DE102016111199B4

DE102016111199B4 - Verfahren einer Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern und Magnetfeldsensoranordnung

Info

Publication number: DE102016111199B4
Application number: DE102016111199.6A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Buttkewitz; Manfred Grigo
Original assignee: NORIS AUTOMATION GmbH
Current assignee: NORIS AUTOMATION GmbH
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: DE102016111199A1

Abstract

Verfahren einer Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder das Magnetfeld beeinflussenden Objekten, welche sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z' befinden, hervorgerufen werden, mit den Schritten:a) Bewegen einer Magnetfeldsensoranordnung, umfassend mehrere Magnetfeldsensoren, die sich in einem Koordinatensystem Σ mit den Koordinaten x, y und z befindet, mit mehreren Magnetfeldsensoren in einer Fläche mit den Koordinaten x und y, in einer Raumrichtung (y-Richtung) über ein zu vermessendes Objekt und Erfassen der Magnetfeldverteilung;b) Verschiebung der Magnetfeldsensoranordnung in orthogonaler Raumrichtung (x-Richtung) um einen Betrag der Länge oder Breite eines einzelnen Magnetfeldsensors;c) Erneutes Bewegen der Magnetfeldsensoranordnung in y-Richtung über das zu vermessendes Objekt und Erfassen der Magnetfeldverteilung;d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis zu einer lückenlosen Erfassungder Magnetfeldverteilung in einer Schnittebene,dadurch gekennzeichnet, dassdie Magnetfeldsensoranordnung mit äquidistant angeordneten Magnetfeldsensoren mit einer nichtlinearen Geschwindigkeit über das zu vermessende Objekt bewegt wird, oderdie Magnetfeldsensoranordnung mit äquidistant angeordneten Magnetfeldsensoren mit einer linearen Geschwindigkeit über das zu vermessende Objekt bewegt wird, wobei eine zeitlich nichtlineare Erfassung der Daten der Magnetfeldsensoren erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Magnetfeldsensoranordnung zur Ermittlung der räumlichen Verteilung der magnetischen Feldstärke und zur Ermittlung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder von dem Magnetfeld beeinflussenden Objekten hervorgerufen werden.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2005 034 988 A1 wird zur Erfassung von Fahrzeugen mit ferromagnetischem Anteil, die ein Erdmagnetfeld örtlich beeinflussen, unter Verwendung einer in mindestens zwei Richtungen empfindlichen Erdmagnetfeldsensoranordnung für jede der mit ihr erfassten Richtungen ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, welches ein Maß für die Feldstärke in der jeweils erfassten Richtung ist, und ausgewertet. Um mit technisch geringem Aufwand das Vorhandensein eines Kraftfahrzeugs zuverlässig zu bestimmen, wird durch kombinierte Auswertung der Ausgangssignale ein gegebenenfalls durch das Fahrzeug veränderter Betrag des Vektors des Erdmagnetfeldes in den wenigstens zwei erfassten Richtungen als Datensatz ermittelt. Der Datensatz kann weiter ausgewertet werden.
Die Patentveröffentlichung DE 38 89 474 T2 betrifft ein Navigationssystem eines autonomen Fahrzeugs, das eine festgelegte Bahn durchläuft, die jedoch verändert werden kann, wobei kein Lenker / Fahrzeugführer vorhanden ist; sie betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Anwendung dieses Systems. Unter Navigation versteht man die Ortung der Position des Fahrzeugs bezüglich längs dieser Bahn und die Steuerung der mitgeführten Organe, vor allem der Lenkung und des Antriebs, um der Bahn zu folgen und die Abweichungen zu korrigieren. Da das Fahrzeug autonom ist, erfolgt die Navigation durch automatisches Erkennen von festen Bezugspunkten, die ebenfalls ermöglichen, jedes andere, zur Erfüllung der Aufgabe des Fahrzeugs erforderliche Organ zu steuern. Das autonome Fahrzeug bewegt sich sukzessive über Baken, und seine seitlichen Abweichungen werden festgelegt mit Hilfe einer Reihe magnetischer Detektoren, getragen durch das Fahrzeug und geeignet die Komponente H_z zu erfassen, senkrecht zu dessen Fahrtrichtung angeordnet.
In DE 10 2008 061 507 A1 wird ein Magnetsensor zur Prüfung von Wertdokumenten offenbart, welcher zwei Sensorzeilen umfasst, die mehrere magnetosensitive Elemente mit verschiedenen Hauptempfindlichkeitsrichtungen aufweisen. Die erste Sensorzeile detektiert selektiv erste Magnetbereiche einer ersten Koerzitivfeldstärke und die zweite Sensorzeile detektiert selektiv zweite Magnetbereiche einer zweiten Koerzitivfeldstärke.
Die offenbarte Lösung in WO 98/ 038 792 A1 betrifft ein magnetoresistives Abtastarray und ein System zum Abtasten von Magnetfeldern auf einer Fläche eines Gegenstands. Das Sensorarray enthält eine Vielzahl von unabhängigen magnetoresistiven Sensoren in einer vorbestimmten Konfiguration zur Erzeugung zweidimensionaler Daten der Magnetfelder auf einem Objekt.
Die Lösung in DE 10 2004 046 835 A1 betrifft eine Anordnung zur digitalen Umsetzung analoger Zufallsexperimente mit einer Erfassungseinheit, welche u.a. auch eine Magnetsensormatrix nutzt.
Nachteil dieser Anordnungen ist es, dass keine räumliche Auflösung der Objekte möglich ist. Weder die Struktur noch die Kontur der Objekte kann dargestellt werden. Außerdem können keine zeitlich veränderlichen Magnetfelder erfasst werden.
Ein Einsatz von sehr kleinen Magnetfeldsensoren mit hoher räumlicher Auflösung in einer Zeilen- oder Matrixanordnung ist nicht möglich, weil die räumliche Auflösung der Magnetfeldsensorzeile und der Magnetfeldsensormatrix einerseits durch die Geometrie (Packungsdichte) und andererseits durch die wechselwirkungsfreie Funktion der einzelnen Sensoren begrenzt ist. Somit ist der Wirkbereich der Sensoren kleiner als die Einbaugeometrie. Damit verbleiben in der ermittelten räumlichen Magnetfeldverteilung Lücken.
