Розділ І. Прилади пошуку металів

ВСТУП

Засоби пошукової техніки – це клас знарядь та приладів, що забезпечують виявлення об’єктів на основі відмінності їх властивостей від середовища оточення, тобто за умови наявності демаскуючого контрасту об’єкту пошуку. За демаскуючі пошукові прилади сприймають різні ознаки-властивості об’єктів, використовуючи при цьому різні методи природничих наук.

У посібнику ми намагалися охопити найбільш поширені види пошукової техніки з існуючого на сьогодні її арсеналу. Мабуть, подальший розвиток науково-технічного прогресу приведе до удосконалення, в першу чергу, "інтелектуальних" приладів пошуку, завдяки значному розширенню використання мікропроцесорної техніки. Прилади нового покоління успішно виходять на ринок. Але підвищення потенціалу і можливостей пошукової техніки вимагає відповідного росту професійної підготовки спеціалістів-користувачів. Важливий позитивний внесок до цього процесу справляє своєчасне, регулярне оновлення навчальної літератури цього напряму. Цією публікацією ми намагалися зробити свій внесок до такої корисної справи.

У правоохоронній діяльності пошукова техніка може бути використана для виявлення знарядь вчинення злочину, зброї, вибухових, наркотичних речовин, виробів з благородних металів, апаратури прослуховування, контрабандних предметів і т. ін.

Пошукові прилади дозволяють розширити можливості природних органів відчуття людини і забезпечити таким чином досягнення запланованих цілей пошукових заходів. При цьому пошуковцю треба розуміти, що пошукові прилади не надають інформацію про те, що, де і як шукати, тобто найважливішою умовою їх ефективного використання виступає необхідність досконалої підготовки пошукового заходу. На підготовчому етапі співробітники МВС, які здійснюють захід, на основі оперативної інформації, матеріалів кримінальної справи та інших джерел встановлюють:

– відомості про об’єкти пошуку, їх ознаки, властивості, кількість;

– інформацію про особливості місця майбутнього пошуку;

– інформацію про осіб, які розробляються, їх спосіб життя, професію, освітній рівень;

– інформацію про їх зв’язки, родичів, знайомих.

Зібрана інформація використовується при плануванні, підготовці пошукового заходу, доборі пошукових знарядь та приладів.

При проведенні обшуку, огляду дуже важливим є спостереження за психологічним станом підозрюваного. Використання пошукової техніки справляє на нього помітний психологічний вплив, тому весь час треба тримати під контролем його поведінку та реакцію на конкретні дії правоохоронців, які приймають участь у заході.

Безпосередньо під час проведення пошукового заходу на його результат впливає планомірність дій пошуковців. Так, місце пошуку слід чітко розбити на певні зони і послідовно проводити їх дослідження. Необхідно проявляти обережність при виявленні та відкритті схованок, запобігати ушкодженню об’єктів вилучення, фіксувати найважливіші моменти за допомогою знімальної апаратури.

Але головною запорукою успіху будь-якого використання технічних засобів пошуку є наявність у користувача глибоких знань стосовно принципів їх роботи, технічних можливостей та практичних навичок щодо їх застосування.

У сучасних умовах здійснення правоохоронної діяльності найбільшого розповсюдження набули такі види пошукових знарядь та приладів:

1. Прилади пошуку металів:

металошукачі або детектори металів;

магнітні шукачі-підіймачі.

2. Оглядова рентгенівська апаратура.

3. Прилади зворотно-розсіяного іонізованого випромінювання.

4. Прилади пошуку радіоактивних джерел.

5. Прилади пошуку біомаси.

6. Пристрої для контролю важкодоступних місць та пустот:

щупи;

ендоскопи, фіброскопи, бороскопи, оглядові дзеркала;

оглядові пристрої з використанням відеокамери.

Розглянемо кожний з наведених видів пошукової техніки.

Розділ І. Прилади пошуку металів

Металошукачі. У діяльності органів внутрішніх справ під час проведення оперативних заходів та слідчих дій часто доводиться проводити пошук металевих предметів, що можуть бути використаними в подальшому як докази по кримінальній справі.

У зв’язку з тим, що металеві предмети можуть бути виготовлені з магнітних та немагнітних (кольорових) металів, прилади пошуку поділяють на пристрої, що знаходять лише магнітні (феромагнетики) метали та предмети з них, і на пристрої, що дають змогу знаходити всі типи металів. Найбільшого застосування в ОВС набули металошукачі (або металодетектори) та магнітні шукачі-підіймачі (для пошуку й підняття предметів з магнітних металів, що знаходяться на відкритій поверхні).

Як правило, магнітні шукачі-підіймачі відносяться до механічного типу приладів. У конструкціях металошукачів застосовується електроніка, яка дає змогу "відчувати" метал, що знаходиться за неметалевою перепоною.

Принцип дії більшості металошукачів полягає в реєстрації зміни електромагнітного поля, створюваного приладом (зміна виникає при попаданні в зону його дії металевого предмета).

