[发明专利]金属的或磁性对象的检测

说明书

技术领域

在对工件的确定的加工时存在风险：隐藏在工件中的物体通过加工被损坏。例如，在向墙钻孔时可能损坏在墙内伸展的输水管道、电流管线或气体管道。在相反的情况下可能值得期望的是，恰好如此执行加工，使得隐藏在工件中的物体被一起加工，例如当来自上面的例子中的孔应该通过墙内的钢筋或支承结构伸展时。

背景技术

为了检测这种隐藏的物体，基于线圈的金属探测器在现有技术中是已知的。这种探测器在测量区域中产生磁场。如果金属物体位于测量区域中，则物体由于其对所产生的磁场的影响而被识别出。经常，为了确定所产生的磁场使用至少两个接收线圈，所述接收线圈这样取向和相互连接，使得当在测量区域中不存在金属对象情况下由两个接收线圈共同提供的测量信号趋于零（差动测量）。在一种变型方案中，使用多个用于产生磁场的发送线圈，所述发送线圈如此被操控，使得与在测量区域中金属对象的存在无关地，在两个接收线圈中测量的信号趋于零（场补偿测量）。

DE 10 2007 053 881 A1描述了一种用于确定线圈关于两个另外的线圈的位置或角度的测量方法。为此，借助于两个有角地相互布置的发送线圈生成磁交变场。接收线圈被带到磁交变场中并且发送线圈的操控这样改变，使得在接收线圈中由发送线圈中的每一个感生相同的电压。输送给发送线圈的电流值的比例（Verhaeltnis）用作用于接收线圈关于发送线圈的位置和/或角度确定的尺度。

具有印刷线圈的金属搜索设备在DE 10 2004 047 189 A1中被公开。

发明内容

本发明所基于的任务是提供用于金属对象的简单的和精确的探测器。本发明的另一任务在于说明用于确定金属对象的方法。

本发明借助于具有权利要求1的特征的测量设备和具有权利要求9的特征的方法来解决所述任务。从属权利要求说明优选的实施方式。

根据本发明，用于检测金属对象的测量设备包括两个用于产生叠加磁场的发送线圈、在两个磁场的范围中的接收线圈和控制装置，所述控制装置用于这样给发送线圈供应交变电压，使得使在接收线圈中感生的与交变电压时钟同步的交流电压在数值上最小化。在此，控制装置被设立用于当交变电压的比例不对应于（korrespondiert）接收线圈发送线圈的间距的比例时检测到金属对象。

如果系统被金属对象干扰，则在接收线圈中感生与交变电压时钟同步的交流电压。调节系统如下被设计用于在数值上最小化该时钟同步的交流电压分量（也即使其为零）。直流电压分量或者还有非时钟同步的交流电压分量通过外部耦合输入保持不被考虑。由此可以有利地减小测量设备的易受干扰性。

有利地，从而在使用仅三个线圈的情况下可以不仅差动地而且场补偿地测量。由此可以在测量设备的高灵敏度时减少制造耗费，成本优点可以与此相关联。

优选地，交变电压是彼此移相的交流电压，用以周期性地在数值上和相位上改变发送线圈的磁场。交流电压能够实现同步解调，由此可以非常有效地抑制具有与调制频率不相等的频率的干扰性信号。此外，可以通过交流电压产生交变磁场，以便在非磁性材料诸如铜中感生涡流，基于所述涡流于是可以探测这些非磁性材料。

接收线圈可以对称地布置在发送线圈之间。由此根据金属对象的接近方向，测量值的符号可以是不同的并且基于符号可以判定，是否对对象作反应。可以通过这种方式避免误测量。

在发送线圈的磁场的范围中也可以布置另外的接收线圈，其中控制装置被设立用于基于在接收线圈中和在另外的接收线圈中感生的电压交替地给发送线圈供应电压。

接收线圈和该另外的接收线圈可以关于发送线圈采取不同的位置和/或基于其形状、伸展或其构造具有不同的灵敏度。在发送线圈和接收线圈的相应的构造和布置时，从而能够可能的是，通过利用多个接收线圈的比较式测量来确定金属对象的方向、距离和/或大小。

尽管可以使用任意的线圈类型，但是优选地线圈中的至少一个是空气线圈。由此可以如此构建测量装置，使得所述测量装置仅非常弱地对温度或老化影响作反应，由此可以在测量设备的制造范围中一次地进行校准。

优选地，线圈中的至少一个被构造为电路板上的印刷电路（“印刷线圈”）。由此可以在小生产耗费的情况下实现一个或多个印刷线圈的精确制造。在此，可以在同一电路板上构建控制装置。通过最小化布线和装配成本从而可以节省另外的制造成本。

也可设想的是，通过磁场传感器代替接收线圈。例如可以使用磁阻磁场传感器，例如霍尔传感器。