In US 6 611 142 B1 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, welche es gestatten ein Magnetfeld punktförmig in Form eines orthogonalen Rasters in diskreten Schritten zu erfassen. Um den Vektor der magnetischen Feldstärke an einem Punkt der x-y Ebene zu ermitteln sind (mindestens) zwei Verschiebungen um den Montageabstand der drei orthogonal zueinander orientierten Magnetfeldsensoren erforderlich. Die sich daraus ergebende Lücke zwischen den einzeln vermessenen Magnetfeldvektoren würde sich nur sehr ungenau beispielsweise durch eine zeilenweise Splineapproximation oder in der Ebene durch eine Bi-Splineapproximation füllen lassen. Weiterhin kann die sich ergebende Lücke zwischen den Feldstärkevektoren nur durch die Vermessung von weiteren/zusätzlichen diskreten Zwischenpunkten gefüllt werden.
In AT 403 964 B wird ein Messgerät vorgestellt, mit welchem umwelt- bzw. den Menschen belastende Magnetfelder gemessen werden, welche von technischen Geräten ausgehen und die umgebenden Räume (bspw. Wohn-, Nutz- und Arbeitsbereich) belasten. Es soll die Geometrie von magnetischen und/oder ferromagnetischen Objekten ermittelt werden, sowie eine Positionsänderung, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung unter allen denkbaren Umgebungsbedingungen zuverlässig bestimmt werden.
Gegenstand von US 2014/0 222 402 A1 ist ein magnetisches Nachführsystem, also die Verfolgung der Bewegung eines Objektes innerhalb eines vorgegebenen Volumens. Im Allgemeinen verwenden magnetische Verfolgungssysteme einen Magnetfeldsender und einen Magnetfelddetektor. Der Magnetfeldsender kann mehrere Magnetfeldgeneratoren (z. B. Spulen mit elektrischem Strom, der dort durchfließt) verwenden.
Andere, sich im weiteren Sinne mit der Messung von Magnetfeldern befassende Veröffentlichungen sind US 5 339 031 A , AT 501 845 A2 , DE 43 25 059 A1 und DE 43 33 225 A1 .
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geometrie von magnetischen, magnetisierbaren und/oder ferromagnetischen Objekten in allen drei räumlichen Koordinaten lückenlos zu ermitteln. Des Weiteren ist bei relativer Bewegung der Objekte in Bezug zu der Sensoranordnung die Positionsänderung, die Geschwindigkeit und Beschleunigung unter allen denkbaren Umgebungsbedingungen mit sehr hoher Zuverlässigkeit zu bestimmen. Zur Darstellung der Geometrie von ferromagnetischen Objekten sollen künstliche Magnetfelder oder das Erdmagnetfeld genutzt werden. Ebenfalls soll die Erfassung von zeitlich veränderlichen Magnetfeldern möglich sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Objekte, die aus ferromagnetischem Material bestehen bzw. durch ferromagnetische und/oder magnetische Elemente markiert sind, sowie zeitlich veränderliche Magnetfelder mittels einer Magnetfeldsensoranordnung, die aus einem einzelnen Magnetfeldsensor oder einer Magnetfeldsensorzeile oder einer Magnetfeldsensormatrix besteht, erfasst werden. Die Magnetfeldsensoranordnung befindet sich in einem Koordinatensystem Σ mit den Koordinaten x, y und z und wird mechanisch in einer Ebene, die durch x und y aufgespannt wird, translatorisch und/oder rotatorisch bewegt. Dazu wird die räumliche Magnetfeldverteilung, welche sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z' befindet, in einer Schnittebene, die durch die Koordinaten x und y festgelegt ist und durch die Bewegung der Magnetfeldsensoranordnung gebildet wird und parallel zu der Ebene ist, die durch die zu vermessenden Objekte aufgespannt wird, erfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren einer lückenlosen Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder das Magnetfeld beeinflussenden Objekten, welche sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z' befinden, hervorgerufen werden, umfasst folgende Schritte

a) Bewegen einer Magnetfeldsensoranordnung, die sich in einem Koordinatensystem Σ mit den Koordinaten x, y und z befindet, mit mehreren Magnetfeldsensoren in einer Fläche mit den Koordinaten x und y in Raumrichtung (y-Richtung) über ein zu vermessendes Objekt und Erfassen der Magnetfeldverteilung;
b) Verschiebung der Magnetfeldsensoranordnung in orthogonaler Raumrichtung (x-Richtung) um einen Betrag der Länge oder Breite eines einzelnen Magnetfeldsensors;
c) Erneutes Bewegen der Magnetfeldsensoranordnung in y-Richtung über das zu vermessendes Objekt und Erfassen der Magnetfeldverteilung;
d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis zu einer lückenlosen Erfassung der Magnetfeldverteilung in einer Schnittebene, wobei erfindungsgemäß die Magnetfeldsensoranordnung mit äquidistant angeordneten Magnetfeldsensoren mit einer nichtlinearen Geschwindigkeit, beispielweise einer logarithmischen oder quadratischen, über das zu vermessende Objekt bewegt wird. Entsprechend der für den Geschwindigkeitsverlauf gewählten Funktion wird eine adäquate Dichte der Sensordaten und eine dementsprechende räumliche Auflösung des Objektes erhalten. Das Auslesen der Sensordaten erfolgt isochron. Alternativ wird die Magnetfeldsensoranordnung mit äquidistant angeordneten Magnetfeldsensoren mit einer linearen Geschwindigkeit über das zu vermessende Objekt bewegt, wobei eine zeitlich nichtlineare Erfassung der Daten, beispielweise logarithmisch oder quadratisch, der Magnetfeldsensoren erfolgt. Entsprechend der für die zeitlich nichtlineare Erfassung der Sensordaten wird eine adäquate Dichte der Sensordaten und eine dementsprechende räumliche Auflösung des Objektes erzielt. Die Geschwindigkeit muss mit der Abtastfrequenz zur Datenerfassung der Magnetfeldsensoren korreliert werden.

