Концепція пошуку MINEX Double-D для покращеного точного пошуку

Перший вибір базових засобів виявлення мін

Дослідники та компанії по всьому світу відчайдушно намагаються розробити 100% ефективний міношукач. Підходи до досягнення цієї мети настільки ж різні, як і базові технології, що лежать в основі їхніх зусиль.

Зараз проводяться випробування проникаючих у ґрунт радарів та інфрачервоних датчиків, а також так званих "штучних носів". Це все відбувається у той час як собаки та щури вже використовуються для пошуку мін, навіть спеціально навчені бджоли знаходяться на шляху до того, щоб увійти в сферу розмінування.

На жаль, на даний момент всі окремі та комбіновані методи мають значні недоліки, з якими доводиться стикатися саперам. Більшість пристроїв виявлення здатні аналізувати потенційну ціль лише за певними характеристиками. Це може бути зовнішня форма, хімічний склад, певні вбудовані матеріали та багато іншого. Оскільки ці пристрої не можуть поєднувати різні джерела інформації, рівень помилкових спрацьовувань дуже високий, або ж певні цілі просто "невидимі" для конкретної техніки.

У нинішній ситуації нові розробки, такі як принцип четверного резонансу або комбіновані системи, з одного боку, показують багатообіцяючі результати, але, з іншого боку, необхідно змиритися з високою вартістю, великою вагою та іншими недоліками, як наприклад великі зусилля з підготовки кадрів.

На цьому тлі стандартний ручний металошукач все ще залишається першим вибором в якості базового інструменту для пошуку мін, пропонуючи розумне поєднання економічної ефективності та результативності в польових умовах.

Металошукачі можути виявляти тільки метал

Металодетектори використовуються для пошуку мін з часів Другої світової війни. Їх репутація страждає від того, що вони ніколи не виявляють мін; вони виявляють вміст металу всередині міни. На жаль, вміст металу в мінах різко зменшився з часів Другої світової війни, що змусило виробників такого обладнання підвищити його чутливість до рівня, близького до теоретичних фізичних меж.

Задовольняючи вимоги саперів, пропонуючи високу чутливість, сучасний металошукач виявляє дуже проблематичні міни з мінімальним вмістом металу на достатній глибині. Чим краще металошукач працює, тим краще він буде виявляти цвяхи, фрагменти боєприпасів, що розірвалися, та всі види металобрухту, які не мають жодного відношення до міни. Це значно сповільнює роботу з розмінування.

Крім того, детектори реагують на деякі типи ґрунтів так само, як на шматок металу. Хоча індикація "не мінних металевих частин" не може бути виключена, сигнали, що подаються магнітним ґрунтом, є "новою межею" для виробників металодетекторів у всьому світі. Першочерговим завданням металошукача більше не є показ максимально можливої чутливості, а є придушення сигналів проблемного ґрунту з метою мінімізації кількості помилкових спрацьовувань. Хороші детектори повинні являти собою оптимальний компроміс між високою чутливістю та ефективною адаптацією до ґрунту.

Відмінна ергономіка, низькі витрати на обслуговування, простота в управлінні, надійність і низьке енергоспоживання - все це вважається стандартами для професійного металошукача.

Як працює металошукач?

Основна ідея металошукача полягає у використанні прихованого предмета як антени. Для цього металошукач створює електромагнітне поле. Це поле створюється автоматично навколо провідного дроту.

Електромагнітна енергія проникає крізь ґрунт. Як тільки вона потрапляє на металевий об'єкт, наприклад, на розтяжку міни, цей об'єкт починає працювати як будь-яка приймальна антена:

За тим же фізичним правилом, яке описує народження електромагнітного поля навколо провідника, поле створить струм всередині провідника, як тільки потрапить в контакт з ним. Прихований металевий предмет буде підкорятися цьому правилу, і завдяки електромагнітній енергії від котушки датчика виникне потік струму.

У цьому випадку струм називається "вихровим", оскільки, не маючи жодного електричного плюс- або мінус-полюса, який би змушував його рухатися в певному напрямку, він рухається через об'єкт по колу. У цей момент всередині металевого предмета відбувається те саме, що ми вже спостерігали навколо металошукача: метал проводить струм! Тож не дивно, що шматок металу не лише працюватиме як приймальна антена, але й як передавальна антена: вихровий струм породжуватиме інше електромагнітне поле, цього разу направлене металевим об'єктом.

