lithium yang disolder di board rangkaian. 4. Perawatan dan pencarian kesalahan (trouble shooting) (lihat buku manual). Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 8