Цей електронний пристрій виявляє присутність металу, не контактуючи з ним (завдяки випромінюванню радіохвиль і прийому вторинних сигналів), а виявивши його, інформує про це оператора (світловим, звуковим сигналом, відхиленням стрілки і т.п.).

Отже, при вмиканні металодетектора (МД) у пошуковій головці (котушці, рамці) утворюється електромагнітне поле, що розповсюджується у навколишнє середовище: повітря, землю, воду, камінь. На поверхні металів, що потрапили до зони дії головки, під дією електромагнітного поля виникають так звані вихорові струми. Ці струми утворюють власні електромагнітні поля, які призводять до спотворення потужності первинного електромагнітного поля, утвореного головкою, що фіксується електронною схемою приладу. Електронна схема МД обробляє отриману інформацію та сигналізує про виявлення металу. Вихорові струми утворюються на поверхні будь-яких металевих об’єктів або електропровідних мінералів. Такі метали, як золото, срібло, мідь, мають високу електропровідність порівняно із залізом, тонкою алюмінієвою фольгою, нікелем і мінералами. Визначення металу в об’єкті базується на вимірюванні питомої електропровідності об’єкта.

Коротко розглянемо методи, що використовуються при побудові МД.

В літературі виділяють такі підходи до побудови схемотехніки МД:

1. ВFО-beat frequency oscilation (метод биття).

Вимірюваним параметром є частота LC-генератора, що вміщує котушку пошукової головки. Частота порівнюється з еталонною і отримана різницева частота биття виводиться на звукову індикацію. Схемотехніка приладів є досить простою, котушка не потребує прецизійного виконання, робоча частота 40–500 кГц. Чутливість BFO-приладів є невисокою при низькій стабільності роботи і слабкій можливості корегування впливу від вологого та мінералізованого грунту. Метод BFO застосовувався в серійних приладах у 60-70 рр. На сьогодні він є популярним у радіолюбителів і використовується в недорогих приладах.

2. TR/VLF – transmitter-receiver / very low frequency (передавач-приймач – дуже низька частота). Пошукову головку утворюють дві котушки, розташовані в одній площині і збалансовані таким чином, що при подачі сигналу до передавальної котушки на виходах приймальної присутній мінімальний сигнал. Передавальна котушка включена в контур LC-генератора. Вимірювальним параметром є амплітуда сигналу на приймальній котушці і фазовий зсув між переданим і прийнятим синусоїдальними сигналами.

VLF – різновид цього методу, коли робоча частота зменшена до 1–10 кГц при звичайній ~ 20 кГц. Дозволяє побудувати високочутливі прилади з ефективним розрізненням металів за рахунок аналізу фазових характеристик. Схемотехніка приладів досить складна, котушки потребують прецизійного балансування. За цим методом сьогодні будується більшість серійних приладів, у т. ч. і комп’ютеризованих. Дискримінація об’єктів і корегування впливу грунту в таких приладах виконується за допомогою фазозсуваючих кіл.

Принцип TR (або його різновид TR/VLF) передбачає аналіз фазових характеристик сигналу, тому всі вони легко розрізняють чорні і кольорові метали, корегуються на вплив грунту. Такі прилади мають високу чутливість і роздільну здатність, яка залежить від діаметра головки – чим головка більша, тим глибше виявлення, але тим важче шукати дрібні предмети.

3. RF – radio frequency (радіочастота) – високочастотний варіант TR, де передавальна і приймальна котушки утворюють не плоский трансформатор, а рознесені в просторі і розташовані перпендикулярно одна до одної. Приймальна котушка приймає відбитий від металевої поверхні сигнал, що випромінюється передавальною котушкою. Діапазон робочих частот 70–500 кГц. Метод використовується в глибинних приладах і характеризується нечутливістю до дрібних об’єктів і відсутністю розпізнавання металів.

4. PI – pulse induction (імпульсна індукція). У приладах цього типу котушка пошукової головки не є частиною коливального контуру. До неї від запускаючого генератора подається імпульсний сигнал. Параметром аналізу є час закінчення перехідного процесу (положення заднього фронту імпульсу напруги). До конструкції котушки не пред’являються особливі вимоги. Особливість методу – низька робоча частота послідовності імпульсів (50–400 Гц), велике споживання енергії, нечутливість до грунту, неефективне розпізнавання металів, прилади не потребують періодичного підстроювання. Метод найчастіше використовується у підводних приладах для послаблення впливу води.

5. OR – off resonance (зрив резонансу). Параметром аналіза є амплітуда сигналу на котушці коливального контуру, налаштованого близько до резонансу, з сигналом, що подається до нього від генератора. Поява металу в полі котушки викликає або досягнення резонансу, або відхід від нього в залежності від виду металу, що призводить до збільшення або зменшення амплітуди коливань на котушці. Цей метод, як і ВFО, розроблявся радіолюбителями.

