Физический принцип металлопоиска с помощью магнитометра. Как известно у нашей планеты есть собственное магнитное поле, оно возникает в недрах расплавленного ядра и простирается далеко за пределы атмосферы.
То есть магнитное поле есть везде, напряженность его в отдельно взятом локальном месте относительно равномерна и подвержена лишь слабым колебаниям.
Если вы сделаете несколько замеров напряженности магнитного поля в одном месте, то значение будет примерно одинаково.
Железные предметы вызывают искажение силовых линий магнитного поля земли, и значения его напряженности , сделанные вблизи железных объектов сильно отличаются от естественного фона магнитного поля.
Таким образом, принцип металлопоиска с магнитометром состоит в нахождении магнитных аномалий, создаваемых железными предметами. Магнитометр способен обнаружить также неоднородности почвы (ствол колодца, шахта, пещера).
Есть утверждения, что Магнитометр не способен обнаружить обьекты из цветного металла, но это не так. Любой металл искажает магнитное поле земли, всё зависит от размера и веса искомого объекта. Например бронзовая пушка XVII-XVIII веков и весом 1662 кг, даёт аномалию порядка 5Нтл на глубине 15 метров.
В полной мере возможности магнитометра раскрываются при поиске крупных объектов (размером от пистолета до танка), причем чем крупнее объект тем более магнитометр уйдет в отрыв от других металлодетекторов.
Значение же мелких предметов (гвозди, шрапнель) нивелируется и они не мешают поиску. Практические глубины - 1.5 -2 метров на пистолет, 15-20 метров на автомобиль. Причем цель захватывается не только непосредственно над датчиком, но и сбоку, что значительно облегчает поиск и снижает вероятность пропуска.
В непосредственной близости от предмета показания прибора будут максимальны, либо прибор перегрузится и выдаст соответствующий звуковой сигнал, таким образом вы всегда сможете определить точное местоположение объекта под землей.
Протонный магнитометр.
Принцип работы основан на ядерной прецессии (изменении ориентации оси вращения) вокруг направления магнитного поля.
Ядра водорода (протоны), находящиеся в протоносодержащей жидкости, под влиянием искусственного магнитного поля, созданного соленоидом,
ориентированного примерно под прямым углом к земному магнитному полю, поляризуются.
Затем поляризующее магнитное поле выключается.
Протоны начинают свободно прецессировать вокруг направления земного магнитного поля до тех пор,
пока ядерные спины не достигнут нового равновесного состояния.
Прецессия протонов индуцирует небольшую ЭДС в приемной катушке.
Частота f этого сигнала такая же, как частота прецессии протонов и связана с величиной магнитного поля F соотношением 2pf = gF,
где g – гиромагнитное отношение протона, известное с высокой точностью.
Измерение частоты сигнала в катушке позволяет определить напряженность магнитного поля.
Сигнал с катушки усиливается примерно в 5 миллионов раз, фильтруется от помех , оцифровывается и поступает в микропроцессор для дальнейшей обработки, измерения и визуализации.
Как работает магнитометр DEEPGEOTECH
Вы включаете прибор и исследуете участок. На экране отображается значение напряженности магнитного поля. В случае обнаружения магнитной аномалии (например, вызванной скрытым в земле железным предметом) выдается звуковой сигнал. Показания прибора визуализируются на экране в виде графика. Возможна запись данных (напряженность поля, время, GPS координаты места) непрерывно в файл формата EXEL для дальнейшей обработки на персональном компьютере.
Мы предлагаем два исполнения приборов: магнитометр и градиентометр. Оба прибора имеют высокие показания чувствительности и разрешающей способности.
Градиентометр - более функциональная версия, он имеет все функции магнитометра плюс дополнительные функции. Достоинства магнитометра - меньшая цена, вес, и энергопотребление.
Сравнение магнитометра и других металлодетекторов
Магнитометры по праву считаются дальнобойной артиллерией металлопоиска. Ни один другой физический принцип металлодетекции (VLF, PI и тд)
не может сравниться с магнитометрией по глубине обнаружения сокрытых в земле железных объектов, и этому есть несколько объяснений.
Все металлодетекторы сначала излучают сигнал, он проникает сквозь толщу земли к обьекту, отражается и путешествует сквозь толщу земли еще раз обратно.
Магнитометры же ничего не излучают, а только измеряют уже существующее магнитное поле, так как оно уже есть везде , и под землей тоже.
Таким образом с помощью магнитометрии теоретически возможно достижение относительно вдвое больших глубин обнаружения. Но глубина обнаружения зависит также и от параметров магнитометра - его чувствительности и разрешающей способности.
Чем меньшее геомагнитное возмущение он сможет зафиксировать, тем дальше он обнаружит предмет. Различные типы магнитометров имеют различные значения разрешающей способности.
Протонные магнитометры - неоспоримые лидеры и имеют гораздо большую разрешающую способность чем все другие (феррозондовые, магниторезистивные, холла и тд).
Недостаток только один - всилу особенностей метода скорость измерений невелика - примерно одно измерение в секунду.
Методические рекомендации по поиску ферромагнитных обьектов магнитометром DEEPGEOTECH
Магнитное поле земли относительно однородно. Ферромагнитные предметы создают возмущение магнитного поля довольно сложной формы.
В общем случае проекция этого возмущения на плоскость земли представляет из себя восьмерку, в центре которой находится ферромагнитный предмет,
на север от предмета напряженность магнитного поля увеличивается а на юг - уменьшается.
Размер аномалии существенно превышает размеры ферромагнетика, таким образом задача поиска обьекта облегчается - магнитометр реагирует не только непосредственно над обьектом но и с боков.
Поиск в пешеходном режиме.
В пешеходном поисковом режиме целесообразно сканировать местность в направлении север-юг, в этом случае наличие под землей ферромагнитного обьекта можно безошибочно определить
по изменению магнитного поля с положительной анамалии на отрицательную.
Включите магнитометр, войдите в автоматический режим, на чистом от металла месте нажмите кнопку "баланс". Двигаясь в направлении север-юг, наблюдайте за показаниями прибора,
при приближении к ферромагнитному обьекту показания будут увеличиваться плавно нарастая,
как только вы пересекете центр аномалии - показания резко перскочат на отрицательные, и , при дальнейшем удалении от предмета медленно вернутся к естественному магнитному фону.
Таким образом центр сокрытого в земле предмета всегда можно определить в направлении восток-запад - по максимальному(или минимальному) значению напряженности магнитного поля,а в направлении
север-юг по скачкообразному переключению показаний прибора с плюса на минус (или с минуса на плюс). В цифровом режиме отображения это будет выглядеть примерно так:
Составление магнитной карты местности.
В случае , если предмет поиска довольно крупный или протяженный, целесообразно составить магнитную карту иссследуемого участка.
Размечается участок:
Далее на флешкарту записывается серия профилей (M1.CSV, M2.CSV и тд) вдоль каждой из размеченных линий. Шаг сканирования выбирается исходя из размеров искомой аномалии.
Записанные таким образом профили обрабатываются программой DEEPGEOTECH Viewer в режиме Matrix. Результат работы программы будет примерно такой:
Здесь: черный и красный цвета - магнитная аномалия, голубой - естественный магнитный фон.
Ферромагнитный обьект будет расположен примерно в центре магнитной аномалии.
Видео по теме:
deepgeotech@gmail.com
Главная
