DE10213115A1

DE10213115A1 - Detecting objects, especially metal objects, using individual pulse-induction probes to detect induction signals from objects and evaluating variations in induction signals emitted by object

Info

Publication number: DE10213115A1
Application number: DE2002113115
Authority: DE
Inventors: Lorenz Roatzsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-23
Filing date: 2002-03-23
Publication date: 2003-10-16

Abstract

The object detection method involves using a detector (3) that detects the material properties and location of an object (2) using individual pulse-induction probes (4) that detect induction signals radiated by objects. Variations in the induction signals emitted by an object are evaluated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aussortieren von Metallobjekten, einer bestimmten Materialeigenschaft, insbesondere von Buntmetallen untereinander, eines Schüttguts unter Verwendung eines Detektors, welcher eine Detektion der Materialeigenschaft und Erfassung des Ortes eines Metallobjektes innerhalb des Schüttguts vornimmt. The invention relates to a method for sorting out metal objects, a certain material property, especially non-ferrous metals with each other, bulk goods using a detector, which is a detection of the material property and detection of the location of a metal object within the bulk material.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sortieranlage, einen Detektor und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. The invention further relates to a sorting system, a detector and a Circuit arrangement for performing the method.

Aus der Druckschrift GB 20 41 532 A ist ein Metalldetektor nach einem sogenannten Puls-Induktionsverfahren bekannt, mit dem unterschiedliche Metallgegenstände, wie eine Münze, ein Metallstab oder eine Metallplatte, also Gegenstände unterschiedlicher Größe, detektiert werden können. Der Detektor besteht aus einem Schleifenpaar mit einer Sendeschleife und einer korrespondierenden Detektorschleife, die eine einzige Sonde bilden. Zum Detektieren wird zunächst ein Rechteckimpuls an die Sendeschleife angelegt, welches in dieser ein Magnetfeld erzeugt. In Abhängigkeit ob und was für ein Metallgegenstand im Sondenbereich vorhanden ist, wird ein mehr oder weniger stark exponentiell fallendes Signal in der als Empfangschleife ausgebildeten Detektorschleife induziert. Damit dieser Signalabfall ermittelt werden kann, wird ein zeitverzögert zum Rechteckimpuls zeitnaher Wert mittels einer Sample- und Hold-Stufe festgehalten bzw. abgetastet und später ein zweiter Wert mit einer zweiten Sample- und Hold-Stufe ebenfalls abgetastet, wobei das Abtasten einer Integration des Signals entspricht, weil jeweils ein Kondensator angeordnet ist. Die Differenz der in den Kondensatoren gespeicherten Spannungswerte gibt Aufschluss über das Vorhandensein bzw. Größe eines Metallgegenstandes. Dieser Metalldetektor dient aber lediglich zur Lokalisierung verborgener Metallgegenstände im Erdreich und ist als Schatzsuchgerät bekannt. From GB 20 41 532 A is a metal detector according to known as the pulse induction method, with which different Metal objects, such as a coin, a metal stick or a metal plate, that is, objects of different sizes can be detected. The Detector consists of a pair of loops with a transmit loop and one corresponding detector loop, which form a single probe. To the A rectangular pulse is first detected on the transmission loop created, which generates a magnetic field in this. Depending on whether and what is present in the probe area for a metal object becomes a more or less exponentially falling signal in the than Reception loop trained detector loop induced. So this Signal drop can be determined, there is a time delay to Rectangular pulse real-time value using a sample and hold stage recorded or sampled and later a second value with a second Sample and hold level also sampled, sampling one Integration of the signal corresponds because a capacitor is arranged in each case is. The difference in the voltage values stored in the capacitors provides information about the existence or size of a Metal object. This metal detector is only used for Localization of hidden metal objects in the ground and is as Treasure hunter known.

Ein weiterer Detektor zur Lokalisierung verborgener Metallgegenstände im Erdreich in Puls-Induktionstechnik ist aus der EP 0 729 039 A2 bekannt. Dieser Detektor weist nur eine einzige Schleife auf. Kurze Einzelimpulse, die von der Schleife ausgesandt werden, induzieren in dem im Erdreich gesuchten Metallgegenstand Wirbelströme. Diese Wirbelströme bewirken ein Sekundärfeld, das ein objektspezifisches Abklingverhalten aufweist. Der zeitliche Verlauf des so erzeugten magnetischen Echos ist von der Größe und Materialbeschaffenheit des aufgespürten Metallgegenstandes abhängig. Die Materialbeschaffenheit des aufgespürten Metallgegenstandes kann jedoch nicht unabhängig von der Größe des Metallgegenstandes ausgewertet werden, denn ein großer Metallgegenstand täuscht eine andere Metallbeschaffenheit als ein kleinerer vor. Auch ist nur eine einzige Sonde vorhanden, so dass zum Suchen mit Hilfe dieses Gerätes ein manuelles Hin- und Herbewegen der einzigen Sonde erforderlich ist. Another detector for locating hidden metal objects in the Soil in pulse induction technology is known from EP 0 729 039 A2. This detector has only a single loop. Short single impulses emitted by the loop induce that in the ground wanted metal object eddy currents. These eddy currents cause a secondary field that has an object-specific decay behavior. The the time course of the magnetic echo thus generated is of size and material properties of the tracked metal object. The material properties of the metal object detected can but not regardless of the size of the metal object be evaluated because one large metal object deceives another Metal texture than a smaller one before. Is also only a single probe available so that to search using this device, a manual and moving the single probe is required.

Die Druckschrift EP 0 743 539 A2 beschreibt eine matrixförmige Sondenanordnung mit Puls-Induktions-Einzelsonden, die derart ausgebildet sind, dass lediglich Ort und Lage eines detektierten Metallobjekts im Boden erkannt werden kann. Bei dieser Anordnung handelt es sich ebenfalls um einen Metalldetektor zur Lokalisierung verborgener Metallgegenstände im Erdreich. The document EP 0 743 539 A2 describes a matrix Probe arrangement with pulse induction individual probes, which are designed in this way are that only the location and location of a detected metal object in the ground can be recognized. This arrangement is also a metal detector to locate hidden metal objects in the Soil.

Besonders interessant ist für die Industrie die Trennung unterschiedlicher Buntmetalle untereinander mit einer Sortieranlage, wie sie zum Recyceln verwendet wird. The separation of different ones is particularly interesting for the industry Non-ferrous metals with each other using a sorting system such as that used for recycling is used.

