Вы можете позвонить нам: +375 (29) 605-82-88
Магнитометр Магнум
Техника для поиска военных и археологических артефактов

Глубинность магнитометров и эффективность поисковых работ

Существует распространённое мнение, что эффективность поисковых работ определяется их глубинностью, которая, в свою очередь,  напрямую зависит от чувствительности прибора. Заметим, что правильнее говорить не о глубинности магнитометрической аппаратуры, а о расстоянии, на котором объект может быть обнаружен.т.к. природных экранов для постоянного магнитного поля не существует. При этом совершенно не имеет значения, где этот предмет находится – вверху, внизу или сбоку от прибора – важно лишь расстояние до него (круговая «диаграмма направленности»). Это расстояние зависит  в первую очередь от параметров искомого объекта: чем крупнее объект (больше его магнитная масса), и чем сильнее он намагничен, тем с большего расстояния он может быть обнаружен.

Конечно же, имеет значение и чувствительность прибора, но в гораздо меньшей степени, чем может показаться на первый взгляд. Дело в том, что современные магнитометрические приборы имеют вполне сопоставимые уровни чувствительности – от сотых долей до первых единиц нТл. И надо сказать, что ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 0,01 и 0,1 нТл НИКОГДА НЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ. Но  на эффективность поисковых работ влияет не только от глубинность исследований.  Рассмотрим  интенсивности аномалий от различных объектов в зависимости от расстояния (глубины), приведённые американским автором (по S. Breiner):

Автомобиль весом 1 тонна даёт аномалию 40 нТл на расстоянии 10 метров и 1 нТл на расстоянии 30 метров;

Корабль 1000 тонн  — от 300 до 700 нТл на 30 метрах;

Лёгкий самолёт  — от 20 до 30 нТл  на 7 метрах; 0,5-2 нТл на 17 метрах;

Отвёртка длиной 5 дюймов – 5-10 нТл на 1,7 метра; 0,5-1 нТл на 3 метрах;

Пистолет 38 или 45 калибра – 10-20 нТл на 1,7 метра, от 1-2 нТл на 3 метрах;

Стрелковое оружие – 10-50 нТл на на 1,7 метра, 2-10 нТл на 3 метрах.

Следует заметить, что цифры эти не только приблизительны, т.к. учитывают вес, но не учитывают степени намагниченности  материала каждого конкретного изделия – автомобиль автомобилю — рознь, как и отвёртка отвёртке. Эти цифры ещё и очень лукавы, поскольку создают  иллюзию, что с помощью магнитометра, имеющего чувствительность, допустим, 0,1 нТл, можно обнаружить самолёт с расстояния 17 метров! Или пистолет с 3-х метров.

Но давайте двигаться по порядку.

Теоретически глубинность магнитометров даже значительно больше указанной S.Breiner, ведь современные приборы в принципе могут измерять и тысячные доли нТл, но тут вмешиваются факторы – помехи:  как объективные, так и субъективные, зависящие от человека. К объективным следует отнести  влияние геологических структур (от единиц до десятков тысяч нТл), влияние солнечно-суточных вариаций магнитного поля (от единиц до нескольких десятков нТл), ориентация датчиков в пространстве – до нескольких нТл.

К субъективным факторам относятся выбранная технология работ (площадные или маршрутные исследования – см. «Магниторазведка в археологии»), объективность  представлений исследователя об искомом предмете, опыт  проведения подобных работ и даже степень утомления оператора. Всё это безусловно влияет на эффективность поисков.

Таким образом, эффективность поисков определяется следующими  факторами (по степени значимости):

свойствами объекта (его намагниченностью и общей магнитной массой);

уровнем помех;

плотностью сети наблюдений;

чувствительностью прибора.