Детектор готується до прийому електромагнітної енергії, що надходить від об'єкта, пропонуючи інший провідник. У більшості випадків цю роботу виконує приймальна котушка всередині пошукової головки. Це останній раз, коли енергія повинна ініціювати струм. Електроніка датчика інтерпретує цей струм і сигналізує про нього звуковим сигналом або іншим чином.

Незважаючи на свою складність, цей процес має певні обмеження. Довгий шлях сигналу, що включає кілька етапів, таких як ініціювання поля, формування вихрових струмів і повернення сигналу, призводить до слабкого кінцевого сигналу. Крім того, різні типи ґрунтів по-різному впливають на роботу детектора.

Повертаючись до енергії, яка випромінюється детектором, ми повинні згадати дві різні можливі системи. Описана система - це "принцип безперервної хвилі". Інший термін для нього - "принцип синуса". Електромагнітна енергія в цій системі випромінюється безперервно і може бути проілюстрована як синусоїдальна хвиля.

Інший спосіб передачі енергії - це передача її у вигляді серії дуже коротких імпульсів. Це має дві великі переваги:

1. Оскільки передавальна котушка між двома імпульсами може бути використана для прийому сигналу, виробникові обладнання потрібно інтегрувати лише одну котушку, що знижує вартість.

2. Імпульсний сигнал містить багато інформації, і завдяки сучасному програмному забезпеченню оцінка цієї інформації може з успіхом придушити вплив "агресивного" ґрунту. Сучасні імпульсні детектори також демонструють відмінну чутливість, особливо в повітрі.

Як завжди в житті, у всього є хороші і погані сторони. Більшість безперервно-хвильових детекторів, хоча і зберігають дуже хорошу чутливість під час вимірювання над ґрунтом, мають значні проблеми з придушенням сигналів, як тільки вони стикаються з агресивним ґрунтом. Хороші імпульсні детектори здатні впоратися з таким агресивним ґрунтом, але порівняно з їхньою чутливістю в повітрі, ефективність над ґрунтом для тієї ж мети значно знижується; крім того, сигнал-відповідь на короткий імпульс, вироблений дуже маленьким шматочком металу (наприклад, штирем у мінімальній металевій міні), може бути занадто коротким для можливості виявлення.

До певної міри з цим можна впоратися, збільшивши вихідну потужність, але надсилання високоенергетичних імпульсів, з одного боку, споживає більше заряду батареї, а з іншого боку, сильні імпульси можуть викликати спрацьовування мін, які сконструйовані таким чином, щоб реагувати на них.

Як MINEX 4.610 долає ці виклики?

MINEX був сконструйований з метою об'єднати переваги обох систем, виключивши якомога більше їхніх недоліків. Високу чутливість безперервно-хвильової системи довелося модифікувати, щоб забезпечити достатній контроль над землею. Це було реалізовано шляхом додавання другої частоти. Передавальна котушка пошукової головки MINEX безперервно випромінює дві частоти паралельно.

Вибір конкретних частот ґрунтується на тому, що різні метали реагують більш-менш "дружньо" на різні частоти. Система, оптимізована для пошуку алюмінієвих об'єктів, не обов'язково знайде сталь з такою ж ефективністю. Комбінуючи дві розумні частоти в межах можливого спектру, всі типи металів будуть виявлятися приблизно з однаковою чутливістю. Вбудована електроніка виконує безперервне порівняння сигналу відповіді на обох частотах.

Для оцінки сигналу MINEX в основному використовує зміну уявної складової; ця зміна викликається, наприклад, сталлю. В результаті, сталевий об'єкт буде виявлений, незалежно від того, чи знаходиться він в солоній воді або в магнітному оточенні, чи ні. Немає сумнівів, що і для цієї системи рано чи пізно "фізична перешкода" стає ефективною. Сапер стикається з цією перешкодою, як тільки він починає рухатися в межах місцевості з дуже неоднорідним магнітним ґрунтом.

"Неоднорідний" просто описує той факт, що в ґрунті розподілено багато окремих концентрацій "магнітного" ґрунту, кожна з яких має свій особливий характерний сигнал. У цій ситуації неможливо знайти загальний сигнал ґрунту, характерний для всієї ділянки, а отже, його не можна використовувати для фільтрації. Просте натискання кнопки допоможе MINEX пристосуватися до цієї ситуації, і це знову вирішить проблему до певної міри. Деякі магнітні камені настільки агресивні, що все одно призведуть до спрацьовування сигналу тривоги, оскільки детектор вказує на них, як на шматок металу. Є ще один спосіб "відфільтрувати" їх.

