Seismograf merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengukur pergerakan tanah yang terdiri atas sebuah sensor deteksi gerakan tanah yang disebut seismometer dengan sistem perekaman. Seismograf ini bekerja menggunakan prinsip inersia. Seismometer merupakan sensor yang dipakai untuk mengubah sinyal getaran menjadi sinyal listrik yang terukur. Seismometer biasanya digunakan dalam studi gempabumi karena alat ini sangat sensitif terhadap pergerakan tanah. Bahkan, gerakan sekecil 1/10000000 cm dapat dideteksi oleh seismometer.
Seismometer modern sudah elektronik dimana gerakan antara beban dan bingkai menghasilkan suatu tegangan listrik yang direkam oleh komputer. Modifikasi pada pegas, beban, dan bingkai dapat membuat seismometer merekam pergerakan di segala arah. Seismometer juga dapat digunakan untuk merekam pergerakan tanah yang disebabkan oleh alam dan manusia, seperti pohon yang terkena hembusan angin, mobil dan truk di jalan, dan ombak yang menabrak pantai.
Gambar 1. Seismometer sederhana
(http://dimas-salomo.blogspot.com/2012/05/inovasi-seismometer-sederhana.html)
Seismometer sederhana terdiri atas pegas, beban, koil elektromagnetik, dan bingkai. Prinsip kerja seismometer ini didasarkan pada prinsip inersia dimana massa yang digantung dengan tali akan cenderung diam jika penggantungya bergetar secara horizontal bersamaan dengan pergerakan tanah karena massa mempunyai kelembaman. Kelembaman adalah kecenderungan benda fisik untuk menolak perubahan terhadap keadaan geraknya atau mempertahankan posisi awalnya. Pada seismometer dipasang pena yang akan merekam dan bergetar bersama gerakan tanah. Apabila massa digantung dengan pegas, penggantung bergetar secara vertikal bersama dengan gerakan tanah dan massa juga akan cenderung diam. Pena yang terpasang akan merekam dan bergetar bersama gerakan tanah. Oleh karena itu, prinsip dasar seismometer berupa gerakan ayunan massa dengan tali ataupun pegas.
Gambar 2. Prinsip kerja seismometer
(https://hub.mybinder.org/user/maswiet-kuliah_seismologi-fqlwj53s/notebooks/Prinsip_Seismometer.ipynb)
Pada umumnya, seismometer digunakan untuk mengukur gerak translasi dalam bentuk sinyal listrik dalam satuan tegangan. Gerakan translasi terdiri dari perpindahan, kecepatan, dan percepatan. Sensor yang biasa digunakan adalah sensor pasif. Sensor ini tidak memerlukan sumber tegangan saat bekerja dan keluarannya timbul akibat getaran atau rangsangan. Karakter seismometer pasif ditentukan oleh frekuensi natural f0 (Hz), koefisien redaman (damping) yang menentukan seberapa kuat redaman terhadap getaran sistem pendulum, dan konstanta generator G (Vs/m) yang menentukan sensitivitas koil terhadap gerakan tanah. Hubungan ketiga parameter tersebut dapat digunakan unutk menghitung respons seismometer sesuai persamaan berikut:
Selain itu, dalam penggunaan seismometer dapat menimbulkan beberapa masalah, yaitu periode dan perbesaran. Penggunaan tali yang pendek pada seismometer menyebabkan periode menjadi short period seismometer dan getaran yang direkam dari pendulum tidak mengalami perbesaran sehingga tidak bisa dipakai untuk mengamati gempa yang beramplitudo kecil. Ketika terjadi pergerakan tanah, pendulum seismometer tidak langsung bergerak, melainkan ada selisih waktu yang disbeut pergeseran fase.
Referensi
Iris.edu. (2019). [online] Tersedia di: https://www.iris.edu/hq/files/publications/brochures_onepagers/doc/OnePager7.pdf [Diakses 27 Februari 2019].
Iris.edu. (2019). How Does a Seismometer Work?- Incorporated Research Institutions for Seismology. [online] Tersedia di: https://www.iris.edu/hq/inclass/fact-sheet/how_does_a_seismometer_work [Diakses 27 Februari 2019].
Suryanto, W. (2019). Prinsip Kerja Seismometer. [online] Nbviewer.jupyter.org. Tersedia di: https://nbviewer.jupyter.org/github/maswiet/Kuliah_Seismologi/blob/master/Prinsip_Seismometer.ipynb [Diakses 27 Februari 2019].
Wulandari, A, dkk. N,d. Studi tentang Respons Instrumen Seismometer dengan Menggunakan Data Poles and Zeros. Sekolah Tinggi Meteorologi dan Geofisika.