Für eine Ausführung wird die Magnetfeldsensoranordnung nach dem ersten Verfahrensschritt a) in die Ausgangsposition zurückgeführt und dann Verfahrensschritt b) und weitere ausgeführt.
Für eine weitere Ausführung wird die Magnetfeldsensoranordnung zeilenweise über das zu vermessende Objekt bewegt. Eine andere Alternative sieht vor, die Magnetfeldsensoranordnung mäanderförmig über das zu vermessende Objekt zu bewegen.
Für eine weitere Ausführung wird die Magnetfeldsensoranordnung um 90° gedreht und entsprechend der Schritte a) bis d) über das zu vermessende Objekt bewegt.
Für die Erfassung einer vollständigen räumlichen Magnetfeldverteilung wird für die Magnetfeldsensoranordnung nach einem Durchlauf der Schritte a) bis d) ein veränderter Abstand in Richtung z zu dem zu vermessenden Objekt eingestellt, um erneut die Magnetfeldsensoranordnung entsprechend der Schritte a) bis d) über das zu vermessende Objekt zu bewegen. Dadurch werden n Aufnahmen des zu vermessenden Objekts in geordneter Reihenfolge entlang der z-Achse erfasst.
In einer Weiterentwicklung kann auch eine dreidimensionale Magnetfeldverteilung des Objektes dadurch erfasst wird, dass die Magnetfeldsensoranordnung um das Objekt herum bewegt wird.
In einer Ausführung wird die Magnetfeldsensoranordnung mit zwei im Winkel von 90° in der durch die Koordinaten x und y festgelegten Ebene zueinander stehende Magnetfeldsensorzeilen in den beiden Raumrichtungen x und y über das zu vermessende Objekt bewegt.
Das statische Verfahren (bezüglich der relativen Bewegung zwischen Magnetfeldsensoranordnung und Messobjekt) sieht vor, die Magnetfeldsensoranordnung, beispielsweise die Magnetfeldsensorzeile oder die Magnetfeldsensormatrix, so über dem Objekt zu positionieren, dass sich das gesamte Messobjekt innerhalb des Messbereiches der Magnetfeldsensoreinrichtung befindet. Die Daten der Magnetfeldsensoren werden gleichzeitig ausgelesen. Auf diese Art und Weise entsteht in der Magnetfeldsensoranordnung („Magnetisches Auge“) ein magnetisches Abbild des Messobjektes mit der durch die Anordnung der Magnetfeldsensoren gegebenen räumlichen Auflösung.
Die Magnetfeldsensoranordnung wird mechanisch, beispielsweise händisch oder mittels eines Antriebs, über das zu vermessende Objekt bewegt, um größere Objekte zu erfassen, wobei Teilbilder zu einem vollständigen Abbild des Objektes zusammengesetzt werden.
Eine Erweiterung des statischen Verfahrens zur Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder das Magnetfeld beeinflussenden Objekten, welche sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z' befinden, hervorgerufen werden, gestattet es durch eine zeitliche Abfolge t₁ ... t_n von statischen Aufnahmen durch das „Magnetische Auge“ zeitlich veränderliche Magnetfelder zu erfassen („Magnetischer Film“). Die Position von der Magnetfeldsensoranordnung („Magnetisches Auge“), umfassend einen oder mehrere Magnetfeldsensoren, wobei die Magnetfeldsensoranordnung bezüglich des zu vermessenden Objektes unverändert positioniert bleibt und Daten der Magnetfeldsensoren gleichzeitig erfasst werden.
Die Magnetfeldsensoranordnung, beispielsweise ein Magnetfeldsensor oder eine Magnetfeldsensorzeile oder eine Magnetfeldsensormatrix, wird mechanisch über das zu vermessenden Objekt bewegt, so dass eine zeitliche Abfolge t₁ ... t_n von statischen Aufnahmen erfolgen kann (dynamisches Verfahren). Die zeitliche Abfolge von statischen Aufnahmen erfolgt entweder isochron (Δt_i = t_j = const.) oder asynchron deterministisch oder asynchron irregulär. Die Daten aller Magnetfeldsensoren werden zum gleichen Zeitpunkt ausgelesen.
Die erfindungsgemäße Magnetfeldsensoranordnung zur Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder das Magnetfeld beeinflussenden Objekten hervorgerufen werden, enthält eine Anordnung von Magnetfeldsensoren in einer Magnetfeldsensorzeile oder einer Magnetfeldsensormatrix, wobei die Magnetfeldsensoren auf der Magnetfeldsensorzeile oder der Magnetfeldsensormatrix regulär äquidistant oder regulär nicht äquidistant verteilt angeordnet sind. Die Magnetfeldsensoren auf der Magnetfeldsensorzeile oder der Magnetfeldsensormatrix sind erfindungsgemäß äquidistant oder nicht äquidistant angeordnet und folgen beispielsweise einer logarithmischen oder quadratischen Funktion, wobei der Beginn der logarithmischen oder quadratischen Funktion in der Mitte oder an den Rändern der Magnetfeldsensorzeile oder der Magnetfeldsensormatrix liegt. Die Funktion S(I) - wobei I die Koordinate bezüglich der Anordnung der Magnetfeldsensoren ist, mit der deren Verteilung beschrieben wird, - kann beliebig gewählt werden. Eine Anpassung an das zu betrachtende physikalische und/oder technische Problem kann vorgenommen werden. Wird durch die logarithmische oder quadratische Verteilung entlang einer Magnetfeldsensorzeile die Dichte der Magnetfeldsensoren im Zentrum erhöht, so erreicht man auch in der Mitte das Maximum der räumlichen Auflösung. Wird jedoch durch die logarithmische oder quadratische Anordnung an den Rändern der Magnetfeldsensorzeile oder der Magnetfeldsensormatrix die Dichte der Magnetfeldsensoren erhöht, so erreicht man das Maximum der räumlichen Auflösung auch an den Rändern.
