定位金属物体的装置以及调整这样一种装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于定位金属物体的装置，具有至少一个发射线圈（１１６）和至少一个接收线圈系统（１１２、１１４；２１２、２１４），它们彼此感应耦合。根据本发明专利技术提出，设置开关器具（１、…、８；１’ａ、２’ａ、３’ａ、１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ），它们能改变所述至少一个接收线圈系统（１１２、１１４；２１２、２１４）的有效匝数。此外，本发明专利技术还涉及一种用于这样一种装置运行的方法，特别是这样一种方法，在此方法中，在接收线圈（１１２、１１４；２１２、２１４）中感应的电压Ｕ通过将调整线圈系统（１１３、１１５；２１３’、２１５’）接到接收线圈系统（１１２、１１４；２１２、２１４）的线圈（１１３、１１５；２１３，２１５）进行调整。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于定位金属物体的装置以及一种用于调整这样一种装置的方法。
技术介绍
目前用于定位在建筑物材料中藏匿的金属物体的探测器通常是以感应方法工作的。在这种情况中是利用无论是导电的还是铁磁的材料都影响在周围设置的电磁线圈的特性。由金属物体所引起的感应特性的变化被这样一种探测器的接收线路记录下来。这样，例如包围在墙壁中的金属物体可以借助一个或者多个在墙壁上移过的线圈进行定位。探测金属物体的技术困难在于待定位物体对探测装置的线圈的反作用的量很小。这点尤其是对非铁磁物体，例如技术上很重要的铜的影响就是如此。这导致线圈彼此间的感应作用明显地大于通过所包围的物体在接收线圈中所产生的感应。因此以感应方法为基础的探测器通常具有很高的偏差(Offset)，也就是在探测器的接收线圈上可截取的高的信号。这个信号没有外部金属物体影响地被探测器的接收线路测量到。这么高的偏差使得探测通过在探测器附近的金属物体所引起的小的感应变化困难起来。由现有技术已公开用于感应传感器或者探测器的传感器装置。这些装置使得平衡通过线圈本身感应的信号成为可能。此外必须在一个很大的偏差信号上探测出感应的非常微小的变化是以使用小公差和因此昂贵的结构元件为前提的。此外还要求使用噪音非常低的模拟电子设备。这明显提高这种定位器的成本。不遵守安装公差或者制造公差以及单个组件彼此间的偏差必然导致这样一种装置的测量结果的失真。为了对付这个偏差问题，在现有技术中公开了不同的方案。它们的共同目的是减小在没有金属物体时的传感器信号，并且因此扩大相对的信号变化。在这种情况中人们常常选择一种多级方案，其中，例如在第一步骤中使用一种传感器线圈装置，这种装置能够在理想状态下完全消除或者补偿信号偏差。然而在实践中可达到的补偿质量却常常与例如制造公差有关，这样，完全消除信号偏差常常要求采用另一种方法，以便在某种程度上进行精确的补偿。已公开的用于为在补偿装置中的感应传感器补偿制造或者安装公差的方法主要建立在此基础上，即在探测器系统中感应的误差电压通过下述措施予以补偿，即或者励磁场的几何形状通过一种调整过程纠正，或者产生一个纠正电压信号。在这方面EP 1092989提供了上述第一补偿方法的一种实例。US 5,729,143提供了第二补偿方法的一种实例。US 5,729,143公开了一种探测器，它的目的是尽可能完全抑制测量信号的前述偏差。为此目的US 5,729,143的探测器具有一个带有发射器的发射线圈，以及一个带有接收器的接收线圈。探测器的发射线圈和接收线圈以下述方式彼此感应耦合，即它们部分地彼此重叠。发射线圈由发射器提供交流电。这个电流流过的发射线圈通过它们和接收线圈的感应耦合在其中在两个线圈的重叠表面中激励起一个第一部分通量，并且在接收线圈的剩余的表面中激励起一个第二部分通量。可以如此地选择发射线圈和接收线圈的中心之间的距离，使得具有相反符号的这两个部分通量彼此平衡。若情况是这样，并且若在线圈装置的附近没有外部的金属物体时，则电流通过的发射线圈在接收线圈中不感应出电流，这样，在这种理想情况中接收器也测量不到偏差信号。只有当线圈装置移动到金属物体的附近时该线圈装置才受到发射线圈产生的场力线的干扰，这样在此时在接收线圈中激励起一种不消失的通量，该通量在接收线圈中产生测量信号，该测量信号不受偏差信号的影响，并且可由接收器分析。在这种情况中发射线圈和接收线圈的中心的相对距离是一个极为关键的参数，这样，理想状态设想的在接收线圈中没有感应电压的情况在实践中只能以很大的花费才能实现。