Aus der DE 198 38 249 A1 ist eine Sortieranlage zum Sortieren von metallischen Partikeln bekannt, mit der es möglich sein soll, herauszufinden, welche Materialien Metallpartikel haben. Diese Anlage besteht aus einem Detektor mit Einzelsonden in Array-Anordnung mit hoher räumlicher Auflösung. Die Partikel durchlaufen ein magnetisches Wechselfeld im Frequenzbereich von 0,1 MHz bis 1,0 MHz. In den metallischen Partikeln entstehen Wirbelströme, die das Magnetfeld abschwächen. Diese Änderungen des Magnetfeldes werden von magneto-resistiven Sensoren erfasst und in elektronische Signale umgewandelt, die ausgewertet werden. Die Empfindlichkeit dieses Detektors reicht aber in der Praxis nicht aus, um beispielsweise Buntmetalle zuverlässig untereinander auszusortieren. Zudem ist dieser Detektor relativ aufwendig und teuer. DE 198 38 249 A1 describes a sorting system for sorting known metallic particles, with which it should be possible to find out what materials have metal particles. This facility consists of one Detector with individual probes in an array arrangement with high spatial Resolution. The particles pass through an alternating magnetic field in the Frequency range from 0.1 MHz to 1.0 MHz. In the metallic particles eddy currents arise which weaken the magnetic field. This Changes in the magnetic field are detected by magneto-resistive sensors recorded and converted into electronic signals that are evaluated. In practice, however, the sensitivity of this detector is not sufficient to For example, reliably sorting non-ferrous metals from one another. moreover this detector is relatively complex and expensive.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren, mit der es möglich ist, Metalle unterschiedlicher Farbe, also Buntmetalle untereinander, auszusortieren, ist in der DE 100 03 562 A1 gezeigt und beschrieben. Eine Unterscheidung der Buntmetalle wird erst durch einen optischen Sensor möglich, der als Kamera ausgebildet ist, wobei Metallfragmente ausgeleuchtet werden müssen. Zum Aussortieren sind verschiedene Luftdüsen vorhanden, die einen Schüttgutstrom im freien Fall sortieren können. Zwar ist auch ein zweiter Detektor angeordnet, der als Metalldetektor ausgebildet ist, dieser kann verschiedene Buntmetalle untereinander aber nicht unterscheiden. Der Metalldetektor kann nur verschiedene Metalle untereinander, wie Eisenmetalle und Nicht-Eisenmetalle, überhaupt unterscheiden. Er ist daher in der Praxis nur in Kombination mit dem optischen Sensor einsetzbar. Der optische Sensor unterscheidet Metall nur nach seinem Aussehen, nicht jedoch nach seinem magnetischen Eigenschaften. An apparatus and a method with which it is possible to use metals different colors, i.e. non-ferrous metals, must be sorted out shown and described in DE 100 03 562 A1. A distinction the non-ferrous metals is only possible through an optical sensor, which as Camera is formed, wherein metal fragments are illuminated have to. Various air nozzles are available for sorting out can sort a bulk flow in free fall. There is also a arranged second detector, which is designed as a metal detector, this cannot differentiate between different non-ferrous metals. The Metal detector can only like different metals among themselves Differentiate ferrous metals and non-ferrous metals at all. It is therefore can only be used in combination with the optical sensor. The optical sensor only distinguishes metal according to its appearance, not however, according to its magnetic properties.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei der eine Verdampfung von zu trennenden Materialien mit einem Laser erfolgt oder eine radioaktive Bestrahlung dieser Materialien vorgenommen wird. Diese Verfahren sind jedoch relativ aufwendig. Methods are also known in which an evaporation of separating materials with a laser or a radioactive Irradiation of these materials is made. These procedures are however relatively complex.

Ferner ist es bekannt und üblich, sogenannte Magnetscheider zum Vorsortieren ferromagnetischer Materialien von anderen Verbundstoffen einzusetzen, wobei eine anschließende Trennung aller übrigen Metalle mittels Wirbelstromscheider erfolgt. Furthermore, it is known and customary, so-called magnetic separators Pre-sort ferromagnetic materials from other composites use, with a subsequent separation of all other metals using an eddy current separator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art zu finden, mit dem eine zuverlässige und schnelle Trennung von verschiedenen Metallen, insbesondere von Buntmetallen untereinander, in einfacher Weise möglich ist. The invention has for its object a method of the beginning mentioned type to find a reliable and quick separation of different metals, especially non-ferrous metals, is possible in a simple manner.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sortieranlage, einen Detektor sowie eine Schaltungsanornung für das eingangs genannte Verfahren zu schaffen, die eine zuverlässige und schnelle Trennung ermöglichen. Furthermore, the invention is based on the object of a sorting system, a detector and a circuit arrangement for the aforementioned To create procedures that provide a reliable and quick separation enable.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Detektion mittels meherer, insbesondere einer Vielzahl von Puls-Induktions-Einzelsonden erfolgt, die den Detektor bilden und Sekundärsignale erfassen, wobei Änderungen der von den Metallobjekten ausgestrahlten Sekundärsignalen zum Aussortieren ausgewertet werden. This task is solved in that the detection by means of several in particular a large number of pulse induction individual probes takes place form the detector and detect secondary signals, with changes in secondary signals emitted by the metal objects for sorting out be evaluated.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine sehr präzise und schnelle Trennung auch von Buntmetallen untereinander. Es kann auf diese relativ einfache Weise ein Durchsatz von etwa 2 bis 15 Tonnen Material pro Meter in der Stunde erreicht werden. The method according to the invention enables a very precise and fast Separation of non-ferrous metals among themselves. It can be relative to this throughput of about 2 to 15 tons of material per meter can be reached in the hour.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei Anordnung einer Vielzahl von Puls-Induktions-Einzelsonden eine Größenerkennung von einer Materialerkennung eines Metallobjekts getrennt werden kann, wobei das echoartige Senkundärsignal sich derart verändert, dass eine Materialerkennung in überraschend genauer Weise möglich ist. The invention is based on the knowledge that when arranging a large number of pulse induction single probes a size detection of one Material detection of a metal object can be separated, the echo-like secondary signal changes in such a way that a Material detection is possible in a surprisingly precise way.

