CN112771372A - 金属物体的感应分析 - Google Patents

Abstract

用于感应分析金属物体的测量装置和方法，其包括：具有可借助于励磁电流励磁的励磁线圈(1.1)和至少一个接收线圈(1.2)的线圈装置，励磁线圈和接收线圈彼此感应耦合。借助于评估单元评估测量装置的输出信号(5.4)。设有产生励磁电压(2.5)的斜坡形的电压信号以预设通过励磁线圈的斜坡形的电流的构件。调节单元调节励磁线圈(1.1)的基点处的电流，使得形成斜坡形的励磁电流，励磁电流由金属物体(1.6)调制并且影响励磁电压的变化。由此，产生一种感应式的分析或探测方法，其中，温度影响完全不作用于线圈系统并且该方法还实现在宽的频率范围中对待分析的金属的感应特性进行谱分析。

Description

金属物体的感应分析

关联申请的交叉引用

本申请涉及并要求于2018年7月30日提交的德国专利申请10 2018 118 408.5和于2018年8月27日提交的德国专利申请10 2018 120 912.6的优先权，其相应的公开内容的整体通过引用明确地在本申请的主题中。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或8的前序部分的用于分析金属物体的测量装置和方法。

定义

如果在本申请的范畴中提及线圈的“感应特性”，则这是指对能量发出的影响，尤其对在接收线圈处接收到的信号的相位和/或幅值的影响。

在本申请的范畴中，“高阻抗”表示：以高阻抗截取接收线圈的输出信号，使得由于温度导致的线电阻变化对于待评估的输出信号没有影响，或者至多具有能够忽略不计的影响。

背景技术

用于分析金属物体的感应传感器利用线圈产生交变磁场，所述交变磁场浸入到待检查的金属中。根据磁场的影响，例如推断出金属类型或线圈距金属的间距。后者例如在“层厚度测量”中使用，其中，确定金属和线圈之间的不被感应所影响的漆层的厚度。

用于产生交变磁场的线圈能够利用任何频率的矩形或正弦信号被驱控并且被设计为各种类型。因此，典型的金属探测器经常使用“解耦的线圈”。在此，利用交流电流驱控线圈(励磁线圈)，并提供交变磁场。机械地布置第二线圈(接收线圈)，使得励磁线圈的上升和下降的场线在接收线圈中相互抵消，进而该线圈(在没有金属影响的情况下)不提供输出信号。在金属影响的情况下，场线的对称性才移动移，能够在接收线圈处接收相应的电信号。这例如从DE 4339419C2中作为“双D”方法已知。当然，该测量方法的缺点在于：励磁线圈和接收线圈不具有共同的对称轴线。

从构成独立权利要求的前序部分的基础的US 2008/0150537 A1中已知一种脉冲感应类型的金属探测器，金属探测器能够在金属物体与由于吸收和释放能量而模仿金属的矿物之间进行区分。在第一测量间隔期间，待测量物体利用斜坡形上升的磁场被影响，磁场在随后的第二测量期间在待测量物体中还能够施加作用并且由此影响第二测量的测量值。通过比较在线圈励磁脉冲序列的特定间隔期间产生的信号来测量物体中剩余的能量，线圈励磁脉冲序列包括双极电流斜坡，双极电流斜坡在金属靶中感应生成相同的信号，但是在磁性矿物中感应生成不同的信号。但是，金属探测器不用于精确分析金属物体。根据预定标准和电压幅值控制，经由微控制器和DAC将输出信号调节为零。励磁线圈的基点处不发生调节。

从DE 10 2012 001 202 A1已知一种用于利用感应彼此耦合的线圈来定位金属物体的传感器，线圈为了解耦相互作用而部分重叠地布置。在此，励磁线圈和接收线圈基本上具有相同的线圈形状并且相对于彼此扭转和/或偏移地布置，其中，形成多个对称布置的重叠区域。此外，设有蜿蜒的部段，该部段相互重叠。尽管励磁线圈与接收线圈完全解耦，但该方法利用两个线圈系统的共同的对称轴线工作。

