ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILER ( ADCP )

Prinsip kerja ADCP berdasarkan perkiraan kecepatan baik secara horizontal

maupun vertikal menggunakan efek Doppler untuk menghitung kecepatan radial

relatif, antara instrumen (alat) dan hamburan di laut. Tiga beam akustik yang berbeda

arah adalah syarat minimal untuk menghitung tiga komponen kecepatan. Beam ke

empat menambah pemborosan energi dan perhitungan yang error. ADCP

mentransmisikan ping, dari tiap elemen transducer secara kasar sekali tiap detik. Echo

yang tiba kembali ke instrumen tersebut melebihi dari periode tambahan, dengan echo

dari perairan dangkal tiba lebih dulu daripada echo yang berasal dari kisaran yang

lebih lebar. Profil dasar laut dihasilkan dari kisaran yang didapat. Pada akhirnya,

kecepatan relatif, dan parameter lainnya dikumpulkan diatas kapal menggunakan Data

Acquisition System (DAS) yang juga secara optional merekam informasi navigasi,

yang diproduksi oleh GPS.

Gambar 1. ADCP

Prinsip Kerja ADCP

Perhitungan navigasi, menggunakan kalibrasi yang dilakukan sekali secara

lengkap.Arus absolut yang melampaui kedalaman atau kedalaman referensi

didapatkan dari rata-rata kecepatan relatif kapal. Arus absolut pada setiap kedalaman

dapat dibedakan dari data terakhir dari kapal navigasi dan perhitungan relatif ADCP.

Gambar 2. Prinsip Perhitungan Gelombang Oleh ADCP

Prinsip dasar perhitungan dari perhitungan arus/gelombang yaitu kecepatan

orbit gelombang yang berada dibawah permukaan dapt diukur dari keakuratan ADCP.

ADCP  mempunyai dasar yang menjulang,dan mempunyai sensor tekanan untuk

mengukur pasang surut dan rata-rata kedalaman laut. Time series dari kecepatan,

terakumulasi dan dari time series ini, kecepatan spektral dapat dihitung. Untuk 

mendapatkan ketinggian diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh

pergeseran permukaan menggunakan kinematika linear gelombang.

Kegunaan ADCP pada berbagai aplikasi :

1. Perlindungan pesisir dan teknik pantai.

2.  Perancangan pelabuhan dan operasional

3.  Monitoring Lingkungan

4. Keamanan Perkapalan

ADCP  dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum,

dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan

ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan

resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang

spektral, ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga

level air.

Keuntungan ADCP:

1. Definisi yang tinggi dari arah arus/gelombang pecah.

2.  Logistik yang sederhana dengan bagian bawah yang menjulang

3.  Kerusakan yang kecil, dan resiko yang kecil.

4.  Kualitas perhitungan permukaan yang tinggi yang berasal dari dasar laut.

ADCP keistimewaannya meliputi:

Dapat bekerja di kapal dengan penentuan posisi yang lengkap termasuk

bottom-tracking dan permukaan laut untuk transek dengan menggunakan GPS.

 ADCP memberikan sistem real-time untuk pesisir pantai, dan monitoring

pelabuhan.

ADCP mudah digunakan untuk mengukur arus

Mempunyai system otomatik yang dilengkapi dengan baterai dan perekam

untuk buoy lepas pantai atau bottom-mounting.

Pengenalan dari ADCP

Gambar 3. (a)Standard and Mini ADPs, (b) ADPs Depth Cells (c) View ADP

SonTek/YSI ADP (Acoustic Doppler Profiler) adalah alat ukur arus muka laut

berperforma tinggi yang akurat, dapat diandalkan dan mudah untuk digunakan. ADCP

menghitung kecepatan 3D dengan kedalaman yang spesifik dari setiap cell  sampai

kira-kira 220 m. Design pertama  dari pengukur arus  hanya sebatas untuk mengukur

perairan dangkal. ADP telah mengalami revolusi sejarah dalam pengukuran arus sejak

diperkenalkan pada tahun 1984. Software windows  ViewADP dapat melakukan  post-

processing program yang membuat  menjadi lebih mudah  dalam tampilan dan mudah

untuk menganalisa data.

Prinsip Pengoperasian ADCP

SonTek/YSI ADPs tergolong dalam  kumpulan instrument yang dikenal 

sebagai akustik dopler current profiler. Lebih dari beberapa decade alat ini telah

mengembangkan kemampuan untuk mengukur arus secara lebih detail untuk aplikasi

di lapangan. Sejak diperkenalkan pada tahun 1984 sebagai alat pertama pengukuran

arus untuk perairan dangkal, ADCP telah banyak mengalami kemajuan  sebagai alat

pengukur arus.

ADCP menghitung kecepatan  dari air dengan menggunakan prinsip fisika

yang dikenal disebut perubahan Dopler. Pada bagian ini jika sumber dari suara 

bergerak relative  ke receiver frekuensi dari suara di receiver  mengalami perubahan

dari frekuensi transmisi.

Fdoppler = -2Fsource ( V / C )

Dari persamaan ini , V  adalah kecepatan relative diantara sumber dan receiver

(i.e.; Gerakan mengindikasikan  perubahan jarak diantara keduanya., C adalah

kecepatan dari suara, Fdoppler perubahan dari frekuensi receiver di receiver (i.e., the

Doppler shift), dan Fsource frekuensi dari transmisi suara. Ilustrasi dari operasional dari

sistem Doppler monostatis, seperti ADP ( monostastis mengindikasikan fakta bahwa

transducer yang sama digunakan sebagai receiver dan transmitteris. Transducer Son

Tek SonTek transducers dibangun untuk menghasilkan beam sempit suara, dimana

energi utama terkonsentrasi pada sebuah kerucut yang hanya beberapa derajat

lebarnya. Setiap transducer menghasilkan pulsa suara yang frekuensinya diketahui.