事实表明在批量生产的实际中不能实现对通量分量的足够平衡。由于这个原因US 5,729,143提出了一种电子电路。它事后通过电子途径实现补偿，因此实际上也是使用传感器。在US 5,729,143中描述的方法是单频率工作的。在激励侧生成一定频率f的交变磁场，并且用合适的模拟的和数字的滤波器在频率选择方面也是以这种频率f对在探测器线圈中感应的电压分量进行分析。通过磁误差补偿由探测器和激励器系统在探测器线圈中感应的频率为f的电压U(f)具有与温度有关的振幅和相位。此外，该振幅和相位还要经受附加的同型元件的参数差异。现在US 5,729,143的方法是以此为依据的，即类似于在探测器线圈中感应的电压加进一种纠正电压。在工作频率f时它的振幅和相位正好补偿误差电压U(f)。为此，在该频率f时微处理机生成在相位和振幅上受到控制的数字纠正信号。在这种情况中用于补偿所要求的振幅和相位与相移有关，这些相移是由在激励器分支和探测器分支中的线路的结构元件引起的。因此其中所要求的纠正信号也要经受温度偏差。为了在工作温度发生变化时也能对误差电压U(f)进行补偿，微处理机必须对纠正信号的相位和振幅在温度方面进行跟踪。为此通常要求由用户进行再校准。EP 1092989 A1公开了用于补偿磁误差补偿的一种替代方法。在这种方法中，为了探测在线圈中感应的电压不是加进纠正电压，而是以纠正磁场工作。为此磁场激励系统不仅由初级激励线圈构成，而且还附加地添加平衡线圈(Trimm-Windung)和所谓的纠正线圈。在这种情况中平衡线圈和纠正线圈之间的区别是纠正线圈和初级激励线圈串联，因此总是用相同的电流流过，而提供给所谓的平衡线圈的电流只能是在纠正和激励线圈中流过的电流的一个可调节的一小部分。按照这种方式实现在传感器周围没有金属物体时在探测器线圈中不产生感应电压。在这种情况中EP 1092989 A1的方法很少与发射和接收线路中的结构元件公差和偏差有关。此外，测量并不限制在所选择的工作频率上，因为补偿在很大程度上与所使用的频率无关。然而与之相比EP1092989 A1的传感器的结构要复杂得多。US 5,729,143的传感器为发射和接收回路仅分别用一个线圈就足够了，而EP 1022989 A1的结构在激励线路中需要十个线圈以及四个用于探测器线路的线圈。DE 101 22 741 A1公开一种用于定位金属物体的探测器。该探测器具有一个接收线圈和一个第一发射线圈，它们彼此感应耦合。为了在探测器中产生尽可能小的偏差信号设置了一个第二发射线圈，该第二发射线圈也和接收线圈感应耦合。接收线圈和这两个发射线圈同心地设置在一个共同的轴线上，其中，这两个发射线圈在它们的匝数和/或它们的尺寸方面是如此设计的，即由这两个发射线圈在接收线圈中激励的通量彼此平衡。然而通常在按现有技术的探测器中在每次开始进行定位测量之前要求对传感器进行校准。在这种校准中测量在没有外部金属物体时的偏差，然后将与基准值的不同用作存在金属物体时的指示器。此外，这种耗时的校准过程还包含使用者操作不当时很大的故障和损坏可能性。本专利技术的任务是以现有技术的探测器为基础提供一种本文开头所述类型的探测器，它产生尽可能小的偏差信号，并且线圈的错误设置对偏差的影响尽可能的小。此外，本专利技术还有一个任务是为这样一种探测器实现一种方法，这种方法可对制造公差和安装公差提供价格有利的且尽可能精确的补偿。本专利技术的任务通过具有权利要求1所述特征的用于定位金属物体的探测器和按照权利要求15所述的用于这样的探测器运行的方法得以实现。
技术实现思路
根据本专利技术的用于定位金属物体位置的装置具有至少一个发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于定位金属物体的装置，其具有至少一个发射线圈（１１６）和至少一个接收线圈系统（１１２、１１４；２１２、２１４），它们彼此感应耦合，其特征在于，设置电开关器具（１，…，８；１’ａ、２’ａ、３’ａ、１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ），它们可以改变至少一个接收线圈系统（１１２、１１４；２１２、２１４）的有效匝数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B哈泽，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]