ГЛУБИННЫЙ СКАНЕР "NEMFIS"
Многоцелевой электромагнитный 3D сканер.
Метод электромагнитного индукционного частотного зондирования, реализованный в аппаратуре сканера "NEMFIS", предназначен для исследования пространственного распределения удельного сопротивления от объектов, расположенных на глубине до 10м. поиск захоронений различных объектов - металлов, пластмасс, пустот, керамических изделий и др. с выделением контуров распространений удельной электропроводности. Таким образом использование глубинного сканера "NEMFIS" позволяет решать следующие задачи:
- археология и кладоискательство;
- инженерные геофизические изыскания;
- разведка строительных площадок;
- анализ состояний систем трубопроводов комунального хозяйства;
- почвоведение;
- экологическая оценка загрезнения;
- качественная оценка водонасыщенности грунта;
- поиск источников соленой и пресной воды;
- локализация и мониторинг подземных сооружений и коммуникаций;
- обнаружение и локализация захоронений промышленных отбросов любого химического состава;
- поиск источника утечки и оценка объема утечки из магистральных трубопроводов газонефтепродуктов.
В комплект поставки глубинного сканера входят:
- Генераторная часть,
- Измерительный зонд,
- Джойстик управления с индикатором и кабелем,
- Соеденительный кабель NEMFIS - PC,
- Блок первичной обработки и визуализации в реальном времени на базе КПК,
- Беспроводной GPS приемник,
- Ноутбук с предустановленным программным обеспечением для детальной работы с данными с последующей двухмерной, квази-трехмерной и трехмерной визуализации,
- Компакт-диск с программным обеспечением,
- Зарядное устройство,
- Техническое описание, инструкция по эксплуатации и паспорт,
- Ремень для переноски прибора,
- Чехол для хранения и транспортировки прибора,
- Упаковочный ящик (в случае отправки на склад клиента).
Гарантия на оборудование 12 месяцев.
Основные характеристики "NEMFIS":
Трехкатушечный зонд.
Частотный диапазон: 2,5-222 кГц (14 частот).
Время измерения: 0,3-2 с (в зависимости от количества выбранных частот).
Вес: 7 кг.
Габариты в собранном состоянии: 275х30х10 см.
Время работы батерии: 12 часов.
Поисковый комплекс "NEMFIS" использует следующий принцип действия: измеряемый сигнал имеет синусоидальную форму и представляется двумя компонентами как комплекное число. Выделение сигнала производится с помощью метода синхронного детектирования. Этот метод дает возможность проводить фазовую селекцию, и является оптимальным для достижения наивысшей чувствительности в измерении двух компонент сигнала - мнимой, которая синфазна с максимумом тока в генераторной петле, и реальной, которая опережает мнимую на 90 градусов.
Излучение электромагнитного поля производится магнитным диполем. Синусоидальная форма тока в генераторной петле формируется в резонансном последовательном LC колебательном контуре. Фаза тока в контуре управляется микроконтроллером через цепь накачки. Измерение тока выполняется таким же фазовым детектором, которым выполняется преобразование сигнала с приемных катушек. Измеряемые компоненты синусоидального сигнала с индукционного датчика тока записываются в память прибора в виде семиразрядного десятичного числа. Впоследствии данные программно обрабатываются для построения карт и разрезов в зависимости от выбранного режима сканирования (линия, площадка, GPS привязка).
Многоцелевой глубинный сканер "NEMFIS" разработан в лаборатории электромагнитных полей Института геофизики Сибирского Отделения Российской Академии Наук (СО РАН). Предназначен для оперативных иследований грунтов на глубинах до 10м для решения задач археологии и кладоискательства, строительства, коммунального хозяйства, почвоведения, экологии и др.
Аппаратура "NEMFIS" реализует метод электромагнитного индукционного частотного зондирования и представляет собой трехкатушечный зонд. Генераторная петля излучает электромагнитное поле на 14 частотах в диапазоне 2,5-222 кГц. Моменты приемных катушек подобраны так, что в воздухе достигается компенсация первичного поля и, таким образом при измерении регистрируется разностная ЭДС, индуцированная вихревыми токами, текущими в среде.
Поисковый комплекс состоит из зонда, заключенного в прочный стеклопластиковый корпус, переносного компьютера со специальным программным обеспечением ISystem. Общая длина зонда в рабочем состоянии 2,75 м, в транспортном положении 1,4 м. Масса 8 кг. Зонд перемещается на вытянутой руке либо в специальной пластиковой тележке, таким образом благодаря своим габаритам - сканер может быть использован практически везде, где невозможно перемещение с габаритными датчиками глубинных металлоискателей и георадаров. Управление прибором осуществляется с помощью клавиатуры и жидкокристаллического монитора. Внутренняя память сканера рассчитана на хранение данных, измеренных на 4000 пикетах (10 часов непрерывной работы). Работа с данными включает их передачу из памяти прибора в компьютер, обработку и визуализацию в виде карт и/или разрезов, таким образом для оператора представляется возможность получить двухмерное, квазитрехмерное и трехмерное распространение подземных неоднородностях электропроводности. Глубинный сканер "NEMFIS" работает без гальванического контакта со средой и устойчив к воздействию электромагнитных помех. Среднее время одного измерения составляет до 2 с (при работе на одной-двух частотах - измерение в реальном времени).
Проблема поиска и идентификации археологических объектов, особенно не выраженных в рельефе дневной поверхности, стоит достаточно остро. Как показывает инвентаризация археологических памятников, большое колличество объектов полностью или частично подвергаются разрушению из-за распашки мощной техникой и другой хозяйственной деятельности человека. Как правило, в таких условиях границы поселенческих комплексов можно установить лишь весьма условно по шлейфу подъемного материала из разрушенного слоя, распаханные курганы и грунтовые могильникипрактически недоступны для визуальной фиксации. Кроме того, поиск археологических объектов там, где культурный слой перекрыт мощными аллювиальными, эоловыми и другими отложениями, всегда затруднен.
Описанные трудности в ряде случаев можно преодолеть с помощью метода электромагнитного индукционного частотного зондирования, который реализован в сканере "NEMFIS". Этот метод при соответствующей реализации и обработке полевого материала, позволяет судить о распределении удельной электропроводности. Для археологических памятников характерен контраст электропроводности различных фракций грунта, остатков человеческой деятельности, изменений верхнего слоя почвы из-за техногенного вмешательства и т.п. Поэтому, применение глубинного 3D сканера "NEMFIS" для решения задач археологии крайне эффективно.
Сравнение с наиболее популярными западными приборами показало, что метод электромагнитного сканирования с "NEMFIS" на порядок быстрее, чем метод сопротивлений (электроразведка), гораздо информативнее чем электромагнитное картирование на одной частоте и несравненно более помехоустойчив чем существующие многочастотные электромагнитные приборы. Разрез, построенный по данным "NEMFIS", гораздо проще интерпретируется, чем данные георадара.