其他方法使用两个优选串联的线圈，线圈中的一个是受金属存在所影响的测量线圈，而另一个代表参考线圈，并且优选地远离测量线圈布置。如果对两个线圈由两个彼此偏移180度的正弦信号或矩形信号馈电，则在线圈参数恰好相同的情况下，所馈送的信号在两个线圈的中间抽头处抵消。只有当金属接近测量线圈时，测量线圈的感应特性才改变，并且在中间抽头处能够截取相应的信号。

另一个测量方法是使用三个线圈，线圈轴对称地依次机械地安置成一排。如果中间线圈用交流电流通电，则在另外两个线圈处分别形成信号，该信号在线圈相应连接时又彼此抵消。金属接近两个位于外部的线圈中的一个改变线圈的感应特性，使得不发生完全的抵消并且从如此形成的信号中能够推断出金属的存在或类型。也使用相反的形式，即两个发射线圈在外部并且一个接收线圈在内部。

上面描述的系统通常以正弦振荡或以波形的谐振特性工作，以便提高对金属影响的灵敏性。在此，不利的是，如果接收回路的励磁频率和谐振频率不精确一致，因为然后能够出现相位或幅值错误。

对测量系统的温度影响也能够不利地作用，因为在温度影响的情况下，线圈线的内电阻能够够发生变化，这又引起谐振回路的相位或幅值的移动。为了补偿对发射或测量线圈的温度影响，一些测量系统使用通过线圈系统间隔地测量电流，并由此求出温度相关的内部电阻。然后，利用如此获得的电阻测量值执行用于真正的金属类型确定的校正因数。

如果应对未知金属进行感应分析，则需事先相应地选择测量频率。更复杂的方法以多个、通常可切换的频率工作，其中，在此有效的温度补偿特别困难。

利用上述感应系统，还能够测量已知金属上的漆厚度。漆厚度表示：金属表面与线圈系统之间的间距改变了接收回路中测得的励磁信号的幅值和相位。为此，还必须实现测量系统的良好的温度补偿。

其他方法(CA2 951 848 A1)将矩形脉冲发射到发射线圈中，并且在断开脉冲之后利用发射线圈或另一线圈测量待检测或待分析的金属的感应反应。

因此，通常在感应测量系统中，一个或多个线圈以特定频率的正弦或矩形信号或者以单个矩形脉冲被励磁，以便通过金属对这些被励磁的线圈系统的电感作用能够测量在励磁线圈之一处或在专门为了检测发送的交变磁场所安置的单独的检测线圈处的幅值和/或相位变化。

在所有这些感应分析或探测系统中，温度变化会对发送或接收线圈系统的感应特性施加不期望的影响，因此大量系统都配设了温度补偿方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种感应式的分析方法或探测方法，其中，温度影响完全不对线圈系统产生作用，并且此外，该方法能够实现在宽的频率范围中对待分析的金属的感应特性进行谱分析。

这利用根据权利要求1或8的特征的设备或方法来实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题。权利要求中各个列出的特征能够以技术上有意义的方式彼此组合，并且能够通过说明书中阐述的事实和通过附图中的细节加以补充，其中，指出了本发明的其他的实施变体方案。

此外，用于分析金属材料、材料组分(多层布置/多层板)、材料厚度(板厚度测量)、漆厚度确定(线圈系统距金属的间距)、例如金属壁后方的金属物体的检测(例如，机动车中的封闭的离合器壳体中的离合器链的位置)的这些测量系统应该被用作为接近传感器等。

在感应特性的谱分析的范畴中，在测量系统的输出信号中显示出各个频率的谱，频率根据金属类型和金属特性或多或少地影响和改变输出信号。关于待检查的物体的这些信息优选能够通过输出信号的傅立叶变换来获得。