Der Detektor weist eine geringe Erholzeit auf, was ein nahezu sofortiges Rücksetzen und ein statisches Anzeigeverhalten ermöglicht. Ansprechverhalten und Empfindlichkeit können in einem weiten Bereich einstellbar sein, wobei keine magnetische Übersättigung möglich ist, was eine gute Dynamik ermöglicht. The detector has a short recovery time, which is almost instantaneous Reset and a static display behavior enables. Responsiveness and sensitivity can be in a wide range be adjustable, with no magnetic supersaturation possible, what allows good dynamics.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweils eine Signaländerung einer Puls-Induktions- Einzelsonde ein Analogsignal in Form einer im Wesentlichen exponentiell fallenden Abklingkurve darstellt, dass mindestens ein - in mindestens einem ersten Zeitfenster aufintegriertes - erstes Signal gebildet wird - welches zeitnah zu einem Rechteck-Sendeimpuls ist und mindestens einen ersten Abtastwert bildet, dass mindestens ein - in mindestens einem zweiten Zeitfenster - aufintegriertes zweites Signal gebildet wird, welches im flacheren Verlauf der Abklingkurve entsteht und mindestens einen zweiten Abtastwert bildet, und dass mindestens ein Differenzsignal aus mindestens den beiden Zeitfenstern erzeugt wird, welches eine Information über die Steilheit der Abklingkurve beinhaltet, die einer Zeitkonstante des Metallobjekts entspricht und zum Aussortieren dient. Hierdurch können Kenntnisse aus der an sich bekannten Puls-Induktionstechnik genutzt werden. In a preferred development of the method according to the invention provided that in each case a signal change of a pulse induction Single probe an analog signal in the form of an essentially exponential falling decay curve represents that at least one - in at least one first time window integrated - first signal is formed - which is close to a rectangular transmission pulse and at least a first one Sample forms that at least one - in at least a second Time window - integrated second signal is formed, which in the flatter course of the decay curve arises and at least a second Sampling value forms, and that at least one difference signal from at least the two time windows is generated, which information about the Includes the steepness of the decay curve, which corresponds to a time constant of the Corresponds to the metal object and is used for sorting. This can Knowledge from the well-known pulse induction technology used become.

Eine schnelle Signalverarbeitung, die hohe Fließbandgeschwindigkeiten ermöglicht, wird dadurch erreicht, dass das Differenzsignal ein analoges Signal ist. Fast signal processing, high assembly line speeds enables, is achieved in that the difference signal is an analog Signal is.

Günstig ist es, wenn mehr als drei Abtastwerte gebildet werden und eine anschließende rechnerische Verarbeitung in digitaler Form erfolgt, weil auf diese Weise ein Abklingverhalten von Sekundärsignalen genauer erfassbar ist. Zweckmäßig ist es, wenn ein Teil der Abtastwerte zu einer ersten Summe aufaddiert und durch einen Differenzverstärker von einer zweiten Summe des anderen Teils der Abtastwerte subtrahiert wird. Viele Messpunkte ermöglichen eine genaue Messung einer Zeitkonstanten oder eines Signalverlaufs und einen Vergleich mit bereits abgespeicherten Werten. It is expedient if more than three samples and one are formed Subsequent computational processing takes place in digital form because on in this way a decay behavior of secondary signals can be recorded more precisely is. It is expedient if some of the sample values become a first Sum added up and by a differential amplifier from a second Sum of the other part of the samples is subtracted. Lots Measuring points enable an exact measurement of a time constant or a signal curve and a comparison with those already stored Values.

Um ein genaues Aussortieren von Metallen, insbesondere von Buntmetallen, zu erreichen, ist in einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass bei Erreichen einer vorgegebenen Signalstärke bei einem der ersten Zeitfenster eine Speicherung der übrigen Abtastwerte - vorzugsweise mit einem Mikroprozessor - erfolgt, und dass die abgespeicherten Abtastwerte mit Referenzwerten verglichen werden, die bestimmten Materialeigenschaften, wie der von bestimmten Buntmetallen oder anderen Metallobjekten, zugeordnet sind. To precisely sort out metals, especially non-ferrous metals, can be achieved in a further development of the invention Method provided that when a predetermined signal strength is reached in one of the first time windows, the remaining samples are stored - preferably with a microprocessor - and that the stored samples are compared with reference values that certain material properties, such as that of certain non-ferrous metals or other metal objects.

Von Vorteil ist es, wenn die Puls-Induktions-Einzelsonden der Reihenfolge nach zeitversetzt gepulst werden, wobei eine Erkennung von Metallen wesentlich beschleunigt wird, wenn Gruppen von, insbesondere 5 bis 8, nicht nebeneinander angeordneten Puls-Induktions-Einzelsonden nacheinander gepulst werden. Eine Einkopplung von unerwünschten Signalen in benachbarte Sonden wird so verhindert. Durch die schnellere Erkennung können Förderbandgeschwindigkeiten erhöht werden. Zweckmäßigerweise erfolgt eine Auswertung in Zeitzwischenräumen zwischen den einzelnen Pulsen. It is advantageous if the pulse induction individual probes are in order are pulsed after a time delay, whereby detection of metals is accelerated significantly when groups of, in particular 5 to 8, pulse induction individual probes not arranged side by side be pulsed one after the other. A coupling of unwanted This prevents signals in neighboring probes. By the faster Conveyor belt speeds can be increased. An evaluation is expediently carried out in intervals between the individual pulses.

Die Sonden eines Sondenpaars oder mehreren Spulen einer einzigen Sonde können übereinander angeordnet sein, so dass eine Entfernung eines Objekts feststellbar ist. Um eine Objektgröße festzustellen, können auch ein Sondenpaar oder mehrere Spulen einer einzigen Sonde nebeneinander angeordnet sein. The probes of a pair of probes or multiple coils of a single probe can be arranged one above the other so that a distance of one Object is noticeable. To determine an object size, you can also use a Pair of probes or several coils of a single probe side by side be arranged.

Die Aufgabe wird auch durch im Wesentlichen eine - vorzugsweise eine einzige fluchtende - Reihe von nebeneinander angeordneten Puls-Induktions- Einzelsonden, die zu einer Detektorleiste zusammengesetzt sind gelöst. Durch die Leistenform wird auf kostengünstige Weise eine hohe Auflösung möglich, weil ein Abtasten nach dem Prinzip eines Scanners erreicht wird. Hierbei wird ein zweidimensionales Abbild eines Metallobjektes erreicht, wobei die Geschwindigkeit eines Förderbandes eine zweite Dimension darstellt. The task is also accomplished by essentially one - preferably one only aligned - row of pulse induction arranged side by side Individual probes, which are assembled to form a detector strip, are released. Thanks to the shape of the last, high resolution is achieved in a cost-effective manner possible because scanning is achieved on the principle of a scanner. A two-dimensional image of a metal object is achieved, the speed of a conveyor belt being a second dimension represents.

