Техника-молодежи №10 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

Наверняка все слышали о феномене лозоходства. Есть люди, обладающие редким даром: берут они в руки веточку (от слова «лоза» и пошло название феномена) или, в духе времени, металлическую рамку и идут по тому участку местности, где, как предполагается, что-то сокрыто. И как только эта веточка или рамка дрогнет либо повернется - прекращают свое хождение. Тут-то и берись за лопату: подземные воды найдешь близко к поверхности, или клад, или то, что лучше бы вообще не находить...

Где водится "магнитная лоза"

Почему сей феномен привлекает общественное внимание? Потому что дает надежду найти то, что существующие приборы пропускают.

Скажем, индукционный металлоискатель (которым армейские саперы мины ищут) обнаруживает металлические предметы, закопанные в землю на десятки сантиметров. А на пять метров - чем искать? Или мина в неметаллическом корпусе (пластиковом либо деревянном) - как с ней быть?

Можно найти человека, засыпанного снежной лавиной, если он взял с собой радиомаячок. А если под обломками разрушенного неожиданным землетрясением (или, упаси Господи, взрывом) дома? Там-то никакого маячка ни у кого не окажется...

 
«Магнитная лоза» мало походит на свой природный «прототип». А действует - куда эффективней.

Конечно, в таких случаях помогает чуткий собачий нос. Но собака - существо бессловесное. И не все она находит, а только то, что имеет запах. Вот и мечтают люди обрести какие-то объективные средства поиска труднообнаружимых предметов.

Объективные - значит, приборные, не требующие от людей особенного дара и не полагающиеся на чьи-то субъективные ощущения.

Конечно, заманчиво было бы разгадать физические механизмы, лежащие в основе феномена биолокации, и использовать их в построении приборов. Но есть и другой путь, проще, - подумать, какие механизмы здесь в принципе могут работать, и реализовать их, не задумываясь и не проверяя, использует ли биолокация на самом деле именно их или что-то иное.

Способ поиска труднообнаружимых предметов за мощными непрозрачными преградами был найден в лаборатории магнитных измерений кафедры электронных измерительных систем МИФИ. Способ, как можно догадаться из наименования лаборатории, электромагнитный.

У всякого вещества есть три характеризующие его электромагнитных параметра: электропроводность, диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость. Классические индукционные металлоискатели работают за счет уменьшения индуктивности катушки, к которой поднесен проводящий предмет.

Если катушку включить в колебательный контур, то изменение ее индуктивности повлечет за собой изменение резонансной частоты контура: меньше индуктивность - выше частота колебаний.

Если же контур включить в состав генератора гармонически изменяющегося напряжения, то изменение частоты такого генератора (а именно ее повышение) скажет о наличии в поле катушки проводящего (чаще всего металлического) предмета.

Этот эффект называется диамагнитным. Обычно он и используется на практике. Но почему только он один, коль скоро электромагнитных характеристик у вещества три?

Наряду с диамагнитным, существует также диэлектрический эффект (увеличение индуктивности катушки при помещении в ее поле предмета с относительной диэлектрической проницаемостью больше единицы) и магнитный эффект (увеличение индуктивности катушки при помещении в ее поле предмета с относительной магнитной проницаемостью больше единицы).

Их все можно рассматривать как частные проявления индукционного эффекта, определяемого как свойство изменения частоты и выходного напряжения генератора при помещении в поле катушки его колебательного контура любого предмета с электромагнитными характеристиками. отличными от таковых у пустоты.

Достаточно очевидно, что любая неоднородность в материале вызывает и неоднородность в его электромагнитных свойствах. Хотя бы в одном, если не в двух и не в трех.

Поэтому при прохождении катушки поискового устройства над такой неоднородностью (например, участком местности, где под грунтом что-то закопано) частота и амплитуда напряжения, выдаваемого генератором, изменятся.

Использование же одного только диамагнитного эффекта в классических поисковых приборах объясняется просто: он наиболее силен. В индукционном металлоискателе частота меняется в разы, и для определения этого изменения не нужны никакие приборы - оно прослушивается (при условии, что генератор звуковой).

А вот находящееся под слоем грунта в 2-3 м человеческое тело дает изменение частоты всего лишь около 0,00001 - 0,000001 от исходной...

Далее. Мы как-то привыкли думать, что электромагнитные характеристики вещества являются константами. На самом деле они могут зависеть от параметров электромагнитного поля, в особенности - для биологических объектов.

Коль скоро мы говорим о поисках людей под завалами, уместно отметить, что диэлектрическая проницаемость мышечной ткани человека обратно пропорциональна частоте колебаний в степени 6/11, а ее удельная электропроводность с ростом частоты также растет, но сложным образом.

Когда мы измеряем отклонение частоты в несколько миллионных от исходной величины, проблема не в том, чтобы отловить изменение в 10 или 50 Гц.

Сложнее быть уверенными: оно возникло именно под действием индукционного эффекта, а не каких-либо иных причин - емкостных эффектов, внешних электромагнитных возмущений, внутренней (кратковременной или долговременной) нестабильности генератора.

Проблема эта при разработке поискового устройства была решена. Рамка там особенная - она заключена в кольцевой экран из немагнитного материала, имеющий специальным образом расположенные прорези вдоль силовых линий магнитного поля.

И генератор не простой - нестабильность его всего 0,00000001-0,0000001!

Замечу, что обычно такие генераторы - кварцованные, то есть стабильность частоты в них достигается за счет использования кварцевого резонатора.

Здесь же кварц неприменим: под действием измеряемых объектов частота должна меняться. Кроме того, в рамке достаточно большого размера индуктивность должна быть весьма низкой. Но эти, чисто технические, проблемы удалось решить.

Созданное в МИФИ поисковое устройство (патент РФ № 2085971 от 27 июля 1997) позволяет обнаруживать под слоем грунта, песка, снега толщиной в единицы метров пустоты и подземные ходы, металлические и неметаллические трубопроводы, потоки и резервуары воды и других жидкостей, металлические и неметаллические предметы, людей и животных.

Применение этому изделию найдут многие, причем самые разные, потребители - от спасателей до кладоискателей.

Предвижу вопросы: где взять и сколько стоит? К сожалению, аппарат серийно не выпускается. Если бы все шло как должно, прибор делала бы та фирма, для которой, собственно, МИФИ и вел эту разработку.

Но она не получила ожидавшегося заказа на устройства для поиска людей в завалах и в результате оказалась на мели. Соответственно, и магнитометрическая лаборатория оказалась в долгах, как в шелках.

Не говоря уж о том, что доводка изделия до стадии промышленного образца, пригодного к серийному выпуску (с технологией и документацией), застопорилась.

Хочется все же надеяться, что найдется предприятие, которое возьмет на себя выпуск поискового устройства. И тогда этот оригинальный и очень нужный прибор станет доступен тем, для кого он разрабатывался.

Алексеи ПОГОРЕЛОВ,
член-корреспондент Московского
Общества испытателей природы

на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу