CTD atau Conductivity, Temperature, and Depth

 CTD atau Conductivity, Temperature, and  Depth 

Definisi CTD

        CTD atau conductivity, Temperature, and Depth adalah salah satu instrumen kelautan yang berguna untuk pengukuran suhu di kolom perairan maupun laut dalam. Fungsi utama dari CTD adalah untuk mengukur suhu dan konduktiitas perairan relatif terhadap kedalaman. Sehingga melalui instrumen ini dapat diketahui suhu, salinitas, dan juga densitas suatu perairan. CTD dilengkapi dengan sensor yang dapat mengukur suhu secara langsung saat alat diturunkan ke kolom perairan dan hasil pengukuran tercatat secara langsung pada komputer di atas kapal. Selain itu, CTD dilengkapi oleh botol-botol sampel (rosette atau naskin bottle samples) untuk mengambil sampel air pada kedalaman tertentu. Tergantung pada kedalaman dan kondisi perairan, biasanya pengukuran standar CTD memerlukan waktu sekitar 2-5 jam. Alat ini terdiri dari 3 sensor utama, yaitu sensor tekanan untuk pengukuran kedalaman, thermistor sebagai sensor suhu, dan sel induktif (conductivity) sebagai sensor salinitas, juga dapat diberikan sensor tambahan seperti sensor klorofil, kekeruhan, oksigen dsb.

Gambar 1. Alat CTD

            CTD atau Conductivity, Temperature, and  Depthadalah salah satu instrumen kelautan yang digunakan untuk mengatur konduktifitas, suhu, dan kedalaman. Dengan kata lain, CTD merupakan salah satu instrumen yang dibutuhkan dalam mendukung survei batimetri dengan menggunakan echosaunder. Prinsip kerja dari alat ini  adalah dengan cara mengarahkan dan mendapatkan sinyal dari sensor yang mendeteksi suatu  besaran, kemudian data dari metode multiplexer dan decode. Data dipecah dengan menggunkan metode enkoder untuk transfer ke serial data stream dengan dikirimkan ke kontrol unit melalui kabel yang terhubung.

 Prinsip Pengukuran CTD

Prinsipnya teknik pengukuran pada CTD ini adalah untuk mengarahkan sinyal dan mendapatkan sinyal dari sensor yang menditeksi suatu besaran, kemudian mendapatkan data dari metode multiplexer dan pengkodean (decode), kemudian memecah data dengan metode enkoder untuk di transfer ke serial data stream dengan dikirimkan ke kontrol unit via cabel. CTD diturunkan ke kolom perairan dengan menggunakan winch disertai seperangkat kabel elektrik secara perlahan hingga ke lapisan dekat dasar kemudian ditarik kembali ke permukaan. Pengukuran tekanan pada CTD menggunakan strain gauge pressure monitor atau quartz crystal. Tekanan akan dicatat dalam desibar kemudian tekanan dikonversi menjadi kedalaman dalam meter. Sensor temperatur yang terdapat pada CTD menggunakan thermistor, termometer platinum atau kombinasi keduanya. Sensor salinitas menggunakan sel induktif yang terdapat dalam CTD. Pengukuran data tercatat dalam bentuk data digital. Semua data di atas tersimpan dalam CTD dan ditransfer ke komputer setelah CTD diangkat dari perairan atau transfer data dapat dilakukan secara kontinu selama perangkat perantara (interface) dari CTD ke komputer tersambung.

 

Cara Kerja CTD

CTD diletakan pada kerangka Rosette. Kemudian probe dihubungkan dengan kabel elektrik yang ada kerangka Rosette. Berat dari kerangka Rosette tersebut sekitar 25 Kg. Setelah semua perangkat di pasang, akan lebih baik jika kita memeriksa keseimbangan peralatan, jika dipastikan fix maka kita dapat mulai memasukan CTD kedalam laut.

Langkah-langkahnya Operasional CTD

1.         Mulai dengan program akuisisi data dan dilengkapi profil untuk mengidentifikasi data. Disiapkan peralatan yang akan digunakan dan letakkan botol sesuai dengan prosedur pemasangan.

2.         Setelah kerangka Rosette diletakan pada posisinya dan CTD (Probe atau rangkaian sensor yang sudah di Set) diletakan di dalamnya, maka instrumen ini dibawa ke sisi (pinggir) kapal, lalu dihubungkan kabel-kabel interkoneksinya maka instrumen tersebut siap diturunkan.

3.         Setelah CTD siap untuk diturunkan maka kontrol unit di set untuk kondisi ON. Ketika kontrol unit sedang dipersiapkan maka instrumen (Rosette dan Probe) dapat diturunkan pelan-pelan mendekati permukaan air.

4.         CTD mulai diturunkan kedalam air secara pelan-pelan, dan pada saat inilah rangkaian Probe dan kontrol unit saling berhubungan untuk merekam data dalam bentuk sinyal analog pada recorder. Pada saat ini juga prosedur akuisisi dimulai dan kerangka Rosette pada CTD diturunkan dengan kecepatan tertentu sampai pada kedalaman yang diinginkan.

5.         Pada saat CTD probe diturunkan maka pengiriman data ke kontrol unit juga di mulai. Perhatikan data yang di dapat dan keadaan kecepatan penurunannya.