Ein gutes Auflösungsvermögen lässt sich dadurch erreichen, dass die Puls- Induktions-Einzelsonden jeweils eine Breite, vorzugsweise einen Durchmesser, von 1-5 cm, insbesondere etwa 2,5 cm, aufweisen, wobei mindestens 10, vorzugsweise 30 bis 60, insbesondere etwa 40, Sonden nebeneinander angeordnet sind. Good resolving power can be achieved if the pulse Induction individual probes each have a width, preferably one Have diameters of 1-5 cm, in particular about 2.5 cm, wherein at least 10, preferably 30 to 60, in particular about 40, probes are arranged side by side.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Detektors ist vorgesehen, dass die Puls-Induktions-Einzelsonden räumlich versetzt derart triggerbar, insbesondere in Gruppen von 5 bis 8 nicht nebeneinander angeordneten Sonden, ausgebildet sind, dass ein Mindestabstand von mindestens 5 cm, vorzugsweise 10 bis 17,5 cm, über die gesamte Detektorleiste sich fortsetzen kann. Durch die versetzte Triggerung können unerwünschte Einkopplungen der Sonden untereinander in einfacher Weise verhindert werden. Die Triggerung erfolgt in der Weise, dass die gleichzeitig getriggerten Sonden möglichst weit voneinander entfernt sind. In a preferred embodiment of the detector according to the invention it is provided that the individual pulse induction probes are spatially offset triggerable in this way, especially in groups of 5 to 8 not next to each other Arranged probes are designed that a minimum distance of at least 5 cm, preferably 10 to 17.5 cm, over the entire Detector bar can continue. Due to the offset triggering undesired coupling of the probes to one another in a simple manner be prevented. The triggering is done in such a way that the simultaneously triggered probes are as far apart as possible.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass im Bereich der Puls-Induktions- Einzelsonden jeweils zweite Puls-Induktions-Einzelsonde angeordnet sind, wobei jeweils ein Sondenpaar gebildet wird, was Fehlmessungen verhindert. Die Anordnung von mehreren Spulen oder Schleifen in einer einzigen Sonde ist zu diesem Zweck auch möglich. Furthermore, it is preferably provided that in the area of the pulse induction Individual probes, second pulse induction individual probes are arranged, where each pair of probes is formed, resulting in incorrect measurements prevented. The arrangement of several coils or loops in one single probe is also possible for this purpose.

Die Aufgabe wird auch durch eine Sortieranlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem erfindungsgemäßen Detektor gelöst. The task is also carried out by a sorting system inventive method with a detector according to the invention solved.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sortieranlage ist diese mit mindestens einer Auswerte-Einrichtung, die Signale des Detektors verarbeitet und mindestens einer Trennvorrichtung zum Trennen der Metallobjekte versehen, wobei der Detektor im Bereich eines Schüttgut- Förderbandes angeordnet ist. In an advantageous development of the sorting system according to the invention this with at least one evaluation device, the signals of the detector processed and at least one separator for separating the Metal objects provided, the detector in the area of a bulk Conveyor belt is arranged.

Eine zuverlässige und schnelle Trennung lässt sich dadurch erreichen, dass die Trennvorrichtung als Luftdüsen-Anordnung zum definierten Wegblasen der durch die Auswerte-Einrichtung ermittelten Metallobjekten ausgebildet ist. A reliable and quick separation can be achieved by the fact that the separating device as an air nozzle arrangement for defined blowing away of the metal objects determined by the evaluation device is.

Die Aufgabe wird auch durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 33 gelöst. The object is also achieved by a circuit arrangement according to claim 33 solved.

Bevorzugt ist die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, dass eine Diskriminierung bestimmter Metalle oder mineralhaltiger Fördergüter sowie das Anzeigen dieser Materialien möglich ist. Insbesondere ist es möglich, ein Ausfiltern (Diskriminierung) oder gezieltes Anzeigen bestimmter Metalle oder leitfähiger mineralischer, vorzugsweise magnetischer, Förgergüter zu erreichen. Auch eine materialgezielte Diskriminierung ohne Beeintächtigung einer Empfindlichkeitseinstellung für andere Metallobjekte ist möglich. The circuit arrangement is preferably designed such that a Discrimination against certain metals or mineral goods and it is possible to display these materials. In particular, it is possible a filtering (discrimination) or targeted display of certain metals or conductive mineral, preferably magnetic, materials to reach. Also material-based discrimination without harm a sensitivity setting for other metal objects is possible.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Erkennen von Objekten unterschiedlicher Materialien, vorzugsweise von Metallen, mittels mindestens einer Puls-Induktions-Spule gelöst, wobei neben mindestens eines infolge eines Impulses in der Puls-Induktion-Spule eigentlich induzierten Signals mindestens ein zweites in der Puls-Induktions-Spule induziertes Signal ausgewertet wird, welches sich aufgrund mindestens einer Materialeigenschaft des Objekts von dem eigentlichen ersten Signal unterscheidet. The task is also accomplished through a method of recognizing objects different materials, preferably metals, by means of solved at least one pulse induction coil, in addition to at least actually due to a pulse in the pulse induction coil induced signal at least a second one in the pulse induction coil induced signal is evaluated, which is due to at least a material property of the object from the actual first signal different.

Die Aufgabe wird auch durch eine Puls-Induktions-Einzelsonde mit mehreren Spulen, die als Puls-Induktionsspulen ausgebildet sind, gelöst, wobei eine erste Spule als Sendespule und eine zweite Spule als Empfangsspule vorhanden sind, wobei mindestens eine weitere Spule in der Sonde angeordnet ist, die als Sende- oder Empfangsspule ausgebildet ist und wobei die Spulen derart angeordnet, ausgebildet und gegeneinander geschaltet sind, dass eine Induktionsbalance zwischen mindestens zwei Spulen besteht. The task is also performed by a single pulse induction probe with several Coils, which are designed as pulse induction coils, solved, one first coil as a transmitting coil and a second coil as a receiving coil are present, with at least one further coil in the probe is arranged, which is designed as a transmitting or receiving coil and wherein the coils are arranged, formed and against each other are switched that an induction balance between at least two Coils.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet sowie in der Beschreibung näher erläutert. Further advantageous developments of the invention are in the Subclaims marked and explained in more detail in the description.

Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben werden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt: The invention and further advantages of the same are illustrated by the figures explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Sortieranlage zum erfindungsgemäßen Trennen von Metallobjekten und Fig. 1 shows a sorting system for separating metal objects and

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für einen erfindungsgemäßen Detektor; Figure 2 shows a circuit arrangement for a detector according to the invention.

Fig. 3 eine Darstellung von Signalverläufen, insbesondere von Primär- und Sekundärsignalen; 3 is an illustration of waveforms, in particular primary and secondary signals.

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung von Spulen einer Sonde, Fig. 4 shows a circuit arrangement of coils of a probe,

Fig. 5 und 6 Varianten von Spulenanordnungen. FIGS. 5 and 6 variations of coil arrangements.

Fig. 1 veranschaulicht eine Sortieranlage 1 zur Erkennung von Metallobjekten 2 und deren Trennung mit einem erfindungsgemäßen Detektor 3 mit Puls-Induktions-Einzelsonden 4, der auf dem Prinzip von induktiven Rückwirkungen basiert. Fig. 1 illustrates a sorting system 1 for the detection of metal objects 2 and their separation with an inventive detector 3 with pulse induction individual probes 4, which is based on the principle of inductive feedback.