Für eine weitere Ausführungsform sind zwei oder mehrere Magnetfeldsensorzeilen um einen Betrag der Länge oder Breite des einzelnen Magnetfeldsensors versetzt angeordnet, um eine lückenlose Abdeckung des Raumbereiches zu erreichen.
In einer weiteren Ausführung wird die lückenlose Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung durch eine Magnetfeldsensormatrix, die aus mehreren um jeweils einen Betrag der Länge oder Breite des einzelnen Magnetfeldsensors versetzten Magnetfeldsensorzeilen besteht, realisiert.
In einer weiteren Ausführung sind zwei Magnetfeldsensorzeilen im Winkel von 90° in der durch die Koordinaten x und y festgelegten Ebene zueinander angeordnet. Dadurch wird die lückenlose Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung realisiert.
Für eine weitere Ausführungsform weist die Magnetfeldsensorzeile einen Drehpunkt auf. Dieser Drehpunkt ist sowohl in x- als auch in y-Richtung verschiebbar.
Eine besondere Ausführungsform besteht darin, dass die Magnetfeldsensorzeile in ihrer Längsachse gekrümmt ist, wobei ihre konkave Innenseite zu dem zu vermessenden Objekt zeigt. Dabei sind die Magnetfeldsensoren entlang einer gekrümmten Linie angeordnet und die Wirkfläche der Magnetfeldsensoren ist in Richtung des Krümmungsvektors orientiert. Ebenso kann die Magnetfeldsensormatrix in ihrer Längsachse und/oder in ihrer Querachse gekrümmt sein.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus:
Die Objekte können unabhängig von kritischen Umgebungsbedingungen, wie mechanischer Belastung, Feuchtigkeit, Nebel, Staub, Schmutz, Temperaturabhängigkeit der physikalischen Messgröße und Störgeräuschen erfasst werden.
Durch die Nutzung des Erdmagnetfeldes ist kein zusätzlicher Aufwand zur Erzeugung eines Messfeldes notwendig.
Das allgegenwärtige Vorhandensein des Erdmagnetfeldes ermöglicht eine dreidimensionale Erfassung der Objekte mit relativ geringem Aufwand.
Die technisch bedingten Lücken zwischen den einzelnen Magnetfeldsensoren lassen sich durch den Versatz von Länge oder Breite in aufeinander folgenden Magnetfeldsensorzeilen oder Magnetfeldsensormatrix schließen. Eine kontinuierliche Verschiebung der Sensorzeile oder der Sensormatrix gestattet ebenfalls eine lückenlose Erfassung von räumlichen Magnetfeldverteilungen. Bei einer rotatorischen Bewegung führt eine Verschiebung der Rotationsache ebenfalls zum Schließen der Lücken der Großkreise.
Durch die Möglichkeit der Bewegung der Magnetfeldsensorzeile oder Magnetfeldsensormatrix sind beliebig große Raumgebiete erfassbar.
Mit der Magnetfeldsensormatrix ist eine sehr schnelle Erfassung von Objekten möglich. Wenn die Erfassungsgeschwindigkeit nicht so bedeutend, sondern die Anzahl der Magnetfeldsensorelemente, so bieten sich die Magnetfeldsensorzeilen an.
Sollen bei den zu erfassenden Objekten nur bestimmt Bereiche hochauflösend erfasst werden, wie z. B. die Kanten von Objekten, so reicht z. B. eine logarithmische Anordnung der Magnetfeldsensoren mit hoher Dichte an den Rändern der Magnetfeldsensorzeile oder der Magnetfeldsensormatrix aus, um ein Maximum der räumlichen Auflösung an den Kanten der Objekte zu erzielen. Damit ist eine große Dichte von Sensoren über den ganzen Bereich Zeile oder Matrix nicht notwendig.
Durch die konkave Ausführung der Magnetfeldsensorzeilen oder der Magnetfeldsensormatrix kann der Einfluss von magnetischen Streufeldern bereits auf der Hardwareebene verringert werden.
Mittels einer Magnetfeldsensorzeile oder einer Magnetfeldsensormatrix können dynamische Magnetfelder erfasst werden. Bei der Magnetfeldsensorzeile sind Magnetfelder mit Änderungsgeschwindigkeiten erfassbar, die kleiner sind als die Bewegungsgeschwindigkeit der Magnetfeldsensorzeile. Mit der Magnetfeldsensormatrix können bei paralleler Signalverarbeitung aller Magnetfeldsensoren Magnetfelder mit sehr hoher Änderungsgeschwindigkeit erfasst werden. Dementsprechend können kurzeitige Impulse des Magnetfeldes detektiert werden. Hier begrenzt nur die Grenzfrequenz des Magnetfeldsensors die erfassbare Änderungsgeschwindigkeit.
Figurenliste
Die Erfindung ist anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierzu zeigen

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Magnetfeldsensoranordnung,
2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Magnetfeldsensoranordnung,
3a zwei versetzte Magnetfeldsensorzeilen, translatorisch bewegt,
3b in zwei Richtungen translatorisch bewegte Magnetfeldsensorzeile,
4 eine Magnetfeldsensorzeile, rotierend mit Versatz der Rotationsachse,
5a eine Magnetfeldsensorzeile mit logarithmischer Verteilung der Magnetfeldsensoren mit großer Sensordichte am den Rändern,
5b eine Magnetfeldsensorzeile mit logarithmischer Verteilung der Magnetfeldsensoren mit großer Sensordichte in der Mitte,
6a eine Magnetfeldsensormatrix mit logarithmischer Verteilung der Magnetfeldsensoren mit großer Sensordichte an den Rändern,
6b eine Magnetfeldsensormatrix mit logarithmischer Verteilung der Magnetfeldsensoren mit großer Sensordichte in der Mitte,
7 ein Diagramm mit Verläufen der magnetischen Durchflussdichte bei der äquidistanten Abtastung und der logarithmischen Abtastung mit großer Sensordichte am Rand und
8 eine in ihrer Längsachse gekrümmte Magnetfeldsensorzeile.