为此，在用于金属物体的感应分析的测量装置中，借助于励磁电压来对励磁线圈励磁。励磁线圈与接收线圈感应耦合。输出信号在接收线圈处被截取以用于评估。励磁电压作为斜坡形的电压信号输送给设有比较器级的调节装置，调节装置在线圈输入端处改变在测量开始时、即在斜坡上升的瞬间的线圈的有效的自感应，使得在线圈的基点处的电阻处又精确地施加励磁电压的预设的斜坡形的形状，其中，线圈的自感应的确反作用于磁场的形成。因此，设有用于产生励磁电压的斜坡形的电压信号以预设通过励磁线圈的斜坡形的电流的构件，其中，调节装置在励磁线圈的基点处调节电流，使得产生斜坡形的励磁电流，其中，流入线圈中的电流由金属物体调制，并影响励磁电压的变化。实际上，已经指出，如此在励磁线圈中构建斜坡形上升的磁场、即优选非线性磁场，磁场浸入待检查的物体中并且随时间由金属物体调制。

根据输出信号得出关于物体的类型、属性还有层厚度和层的消息。通过经由测量基点或基点电阻处的电流的调节的方式，也排除了对励磁线圈进而对所形成的磁场的温度影响。

优选地，调节装置对励磁线圈的基点处的电流进行调节，使得产生持续上升的励磁电流，其中，在用于产生励磁电流的斜坡形的电压信号期间，金属物体的作用作为励磁线圈的基点处的电流的调节的结果影响电流，使得能够从电压变化中得出关于影响的金属的相应的测量值。为了热解耦能够经由接收线圈截取该信息。如此影响的输出信号允许对金属物体进行期望的、深入金属物体中的分析。

在此，已经证明有利的是，金属物体的金属类型是如下作用，该作用在磁场上升的时间期间与浸入深度时间相关地改变励磁电流的强度。由此，同样能够推断出合金的组分，而且能够推断出金属物体的层结构。

优选地，用于产生励磁电压的斜坡形的电压信号的构件在斜坡形上升开始时首先产生相对于斜坡形上升励磁电压的陡峭的上升。由此，在对励磁线圈通电时确保实际达到斜坡形的励磁电流，该励磁电流引起因金属影响而非线性的磁场构建。

优选地，接收线圈与励磁线圈相邻和/或平行地布置。接收线圈和励磁线圈同样是双线缠绕的。这在不损害分析的情况下允许线圈装置的节约空间的构造。

为了也确保励磁线圈的温度稳定性，优选，高欧姆地在接收线圈处截取输出信号。

如果调节装置优选地包括比较器，在比较器的第一输入端处施加励磁电压并且在比较器的第二输入端处在励磁线圈的基点电阻处施加电压，则达到最佳结果。

根据该方法，如果为了对金属物体的感应分析对至少一个可借助于励磁电压励磁的励磁线圈通电并且评估测量装置的输出信号以分析金属物体，也产生同样的优点。通过将调节的励磁电压作为励磁电压的基本斜坡形的电压信号输送给励磁线圈，并通过对励磁线圈的基点或基点电阻处的电流进行调节，使得实际上形成斜坡形的励磁电流，能够实现斜坡形上升的磁场浸入物体中，其中，然而励磁电流通过金属物体的能量吸收来调制并且由此引起经调节的励磁电压与预设的理想斜坡形状的偏差，物体能够实现分析接收线圈中的频谱以分析物体。

优选地，通过由于励磁电压与理想斜坡形状的偏差来将基点处的电压与预设的斜坡电压比较对励磁线圈的基点处的电流进行调节，使得产生持续上升的励磁电流。在此，在用于产生励磁电流的斜坡形的电压信号期间，金属物体的作用作为励磁线圈的基点处的电流的调节的结果影响电流，使得能够从电压变化中得出关于影响的金属的相应的测量值。为了热解耦能够经由接收线圈截取该信息。接收线圈的如此影响的输出信号允许对金属物体进行期望的、深入金属物体中的分析。