Die Sortieranlage 1 weist eine als Vibrationsrinne 5 ausgebildete Verteileinrichtung von Objekten auf, insbesondere von Müll, die dazu vorgesehen ist, den Müll bzw. ein Schüttgut gleichmäßig auf ein Förderband 6 zu verteilen. The sorting system 1 has a distribution device for objects, in particular garbage, which is designed as a vibrating trough 5 and is intended to distribute the garbage or bulk material evenly on a conveyor belt 6 .

In dem Müll befinden sich die Metallobjekte 2, die getrennt werden müssen. In the garbage are the metal objects 2 that have to be separated.

Unter Metallobjekte im Sinne dieser Beschreibung sind ganze Gegenstände, Metallfragmente, Metallpartikel, metallhaltige Teile, wie Folien, Elektronikschrott, VA aus Schwermetallen (Schwimm-Sink-Anlagen), NE- Teile (Nicht-Eisen-Teile), Metallteile im Kornbereich von z. B. 10-200 mm, Buntmetalle und alle sonstigen Materialien, in denen Wirbelströme induziert werden können. Metal objects in the sense of this description include whole objects, Metal fragments, metal particles, metal-containing parts, such as foils, Electronic scrap, VA from heavy metals (floating-sink systems), NE- Parts (non-iron parts), metal parts in the grain area of z. B. 10-200 mm, non-ferrous metals and all other materials in which Eddy currents can be induced.

Eine Trennung von Schrederschwermüll nach dem Wirbelstromscheiderprinzip ist zusätzlich ebenfalls möglich und kann in den Trennprozess integriert werden. Der auf dem Förderband 6 verteilte Müll wird mit einer Geschwindigkeit von 1-3 m/s befördert und läuft, wie in Fig. 1 dargestellt ist, über den Detektor 3, der direkt unter dem Förderband 6 und quer zur Bewegungsrichtung des Mülls angeordnet und dort mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln befestigt ist. Höhere Fließbandgeschwindigkeiten sind ohne Weiteres aber möglich. A separation of shredder heavy waste according to the eddy current separator principle is also possible and can be integrated into the separation process. The garbage distributed on the conveyor belt 6 is conveyed at a speed of 1-3 m / s and runs, as shown in Fig. 1, over the detector 3 , which is arranged directly below the conveyor belt 6 and transversely to the direction of movement of the garbage and there is fastened with fasteners, not shown. However, higher assembly line speeds are easily possible.

Der Detektor 3 besteht erfindungsgemäß aus im Wesentlichen einer - vorzugsweise einer einzigen fluchtenden - Reihe der nebeneinander angeordneten Puls-Induktions-Einzelsonden 4, die zu einer Detektorleiste zusammengesetzt sind. Er weist im Wesentlichen eine Reihe von Sonden auf, was bedeutet, dass er nicht als Matrix angeordnet ist. Mit einer Reihenanordnung kann bei gleicher Anzahl von Puls-Induktions-Einzelsonden 4 eine viel höhere Auflösung erreicht, werden, als bei einer Matrixanordnung gemäß EP 0 743 539 A2. Eine Anordnung der Sonden 4 kann übereinander, überschneidend, versetzt oder im unterschiedlichen Winkel erfolgen. Eine Beeinflussung der Sonden 4 untereinander wird durch eine zeitlich versetzte Ansteuerung, wie noch später erläutert wird, verhindert. According to the invention, the detector 3 consists essentially of one row — preferably a single aligned row — of the pulse induction individual probes 4 arranged next to one another, which are combined to form a detector strip. It essentially has a series of probes, which means that it is not arranged as a matrix. A much higher resolution can be achieved with a row arrangement with the same number of pulse induction individual probes 4 than with a matrix arrangement according to EP 0 743 539 A2. The probes 4 can be arranged one above the other, overlapping, offset or at different angles. Influencing of the probes 4 with one another is prevented by a staggered actuation, as will be explained later.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sonden 4, wie in Fig. 1 veranschaulicht ist nebeneinander in einer einzigen Reihe fluchtend angeordnet, wobei dort nicht alle Sonden 4 dargestellt sind, sondern nur fünf, um das Prinzip zu erläutern. Die Puls-Induktions-Einzelsonden 4 weisen jeweils eine Breite, vorzugsweise einen Durchmesser, von 1-5 cm, insbesondere etwa 2,5 cm, auf, wobei mindestens 10, vorzugsweise 30 bis 60, insbesondere etwa 40, Sonden nebeneinander angeordnet sind. Bei der bevorzugten Ausbildung des Detektors 3 weist dieser eine Detektionslänge bzw. Breite von etwa 100 cm auf. Bei dieser gezeigten nicht versetzten Anordnung und bevorzugten Ausbildung der Sonden 4 ergibt sich eine hohe Empfindlichkeit auf unterschiedlich große Metallgegenstände. In the exemplary embodiment shown, the probes 4 , as illustrated in FIG. 1, are arranged in alignment next to one another in a single row, not all of the probes 4 being shown there, but only five in order to explain the principle. The pulse induction individual probes 4 each have a width, preferably a diameter, of 1-5 cm, in particular approximately 2.5 cm, at least 10, preferably 30 to 60, in particular approximately 40, probes being arranged next to one another. In the preferred embodiment of the detector 3 , it has a detection length or width of approximately 100 cm. With this arrangement of the probes 4 , which is not staggered and preferred, there is a high sensitivity to metal objects of different sizes.

Durch Verwendung von Ferritkernen, sogenannten Ferrittöpfen oder sonstigen Ferritelementen kann die Empfindlichkeit gesteigert werden. By using ferrite cores, so-called ferrite pots or The sensitivity can be increased in other ferrite elements.

Die Sonden weisen eine kreisförmige Detektionsfläche auf, wie ferner noch in Fig. 1 zu erkennen ist. Andere Flächen sind aber auch möglich. The probes have a circular detection surface, as can also be seen in FIG. 1. Other areas are also possible.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Detektors 3 sind die Puls-Induktions- Einzelsonden 4 räumlich versetzt derart triggerbar, insbesondere in Gruppen von 5 bis 8 nicht nebeneinander angeordneten Sonden, ausgebildet, dass ein Mindestabstand von mindestens 5 cm, vorzugsweise 10 bis 17,5 cm, über die gesamte Detektorleiste sich fortsetzen kann. Dies verhindert eine Beeinflussung der Sonden 4 untereinander, wie oben schon angedeutet. D. h., dass niemals zwei benachbarte oder räumlich nahe Sonden 4 gleichzeitig aktiviert werden. Dies ist für eine Auswertung von großer Wichtigkeit. Bei größeren Sondendurchmessern muss der Abstand zwischen den gleichzeitig sendenden Sonden 4 entsprechend größer gewählt werden. In an advantageous embodiment of the detector 3 , the pulse induction individual probes 4 can be triggered spatially offset, in particular in groups of 5 to 8 probes not arranged next to one another, such that a minimum distance of at least 5 cm, preferably 10 to 17.5 cm, can continue over the entire detector bar. This prevents the probes 4 from influencing one another, as already indicated above. This means that two adjacent or spatially close probes 4 are never activated at the same time. This is of great importance for an evaluation. With larger probe diameters, the distance between the simultaneously transmitting probes 4 must be chosen to be correspondingly larger.