Zu vermessende Objekte, die aus ferromagnetischem Material bestehen bzw. durch ferromagnetische und/oder magnetische Elemente markiert sind sowie zeitlich veränderliche Magnetfelder werden mittels einer Magnetfeldsensoranordnung, die aus einem einzelnen Magnetfeldsensor oder einer Magnetfeldsensorzeile oder Magnetfeldsensormatrix besteht und mechanisch in einer Ebene translatorisch und/oder rotatorisch bewegt wird, abgetastet. Die Objekte befinden sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z'.
Bewegen einer Magnetfeldsensoranordnung, die sich in einem Koordinatensystem Σ mit den Koordinaten x, y und z befindet, mit mehreren Magnetfeldsensoren in einer Fläche mit den Koordinaten x und y.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Magnetfeldsensoranordnung in Form einer Magnetfeldsensormatrix 1. Auf der Magnetfeldsensormatrix 1 sind Magnetfeldsensoren 2 angeordnet. In
J Zeilen sind jeweils K Magnetfeldsensoren 2 angeordnet. Die Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 an den Plätze M(j,k) kann regulär oder irregulär erfolgen. Es können alle JxK möglichen Plätze mit Magnetfeldsensoren besetzt sein, oder nur eine Teilmenge davon. Ebenso kann eine Magnetfeldsensorzeile mit einer entsprechenden Verteilung der Magnetfeldsensoren angeordnet sein. Die Magnetfeldsensormatrix 1 wird so über dem zu vermessenden, hier allerdings nicht gezeigten, Objekt positioniert, dass sich das gesamte Messobjekt innerhalb des Messbereiches der Magnetfeldsensoren 2 befindet. Die Daten der Magnetfeldsensoren werden gleichzeitig erfasst. Auf diese Art und Weise entsteht ein magnetisches Abbild des Messobjektes mit der durch die Anordnung der Magnetfeldsensoren gegebenen räumlichen Auflösung. Ein solches statisches Verfahren, bezüglich der relativen Bewegung zwischen Sensor und Messobjekt, wird hier als „Magnetisches Auge“ bezeichnet.
2 zeigt hierzu die erfindungsgemäße Magnetfeldsensoranordnung. Auch hier wird eine Magnetfeldsensormatrix 1 angeordnet, welche in einer zeitlich synchronen Abfolge (t₁ ... t_n) n Aufnahmen des Messobjekts entsprechend des unter 1 aufgeführten Verfahrens realisiert. Die Position der Magnetfeldsensormatrix 1 verbleibt während der
n Aufnahmen in einer unveränderten Position bezüglich des zu vermessenden Objektes. Auf diese Weise entsteht ein „Magnetischer Film“. Mittels dieses Verfahrens lassen sich veränderliche Magnetfelder, hervorgerufen z.B. durch veränderliche elektrische Ströme, über einen Zeitraum T = (n-1) × Δt = (n-1) × (t_n-t_n-1) in ihrem dynamischen Verlauf erfassen.
Zur Erreichung einer maximal möglichen Erfassung von statischen und/oder zeitlich veränderlichen Magnetfeldern ist es erforderlich eine lückenlose Abdeckung des Raumbereiches zu erreichen. Dazu werden zwei oder mehrere um einen Betrag der Länge oder Breite des einzelnen Magnetfeldsensors versetzte Magnetfeldsensorzeilen angeordnet. In 3a und 3b sind die Magnetfeldsensorzeilen 3 bzw. 4 mit
n Magnetfeldsensoren 2 bestückt. Die Magnetfeldsensoren 2 sind in äquidistantem Abstand s angeordnet. 3a zeigt zwei versetzte Magnetfeldsensorzeilen 3 und 4, welche translatorisch bewegt werden. In 3a wird die konstruktiv bedingte Lücke zwischen den Wirkbereichen der aufeinanderfolgenden Magenfeldsensoren 2 dadurch geschlossen, dass eine zweite identische Magenfeldsensorzeile 4 unmittelbar unter der ersten Magnetfeldsensorzeile 3 angeordnet wird. Die Anordnung erfolgt dabei so, dass beide Zeilen um eine Länge Δs (beispielsweise Δs = s/2) gegeneinander verschoben sind. Das führt dazu, dass die Wirkfläche der Magnetfeldsensoren 2 der Magnetfeldsensorzeile 4 die Lücke zwischen den einzelnen Magnetfeldsensoren der ersten Magnetfeldsensorzeile 3 schließt. Die beiden Magnetfeldsensorzeilen werden in Richtung y translatorisch über das Gebiet bewegt in dem die zu erfassenden Objekte erwartet werden. Eine andere Möglichkeit der lückenlosen Erfassung einer Fläche ist in einer Ausführung vorgesehen, die versetzten und verbundenen Magnetfeldsensorzeilen 3 und 4 um 90° zu drehen und erneut über das zu vermessende Objekt zu führen. Die gleiche Vorgehensweise ist im Fall einer Magnetfeldsensormatrix anwendbar.
3b zeigt eine in zwei Richtungen translatorisch bewegte Magnetfeldsensorzeile 3. In 3b wird die konstruktiv bedingte Lücke zwischen den Wirkbereichen der aufeinanderfolgenden Magenfeldsensoren 1 dadurch geschlossen, dass die Magnetfeldsensorzeile 3 mehrfach in Richtung y translatorisch über das Gebiet, in dem die zu erfassenden Objekte erwartet werden, bewegt wird. Dabei wird nach dem ersten Überstreichen des Gebietes eine Verschiebung der Magnetfeldsensorzeile 3 in Richtung x um eine Länge Δs vorgenommen und das Gebiet zum wiederholten Mal überstrichen. Die Länge Δs hängt von der Wirkfläche der Magnetfeldsensoren 2 und der Größe der Lücken ab. Dementsprechend sind auch Fälle denkbar, bei denen mehr als zwei Magnetfeldsensorzeilen 3 angeordnet werden müssen oder eine Magnetfeldsensorzeile 3 mehrmals in Richtung x und y bewegt werden muss, um die Lücken zu schließen.
