История металлоискателей
Первое упоминание о металлодетекторах встречается в древних китайских документах II в. до н.э., где описывается вход в покои императора, сделанный из природного магнетита в виде арки, имеющей форму подковообразного магнита. Такой магнит обладает достаточно высокой магнитной силой и притягивает к себе любые железные предметы, в том числе и оружие, вносимое в комнату императора.
В конце XIX в. в разных странах проводились исследования модного тогда явления магнитной индукции. В США этим активно занимался Александр Белл, изобретатель телефона. В 1881 г. был смертельно ранен президент США Дж. Гартфидд. Медики, прослышав об опытах Белла, попросили помочь отыскать пулю в теле президента. Однако прибор Белла был еще весьма примитивен и пулю найти не удалось.
В начале XX в. металлоискатели применялись главным образом при поиске полезных ископаемых, в частности электропроводных сульфидных руд в США и Англии. Эти приборы были довольно громоздки и поэтому монтировались на автомобилях. Мощный генератор постоянного тока с помощью огромной излучающей катушки создавал электромагнитное поле, которое проникало в глубь земли на несколько метров и, отражаясь от металлических и других электропроводных тел (некоторых руд металлов), улавливалось приемной катушкой. По изменению характеристик вторичного поля (амплитуды и сдвига фазы) можно было судить о наличии того или иного объекта в грунте. Впоследствии такие мощные установки были запрещены в странах, подписавших конвенцию о предельных уровнях электромагнитных волн.
В 1925 г. в Германии появились первые арочные металлодетекторы, позволявшие обнаруживать металлические предметы, которые рабочие выносили тайком с территории фабрики. Примерно в то же время немецкий исследователь Ш. Герр разработал принцип магнитного индукционного баланса и изобрел металлоискатель, работающий на этом принципе.
Эту идею тут же подхватили различные фирмы, в частности Radio Metal Locating Company в США, которая впервые наладила выпуск ручных металлоискателей в конце 20-х годов. Приемная и передающая катушки были разнесены на расстояние 2 метра на деревянной раме, чтобы исключить взаимную электронную интерференцию и обеспечить состояние индукционного баланса. Любой металлический объект, оказавшийся в электромагнитном поле передатчика, нарушал индукционный баланс, и в приемной катушке возникало напряжение, которое усиливалось и в виде звукового сигнала предупреждало оператора о находке. Прибор работал на 6 радиолампах, был довольно громоздким, но успешно находил трубы на глубине 3 м. Однако в начале 30-х годов фирма разорилась.
После Великой депрессии в США возник строительный бум, и вновь появилась потребность в приборах для поиска кабелей и труб. Это подтолкнуло Герхарда Фишера, немецкого инженера, эмигрировавшего в 1923 г. в США, к разработке подобных приборов. В 1937 г. он получил свой первый патент на металлоискатель, названный им металлоскопом, и открыл фирму по его производству. Металлоскоп имел более сложную схему, в которой использовалось 9 ламп. Рабочая частота была понижена до kHz, что обеспечивало глубокое проникновение электромагнитного поля в грунт. В 1938 г. схема прибора была подробно описана в ряде популярных журналов, благодаря чему многие радиолюбители сделали такие приборы своими руками.
В это же время другая американская фирма, Goldak Company, выпустила похожий металлоискатель с разнесенными катушками под названием радиоскоп. В нем впервые была решена проблема отстройки от грунта. Эта же фирма впервые запатентовала конструкцию металлоискателей с круглой поисковой катушкой, которую имеют практически все современные металлоискатели. Следует отметить, что поисковые приборы 30-х гг. работали на радиолампах, изготовлялись в основном из дерева и весили от 15 до 25 кг.
В конце 30-х гг. стали преимущественно разрабатываться приборы с круглой поисковой катушкой, штангой и электронным блоком, укрепленным на штанге. Такая конструкция была более удобна в работе и позволяла находить как мелкие предметы, так и спрятанные сокровища. Широкое распространение для поиска труб получили приборы на биениях, которые позднее стали применяться для поиска мин.