Um die Störsicherheit zu erhöhen und Fehlmessungen zu vermeiden sind im Bereich der Puls-Induktions-Einzelsonden 4 jeweils zweite nicht dargestellte Puls-Induktions-Einzelsonden angeordnet, wobei jeweils ein Sondenpaar gebildet wird. Erst wenn das Sondenpaar ein einheitliches Ergebnis liefert, ist dieses richtig. In order to increase the interference immunity and to avoid incorrect measurements, second pulse induction individual probes (not shown) are arranged in the area of the pulse induction individual probes 4 , a pair of probes being formed in each case. Only when the pair of probes delivers a uniform result is this correct.

Wenn der Müll durch den Detektor 3 detektiert worden ist, fallen die Müllteile, d. h. Metallobjekte 2 zusammen mit dem restlichen Müll im freien Fall. Durch ihre Geschwindigkeit fallen die Teile normalerweise, wenn sie nicht abgebremst oder umgelenkt werden, über eine Grenze 7. Hinter der Grenze 7 befindet sich ein weiteres nicht dargestelltes Laufband, das den nicht mit Hilfe des Detektors 3 aussortierten Müll weiterbefördert, um ggf. weiter aussortiert zu werden. Vor der Grenze 7 fallen mit Hilfe der Trennvorrichtung 8 die detektierten Metallobjekte 2 aber in einen Sammelbehälter oder in ein weiteres Förderband. When the garbage has been detected by the detector 3 , the garbage parts, ie metal objects 2 , fall together with the remaining garbage in free fall. Due to their speed, the parts normally fall over a limit 7 if they are not braked or deflected. Behind the boundary 7 there is a further treadmill, not shown, which conveys the garbage not sorted out with the aid of the detector 3 in order to be further sorted out, if necessary. Before the boundary 7 , the detected metal objects 2 fall into a collecting container or into a further conveyor belt with the aid of the separating device 8 .

Die Trennvorrichtung ist als Luftdüsen-Anordnung 8 zum definierten Wegblasen der durch eine nicht dargestellte Auswerte-Einrichtung ermittelten Metallobjekte 2 ausgebildet. Die Luftdüsen-Anordnung bzw. das Luftdüsensystem weist eine Reihe von nebeneinander angeordneten Luftdüsen mit ansteuerbaren Luftventilen auf, die parallel zum Detektor 3 ausgerichtet ist. Die Luftdüsen 9 sind außerdem nach unten z. B. etwa im 45° Winkel angeordnet, wie in Fig. 1 veranschaulicht ist. Eine Beblasung von unten nach oben (z. B. direkt im Bandbereich) und/oder Anordnung von mehreren Trennvorrichtungen 8 hintereinander ist auch möglich. Auch die Auslösung mehrerer Blasventile durch mehrere Sonden ist bei großen Objekten gleichzeitig möglich. The separating device is designed as an air nozzle arrangement 8 for the defined blowing away of the metal objects 2 determined by an evaluation device (not shown ) . The air nozzle arrangement or the air nozzle system has a number of side-by-side air nozzles with controllable air valves, which is aligned parallel to the detector 3 . The air nozzles 9 are also z. B. arranged approximately at a 45 ° angle, as illustrated in Fig. 1. Blowing from bottom to top (e.g. directly in the belt area) and / or arranging several separating devices 8 in series is also possible. The triggering of several blow valves by several probes is also possible for large objects at the same time.

Prinziphaft sind in Fig. 1 nur ebenfalls fünf Luftdüsen 9 dargestellt. Besonders zweckmäßig ist es, die gleiche Anzahl von Luftdüsen 9 anzuordnen, wie Puls-Induktions-Einzelsonden 4 auf der Detektorleiste vorhanden sind, wobei die einzelnen Luftdüsen 9 zu einer dem Detektor 3 korrespondierenden Lüftdüsenleiste angeordnet sind. Jeweils eine Luftdüse 9 ist einem korrespondierenden Puls-Induktions-Einzelsensor 4 dann zugeordnet und auf gleicher Linie angeordnet. In principle, only five air nozzles 9 are also shown in FIG. 1. It is particularly expedient to arrange the same number of air nozzles 9 as there are individual pulse induction probes 4 on the detector strip, the individual air nozzles 9 being arranged to form an air nozzle strip corresponding to the detector 3 . An air nozzle 9 is then assigned to a corresponding pulse induction individual sensor 4 and arranged on the same line.

Die Auswertevorrichtung und die Trennvorrichtung können auch derart modifiziert werden, dass z. B. eine von der Lage eines Objekts oder eines anderen Kriteriums abhängige Trennung auch mit anderen Sensoren, z. B. Metallsensoren, die nicht als Puls-Sensoren ausgebildet sind, möglich ist. The evaluation device and the separating device can also be of this type be modified that z. B. one of the location of an object or one other criterion-dependent separation also with other sensors, e.g. B. Metal sensors that are not designed as pulse sensors are possible.

