В последние годы археологи и кладоискатели все чаще прибегают к различным достижениям науки, чтобы обнаружить в земле невидимые объекты.
Принцип действия металлоискателей Металлоискатель - электронное устройство, которое обнаруживает присутствие металла, не контактируя с ним, и информирует об этом факте оператора (звуковым сигналом, отклонением стрелки и т.д.).
При включении прибора в поисковой головке создается электромагнитное поле, которое распространяется в окружающую среду. На поверхности металлов, попавших в зону действия поисковой катушки, под действием электромагнитного поля возникают, так называемые, вихревые токи. Эти вихревые токи создают собственные встречные электромагнитные поля, приводящие к снижению мощности электромагнитного поля, создаваемого поисковой катушкой, что и фиксируется электронной схемой прибора. Кроме того, это вторичное поле искажает конфигурацию основного поля, что также улавливается прибором. Электронная схема металлоискателя обрабатывает полученную информацию и сигнализирует об обнаружении металла. Такие металлы как золото, серебро, медь имеют высокую электропроводность по сравнению с железом, тонкой алюминиевой фольгой, никелем и минералами. Определение металла в объекте основано на измерении удельной электропроводности объекта.
В самом общем виде металлоискатели можно разделить на следующие группы: Приборы для начинающих - дешевые приборы, ориентированные для поиска на пляжах и хорошо подходящие для приобретения начального опыта работы с металлоискателями; такие приборы обладают 1-2 органами управления и имеют чаще всего 1 режим работы - динамическую дискриминацию.
Компьютеризированные приборы, предназначенные для подготовленных пользователей, позволяют осуществлять детальный анализ скрытых объектов по размеру, металлу и глубине; их настройка осуществляется обычно с помощью небольшой клавиатуры и жидкокристаллического дисплея;
Универсальные - ориентированные на решение широкого круга задач, от развлечений на пляже до серьезного поиска "сокровищ". Для работы с такими приборами требуется некоторая подготовка; приборы имеют несколько режимов работы, среди которых обязательно есть статический режим точного обнаружения. Для поиска мелких предметов (монет, украшений, самородков) на глубине до 40 см в грунте и крупных (размером с чайник и более) на глубине до 1-1,5 м. Как правило, это приборы, работающие на принципе "передатчик-приемник" с индукционным балансом. Передающая и приемная катушки расположены в одной плоскости и образуют поисковую головку. Диаметр головки 10-40 см (наиболее ходовой-21 см).
Глубинные - для поиска только крупных предметов на глубине 2-6 м. Приборы используют принцип RF, и катушки расположены на большом расстоянии друг от друга (50-100 см) в перпендикулярных плоскостях. Для этих целей используются и импульсные приборы с диаметром катушки метр и более. Этими приборами хорошо искать сундуки, сейфы, потерянную технику и т.д., но они не чувствительны к монетам и другим мелким предметам и не различают металлы. Подводные - герметичные приборы со специфической индикацией для поиска под водой с аквалангом. В большинстве эти приборы используют импульсный индукционный принцип, что существенно уменьшает влияние воды как электропроводящей среды на поиск. Глубина обнаружения импульсного прибора (не только подводного) обычно больше, чем у TR/VLF. Эти приборы не нуждаются в ручной подстройке, но испытывают затруднения в различении металлов. Старательские - для преимущественного поиска отдельных объектов из драгоценных металлов (самородного золота, серебра). Обычно это TR/VLF приборы для поиска золота, оптимизированные для поиска мелких самородков, что требует иной рабочей частоты, чем у универсальных приборов.
Промышленные - для поиска трубопроводов, кабелей и иных подземных коммуникаций. Сюда же можно отнести магнитометры для поиска железа. Их принцип действия несколько отличен от индукционных металлоискателей.
Глубинные приборы
Глубинные приборы для поиска больших предметов (большим считается предмет с площадью поверхности более 400 кв. см.) выпускаются всеми основными американскими фирмами. Увеличение глубины поиска во всех приборах осуществляется за счет разнесения передающей и приемной катушек в пространстве. Катушки оформляются в две поисковых головки, жестко соединенные друг с другом штангой. При этом одна катушка в рабочем положении прибора располагается параллельно поверхности земли, другая - перпендикулярно. Размеры катушек примерно 25x40 см. Одна из катушек излучает электромагнитные колебания с частотой 12-82 кГц, другая принимает отраженный сигнал.
Метод поиска такими приборами отличен от поиска одноголовочными универсальными металлоискателями и имеет несколько особенностей:
1. Сканирование грунта осуществляется не колебательными движениями поисковой головки, максимально приближенной к грунту, а проводкой прибора параллельно грунту, покрывая полосу равную ширине катушки (около 25 см.). И так полоса за полосой. При этом катушки не надо приближать к грунту.
