Respons seismometer merupakan hasil perbandingan masukan dan keluaran. Respons ini terjadi apabila ada gerakan tanah, meliputi displacement atau perpindahan, velocity atau kecepatan, dan acceleration atau percepatan. Studi mengenai respons instrumen dapat digunakan untuk mengetahui selisih waktu perekaman sinyal pada alat denganwkatu terjadi gerakan tanah sesungguhnya (true ground motion) yang disebut sebagai fase dari respons seismometer. Gerakan tanah sesungguhnya ini dapat dicari dengan koreksi instrumen. Seismometer yang digunakan harus beroperasi secara kontinu yang berfungsi sebagai sensor yang menghasilkan sinyal berupa tegangan listrik yang sebanding dengan gerakan tanah akibat respons instrumen.

Gangguan atau perpindahan tanah terdeteksi oleh pegas pada sistem seismometer. Adanya damping atau peredaman dapata mengembalikan kesetimbangan pegas. Jika frekuensi gerakan tanah mendekati frekuensi natural, respons amplitudo akan besar dan terjadi resonansi. Jika frekuensi gerakan tanah lebih besar daripada frekuensi natural, seismometer merespons perpindahan gerakan tanah. Jika frekuensi gerakan tanah lebih kecil daripada frekuensi natural, seismometer merespons percepatan gerakan tanah. Frekuensi natural ini bergantung pada massa pendulum (m) dan konstanta pegas (k) yang digambarkan secara matematis melalui persamaan berikut:

Respons instrumen dibedakan menjadi tiga, yaitu displacement, velocity, dan acceleration. Ketiga respons instrumen ini digunakan untuk mencari respons fase dari seismometer. Untuk menghitung respons fase displacement dan amplitudonya dapat menggunakan hubungan sebagai berikut:

Untuk menghitung respons fase velocity dan amplitudonya dapat menggunakan hubungan sebagai berikut:

Untuk menghitung respons fase acceleration dan amplitudonya dapat menggunakan hubungan sebagai berikut:

Jenis seismometer yang digunakan mempengaruhi bentuk sinyal dan amplitudo sinyal. Seismograf yang biasa digunakan, meliputi Wood-Anderson (WA), World Wide Standardized Seismograph Network – Short Period (WWSSN-SP), dan World Wide Standardized Seismograph Network – Long Period (WWSSN-LP).  Ketiga seismograf tersebut menghasilkan rentang frekuensi yang berbeda. Seismograf WA cenderung memiliki rentang frekuensi yang luas, sekitar 0.00001-1 Hz sehingga seismograf ini dapat merekam sinyal frekunesi tinggi dengan periode pendek. WWSSN-LP memiliki rentang frekuensi yang lebih sempit dari WA, sekitar 0.001-1 Hz sehingga sinyal yang terekam lebih sederhana daripada WA dan memiliki frekuensi rendah dengan periode yang panjang. Sementara, WWSSN-SP memiliki rentang frekuensi yang sempit, sekitar 0.1-1 Hz sehingga sinyal yang terekam berfrekuensi tinggi dengan periode pendek.

Seismometer memiliki dua kerangka acuan, yaitu kerangka acuan seismometer dan kerangka acuan Bumi. Kerangka acuan seismometer berupa massa beban yang digantung dan kerangka acuan Bumi berupa gerakan tanah relatif. Ketika terjadi pergerakan tanah, massa pendulum tidak langsung bergerak. Adanya perbedaan pergerakan ini menyebabkan terjadinya selisih waktu antara gerakan tanah sesungguhnya dengan respons seismometer. Perbedaan ini disebut pergeseran fase yang disebabkan adanya selisih waktu kejadian gerakan tanah dengan pergerakan massa pendulum seismometer. Perbedaan fase ini menyebabkan sinyal yang terekam pada seismometer belum menunjukkan gerakan tanah sesungguhnya. Gerakan tanah sesungguhnya dapat ditentukan bila sudah dilakukan koreksi instrumen.

 

 

 

Referensi:

Wulandari, A, dkk. N,d. Studi tentang Respons Instrumen Seismometer dengan Menggunakan Data Poles and Zeros. Sekolah Tinggi Meteorologi dan Geofisika.