Die Trennvorrichtung 8 ist derart steuerbar, dass sie in Abhängigkeit der Materialeigenschaft und/oder des Ortes und/oder der Größe und/oder der Form eines ermittelten Metallobjektes eine Trennung vornimmt. So kann eine Trennung grundsätzlich nach einem bestimmten Buntmetall erfolgen (Materialeigenschaft) oder unter Berücksichtigung in welchem Luftdüsenbereich das Metallobjekt auf dem Förderband läuft, d. h. linke Düsen, mittlere Düsen usw. (Ort) oder in Abhängigkeit der Grundfläche des Metallobjekts (Größe) damit die Düsen entsprechend lang oder intensiv (oder beides) aktiviert werden können oder unter Berücksichtigung einer typischen Form, z. B. Getränkedose, oder sonstigen Form, z. B. längliches Objekt, oder einer z. B. schrägwinkeligen Lage eines länglichen Objektes auf dem Förderband (Form) oder nach einer beliebigen Kombination dieser Kriterien erfolgen, vorzugsweise aber aller Kriterien. Entsprechend können die Luftdüsen in allen Fällen zeitlich und/oder intensiv angesteuert werden. Grundsätzlich können mit der Trennvorrichtung nicht nur Metallobjekte getrennt werden, was z. B. auch durch einen zusätzlichen oder diesen auch Nichtmetall-Detektor teilweise erreicht werden kann, wie später erläutert ist. The separating device 8 can be controlled in such a way that it performs a separation depending on the material property and / or the location and / or the size and / or the shape of a metal object determined. So a separation can basically take place according to a certain non-ferrous metal (material property) or taking into account in which air nozzle area the metal object runs on the conveyor belt, i.e. left nozzles, middle nozzles etc. (location) or depending on the base area of the metal object (size) the nozzles correspondingly long or intensive (or both) can be activated or taking into account a typical shape, e.g. B. beverage can, or other form, for. B. elongated object, or a z. B. oblique position of an elongated object on the conveyor belt (shape) or any combination of these criteria, but preferably all criteria. Accordingly, the air nozzles can in all cases be activated chronologically and / or intensively. Basically, not only metal objects can be separated with the separating device, which, for. B. can also be partially achieved by an additional or this non-metal detector, as will be explained later.

Eine Detektion aller vier genannten Kriterien ist mit dem nicht optischen Detektor möglich, weil seine Einzelsonden, im Prinzip wie ein Pixel einer CCD-Kamera wirken, so dass ein "fotografisches" Abbild des vorbeilaufenden Metallobjekts 2 erfolgt. Eine Kombination mit anderen optischen Systemen, z. B. mit einer Lichtschranke oder einer Zeilenkamera, ist möglich. A detection of all four criteria mentioned is possible with the non-optical detector because its individual probes, in principle, act like a pixel of a CCD camera, so that a "photographic" image of the passing metal object 2 takes place. A combination with other optical systems, e.g. B. with a light barrier or a line scan camera is possible.

Die Trennvorrichtung 8 weist bevorzugt Luftblas-Elemente, vorzugsweise Luftdüsen und Ventile, auf, aber auch andere Trennelemente, z. B. nach magnetischen Prinzipien, sind ebenfalls möglich. The separating device 8 preferably has air-blowing elements, preferably air nozzles and valves, but also other separating elements, e.g. B. according to magnetic principles are also possible.

Die Auswerte-Einrichtung, die Signale des Detektors 2 empfängt und verarbeitet, wird mit der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung realisiert. Mit dieser Schaltungsanordnung ist ein Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. The evaluation device, which receives and processes signals from the detector 2 , is implemented with the circuit arrangement shown in FIG. 2. This circuit arrangement makes it possible to carry out the method according to the invention.

Die Schaltung zeigt Operationsverstärkerschaltungen 10, die den Puls- Induktions-Einzelsonden 3 zugeordnet sind. Diese Induktions-Einzelsonden senden monopolare oder bipolare Einzelimpulse unterschiedlicher Länge; selbstverständlich können auch Serien von unterschiedlich langen Pulsen von der Sendespule nacheinander gesendet werden. Die Frequenz oder die Pulsbreite der Pulse können innerhalb eines bestimmten Frequenzspektrums eingeschaltet oder durchgewobbelt werden. Die Sonden 3 sind in Fig. 2 als Induktionsschleifen 11 dargestellt und auch so ausgebildet, wobei ein Sondengehäuse nicht dargestellt ist. Die beiden Enden der Induktionsschleifen 11 (oder Spulen) sind mit den Eingängen von Operationsverstärkern 12 verbunden und an + und - angeschlossen. Zwischen minus und einem Schleifenende ist ein Halbleiterschaltelement 13 vorhanden, mit dem ein Rechtecksendeimpuls erzeugt wird. Anstelle der Operationsverstärkerschaltungen sind auch andere Verstärkerschaltungen möglich. Ebenfalls ist denkbar, die Erzeugung von sinusförmigen Signalen mit ein oder mehreren Frequenzen, die nacheinander gesendet werden. The circuit shows operational amplifier circuits 10 which are assigned to the pulse induction individual probes 3 . These induction single probes send monopolar or bipolar single pulses of different lengths; Of course, series of pulses of different lengths can also be sent in succession by the transmitter coil. The frequency or the pulse width of the pulses can be switched on or swept through within a certain frequency spectrum. The probes 3 are shown in FIG. 2 as induction loops 11 and are also designed in this way, a probe housing not being shown. The two ends of the induction loops 11 (or coils) are connected to the inputs of operational amplifiers 12 and connected to + and -. A semiconductor switching element 13 is present between minus and one loop end, with which a square-wave transmission pulse is generated. Instead of the operational amplifier circuits, other amplifier circuits are also possible. It is also conceivable to generate sinusoidal signals with one or more frequencies that are sent in succession.

Die Operationsverstärkerschaltungen 10 sind gruppenweise mit einem Zählerbaustein 14 verbunden. Der an einem Taktgenerator 16 angeschlossene Zählerbaustein 14 weist mehrere Ausgänge A, B, C auf, die nacheinander logisch High gesetzt werden. Diese sind mit Steuereingängen der Halbleiterschaltelemente 13 derart verbunden, dass jeweils eine Gruppe A, B oder C von nicht benachbarten Sensoren 4 bzw. Induktionsschleifen einen Reckeckimpuls senden, um die bereits beschriebene Vermeidung einer Beeinflußung der Sensoren 4 untereinander zu erreichen. Weiterhin sind die Ausgänge A, B, C des Zählerbausteins 14 mit einer Zeitablaufsteuerung 15 verbunden, wobei nur ein Kanal A dargestellt ist. Sie steuert einzelne Sample- und Hold-Stufen 17 zum Abtasten jeweils einer z. B. exponentiell fallenden Anklingkurve von in den Schleifen 1 l induzierten Sekundärsignalen. The operational amplifier circuits 10 are connected in groups to a counter module 14 . The counter module 14 connected to a clock generator 16 has a plurality of outputs A, B, C, which are set logically high one after the other. These are connected to control inputs of the semiconductor switching elements 13 in such a way that a group A, B or C of non-adjacent sensors 4 or induction loops each send a stretching corner pulse in order to achieve the already described avoidance of influencing the sensors 4 with one another. Furthermore, the outputs A, B, C of the counter module 14 are connected to a timing control 15 , only one channel A being shown. It controls individual sample and hold stages 17 for sampling one z. B. exponentially falling response curve of secondary signals induced in the loops 1 l.