2. Данные приборы нельзя проверять и настраивать в помещении, особенно дома, из-за отражения электромагнитных волн от стен и утвари.
3. Приборы хорошо работают на поверхности земли, однако, если вы выкопали траншею в поисках клада, то отражения от стенок создают ложные сигналы. В этом случае следует перейти к одноголовочному прибору.
4. В отличие от универсальных одноголовочных приборов, глубинные приборы не реагируют на мелкие предметы на небольшой глубине, поэтому мелкий металлический мусор не мешает поиску. 5. Глубинные приборы не различают металлы.
Наиболее популярные глубинные приборы:
GARRETT DEPTH MULTIPLIER
FISHER GEMINI -3
PULSE-STAR II
WHITE'S TM 808
GROUND PROBING RADAR-GPR
Кроме перечисленных в эту группу входят также приборы: ТМ 800 - фирмы White's; TM 900 - фирмы Discovery; 2B Mega Explorer и модели малоизвестных фирм.
Сейчас практически любой из рассмотренных типов приборов можно купить или заказать. Покупать прибор лучше всего в специализированных фирмах, которые предоставят Вам подробную информацию, помогут в выборе модели и дадут гарантию на работу прибора.
С каждым годом расширяется область использования металлоискателей в самых различных сферах деятельности человека. Для военных это, прежде всего, миноискатель. Здесь не требуется способность прибора различать металлы. До недавнего времени не требовалась и высокая чувствительность, однако, с появлением пластиковых мин ситуация изменилась: в пластиковой или керамической мине осталась одна незаменимая металлическая деталь - маленькая пружина во взрывателе. Обнаружить ее способен только высокочувствительный прибор. В России до сих пор засекречены технические разработки на приборы времен Великой Отечественной войны, хотя в магазинах Москвы и Петербурга свободно продается современная американская техника. Российская армия до недавних пор обходилась только отечественными миноискателями (прибор ИМП-1). В последнее время, по разным причинам миноискателей собственного производства стало резко не хватать, и в телевизионных репортажах из горячих точек бывшего Союза то и дело мелькают российские солдаты с американскими приборами в руках.
В охранных структурах и криминалистике металлоискатель применяется сейчас шире, чем где-либо. Любой человек сталкивался с подобными приборами при входе в банк, аэропорт или ночной клуб. Прежде всего, это "магнитные ворота", при проходе через которые можно обнаружить даже незначительные металлические предметы. Бывает, когда в человеке после хирургической операции остается металлический объект (например титановые стержни при переломах костей), и очень трудно доказать охраннику, что это не замаскированный под одеждой нож или пистолет. Тогда на помощь приходит небольшой металлодетектор для личного досмотра. Им без труда и с высокой точностью локализуется подозрительный предмет. Подобными приборами обязательно оснащены подразделения внутренних войск, охраняющие места лишения свободы. Террористы часто практикуют посылку писем с заложенными в них взрывчатыми устройствами, в основном, в средства массовой информации. Пытаясь защититься от этого, крупные учреждения имеют специальные приборы для проверки входящей почтовой корреспонденции.
Ни одно уважающее себя предприятие по производству пищевых продуктов (но не в России), будь то кондитерская фабрика или колбасный цех, не обходится без металлоискателя. В странах с развитыми структурами потребительского рынка попадание, скажем, гвоздя в колбасу - верный путь к банкротству мясоперерабатывающего комбината и судебной ответственности персонала. Незаменимы металлоискатели в строительстве и в процессе ремонтных работ. Трудно обойтись без этого прибора, если нужно составить проект реконструкции старого здания, на которое отсутствуют чертежи расположения балок и других несущих конструкций (не долбить же памятник архитектуры, где попало); или если необходимо проследить в земле трубопровод или электрический кабель; или просверлить отверстие в стене дома, не повредив коммуникаций. В процессе обработки древесины сберечь пилу или избежать поломки другого оборудования, можно только проверив древесину металлоискателем. Специальная рамка, установленная перед циркулярной пилой, автоматически остановит транспортер при обнаружении металла в древесине. При сортировке мусора на мусороперерабатывающих предприятиях возникает необходимость отсортировать макулатуру от металлических предметов. Хорошо, если предметы железные, и их можно удалить магнитом. Обнаружить и удалить немагнитные металлические объекты можно только индукционным металлоискателем.
При добыче полезных ископаемых, особенно самородного золота, металлоискатель незаменим. Многие прииски в Америке, Австралии и других странах пережили второе рождение, когда при помощи металлоискателей производительность труда старателей увеличилась в десятки раз. Российских золотодобытчиков подобная "революция" еще только ждет.
Археологу металлоискатель поможет определить наиболее перспективное место для детальных раскопок, даст возможность извлечь интересные находки там, где сплошные раскопки просто невозможны по разным причинам.