Знаючи тип міни на певній ділянці, сапер має можливість перевірити її заздалегідь. Якщо він зможе виявити цей тип міни зі зниженою чутливістю, то, озброївшись цими знаннями, він зможе додатково знизити частоту спрацьовування сигналізації.

На додаток до згаданих функцій, MINEX має третю систему котушок всередині пошукової головки. (Насправді ми говоримо не про котушку, а про багатошарову систему друкованої плати, яка поєднує в собі найвищу точність з високою механічною витривалістю до пікових навантажень).

Три котушки (ми залишимо цей вираз, оскільки він все ще широко використовується) відповідають за характерну форму пошукової головки.

Зовнішня котушка є передавальною, в той час як є ще й дві приймальні котушки.

Дуже поширеною помилкою є плутанина між 2-частотною системою MINEX і двома котушками. Необхідно підкреслити, що кожна окрема приймаюча котушка безперервно отримує сигнал відповіді на обидвох частотах.

Насправді детектор обробляє чотири сигнали, причому кожна з приймальних котушок приймає по дві частоти. Ці приймальні котушки розміщені у так званому диференціальному розташуванні. Якщо сигнал впливає на обидві котушки з однаковою інтенсивністю, індикація не спрацьовує. Як тільки вплив металевого предмета на одну котушку буде сильнішим, ніж на іншу, пролунає звуковий сигнал.

Кожна з котушок має свій особливий характерний звук.

Сапер може почути, права чи ліва половина пошукової головки знаходиться ближче до об'єкта. Проходячи повз об'єкт з пошуковою головкою, звук перемикається. Це дозволяє легко визначати місцезнаходження, а також чітко розділяти об'єкти. Крім того, можливий пошук вздовж великих металевих об'єктів, таких як рейки або паркани.

Які переваги має котушка подвійної пошукової головки MINEX?

Наявність однієї міни може перешкоджати знаходженню іншої міни поблизу, особливо якщо вони зариті на різній глибині або мають різну орієнтацію. Пошукова головка Double-D має дві D-подібні котушки, що перекриваються, які створюють більш точне і глибоке поле пошуку в порівнянні з іншими типами пошукових головок. Цей тип пошукової головки може виявляти декілька металевих об'єктів, включаючи міни, які знаходяться близько один до одного.

Якщо одна котушка подвійної D-пошукової головки досягає насичення, це означає, що вона досягла своєї максимальної здатності виявлення і може бути не в змозі виявити менші об'єкти. У такому випадку іншу котушку все ще можна використовувати для пошуку, наприклад, дрібних об'єктів поблизу паркану.

Як MINEX 4.610 допомагає зменшити ризики?

MINEX 4.610 з подвійною D-пошуковою котушкою працює за допомогою електро-магнітних індуктивних методів (ЕМІ). Ці методи добре підходять для виявлення металів. Ефективність виявлення залежить від параметрів передачі та прийому, а також від типу металу і місцевих ґрунтових умов, оскільки метод ґрунтується на властивостях провідності та магнітної проникності металу. Пошукова котушка генерує магнітні поля, які поширюються через землю. Коли металеві частини торкаються цього магнітного поля, утворюються вихрові струми, які, в свою чергу, викликають вторинне магнітне поле. Вплив цього поля виявляється і оцінюється приймальною котушкою металошукача. У той же час, необхідно компенсувати перешкоди, що генеруються на землі.

Завдяки двочастотній системі MINEX покращується чутливість і контроль ґрунту. Випромінюючи дві частоти одночасно, MINEX забезпечує комплексне виявлення металів. Три котушки дозволяють детектору розрізняти різні металеві об'єкти за формою та орієнтацією. Його електроніка порівнює сигнали відгуку від обох частот, ефективно відфільтровуючи перешкоди.

Завдяки цьому досягається вища чутливість і краща точність виявлення, ніж у традиційних металошукачів без двочастотної системи. Отримані сигнали оцінюються і викликають акустичні або оптичні попередження, щоб можна було визначити місцезнаходження металевої частини. Інтерфейс користувача інтуїтивно зрозумілий, що полегшує роботу саперних команд.