优选地，调节装置对励磁线圈的基点处的电流进行调节，使得产生持续上升的励磁电流。如此影响的输出信号允许对金属物体进行期望的、深入金属物体中的分析。

有利地，励磁电流的强度通过金属物体的金属类型来改变。由此，能够同样显著地推断出合金的组分以及金属物体的层结构。

优选地，在励磁电压的斜坡形的电压信号的开始时，首先将励磁电压的相对于斜坡形的上升陡峭的上升以调节的方式输送给励磁线圈。由此，在对励磁线圈通电时确保实际上出现斜坡形的励磁电流，励磁电流引起非线性的磁场构建。

优选地，接收线圈与励磁线圈相邻和/或平行地布置。接收线圈和励磁线圈同样能够是双线缠绕的。这在不损害分析的情况下允许线圈装置的节约空间的构造。

为了也保证接收线圈的温度稳定性，根据该方法优选高欧姆地在接收线圈处截取输出信号。

附图说明

下面根据附图中示出的实施例更详细地阐述本发明。其示出：

图1示出根据本发明的测量系统的线圈装置，

图2示出用于将励磁电压馈送到励磁线圈中的电路。

图3示出用于产生斜坡形的电流的替代电路，

图4示出斜坡关于时间的电压走向，

图5示出具有集成的根据本发明的线圈装置的电路，

图6示出关于时间的励磁线圈处的电压走向和基点电阻处的电流的走向，

图7示出在金属类型和组分不同的情况下的测量系统的输出信号的电压关于时间的不同走向，

图8示出斜坡形的励磁信号和配属的输出信号的交替上升和下降的走向，

图9示出使用微控制器的测量系统的一个替代的实施方式。

具体实施方式

现在示例性地参考所附的附图更详细地阐述本发明。然而，实施例仅是实例，其不应该将发明的构思限制于特定装置。在详细描述本发明之前，需要指出：本发明不限于设备的相应的构件以及相应的方法步骤，因为这些构件和方法能够变化。在此使用的术语仅旨在用于描述特定的实施方式，而不是限制性地使用。此外，如果在说明书或权利要求书中使用单数或不定冠词，除非整体上下文明确地另外指出，否则这也指这些元素的复数。

实际的电感测量系统由非常简单的线圈装置构成，其中，相对于已知的测量方法，电子装置仅由少量的部件构建。

根据图1的测量系统1.3的线圈装置由至少两个线圈构成，线圈优选地面平行地定向。在此，两个线圈之一作用为励磁线圈1.1，另一个作用为接收线圈1.2。在该实施例中，每个线圈装置1.3由一个励磁线圈1.1和一个接收线圈1.2构成，但是也能够使用多个励磁线圈和接收线圈。

在最简单的情况下，线圈系统由具有两个双线缠绕的线圈的绕组体构成。这意味着在励磁线圈1.1与接收线圈1.2之间不需要间隔。如下的线圈装置也是可行的，其中，接收线圈1.2与励磁线圈1.1直接彼此并排布置或在彼此内部布置。励磁线圈1.1和接收线圈1.2的匝数也能够是不同的。优选地，与接收线圈相比，励磁线圈在线厚度更大的情况下具有更少的匝。

与典型的感应测量系统相反，励磁线圈1.1不利用正弦或矩形信号或矩形脉冲励磁，而是通过优选始于零的均匀上升的、斜坡形的直流电流励磁，其通过图2中励磁电压2.5的曲线走向示出。原则上，一次测量对金属物体的分析就能够是足够的。如果期望连续测量，则能够周期性重复该测量。

因此，线圈装置1.3将磁感应的相互作用施加到金属物体1.6上。

假设将斜坡形的励磁电压2.5直接施加到励磁线圈1.1的输入端子2.2处，则由于自感应，通过励磁线圈的电流不直接地、而是延时地跟随励磁电压2.5的电压曲线。这当在励磁线圈1.1的基点中使用基点电阻2.3时可见，在基点电阻处由于产生的电压2.4来测量励磁线圈电流。图4对此进行了说明。励磁电压2.5的曲线对应于馈入端子2.2处的斜坡形的电压上升，曲线4.1示出从中得出的、作为基点电阻2.3处的电压值测得的电流。(为了更好地说明，未按比例示出励磁线圈和接收线圈处的电压。)