6.         Setelah mendapatkan data yang diinginkan maka stop penerimaan data dari probe. Berhentikan juga perekaman data pada recorder. Kemudian dapat ditarik ke permukaan air, dengan catatan tidak ada lagi data yang di kirim oleh CTD dan dipastikan OFF.

7.         Setelah unit data akuisisi di-Offkan dan instrument diletakan di atas kapal maka tekan End of Profile data dan diberhentikan akusisi program. Data yang di dapat bisa langsung disambungkan ke personal Computer atau direkam oleh Tipe Recorder.

8.         Proses pengambilan data selesai.

Komponen CTD

Secara umum, sistem CTD terdiri dari unit masukan data dan sistem pengolahan

1.      Unit Masukan Data

Unit ini terdiri dari sensor CTD, rosette, botol sampel, kabel koneksi, dan perangkat tambahan lain. Sensor berfungsi untuk mengukur parameter karakteristik fisik air laut yang terdiri dari sensor tekanan, temperatur, dan konduktivitas. Botol sampel berfungsi sebagai wadah sampel air sedangkan rossete berfungsi untuk mengatur penutupan botol. Kabel koneksi berfungsi sebagai penompang, dan juga berfungsi sebagai pengantar sinyal. Telekomando akan memberikan sinyal kepada rossete untuk menutup botol secara berurutan, setelah mengambil sampel air laut.

2.        Unit pengolah

Unit ini terdiri dari sebuah unit pengontrol CTDS (CTD Sensor) dan komputer yang dilengkapi perangkat lunak. Unit pengontrol berfungsi sebagai pengolah sinyal CTD, penampil hasil pengukuran serta pengubah sinyal analog ke digital. CTD mengontrol setiap kegiatan akuisisi dan pengambilan sampel serta kalibrasi. Setiap penekanan tombol fungsi sesuai pada menu, maka printer akan mencetak posisi, kedalaman, salinitas, konduktifitas dan temperatur sehingga kronologis kegiatan pengoprasian CTD dapat terekam.

Sensor adalah sebuah piranti yang mengubah fenomena fisika menjadi sinyal elektrik. CTD memiliki tiga sensor utama, yakni sensor tekanan, sensor temperatur, dan sensor untuk mengetahui daya hantar listrik air laut (konduktivitas).

a.    Sensor Tekanan

Sensor tekanan merupakan sensor yang memanfaatkan hubungan langsung antara tekanan dan kedalaman. Sensor ini terdiri dari tahanan yang berbentuk seperti jembatan wheatsrone kemudian dinamakan strain gauge. Strain gauge merupakan alat resistansi yang berubah ketika mendapat tekanan, Tahanan ini akan memegang peranan ketika mendapat gaya dalam bentuk fisika seperti tekanan, beban (berat), arus dll.

b.      Sensor Temperatur

Sensor  temperatur adalah sensor yang berpengaruh terhadap suatu hambatan, dalam bentuk termistor. Termistor (tahanan termal) merupakan alat semikonduktor yang berperan sebagai tahanan dengan besar koefisien tehanan temperatur yang tinggi dan biasanya bernilai negative. Alat ini terbuat dari campuran Oksida-Oksida logam yang diendapkan seperti mangan, nikel, kobalt dll.

c.    Sensor Konduktifitas

Sensor konduktifitas merupakan sensor yang mendeteksi adanya nilai daya hantar listrik di suatu perairan. Sensor ini merupakan sensor yang terdiri dari tabung berongga dan empat buah terminal elektroda platina-rhodium di belakang sisinya. Sebagai sensor yang melewati nilai konduktifitas maka rata-rata hasil proses dalam pengukuran akan melewati nilai rendah (low pass fliter). Sensor ini akan mulai mengukur ketika alat telah bergerak masuk kedalam air sampai pada posisi yang diinginkan. Sebenarnya sensor ini mengukur nilai konduktifitas untuk mengetahui nilai salinitas atau kadar garam di sebuah perairan sacara tidak langsung.

Kelebihan dan Kekurangan

Sistem CTD sendiri terdiri dari unit masukan data dan sistem pengolahan. Oleh sebab itu, instrumen ini memiliki akurasi yang tinggi, walaupun hanya dapat mengukur satu titik di satu waktu. Ketersediaannya CTD juga tidak sebanding dengan banyaknya kegiatan survei batimetri. Perawatan dan perbaikan instrumen ini juga masih tergantung pada produsen, sehingga menghambat kelancaran operasi survei

Keuntungan menggunakan CTD dapat digunakan untuk penginderaan jauh, sangat akurat karena dapat dikontrol dari atas kapal, ringan (CTD saja), dan dapat digunakan hingga kedalaman beberapa ribu meter. Kekurangan dari  CTD sendiri adalah alatnya kecil, bertenaga rendah sensor CTD yang digunakan pada instrumen otonom seperti MP, glider, profil mengapung dan AUVs lebih kompleks untuk beroperasi, keterbatasan utama adalah kebutuhan untuk mengkalibrasi sensor individu. Hal ini terutama berlaku untuk instrumen otonom dikerahkan untuk jangka waktu yang lama. (Kapal-dikerahkan CTDs yang direferensikan dengan data sampel air yang tidak tersedia secara umum dengan penyebaran instrumen otonom.) Oleh karena itu, sensor harus stabil untuk periode penyebaran, atau asumsi tentang sifat-sifat air laut harus dibuat dan dirujuk ke data sensor.