Ebenso ist es auch möglich, dass eine Magnetfeldsensormatrix angeordnet wird, die aus mehreren um jeweils einen Betrag der Länge oder Breite des einzelnen Magnetfeldsensors versetzten Magnetfeldsensorzeilen besteht. Der Einfachheit halber wird im Folgenden von Magnetfeldsensoranordnung gesprochen, wobei unter diesen Begriff gleichermaßen der einzelne Magnetfeldsensor, die Magnetfeldsensorzeile oder die Magnetfeldsensormatrix fallen. Bei spezifischen Anordnungen werden diese exakt aufgeführt.
Das Ziel einer lückenlosen Erfassung der räumlichen Magnetfeldverteilung kann auf unterschiedliche Art und Weise erreicht werden. In einem ersten Schritt wird die Magnetfeldsensoranordnung in einer Raumrichtung (beispielsweise y-Richtung) über das zu vermessende Objekt geführt und die Magnetfeldverteilung erfasst. Dabei verbleiben in der Magnetfeldverteilung die konstruktiv bedingten Lücken. In einem zweiten Schritt wird Magnetfeldsensoranordnung in die Ausgangsposition zurückgeführt. Dann erfolgt eine Verschiebung der Position in orthogonale Raumrichtung (beispielsweise x-Richtung) und wird dann erneut in y-Richtung über die zu vermessende Fläche geführt. Somit ist eine räumlich lückenlose Erfassung der Magnetfeldverteilung erfolgt. Ist die konstruktiv bedingte Lücke nicht in einem Schritt zu schließen, so ist der zuvor beschriebene Vorgang zu wiederholen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Magnetfeldsensorzeile mäanderförmig über die zu erfassenden Objekte zu bewegen. In einer weiteren Ausführung wird die zuvor aufgeführte Vorgehensweise dahingehend ergänzt, dass die Magnetfeldsensoranordnung um 90° gedreht und erneut über die zu erfassenden Objekte bewegt wird. Eine Erweiterung der lückenlosen Erfassung besteht darin, dass zwei um 90° zueinander stehende Magnetfeldsensorzeilen gemeinsam mit gleicher oder unterschiedlicher konstanter oder nicht konstanter Geschwindigkeit in den beiden Raumrichtungen über die Objekte bewegt werden.
Die beschriebenen Methoden erfassen die räumliche Magnetfeldverteilung in einer Schnittebene, die durch die Bewegung der Magnetfeldsensoranordnung gebildet wird. Ist es erforderlich, die vollständige räumliche Magnetfeldverteilung zu erfassen, so ist die Vorgehensweise mit einem veränderten Abstand der Magnetfeldsensoranordnung zu dem zu vermessenden Objekt zu wiederholen.
In 4 wird die Magnetfeldsensorzeile 3 mit den Magnetfeldsensoren 2, beispielsweise um den Drehpunkt 5 in Drehrichtung 6 um 360 ° bewegt. Der Drehpunkt 5 wird beispielsweise genau in der Mitte einer Lücke zwischen den Magnetfeldsensoren 2 positioniert. Dabei überstreichen die Magnetfeldsensoren 2 Kreisringflächen mit dem Wirkbereich s₁. Somit können Objekte, die sich im Bereich der Kreisringflächen mit der Wirkbereich s₁ befinden, detektiert werden. Durch die Lücken zwischen den Magnetfeldsensoren 2 werden Kreisringflächen mit Lückenwirkbereich s₂ überstrichen. Objekte, die sich im Bereich der Kreisringflächen mit Lückenwirkbereich s₂ befinden, können jedoch nicht detektiert werden. Dazu ist nach der ersten 360° - Drehung der Magnetfeldsensorzeile eine Verschiebung des Drehpunktes 5 in beiden Richtungen x und y vorzunehmen, und nach jeder Verschiebung ist dann eine Drehung um 360° zu vollziehen. Die Verschiebung des Drehpunktes 5 muss mit dem Betrag der Lückenwirkbereich s₂ erfolgen, wenn s₁ ≥ s₂ ist.
In den 5a und 5b sind zwei unterschiedliche Magnetfeldsensorzeilen mit nicht-äquidistanter Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 dargestellt. 5a zeigt eine Magnetfeldsensorzeile 7 mit logarithmischer Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 mit großer Sensordichte am den Rändern, 5b zeigt eine Magnetfeldsensorzeile 8 mit logarithmischer Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 mit großer Sensordichte in der Mitte. Eine nicht-äquidistante Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 führt dazu, dass an unterschiedlichen Stellen der Magnetfeldsensorzeilen 7 und 8 eine unterschiedliche räumliche Auflösung erzielt wird. Die Funktion S(I) gibt die räumliche Koordinate des Magnetfeldsensors 2 in Abhängigkeit von der Verteilung entlang einer Linie an, wobei I die Nummer des Sensors bezeichnet. Die Funktion S(I) kann beliebig gewählt werden. Eine Anpassung an das zu betrachtende physikalische und/oder technische Problem kann vorgenommen werden. Die Funktion S(I) kann so gewählt werden, dass sich eine Häufung der Magnetfeldsensoren 2 am Rand der Magnetfeldsensorzeile 7 oder im Zentrum der Magnetfeldsensorzeile 8 ergibt. Beispielsweise ist in der Magnetfeldsensorzeile 8 die Funktion
S(I) = B log(l) gewählt worden.