因此，励磁电流精确地跟随励磁电压2.5的预设的曲线走向，如图3所示的那样对电路进行补充：将励磁电压2.5输送给运算放大器(比较器)3.1的非反向的输入端3.3。运算放大器的输出端对励磁线圈1.1的馈入端子2.2馈电。此外，将反相输入端连接至基点电阻2.3，并获得基点电阻2.3的电压2.4。通过该措施，主动地对励磁电流进行调节，并且励磁电流现在精确地对应于励磁电压2.5的曲线走向。

因此，设有用于产生励磁电压2.5的斜坡形的电压信号以预设通过所述励磁线圈1.1的斜坡形的电流构件。所描述的调节装置在励磁线圈1.1的基点处调节电流，使得产生斜坡形的励磁电流，励磁电流由金属物体1.6调制并且影响励磁电压的变化。

优选地，调节装置对励磁线圈1.1的基点处的电流进行调节，使得在基点电阻中产生持续上升的励磁电流，其中，金属物体1.6的作用在励磁电流斜坡形上升期间改变励磁电流的强度。特别地，该作用基于金属物体的金属类型，这一点将在下面更详细地进行深入讨论。

如果精确地观察图4中的调节装置的影响，则显示出：在斜坡形上升开始时，用于产生励磁电压2.5的斜坡形的电压信号的构件首先产生励磁电压相对于斜坡形上升的陡峭的上升4.2。

在馈入端子2.2处由此产生的电压3.2优选在斜坡开始时首先急剧上升，以便随后过渡到线性的区域中并且跟随励磁电压2.5的曲线走向的预设。由此，在一个优选的实施方式中，基点电阻器2.3处的电压精确地跟随预设的励磁电压2.5的曲线走向。电压上升4.2反作用于励磁线圈1.1的自感应，从而引起线圈电流的线性上升。这导致逐渐地构建浸入到金属物体1.6中的磁场。

但是，通过该措施也排除了对励磁线圈1.1的温度影响，温度影响反映在欧姆绕组电阻的变化中，从而降低了线圈的电感或性能，因为励磁电流的确直接地跟随励磁电压2.5的预设的电压曲线。这当非线性地选择励磁电压2.5的曲线走向时和/或当曲线走向故意改变也适用，以便例如实现金属掩蔽。因为通过励磁线圈1.1的电流确定了磁场，所以通过上述措施，该磁场不再与温度相关。

与通常期望发射与接收线圈之间解耦的典型的感应分析系统相反，接收线圈1.2直接靠近励磁线圈1.1安置。也能够使用根据图1的双线缠绕装置与其“硬”耦合。接收线圈1.2和励磁线圈1.1也能够使用共同的铁氧体磁心，优选一侧闭合的罐状磁心。

如果对励磁线圈1.1供应如在基点电阻2.3处由于预设的励磁电压2.5而得出的斜坡形的电流6.2，则在接收线圈1.2中在斜坡上升的时间期间形成根据图6的纯直流电压6.1。然后，能够评估在金属接近时或在金属物体上布设线圈装置的时间范围中的直流电压变化。

当接收线圈1.2中没有电流流动时，实现完全的温度不敏感。这意味着：如果接收线圈1.2的一端部接地，则在另一端部处仅非常高欧姆地截取所产生的电压。

优选地，随后的电路的输入电阻应该位于兆欧范围内。由此保证：没有显著的电流在接收线圈1.2中流动，进而绕组线中的温度决定的电阻变化不能够施加影响。这种电路的输入端例如能够是运算放大器的FET输入端，运算放大器对接收线圈1.2仅施加几pA的负载。

