НЕМФИС: НОВЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ В ГЕОФИЗИКЕ

Всё чаще инженерные коммуникации приходят в негодность, обвалы грунта на территории Москвы уже не удивляют, но вызывают состояние постоянной тревоги у населения и головную боль у городской администрации. В этих условиях качественная аппаратура по сканированию просто необходима. Зарубежная техника нередко не справляется с поставленной перед ней задачей, что даёт пищу для размышлений. Поэтому за дело взялись российские умельцы, поставив перед собой амбициозные задачи.

Изучив все аспекты, в лаборатории электромагнитных полей Института геофизики Сибирского Отделения Российской Академии Наук (СО РАН) был разработан многоцелевой электромагнитный сканер Немфис, аналога которому не существует даже у зарубежных производителей. Данный геофизический комплекс может использоваться для проведения мониторинга состояния подземных коммуникаций, – поисков и локализации утечки воды в подземных трубопроводах; картирования грунтовых вод и их загрязнений; определения местоположений подземных трубопроводов, кабелей, тоннелей; исследования состояния грунта, определения зон трещиноватости, обводнения; обнаружения врезок в трубопроводы; исследований археологических объектов; оценки земель сельскохозяйственного назначения; мониторинга и детальной диагностики загрязнения почвы горюче-смазочными материалами; инженерных изысканий для строительства.

Что же это за чудо-устройство? На что сразу стоит обратить внимание, – так это на новейшую технологию аппарата. Немфис представляет собой трёхкатушечный зонд и реализует метод частотного электромагнитного индукционного зондирования (ЧЭМЗ). Генераторная петля излучает электромагнитное поле на 14-ти частотах в диапазоне 2,5-250 кГц. Моменты приёмных катушек подобраны так, что в воздухе достигается компенсация первичного поля, и таким образом при измерении регистрируется разностная ЭДС, индуцированная вихревыми токами, текущими в среде. Впервые в мире аппаратура такого класса управляется с помощью беспроводного модуля на базе карманного персонального компьютера (КПК) по технологии Blue Тooth. Для управления основными режимами работы аппаратуры ЭМС разработано специализированное программное обеспечение (EmsControl) для платформы КПК. Программа управления позволяет обрабатывать данные полевых зондирований, представлять результаты обработки в удобном для пользователя графическом виде в режиме реального времени и сохранять результаты. У оператора есть возможность в процессе полевых работ строить карты распределения удельного электрического сопротивления (УЭС) и псевдо-геоэлектрические разрезы. Кроме того, в программу управления включена возможность использования GPS-приёмника (внешнего или встроенного в КПК).

При мысли о сканере Немфис гордость за отечественного производителя наполняет душу. Ведь на сегодняшний день ЭМС не имеет прямых аналогов на мировом рынке. По сравнению с близкими по профилю приборами, принадлежащими мастерам ведущих производителей портативной электромагнитной аппаратуры, например, Geophex (аппаратура GEM-2), Geonics (приборы ЕМ-31, ЕМ-38) и GSSI (аппаратура Profiler), ЭМС имеет ряд преимуществ. В отличие от продукции Geonics, ЭМС использует несколько рабочих частот, что позволяет получать информацию об изменении свойств грунта в зависимости от глубины. По сравнению с GEM-2 и Profiler, ЭМС имеет более широкий диапазон частот, что значительно увеличивает область применения аппаратуры. Кроме того, благодаря использованию компенсационной схемы измерения, ЭМС имеет оптимальную локальность измерения, что повышает разрешающую способность. К числу преимуществ аппаратуры ЭМС также можно отнести большую устойчивость к электромагнитным помехам.

Стоит отметить, что большинство зарубежных производителей предоставляют возможность пост-обработки данных зондирования (профилирования) и GPS-координат на персональных компьютерах, используя для передачи данных стандартный порт RS-232. Geonics позволяют управлять аппаратурой с помощью карманного компьютера RS-232. GSSI для передачи данных использует беспроводной сигнал. На сегодняшний день в мире отсутствуют портативные наземные электромагнитные аппаратурно-программные комплексы, обладающие возможностями программного обеспечения EmsControl.

ЭМС является автономным прибором с внутренним источником питания и постоянным запоминающим устройством. Более того, он удобен в использовании и обладает небольшим весом – всего 7 кг. Корпус изготовлен из стеклопластика. Общая длина зонда в рабочем состоянии 2,75 м, в транспортном положении – 1,4 м, ширина всего 0,3м. На генераторной части корпуса расположены клавиатура и жидкокристаллический монитор. Среднее время одного зондирования на всех 14-ти частотах составляет 2 секунды, при работе на одной частоте – 0,15 секунд.

Однако Немфис – не единственный «подарок российских умов». В лаборатории была также разработана многоэлектродная электроразведочная станция для работы методом сопротивлений ВЭЗ, ЭП, 2D и 3D томографией. Электроразведочная станция Скала 48, – такое имя получило новое изобретение. Новинка представляет собой генератор, измеритель и управляемый коммутатор в одном компактном корпусе. Подключив два 24-х электродных кабеля с шагом 5 метров между электродами, можно менее чем за 10 минут получить данные для построения геоэлектрического разреза по профилю длиной до 235 метров.

Для длинных профилей реализован режим «нагоняющего профиля» с переносом первого сегмента многоэлектродного кабеля предыдущей расстановки на место второго в последующей.

Произведя несколько измерений на одной площадке, можно построить трёхмерное изображение геоэлектрического строения земли.

В общем, уникальная, не имеющая мировых аналогов аппаратура отечественного производителя, – действительно стоящее и заманчивое приобретение, полезное во многих областях.