Часть 1
В наши дни такое замечательное изобретение человечества, как металлоискатель, чрезвычайно востребовано во многих отраслях: эти приборы являются незаменимыми помощниками в сфере охраны, без них не обходятся на раскопках профессиональные археологи, служители правопорядка зачастую используют металлоискатель для поиска соответствующих улик на месте преступления.
В промышленности пользуются металлоискателями для поиска трубопроводов и проводки (кабелей) с их помощью производят разведку полезных ископаемых. Особенно важную роль выполняют металлоискатели в армии: миноискатели спасли не одну тысячу жизней.
Ну и, конечно же, металлоискатели стали верными спутниками и друзьями для множества людей, которые занимаются увлекательнейшим и интересным хобби – приборным поиском.
Наверняка многим будет интересно узнать историю возникновения самой идеи и создания таких приборов. История эта, стоит заметить, невероятно интересная и наполнена яркими и даже печальными событиями.
Итак, все началось…
Все началось очень давно. А если точнее, то примерно за двести с лишним лет до нашей эры! В древнейших китайских документах того периода упоминается о некоей арке в императорском дворце, выполняющей функции детектора металлических предметов. Она была установлена в дверном проеме при входе в императорские покои и защищала императора от потенциальных убийц.
Арка была выполнена из магнитного минерала – магнетита и по своей форме напоминала подкову. Для придания более мощных магнитных свойств, во время изготовления, её нагревали и производили ковку ручными кувалдами. В результате получалась арка с магнитными свойствами, способными притягивать к себе крупные металлические предметы – ножи, сабли, мечи и т.д. Поэтому пронести что-либо металлическое в покои императора было невозможно, и потенциальный ассасин оставался безоружным.
Да-да, все верно! Это самый что ни на есть настоящий прообраз современного арочного металлодетектора. Конечно, в упрощенном и урезанном функционале, но со своей главной задачей – обезоружить нарушителя, он, по всей видимости, справлялся.
Дальнейшее развитие идеи обнаружения металлических предметов при помощи специального устройства неразрывно связано с научными открытиями в области физики.
Теория электромагнетизма впервые была продемонстрирована американцем Джозефом Генри и независимо от него Майклом Фарадеем в 1831 году. А в середине девятнадцатого века немецкий физик и метеоролог Генрих Вильхельм Дове изобрел систему индукционного баланса, которая легла в основу принципа действия металлоискателя.
Очень сильное влияние на данное направление оказал канадский ученый шотландского происхождения Александр Грейам Белл, который больше известен как изобретатель первого в мире телефона.
Конечно, во многом благодаря своему английскому другу Даниэлю Хьюсу, который поделился мыслями о своих экспериментах по индукционному балансу. Дело в том, что Хьюс был профессором музыки и экспериментировал с новейшим электрическим микрофоном. В результате таких экспериментов появилось устройство, использовавшее четыре катушки. При помощи того же микрофона и тикающих часов создавалось электрическое возмущение в схеме, содержащей две основные катушки и две вторичные катушки, соединённые с телефонными наушниками.
Если поместить металлический предмет вблизи к одной из пар катушек, то индукционный баланс нарушался, и тиканье часов становилось слышно в наушниках. Этими исследованиями и поделился Хьюс со своим приятелем Александром Беллом, который использовал данные наработки в последующих экспериментах.
В конце девятнадцатого века, а именно в 1881 году произошло трагическое событие, которое и дало толчок к бурному развитию индустрии металлодетекторов.
2 июля 1881 года двадцатый по счету президент США Джеймс Гарфилд был смертельно ранен прямо на железнодорожном вокзале. Одна пуля попала в руку, а вторая - в спину президента. В последующие дни врачи тщетно пытались обнаружить и удалить пулю из тела, так как не могли точно локализовать её местоположение. Они обратились за помощью к Беллу, с просьбой обнаружить точное место расположения пули, так как тогда уже было известно об успешных экспериментах ученого в области индукционного баланса. И вот, 26 июля 1881 года Александр Белл пришел в Белый дом с новейшей, сконструированной за несколько дней и прошедшей ряд тестов аппаратурой, которая отлично работала в его лаборатории.
Однако когда Белл пытался обнаружить пулю, то слышал лишь шипящие звуки. Причиной тому была кровать на металлическом каркасе и пружинах, и металлоискатель реагировал на них. Белл пытался убедить медиков перенести президента на кровать без металлических предметов, но врачи категорически отказывались беспокоить раненого и скептически отнеслись к подобным экспериментам. Печальный итог – 19 сентября 1881 года президент Гарфилд скончался. Позже вскрытие показало, что пуля находилась достаточно глубоко, чтобы быть обнаруженной аппаратурой Белла.
Александр не стал останавливаться и продолжил свои исследования и эксперименты в данной области. В декабре 1882 года он представил катушку для обнаружения металлических залежей и подземных телеграфных проводов.
Своими изобретениями Белл дал, так сказать, сильный стимул для дальнейших исследований и разработок в этой области. Другие изобретатели и ученые загорелись идеей создания подобных приборов.
Интересные новшества внёс капитан Си Эй Мак Эвой (С.A. McEvoy), который создал первый подводный детектор в конце девятнадцатого века.
Его прибор был небольших размеров, в герметичном и портативном корпусе. Внутри содержались две настроечные катушки, прерыватель и батарея. Также имелись наушники. Батарея состояла из двух элементов, но могла быть заменена магнитоэлектрическим генератором, производящим переменный ток. Катушки соединялись между собой изолированным кабелем. Для снижения взаимодействия с металлическими частями, использовались диэлектрические материалы – резиновые шайбы, винты из слоновой кости и эбонитовые ручки.
Принцип действия подобной конструкции был чрезвычайно прост. Катушку опускали в воду и производили сканирование дна. В наушниках звучал непрерывный слабый сигнал. Когда рядом с катушкой появлялся металлический предмет, то баланс нарушался и звук становился очень громким, чистым и ясным, что и свидетельствовало об обнаружении предмета. Детектор собирались использовать на флоте для обнаружения торпед. Но у конструкции был недостаток – предмет, находящийся непосредственно под катушкой, прибор «не видел». И работал нестабильно. Поэтому на вооружение его не взяли.
В то же время Джордж Хопкинс показал свое собственное изобретение – устройство для поиска минералов, которое уже не использовало индукционный баланс, а катушки были расположены перпендикулярно.
Подобный детектор, имеющий катушку диаметром 6 или 8 дюймов, мог обнаруживать металлические руды, расположенные у поверхности. Примерная глубина обнаружения – несколько дюймов (около 5 – 10 сантиметров).
Продолжение следует…