С первыми фактором  всё вроде бы ясно – чем объект «магнитнее» и больше, тем с большего расстояния мы его обнаружим. Но почему чувствительность оказалась на последнем месте? Казалось бы, не логично — ведь чем прибор чувствительнее, тем слабейший  сигнал сможем почувствовать на большом расстоянии (глубине). Однако вспомним, что помехи составляют десятки и сотни нТл, и учёт их не прост, т.к. они носят случайный характер как по амплитуде, так и по протяжённости во времени и пространстве. И если мы выполняем маршрутные поисковые работы, то учёт, например, временных вариаций (амплитудой в десятки нТл) просто не ведётся. Естественно, что при этом чувствительность в десятые доли нТл не используется, а изменения поля в единицы нТл в большинстве случаев просто не принимаются во внимание оператором. Чувствительность же современной магнитометрической аппаратуры, как мы уже отмечали,  приблизительно одинакова – от 0,01 до первых нТл. При этом, по мнению автора, чувствительность в 0,1-0,01 нТл не имеет практического смысла и носит скорее рекламный характер. Надо отметить, что при стандартных геофизических площадных исследованиях с самой современной аппаратурой реально достижимая точность (среднеквадратичная погрешность измерений) составляет не менее  3-5 нТл. При этом принято, что 96% отклонений реального магнитного поля от измеренного не отличается более чем в 3 раза от величины этой среднеквадратичной погрешности. В полевой геофизике считается достоверной аномалия, по амплитуде превышающая среднеквадратичную погрешность съёмки не менее, чем в 3 раза. Отсюда вывод: аномалия над объектом  поиска должна иметь интенсивность не менее, чем 15-20 нТл. (Разумеется, для выделения таких аномалий при указанных уровнях помех чувствительность прибора более 1-3 нТл избыточна).

Теперь, опираясь на минимальную амплитуду аномалии, которую достоверно можно выделить (10-20нТл), мы можем получить более реальные цифры, к тому же подтверждающиеся многолетней практикой:

Автомобиль весом 1-1.5 тонны — 10-15 метров;

Лёгкий самолёт — 7-10 метров;

Отвёртка 5 дюймов — 0,8 — 1,2 метра;

Пистолет — 1-1,5 метра;

Стрелковое оружие — 2-3 метра.

Учитывая изложенное, снижение уровня помех становится более важной задачей, чем  лишённое практического смысла повышение чувствительности.

Решается эта задача разными способами. Как мы помним, основные источники помех это геологические образования (от единиц до тысяч нТл) и временные вариации (от единиц до нескольких десятков нТл). Для их учёта можно перейти к площадным исследованиям (раздел «Магниторазведка в археологии»), а можно просто вести работы градиентометром (раздел «Магнитометр-градиентометр»). И тот, и другой способ вполне эффективны, но работы с градиентометром значительно легче, дешевле и производительнее.

Перейдём теперь к плотности сети наблюдений. Допустим, в некотором конкретном случае мы ищем аномалию  размером 2х3 метра. Если мы пройдём через исследуемую площадь маршрутами через 3 метра, то с большой долей вероятности пропустим объект. Даже  зацепив слабоинтенсивный краешек аномалии,  скорее всего, примем его за случайную помеху, которые встречали уже многократно. Поэтому теория и практика разведочной геофизики говорят, что расстояние между маршрутами должно быть в 2-4 раза меньше ожидаемого размера аномалии, а расстояние между точками измерения на маршруте должно быть в 2-4 раза меньше межмаршрутного расстояния.  И если вам надо обследовать участок 50х100 метров в поисках аномалии 2х3 метра со съёмочным протонным магнитометром, то на это уйдёт не один рабочий день с учётом того, что на каждой точке наблюдения надо остановиться (иначе протонный прибор «соврёт»), снять показания и зафиксировать их в журнале. Произведём подсчёт числа точек наблюдения: маршруты должны быть через 1 метр, расстояние между точками на маршруте через 0,5 метра. Всего 100 маршрутов по 50 метров, на каждом 100 точек. Итого 100х100=10 000 точек измерения. Потом по результатам записей надо будет построить карту (этот процесс  описан в разделе «Результаты» статьи «Магниторазведка в археологии»). Не забудем о необходимости установки на участке второго прибора для регистрации и последующего учёта суточных вариаций магнитного поля. Разумеется, информацию мы получим исчерпывающую, но этот путь очень трудоёмок. Что делать? Можно сократить размер участка поисков либо проредить маршруты. И в том и в другом случае повышается риск пропуска объекта.  Таким образом, на сцене появляется ещё один фактор, влияющий на эффективность поисков – производительность прибора. Чем выше производительность, тем с большей детальностью и эффективностью мы сможем проверить площадь, тем меньше будет временных и материальных затрат.