Использование миноискателей для поиска сокровищ началось в конце 40-х гг. в США, когда на военных складах стали распродавать устаревшее оборудование. Применяли их в то время в основном для поиска кладов и самородного золота. Работать с такими тяжелыми и неудобными приборами могли лишь энтузиасты. И только когда в конце 50-х гг. появились малогабаритные и легкие приборы на транзисторах, новое увлечение стало широко распространяться по всей Америке, стимулируя появление многочисленных фирм, производящих металлоискатели. Эти приборы работали или на биениях или по принципу индукционного баланса. Чувствительность их была невысокой (10-15 см для монеты), отстройка от грунта и дискриминация отсутствовали, но тем не менее они были значительно удобнее военных миноискателей и позволяли находить множество монет, колец и других ювелирных украшений Основными производителями металлоискателей в США в 60-х гг. были Г.Фишер, Ч.Гарретт, Э.Рейс, У.Меган.
Существенный интерес к поиску золота и монет возник в 70-х гг. в США в связи с резким повышением стоимости золота. Дело в том, что в США с 1933 по 1974 г. гражданам США запрещалось иметь самородное золото в частных руках. Правительство поддерживало в этот момент искусственно низкую цену золота (35 долларов за унцию). После отмены этого закона цена золота стала резко расти, дойдя в конце 70-х гг. до 800 долларов за унцию. Это послужило новым импульсом в поиске золота и стимулировало производство металлоискателей, которые стали широко применяться для этих целей. Возникли десятки новых фирм, производящих такие приборы. Однако в острой конкурентной борьбе лишь несколько фирм в 70-е гг. сумели выжить - это Garrett Electronics, Inc., Fisher Research Laboratory (в 2006 г. эту фирму купила фирма First Texas International), White's Electronics, Inc. (США) и C-Scoop (Англия). В 80-х гг. возникли и успешно развиваются, найдя свою нишу, такие фирмы, как Tesoro Electronics, Inc.,Ltd. и Teknetics в США, Minelab в Австралии. Появились малогабаритные, стабильные и очень чувствительные приборы.
По мере прогресса в конструкции металлоискателей были успешно решены такие проблемы, как отстройка от металлического мусора и от электропроводных минералов грунта (окислы железа и соли), тогда как до конца 70-х гг. эти два процесса нельзя было выполнят одновременно. Рабочая частота приборов была понижена со 100 kHz до 1-5 kHz. Придумана схема непрерывной автоподстройки прибора в ходе поиска, появились экономичные импульсные приборы с дискриминацией и т.д. Металлоискатели с каждым годом становились все сложнее и, к сожалению, тяжелее. Прислушавшись к жалобам поисковиков, Г.Фишер в начале 80-х гг. разработал принципиально новый прибор (1260-Х), включающий в себя автоматическую отстройку от грунта и автоматическую дискриминацию, используя новые электронные компоненты и новую компоновку прибора. Это был легкий, простой в обращении и достаточно эффективный металлоискатель динамического действия, и вскоре и другие фирмы стали использовать этот принцип работы и такую же компоновку.
Обработка сигнала от объекта с каждым годом становилась все точнее и существенно улучшилась в середине 90-х гг. с появлением компьютерных приборов. Первый патент на компьютерный металлоискатель получила фирма Garrett Electronics, Inc., однако на рынок первый компьютерный прибор выпустила фирма White's Electronics, Inc., последние модификации которого - Spectrum XLT и DFX - являются в настоящее время лучшими в мире. Все остальные ведущие фирмы сейчас также производят компьютерные приборы.
В России до конца 80-х гг.в бытовых металлоискателей практически не было, хотя интерес к поиску кладов проявляли не только отдельные граждане, но и некоторые ведомства. Для этого обычно применяли миноискатели. Энтузиасты-радиолюбители собирали приборы по схемам, опубликованным в журналах, модернизировали миноискатели, делая их более чувствительными и стабильными, однако это были единичные экземпляры. В начале 80-х гг. лучшей любительской конструкцией был, пожалуй, импульсный металлоискатель В Горчакова. Первые зарубежные приборы появились в продаже в России в конце 80-х гг.
Современные металлоискатели могут делать практически все, кроме выкапывания находки: обнаруживать металл, определять, к какой группе он относится, каковы его размеры, на какой глубине залегает, устанавливать его точное местоположение, не реагировать на минералы грунта и металлический мусор. Но пока у этих приборов есть и ограничения. Они не могут найти монету на глубине более 50 см, показать на экране форму предмета, определить химический состав металла, не могут искать только золото. Металлоискатели будущего, несомненно, будут обладать такими возможностями.
Автор: Булгак Л.В.