图5示出在此描述的测量方法的可行的实施方案。时钟发生器5.1例如为斜坡发生器5.2提供启动时钟脉冲(Starttakt)，例如每100ms。随着每个启动时钟脉冲，斜坡发生器5.2启动并将例如20ms长的斜坡信号作为励磁电压提供给比较器3.1，比较器用于：符合励磁电压的电流流经励磁线圈1.1。产生斜坡信号的电路对于本领域技术人员是已知的，因此这里不再对其进行深入讨论。

还能够在比较器3.1的下游连接功率晶体管，以产生高的斜坡形电流。此外，阻抗变换器5.3能够作为放大器接入。然而，在合适的斜坡电流并且匹配的匝数的情况下，接收线圈处的可评估的电压能够为几瓦特，从而无需进一步放大。

根据图7的下面讨论的曲线走向在实践中借助如下电路变体方案求出：线圈1.1和1.2分别具有100个匝、双线缠绕、线圈体D＝10mm、铁氧体罐状铁芯。最大斜坡电流为200mA。在没有金属影响的情况下，接收线圈1.2处的电压6.1具有1.8Vpp的值。

斜坡长度为15毫秒，这在正弦形振荡的情况下换算地对应于作为“最低”频率的大约67Hz。从信号6.1的上升速度中计算出的最大频率约对应于200kHz。因此，在唯一的测量中涵盖67Hz至200kHz的整个频率范围。

线圈装置距金属表面的间距为1mm。因此，线圈装置准确地说几乎被放置在金属物体1.6上，这优选地也是在使用测量装置时的通常情况。

在金属影响对测量系统的线圈装置1.3改变时，输出信号5.4的幅值走向、即图6中示出的曲线6.1变化。在没有金属影响的情况下幅值走向是严格线性的且具有直流电压的特性，而幅值走向根据金属类型或不同金属的组分在预设的部位处与示出的曲线偏差。

图7对此进行了说明。图7中的粗地绘出的曲线6.1示出在没有金属影响的情况下的输出信号5.4。6.1的值至较高电压的偏差表明铁磁材料，如在区域7.10中所示。顺磁性和反磁性材料将曲线6.1的电压向较低的值改变，如在区域7.11中所示。

因此，关于铁磁材料的基本信息基本上在于在低频处、即在曲线末端处的输出信号5.4的电压大小，并且大致在信号上升和曲线的进一步的走向中更弱。曲线7.1示出在厚度为0.5mm的铁板的情况下的走向，曲线7.7示出了厚度为2mm的铁板的情况下的走向，并且曲线7.12示出在厚度为20mm的铁板的情况下的走向。

顺磁性和反磁性材料尤其在高频部分的范围中、即在信号上升的区域中显示出其磁相互作用，而它们在低频范围中接近曲线6.1的值(不受金属影响的测量值)。

下面，阐述在不同的面材料(金属板)中得出的一些曲线的视图。

50μm厚的金箔仅在非常高频率的范围内改变信号上升，在曲线7.8示出。

厚度为1mm的相同的铝板，但其中设有50μm厚的漆层，在特定的频率范围中产生显著不同的曲线(7.15)。

不同金属板的三明治实施方案例如能够导致根据图7.2的曲线走向。

根据金属板的厚度(厚)，曲线的上升“延迟”，因此，在厚板的情况下，上升比在薄板的情况下更迟。曲线7.3对应于3mm厚的铝，曲线7.4对应于5mm厚的铝，并且曲线7.5和进一步的曲线7.13对应于10mm厚的铝。

利用该曲线描述也能够深入讨论本发明的特殊性。曲线7.5以及以虚线7.13所示的曲线的延续一起对应于10mm厚的铝板中的曲线走向。但是，如果在此10mm厚的初级铝板后方存在次级铁磁材料，则曲线从通过初级材料的厚度确定的时间点7.9起折弯，如在变化的曲线7.14中所示。非铁磁的初级材料越厚，则曲线变化就越晚。此外，能够对输出信号进行傅里叶分析，以获得其他的材料特定的信息。