На основі наведених методів побудовані майже всі металошукачі, що мають таке застосування:

– універсальні – для пошуку дрібних предметів (монет, прикрас, самородків) на глибині до 40 см у грунті і великих (розміром з чайник і більше) на глибині до 1–1,5 м. Це прилади, що працюють за принципом "передавач – приймач" з індукційним балансом. Передавальна і приймальна котушки розташовані в одній площині і утворюють пошукову головку. Її діаметр – 10‑40 см (найчастіше застосовують 21 см);

– глибинні – для пошуку лише великих предметів на глибині 2–6 м. Прилади використовують принцип RF, і котушки розташовані на великій відстані одна від одної (50–100 см) у перпендикулярних площинах. Для цього використовуються й імпульсні прилади з діаметром котушки метр і більше. За допомогою таких приладів шукають сейфи, загублену техніку та ін., але вони не чутливі до монет й інших дрібних предметів та не розрізняють метали;

– підводні – герметичні прилади зі специфічною індикацією для пошуку під водою з аквалангом. Найчастіше використовують імпульсний індукційний принцип, що суттєво зменшує вплив води як електропровідного середовище на пошук. Глибина виявлення імпульсного приладу (не тільки підводного) більша, ніж у TR/VLF. Ці прилади не потребують ручного підстроювання, але мають труднощі у розпізнаванні металів;

– спеціалізовані – використовуються для пошуку самородного золота, що застосовуються в місцях золотоносних корисних копалин, оптимізовані для пошуку дрібних самородків, що потребує використання іншої частоти, ніж в універсальних приладах;

– будівельні – для пошуку трубопроводів, кабелів та інших підземних комунікацій. До них відносяться і магнітометри для пошуку заліза і феромагнітних предметів. Принцип їх дії є дещо іншим, ніж в індукційних МД;

– охоронні прилади – стаціонарні МД (прохідні арки, ворота), прилади, що переносяться в руках, та прилади для перевірки поштової кореспонденції (настільний варіант).

Загальними блоками (вузлами) МД є:

– пошуковий елемент, головка (датчик, рамка) – багатовиткова котушка;

– генератор поля;

– пристрій обробки сигналів (електронний блок);

– звуковий, світловий, стрілковий індикатори виявлення;

– джерело живлення.

Основними технічними характеристиками МД є:

– чутливість – визначається найменшою величиною металевого предмета, який може бути виявлений за допомогою МД. З чутливістю пов’язана далекість виявлення предмета (відстань до предмета, глибина його залягання тощо). На практиці для оцінки чутливості користуються приблизними даними про об’єм або масу предмета;

– селективність – здатність встановлювати факт присутності об’єкта пошуку (ОП) на фоні одночасної наявності предметів особистого користування (ПОК), не даючи при цьому хибних тривог (сигналізації) від ПОК при відсутності ОП. Дана характеристика пов’язана з ймовірністю виявлення ОП;

– завадостійкість – ступінь захисту від впливу перешкод, викликаних електромагнітними джерелами (силові електромережі, люмінесцентні лампи, монітори, телевізори і т. ін.), а також конструкціями, що містять метал (двері, кабіни ліфтів тощо).

Розглянемо конструкції МД, що застосовуються в ОВС.

За способом проведення пошуку або огляду їх поділяють на ручні стаціонарні та настільні.

Ручні портативні МД використовують під час перевірки підозрілих предметів (пакетів, валіз і т.д.), огляду місця події, обшуку підозрілої особи з метою виявлення небезпечних предметів, зброї. Поділяються на малогабаритні, у т. ч. прихованоносимі та переносні.

Портативні малогабаритні МД виготовляються в малогабаритному діелектричному корпусі, в якому розташовано електронний блок з джерелом живлення та пошуковий елемент (вмонтований або виносний) різної форми.

Малогабаритні МД ефективно застосовуються в комплексі зі стаціонарними МД, рентген-апаратами та іншими пошуковими приладами.

Малогабаритний ручний металошукач МО-1. Металошукач МО-1 призначений для виявлення металевих предметів у непровідних або малопровідних середовищах, під одягом людини.

Сигналізація виявлення – звукова та світлова. Прилад має вмонтований зарядний пристрій, ударозахисний корпус, а також можливість приєднання розсувної штанги при проведенні пошуку.

Основні технічні характеристики МО-1 такі: дальність виявлення металевих предметів - 7,0 см; еталон - 25 мм, товщина – 1 мм; тривалість безперервної роботи – 16 год.; напруга джерела живлення – 7,5–10 В; джерело живлення (акумулятор) 7Д-0,115; габаритні розміри – 190х65х44 мм; маса – 0,3 кг.

Прилад розроблений в Україні (НІЦ "Імпульс", м. Ніжин, Чернігівська область), виготовляється серійно.

Конструкція і принцип роботи. Принцип дії основано на компенсації регулярної складової власної нестабільності індуктивності котушки-датчика (BFO – метод биттів).

У внутрішній частині корпусу встановлено джерело живлення (акумулятор), печатна плата з електронною схемою, індуктивний датчик, пристрій для зарядки акумулятора. На передньому боці корпусу розташовано (рис. 1) світловий і звуковий індикатори, регулятор чутливості, на боковому - вимикач живлення, на кінці корпусу – повзунок-перемикач пристрою для зарядки акумулятора, ремінець.

Рис. 1. Металошукач МО-1