Pada saat suara merambat di air, suara itu memantul ke segala arah oleh partikel-

partikel (sedimen, bahan biologis, gelembung). Sebagaimana beberapa bagian

memantulkan energi yang merambat kembali sepanjang transducer axis,kearah

transducer dimana, perhitungan proses elektronik berubah seiring frekuensi.

Pergantian Doppler diukur dari pantulan single transducer, kecepatan diair sepanjang

axis pasa beam akustik.

ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILER (ADCP)

ADCP working principle based on the estimated speed of both horizontally and

vertically using the Doppler effect to calculate the relative radial velocity between the

instrument (tool) and scattering at sea. Three different acoustic beam direction is a

minimum requirement for calculating the three components of velocity. The fourth

beam of energy waste and increase the calculation error. ADCP transmits ping, from

each transducer element roughly once every second. Echo came back to the

instrument exceeds the extra period, with the echo from the shallow waters arrive

earlier than the echo originating from a wider range. Seabed profile generated from

the range obtained. In the end, the relative velocity, and other parameters collected on

board using the Data Acquisition System (DAS), which also be optionally record

navigational information, which is produced by the GPS.

Figure 1. ADCP

ADCP Working Principle

Calculation of navigation, using the calibration is done once lengkap. Absolute

currents beyond depth, or references obtained from the average relative speed of the

ship. Absolute currents at each depth can be distinguished from the last data from ship

navigation and calculation of the relative ADCP.

Figure 2. Calculation of Wave Principle by ADCP

Basic principle calculation of the current/wave calculation is the wave orbital

velocity that is below the surface of the slide is measured from the accuracy of the

ADCP. ADCP has a base of the towering, and has a pressure sensor to measure the

tides and the average depth of the sea. Time series of velocity, accumulated and from

this time series, spectral velocity can be calculated. Untuk  mendapatkan ketinggian

diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh pergeseran permukaan

menggunakan kinematika linear gelombang. To get the height above the surface, the

spectrum veocity translated by surfaces shifting using linear wave kinematics.

ADCP usefulness in various applications:

1. Protection of coastal and coastal engineering.

2. The design and operation of ports

3. Environmental Monitoring

4. Security Shipping

ADCP can measure completely, the direction of the wave frequency spectrum,

and can be operated in areas of shallow and deep water. One advantage of ADCP is

that, unlike the directional wave buoy, ADCP can be operated with a small risk or

damage. In addition to the wave frequency spectral, ADCP can also be used to

calculate the velocity profile and also the water level.

ADCP Benefits:

1. High definitions from the breaking current/wave.

2. Logistics simple with the bottom of the towering.

3. The damage is small, and small risk.

4. The quality of high surface calculations derived from the seabed.

ADCP privileges include:

Can work on a ship with a complete positioning, including bottom-tracking

and sea level to transect using GPS.

ADCP provides real-time systems for coastal and port monitoring.

ADCP easily used to measure currents

Have automatic systems that are equipped with batteries and recorder for

offshore buoy-mounting or bottom.

The introduction of the ADCP

Figure 3. (a) Standard and Mini ADCP, (b) ADCP Depth Cells, (c) View ADP

SonTek /YI ADP (Acoustic Doppler Profiler) is an accurate instrument to

measure sea surface currents of high-performance, reliable, and easy to use. ADCP

calculates 3D velocity of the specific depth of every cell up to approximately 220 m.

The first design of the flow meter to measure only limited to shallow waters., The

ADP has experienced a revolution in measuring the flow of history since it was

introduced in 1984. Windows software ViewADP can perform post-processing

program that makes the display easier and easier to analyze data.

ADCP Operation Principle

SonTek / YSI ADPs belong in a collection of instruments known as Doppler

acoustic current profiler. More than a few decades of this tool has been developed

ability to measure the flow in greater detail for applications in the field. Since

introduced in 1984 as the first tool for shallow water flow measurement, ADP has

been much progress as a measure of the flow.

The ADP calculates the velocity of the water by using known principles of

physics called Doppler changes. In this part if the source of the sound receiver move

relative to the frequency of the sound at the receiver experiencing the change of

transmission frequency.

F doppler = -2F source ( V / C )

From this equation, V is the relative velocity between source and receiver (ie;

movements indicate changes in the distance between them., C is the speed of sound, F

doppler frequency changes from the receiver at the receiver (ie, the Doppler shift), and F

is the source frequency of voice transmission. Illustration of the operation of the Doppler

system monostatis, such as ADP (monostastics indicates the fact that the same

transducer is used as a receiver and transmitterics. Transducer Son Tek SonTek

transducers built to generate a narrow beam sound, where the main energy is

concentrated in a cone of only a few degrees width. Each transducer produces sound

pulse frequency is known. At the time of sound travel in water, the sound bounced off

in all directions by particles (sediments, biological materials, bubble). As some parts

of the energy reflects back to propagate along the transducer axis, towards transducer

which, the calculation of electronic processes change over frequency. Substitution of

a single reflection is measured from the Doppler transducer, the velocity along the

axis Pasa aquatic acoustic beam.