在没有金属影响的情况下，在斜坡上升期间，输出信号5.4基本上类似于直流电压。输出信号的变化包含关于金属的类型、属性和厚度的信息，信息优选能够借助于傅立叶分析获得。

斜坡的形状进而还有因周围金属而改变的斜坡形状能够被调制，以便掩蔽周围金属。

在特定金属或金属混合物中形成的曲线例如能够存储在数据库中，并且与存储曲线相比然后能够鉴别或限定待分析的未知的材料。

同时，利用测量方法，当然也能够对材料检查由于应力(压缩，伸长)而导致的其晶体结构的特定变化，或者检测细线裂纹或材料缺陷。

在另一实施方式中，根据图8，励磁电流也能够跟随连续的上升和下降的斜波信号8.1。然后，输出信号5.4如图8中用曲线8.2所示的那样采用正值和负值，或者在金属影响的情况下具有曲线走向8.3的与在唯一斜坡中相同的变化，然而，附加地在负范围中反映出来。如果需要探测金属类型的快速变化或快速的位置变化，则该设计方案尤其适合。

借助在使用图9的微控制器9.3的情况下对励磁信号和接收信号进行驱控和评估，尤其简单地设计测量系统，因为基本上只需要一个电流驱动器9.2和一个基点电阻2.3，以便能够针对各种任务、如漆厚度测量、双金属板识别、多层分析、材料确定等实现温度稳定的便宜的分析方法。微控制器9.3能够具有到显示或评估单元的通信信道9.1，以便例如将测量值与数据库比较或者例如直接在显示器上显示。

因此，提供一种用于测量任意的金属物体1.6的感应特性的系统，其中，温度影响对线圈系统和测量不具有任何影响。因此，该系统利用测量覆盖从例如50Hz–200kHz的宽谱范围，并且在此仅需要小的电子耗费。

应该强调的是：较大的浸入深度，尤其在缓慢上升的、例如超过100ms的斜坡长度的斜坡电流的情况下加大的浸入深度。通过输出信号5.4的傅里叶分析，能够例如利用直径为10mm的罐形铁芯线圈装置，在顺序以及各个金属板厚度方面确定分别具有1至2mm厚度的不同金属板(黄铜、铝、铜、青铜等)的三个任意彼此重叠布置的层。由此显而易见的是，测量装置和方法也适合于深度分析或板厚度测量。利用直径50mm大的无铁氧体铁芯的扁平的线圈装置，能够例如观察非铁金属至超过30mm的深度。

不言而喻，本说明书能够在所附权利要求的等同范围内进行各种修改、改变和调整。

附图标记列表

1.1 励磁线圈

1.2 接收线圈

1.3 线圈装置

1.4 励磁电流

1.5 接收线圈的电压

1.6 金属物体

1.7 磁感应相互作用

2.2 馈入端子

2.3 基点电阻

2.4 基点电阻处的电压

2.5 预设的励磁电压的曲线走向

3.1 比较器(运算放大器)

3.2 比较器的输出端

3.3 比较器的非反向的输入端

4.1 基点电阻处的电压值

4.2 电压上升

5.1 时钟发生器

5.2 斜坡发生器

5.3 具有高阻抗输入端的阻抗逆变器或放大器

5.4 输出信号

6.1 5.4的幅值走向

6.2 由于2.5引起的在2.3处的电流走向

7.1 0.5mm厚的铁板的曲线形状

7.2 具有三个金属板的三明治结构的曲线形状

7.3 3mm铝的曲线形状

7.4 5mm铝的曲线形状

7.5 10mm铝和5mm铁板的曲线形状

7.6 5mm铝和5mm铁板的曲线形状

7.7 2mm厚的铁板的曲线形状

7.8 50μm金箔的曲线形状

7.9 曲线走向中的折弯

7.10 铁磁材料区域

7.11 顺磁性和反磁性材料区域

7.12 20mm的铁板的曲线形状

7.13 曲线7.5的延续

7.14 通过另外的铁磁金属引起的曲线形状变化

7.15 具有1mm厚度、但是具有30μ覆层的相同金属板的曲线形状

8.1 上升和下降的斜坡信号

8.2 具有正和负值的输出信号

8.3 在金属影响情况下的变化的曲线走向

9.1 至显示或评估单元的通信信道

9.2 电流驱动器

9.3 微控制器。

Claims (13)