Итак, для эффективных поисковых исследований нужен прибор, позволяющий с высокой вероятностью обнаруживать железные предметы на значительной глубине, обладающий к тому же высокой производительностью. Такими приборами являются магнитометры-градиентометры, самые первые конструкции которых были разработаны более 50 лет назад: поскольку измерения производятся ими в непрерывном движении и без остановок, то информация по маршруту движения поступает непрерывно. Этот способ исследования повышает производительность в 5-10 раз. Отпадает необходимость борьбы с «объективными» помехами – они фильтруются автоматически. «Субъективные» помехи также резко снижаются за счёт упрощённой  технологии работы и высокой производительности.

Вернёмся к описанному выше примеру, в котором требуется  опоисковать участок размером 50х100 метров. Общий погонный километраж составляет 100 маршрутов х 50 метров длины каждого = 5000 метров или 5 км. Пройти это расстояние с магнитометром-градиентометром неспешным  шагом можно за 1,5 – 2 часа. Построения карт не требуется, т.к. при этом результат получается сразу — все встреченные объекты выявляются с ходу, немедленно.

Может создаться впечатление, что работа с магнитометром сложна и трудоёмка. Это не так – магнитометрические исследования не сложнее работы с металлоискателем. В случае применения съёмочного протонного магнитометра оператор движется по маршруту, останавливается на выбранной точке и нажимает кнопку «Пуск». Через 2 секунды на табло появляется 5-ти значная цифра, соответствующая напряжённости магнитного поля. Запоминает и переходит на следующую. Там всё повторяется, а оператор мысленно сравнивает значения, прикидывая, увеличивается ли поле.

С градиентометром ещё проще – оператор двигается по маршруту практически с любой скоростью без остановок, информацию о поле воспринимает на слух, по громкости и тону звукового сигнала, а также по длине линейки светодиодов. Не надо ни водить штангой с датчиками перед собой, ни считывать и запоминать цифры. При обнаружении аномалии определяются её размеры в плане, а по интенсивности оценивается глубина объекта.

Казалось бы, зачем тогда промышленность продолжает выпускать магнитометры, а не переходит полностью на градиентометры? Причин две: во-первых, съёмочные магнитометры вполне эффективно решают геологические задачи- ведь при геологических съёмках отсчёты берутся очень редко – расстояния между точками замера колеблются от 50-100 метров до нескольких километров, и необходимости в «промежуточной» информации просто нет.

Во-вторых, магнитометры дешевле, поскольку градиентометр производит измерения магнитного поля одновременно в 2-х точках пространства. А для этого нужно иметь практически 2 магнитометра в одном корпусе.

Исходя из сказанного выше, можно сделать следующие выводы:

1. Эффективность современных  поисковых магниторазведочных работ определяется в первую очередь производительностью прибора.

2. Высокая производительность  позволяет максимально сгустить сеть наблюдений и опоисковать большие площади в кратчайшее время.

3.   Изменения чувствительности современной аппаратуры в пределах 0,01-5 нТл не имеют значения при поисковых и археологических работах.  Сгущение сети наблюдений даёт гораздо большую эффективность, чем повышение чувствительности.


Контакты
Адрес:Республика Беларусь, г. Минск
Тел:+375 29 6058288
Тел:+375 (29) 259-45-35
E-mail:sergeysedov50@gmail.com
Свежие Твиты
"Добавлен новый отзыв о приборе #магнитометр http://t.co/u8sQuU8Xbn"
"Вся новая информация об #Электрозонде будет размещаться на сайте http://t.co/bx6qGwnv"
"Для продвижения нового прибора для поиска, открываем новый сайт http://t.co/bx6qGwnv"
© 2018 Магнитометр Rambler's Top100 TUT.BY Mail.ru Яндекс.Метрика