Бок о бок с археологами работают искатели кладов и сокровищ. Ни с чем нельзя сравнить радость открытия, будь то первая найденная старинная монета, потерянный столетия назад перстень или клад древних украшений. Поиск сокровищ захватывает каждого, кто взял в руки металлоискатель. Именно при разработке оборудования для кладоискателей приборы достигли наибольшего совершенства в чувствительности и дискриминации (отсеивании нежелательных находок). Поиск потерянных людьми предметов, своего рода "домашняя археология", в Америке достиг больших размахов. Существуют клубы поисковиков, коллекционеров находок, например, пряжек от ремней или запонок. Издаются специальные журналы, работают десятки фирм, производящих оборудование для кладоискателей.
Разница между дешевыми и дорогими моделями заключается лишь в методах излучения радиоволн и методах улавливания и обработки и интерпретации вторичных сигналов. Более дорогой прибор может определять с известной степенью вероятности тип обнаруженного металла до его извлечения, определять глубину его залегания, может исключать влияние электропроводности минералов грунта, а также иметь много различных дополнительных функций, увеличивающих производительность и эффективность поиска, которые отсутствуют у дешевых приборов. Покупая прибор впервые, старайтесь избегать как слишком дешевых моделей, так и дорогих профессиональных приборов. Дешевый, слабо чувствительный прибор может не оправдать ожидания и неоправданно разочаровать новичка в поиске при помощи детектора. Вероятно, что, впервые столкнувшись с дорогим компьютеризованным прибором, будет сложно освоить его быстро и применять эффективно.
Приборы для поиска самородного золота
FISHER GOLD BUG II
GARRETT SCORPION GOLD STINGER
TESORO DIABLO UMAX
TESORO LOBO SUPER TRAQ
WHITE'S GOLDMASTER II V/SAT
WHITE'S GOLDMASTER 3
WHITE'S GOLDMASTER 4/B
Достойной собственного решения является задача поиска самородного золота. Дело в том, что при обнаружении золота универсальными TR/VLF приборами, мелкие частицы этого металла могут быть приняты прибором за крупинки черных металлов, и не обнаруживаться. Кроме этого, выходы золота часто сопровождаются "черным песком", содержащим магнетит, а также сильной минерализацией грунта. Для преодоления этих явлений увеличивается рабочая частота с 2 - 7 кГц (у универсальных приборов) до 18 - 70 кГц (у специализированных для поиска золота) и применением эллиптических поисковых головок.
Широкую известность приобрели модифицированные импульсные приборы, позволяющие очень результативно искать мелкие золотые изделия или их части на пляжах и мелководьях в прибойной полосе.
Кроме перечисленных в эту группу входят также приборы: SD 2100, SD2200, Eldorado MKII фирмы Minelab и некоторые другие модели малоизвестных фирм.
МАГНИТОРАЗВЕДКА
С появлением в начале 70-х годов XX века быстродействующих цифровых квантовых и протонных магнитометров, измеряющих модуль вектора геомагнитной индукции, поиск и исследования археологических объектов, обладающих остаточной или индукционной намагниченностью, в том числе подводных, стали возможны при больших глубинах их залегания на очень больших площадях, с высокой вероятностью обнаружения. Количественная интерпретация аномалий объектов позволяет определить не только их координаты, но и дать сведения о магнитном моменте, массе, геометрии и глубине залегания.
В качестве примера метода планшетов, приведем открытие остатков дворца в Алексеевской роще Лосиного острова. Остатки фундаментов и глубокие подвалы, заполненные при разборке дворца в начале XIX века строительным мусором, дали очень выразительные магнитные аномалии, позволившие выяснить планировку построек до раскопок. Результаты раскопок, проведенных в последующие годы на заранее намеченных местах, полностью подтвердили выводы, основанные на геофизических данных.
Применение метода планшетов затруднено на лесистых участках местности, в кустарнике, в болотах, на обширных водных акваториях. Маршрут и расстояние между замерами выбираются таким образом, чтобы весь участок оказался перекрытым сетью измерений не реже, чем 1x1 или 2x2 м. В конечном счете, выявляются точки, соответствующие магнитным аномалиям. Преимущество метода свободного поиска - необычайная простота и надежность обнаружения. Кроме того, независимость от геометрически правильной съемочной сети позволяет работать на заселенной территории, в кустарниках, на болоте, открытом водоеме. Применение метода затруднено в зонах с высокими градиентами геомагнитного поля, в частности, в пределах современной застройки, в помещениях и вблизи выходов кристаллических пород.
Особая задача - поиск затонувших объектов. Для локализации намагниченных объектов, находящихся на дне водоемов на глубинах до 20-30 метров, используется специально разработанный донный магнитометр, у которого магниточувствительный элемент помещен в немагнитный, герметичный бокс, опускаемый под воду. Работа с таким магнитометром осуществляется с немагнитного маломерного судна методом свободного поиска. Возможна и микромагнитная съемка по заранее размеченной сети.