1.一种测量装置，设定和调整用于对金属物体(1.6)进行感应分析，所述测量装置具有：

-线圈装置，所述线圈装置包括至少一个能借助于励磁电流励磁的励磁线圈(1.1)和至少一个接收线圈(1.2)，所述励磁线圈和所述接收线圈彼此感应耦合，

-用于对所述励磁线圈(1.1)通电的电子装置，和

-用于评估所述测量装置的输出信号(5.4)的评估单元，

-用于产生励磁电压(2.5)的斜坡形的电压信号以预设通过所述励磁线圈的斜坡形的电流的构件，

其特征在于，调节装置在所述励磁线圈(1.1)的基点处调节电流，从而产生斜坡形的励磁电流，该励磁电流由所述金属物体(1.6)调制并影响所述励磁电压的变化。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述调节装置在所述励磁线圈(1.1)的所述基点处调节电流，从而产生持续上升的励磁电流，其中，所述金属物体(1.6)的作用在所述励磁电流斜坡形上升期间改变所述励磁电流的强度。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述金属物体(1.6)的金属类型是改变所述励磁电流的强度的所述作用。

4.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，用于产生所述励磁电压(2.5)的斜坡形的电压信号的所述构件在斜坡形上升开始时首先相对于所述斜坡形上升产生所述励磁电压的陡峭上升(4.2)，以克服所述励磁线圈的反作用于磁场的自感应。

5.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述接收线圈(1.1)与所述励磁线圈(1.2)相邻和/或平行地布置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，在所述接收线圈(1.1)处以高阻抗截取所述输出信号(5.4)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述调节装置包括运算放大器(3.1)或比较器，在所述运算放大器或所述比较器的第一输入端(3.3)处施加所述励磁电压(2.5)，并且在所述运算放大器或所述比较器的第二输入端处在所述励磁线圈(1.1)的基点电阻(2.3)处施加电压(2.4)。

8.一种用于利用测量装置对金属物体(1.6)进行感应分析的方法，所述测量装置具有线圈装置，所述线圈装置包括至少一个能借助于励磁电压(2.5)励磁的励磁线圈(1.1)和至少一个接收线圈(1.2)，所述励磁线圈和所述接收线圈彼此感应耦合，

其中，对所述励磁线圈(1.1)通电并且评估所述测量装置的输出信号(5.4)以分析所述金属物体，

其中，供给所述励磁电压(2.5)的斜坡形的电压信号以预设通过所述励磁线圈(1.1)的斜坡形的电流，

其特征在于，在所述励磁线圈(1.1)的基点处调节通过所述励磁线圈(1.1)的所述电流，从而在基点电阻(2.3)处产生斜坡形的励磁电流，其中，在所述励磁线圈中流过的电流由所述金属物体(1.6)调制并影响所述励磁电压的变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述励磁线圈(1.1)的基点处调节电流，从而产生持续上升的励磁电流，通过所述金属物体(1.6)的作用在所述励磁电流斜坡形上升期间改变所述励磁电流的强度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述金属物体(1.6)的金属类型改变所述励磁电流的强度。

11.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述励磁电压(2.5)的斜坡形的所述电压信号开始时，在所述励磁线圈(1.1)处首先出现电压相对于所述斜坡形上升的陡峭上升(4.2)。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述接收线圈(1.1)与所述励磁线圈(1.2)相邻和/或平行地布置。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其特征在于，在所述接收线圈(1.1)处以高阻抗截取所述输出信号(5.4)。

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