In den 6a und 6b sind zwei unterschiedliche Magnetfeldsensormatrizen 9 und 10 mit nicht-äquidistanter Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 dargestellt. 6a zeigt eine Magnetfeldsensormatrix 9 mit logarithmischer Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 mit großer Sensordichte an den Rändern und 6b zeigt eine Magnetfeldsensormatrix 10 mit logarithmischer Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 mit großer Sensordichte in der Mitte. Eine nicht-äquidistante Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 führt dazu, dass an unterschiedlichen Stellen der Magnetfeldsensormatrizen 9 und 10 eine unterschiedliche räumliche Auflösung erzielt wird. Die Funktion S_n,m(I,J) gibt die räumliche Koordinate in Abhängigkeit der Anordnung der Magnetfeldsensoren in einer Fläche an. Wobei I die Nummer des Sensors in Richtung n und J die Nummer des Sensors in Richtung m bezeichnet. Die Funktion S_n,m(I,J) kann beliebig gewählt werden. Eine Anpassung an das zu betrachtende physikalische und/oder technische Problem kann vorgenommen werden. Für die Funktion S_n,m(I,J) kann in die beiden Richtungen n und m ein unterschiedlicher funktionaler Verlauf verwendet werden. Auf diese Art und Weise lassen sich beliebige Magnetfeldsensoranordnungen realisieren. Die Funktion S_n,m(I,J) kann z.B. so gewählt werden, dass sich eine Häufung der Magnetfeldsensoren 2 an den Rändern der Magnetfeldsensormatrix 9 oder im Zentrum der Magnetfeldsensormatrix 10 ergibt.
7 zeigt ein Diagramm, in dem die Verläufe der magnetischen Durchflussdichte bei der äquidistanten Anordnung der Magnetfeldsensoren 11 und der logarithmischen Anordnung der Magnetfeldsensoren 12 mit großer Sensordichte am Rand in Messrichtung für eine Zeile der Magnetfeldsensormatrix über einem plattenförmigen Objekt. Mit einer logarithmischen Anordnung der Magnetfeldsensoren, bei großer Sensordichte an den Rändern der Magnetfeldsensormatrix, ist ein wesentlich größerer Anstieg und Abfall der Durchflussdichte an den Kanten des plattenförmigen Objektes zu erkennen. Damit ist eine verbesserte Auflösung des Objektes speziell an seinen Kanten gegeben.
In 8 wird eine in ihrer Längsachse gekrümmte Magnetfeldsensorzeile 13 gezeigt. In dem Beispiel ist die Magnetfeldsensorzeile 13 konkav ausgeführt, wobei die Innenseite zu den zu erfassenden Objekten zeigt. Die Magnetfeldsensoren 2 werden entlang einer gekrümmten Linie 14 angeordnet. Die Anordnung der Magnetfeldsensoren 2 erfolgt so, dass die Wirkfläche in Richtung des Krümmungsvektors orientiert ist. Auf diese Art und Weise lässt sich der Einfluss vorhandener magnetischer Streufelder verringern.
Die Magnetfeldsensoranordnung kann mittels einer Vorrichtung oder händisch translatorisch oder rotatorisch über das zu vermessende Objekt so geführt werden, so dass eine zeitliche Abtastung erfolgen kann. Die zeitliche Abtastung erfolgt entweder isochron (Δt_i = Δt_j = const.) oder asynchron deterministisch oder asynchron irregulär. Es ist sicherzustellen, dass alle Sensoren zum gleichen Zeitpunkt ausgelesen werden. Auf diese Art wird die gesamte gewünschte räumliche Magnetfeldverteilung erfasst. Das vollständige Abbild wird aus den Teilbildern zusammengesetzt. In einer Weiterentwicklung kann auch eine dreidimensionale Kontur der Objekte dadurch erfasst werden, dass die Magnetfeldsensoranordnung um die Objekte herum bewegt wird.
Die Anordnung der Magnetfeldsensoren auf der Magnetfeldsensorzeile oder der Magnetfeldsensormatrix kann äquidistant oder nicht äquidistant, beispielweise logarithmisch oder quadratisch verteilt angeordnet sein. Wird durch die logarithmische oder quadratische Anordnung entlang einer Magnetfeldsensorzeile oder Magnetfeldsensormatrix die Dichte der Magnetfeldsensoren im Zentrum erhöht, so erreicht man auch in der Mitte das Maximum der räumlichen Auflösung. Wird jedoch durch die logarithmische oder quadratische Anordnung an den Rändern der Magnetfeldsensoranordnung die Dichte der Magnetfeldsensoren erhöht, so erreicht man das Maximum der räumlichen Auflösung auch an den Rändern.
Die Magnetfeldsensoranordnung kann bei äquidistant angeordnet Magnetfeldsensoren mit einer nichtlinearen Geschwindigkeit, beispielweise einer logarithmischen oder quadratischen, bewegt werden. Damit können analog räumliche Auflösungen erzielt werden wie bei nichtäquidistanten, beispielweise logarithmisch oder quadratisch, verteilt angeordneter Magnetfeldsensoren auf einer Zeile oder Matrix.
Die Magnetfeldsensoranordnung kann bei äquidistant angeordnet Magnetfeldsensoren mit einer linearen Geschwindigkeit bewegt werden und es erfolgt eine zeitlich nichtlineare, beispielweise eine logarithmische oder quadratische, Bewertung der Magnetfeldstärke der Magnetfeldsensoren mittels der Signalverarbeitung. Damit können auch analog räumliche Auflösungen erzielt werden wie bei nichtäquidistanten, beispielweise logarithmisch oder quadratisch, verteilt angeordneter Magnetfeldsensoren auf einer Zeile oder Matrix.
Bezugszeichen

1: Magnetfeldsensormatrix
2: Magnetfeldsensoren
3 1.: Magnetfeldsensorzeile
4 2.: Magnetfeldsensorzeile
5: Drehpunkt
6: Drehrichtung
7: Magnetfeldsensorzeile mit Häufung der Magnetfeldsensoren am Zeilenrand
8: Magnetfeldsensorzeile mit Häufung der Magnetfeldsensoren in der Zeilenmitte
9: Magnetfeldsensormatrix mit Häufung der Magnetfeldsensoren an den Matrixrändern
10: Magnetfeldsensormatrix mit Häufung der Magnetfeldsensoren in der Matrixmitte
11: Verlauf der magnetischen Durchflussdichte bei äquidistanter Abtastung
12: Verlauf der magnetischen Durchflussdichte bei logarithmischer Abtastung
13: Konkav ausgeführte Magnetfeldsensorzeile
14: gekrümmte Linie

Claims

Verfahren einer Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder das Magnetfeld beeinflussenden Objekten, welche sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z' befinden, hervorgerufen werden, mit den Schritten: a) Bewegen einer Magnetfeldsensoranordnung, umfassend mehrere Magnetfeldsensoren, die sich in einem Koordinatensystem Σ mit den Koordinaten x, y und z befindet, mit mehreren Magnetfeldsensoren in einer Fläche mit den Koordinaten x und y, in einer Raumrichtung (y-Richtung) über ein zu vermessendes Objekt und Erfassen der Magnetfeldverteilung; b) Verschiebung der Magnetfeldsensoranordnung in orthogonaler Raumrichtung (x-Richtung) um einen Betrag der Länge oder Breite eines einzelnen Magnetfeldsensors; c) Erneutes Bewegen der Magnetfeldsensoranordnung in y-Richtung über das zu vermessendes Objekt und Erfassen der Magnetfeldverteilung; d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis zu einer lückenlosen Erfassung der Magnetfeldverteilung in einer Schnittebene, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung mit äquidistant angeordneten Magnetfeldsensoren mit einer nichtlinearen Geschwindigkeit über das zu vermessende Objekt bewegt wird, oder die Magnetfeldsensoranordnung mit äquidistant angeordneten Magnetfeldsensoren mit einer linearen Geschwindigkeit über das zu vermessende Objekt bewegt wird, wobei eine zeitlich nichtlineare Erfassung der Daten der Magnetfeldsensoren erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung mechanisch in einer Ebene translatorisch und/oder rotatorisch bewegt wird und die Magnetfeldverteilung synchron oder asynchron abgetastet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung nach dem Verfahrensschritt a) in die Ausgangsposition zurückgeführt wird und anschließend Verfahrensschritte b) bis d) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung mäanderförmig oder zeilenweise über das zu vermessende Objekt bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung um 90° gedreht und erneut entsprechend der Schritte a) bis d) über das zu vermessende Objekt bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung mechanisch über das zu vermessende Objekt bewegt wird, um größere Objekte zu erfassen, wobei Teilbilder zu einem vollständigen Abbild des Objektes zusammengesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass für die Erfassung einer vollständigen räumlichen Magnetfeldverteilung für die Magnetfeldsensoranordnung nach einem Durchlauf der Schritte a) bis d) ein veränderter Abstand in Richtung z zu dem zu vermessenden Objekt eingestellt wird, um erneut die Magnetfeldsensoranordnung entsprechend der Schritte a) bis d) über das zu vermessende Objekt zu bewegen, um in geordneter Reihenfolge entlang der z-Achse n Aufnahmen des zu vermessenden Objekts zu erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung um das Objekt herum bewegt wird, um eine dreidimensionale Magnetfeldverteilung des Objektes zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung mit zwei im Winkel von 90° in der durch die Koordinaten x und y festgelegten Ebene zueinander stehende Magnetfeldsensorzeilen in den beiden Raumrichtungen x und y über das zu vermessende Objekt bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoranordnung so über dem zu vermessenden Objekt positioniert wird, dass sich das gesamte Objekt innerhalb des Messbereichs der Magnetfeldsensoranordnung befindet.
Magnetfeldsensoranordnung zur Erfassung einer räumlichen Magnetfeldverteilung von statischen und dynamischen Magnetfeldern, die von magnetischen oder magnetisierbaren oder das Magnetfeld beeinflussenden Objekten, welche sich in einem Koordinatensystem Σ' mit den Koordinaten x', y' und z' befinden, hervorgerufen werden, eine Anordnung von Magnetfeldsensoren (2) in einer Magnetfeldsensorzeile (3, 4, 7, 8, 13) oder einer Magnetfeldsensormatrix (1, 9, 10) enthaltend, wobei die Magnetfeldsensoren (2) die sich in einem Koordinatensystem Σ mit den Koordinaten x, y und z befinden, auf der Magnetfeldsensorzeile (3, 4, 7, 8, 13) oder der Magnetfeldsensormatrix (1, 9, 10) regulär äquidistant oder regulär nicht äquidistant verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die äquidistante oder nicht äquidistante Anordnung der Magnetfeldsensoren (2) einer logarithmischen oder quadratischen Funktion folgen, wobei der Beginn der logarithmischen oder quadratischen Funktion in der Mitte oder an den Rändern der Magnetfeldsensorzeile (3, 4, 7, 8, 13) oder der Magnetfeldsensormatrix (1, 9, 10) liegt.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Magnetfeldsensorzeilen (3, 4) um einen Betrag der Länge oder Breite des einzelnen Magnetfeldsensors (2) versetzt angeordnet sind, um eine lückenlose Abdeckung des Raumbereiches zu erreichen.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass zwei Magnetfeldsensorzeilen im Winkel von 90° in der durch die Koordinaten x und y festgelegten Ebene zueinander angeordnet sind.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensormatrix (1, 9, 10) aus mehreren um jeweils einen Betrag der Länge oder Breite des einzelnen Magnetfeldsensors (2) versetzten Magnetfeldsensorzeilen (3, 4) besteht, um eine lückenlose Abdeckung des Raumbereiches zu erreichen.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Magnetfeldsensorzeile (3) einen Drehpunkt (5) aufweist, welcher zwischen zwei benachbarten Magnetfeldsensoren (2) liegt und in x- und in y-Richtung verschiebbar ist.
Magnetfeldsensoranordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Antrieb verbunden ist, mittels dessen die Magnetfeldsensoranordnung über dem zu vermessenden Objekt translatorisch bewegt wird.
Magnetfeldsensoranordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Antrieb verbunden ist, mittels dessen die Magnetfeldsensoranordnung um das zu vermessende Objekt herum bewegt wird.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensorzeile (13) in ihrer Längsachse gekrümmt ist, wobei ihre konkave Innenseite zu dem zu vermessenden Objekt zeigt.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoren (2) entlang einer gekrümmten Linie (14) angeordnet sind und dass die Wirkfläche der Magnetfeldsensoren (2) in Richtung des Krümmungsvektors orientiert ist.
Magnetfeldsensoranordnung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensormatrix (1, 9, 10) in ihrer Längsachse und/oder in ihrer Querachse gekrümmt ist.