Die Sample- und Hold-Stufen 17 sind nach den Ausgängen der Operationsverstärker 12 angeordnet und mit diesen verbunden, wobei jeweils zwei Sample- und Hold-Stufen 17 für in diesem Fall zwei Abtastwerte pro Abklingkurve vorhanden sind. The sample and hold stages 17 are arranged after the outputs of the operational amplifiers 12 and connected to them, two sample and hold stages 17 being present for two samples per decay curve in this case.

Nach den Sample- und Hold-Stufen 17 folgen zwei Verstärkungselemente 18, 19 mit denen ein Rücksetzen der Abtastwerte möglich ist (Reset- Leitung 20, die mit einer Logiksteuerung 25 verbunden ist). Die Verstärkung des zweiten Verstärkungselementes 19 (zweites Zeitfenster) ist zum Verschieben eines Diskriminationspunktes veränderbar, damit in jedem Fall diese höher als die Verstärkung des ersten Verstärkungselementes 18 (erstes Zeitfenster) ist. Bei mehreren Zeitfenstern, die später näher beschrieben sind muss die Verstärkung in zweiten, dritten und weiteren Zeitfenstern ebenfalls veränderbar sein. After the sample and hold stages 17 there follow two amplification elements 18 , 19 with which a resetting of the sampled values is possible (reset line 20 , which is connected to a logic controller 25 ). The gain of the second gain element 19 (second time window) can be changed to shift a discrimination point, so that in each case it is higher than the gain of the first gain element 18 (first time window). In the case of several time windows, which will be described in more detail later, the gain in second, third and further time windows must also be changeable.

Nach den Sample- und Hold-Stufen folgen analoge Subtraktionselementen 22 für ein schnelles Subtrahieren der Abtastwerte. After the sample and hold stages, analog subtraction elements 22 follow for rapid subtraction of the samples.

Ein in Fig. 2 gezeigter A/D-Wandler 23 dient zum digitalisieren des ersten analogen Abtastwertes. Ein weiterer in Fig. 2 gezeigter A/D-Wandler 24dient zum digitalisieren des analogen Differenzwertes. Die A/D-Wandler 23, 24 können im einfachten Fall durch Komparatoren ersetzt werden. An A / D converter 23 shown in FIG. 2 serves to digitize the first analog sample value. Another A / D converter 24 shown in FIG. 2 is used to digitize the analog difference value. The A / D converter 23 , 24 can be replaced by comparators in the simplest case.

Weiterhin ist eine Logiksteuerung 25 zum Verarbeiten der digitalisierten Abtastwerte und der digitalisierten Differenzwerte und Ausgeben von Steuerbefehlen zur Steuerung der Trennvorrichtung 8 vorgesehen. Furthermore, a logic controller 25 is provided for processing the digitized samples and the digitized difference values and outputting control commands for controlling the separating device 8 .

Das Abtasten ist prinzipiell auch mit anderen Abtastmitteln anstelle der Sample- und Hold-Stufen 17 möglich. Die dargestellte Zeitablaufsteuerung 14, der Zählerbaustein 15, der Taktgenerator 16, die A/D-Wandler 23, 24 müssen auch nicht unbedingt gesonderte Bausteine sein. Sie können in einem oder mehreren Bausteinen integriert werden. Auch die Einhaltung welche Signale analog oder digital sind kann verändert werden. In principle, scanning is also possible with other scanning means instead of the sample and hold stages 17 . The time control 14 shown , the counter module 15 , the clock generator 16 , the A / D converter 23 , 24 do not necessarily have to be separate modules. They can be integrated in one or more modules. Compliance with which signals are analog or digital can also be changed.

Mit dieser Schaltungsanordnung ist ein Verfahren zum Aussortieren von Metallobjekten 2, einer bestimmten Materialeigenschaft, insbesondere von Buntmetallen untereinander, eines Schüttguts unter Verwendung eines Detektors 4, welcher mindestens eine Detektion der Materialeigenschaft und Erfassung des Ortes eines Metallobjektes 2 innerhalb des Schüttguts vornimmt möglich. With this circuit arrangement, a method for sorting out metal objects 2 , a certain material property, in particular non-ferrous metals among one another, of a bulk material is possible using a detector 4 , which detects at least the material property and detects the location of a metal object 2 within the bulk material.

Die Detektion erfolgt erfindungsgemäß mittels mehrerer, vorzugsweise einer Vielzahl, der Puls-Induktions-Einzelsonden 4, die den Detektor 3, vorzugsweise wie eingangs beschrieben, bilden und z. B. Sekundärsignale erfassen, wobei Änderungen der von den Metallobjekten 2 ausgestrahlten z. B. Sekundärsignalen zum Aussortieren ausgewertet werden. The detection is carried out according to the invention by means of a plurality, preferably a plurality, of the pulse induction individual probes 4 , which form the detector 3 , preferably as described at the beginning, and z. B. capture secondary signals, changes in the radiated from the metal objects 2 z. B. secondary signals to be sorted out.

Bei der gezeigten Schaltungsanordnung wird jeweils eine Signaländerung einer Puls-Induktions-Einzelsonde 4 durch ein Analogsignal in Form einer exponentiell fallenden Abklingkurve dargestellt, wobei ein in einem ersten Zeitfenster (Verstärker 18) aufintegriertes (Kondensator der Sample- und Hold-stufe 17) erstes Signal gebildet wird - welches zeitnah zu einem Rechteck-Sendeimpuls (Zählerbaustein 14) ist und mindestens einen ersten Abtastwert bildet. In the circuit arrangement shown, a signal change of a single pulse induction probe 4 is represented by an analog signal in the form of an exponentially falling decay curve, with a first signal integrated in a first time window (amplifier 18 ) (capacitor of the sample and hold stage 17 ) is formed - which is close to a rectangular transmission pulse (counter module 14 ) and forms at least a first sample value.

Weiterhin wird bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ein in einem zweiten Zeitfenster (Verstärker 19) aufintegriertes zweites Signal gebildet, welches im flacheren Verlauf der Abklingkurve entsteht und einen zweiten Abtastwert bildet, wobei ein Differenzsignal (Subtrahieher 22) aus den beiden Zeitfenstern erzeugt wird, welches eine Information über die Steilheit der Abklingkurve beinhaltet, die einer Zeitkonstante des Metallobjekts entspricht und zum Aussortieren dient. Furthermore, in the circuit arrangement according to FIG. 2, a second signal integrated in a second time window (amplifier 19 ) is formed which arises in the flatter course of the decay curve and forms a second sample value, a difference signal (subtractor 22 ) being generated from the two time windows, which contains information about the steepness of the decay curve, which corresponds to a time constant of the metal object and is used for sorting.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders zweckmäßig, dass das Differenzsignal, welches durch den Subtrahierer 22 gebildet wird, ein analoges Signal ist. In the method according to the invention, it is particularly expedient that the difference signal, which is formed by the subtractor 22 , is an analog signal.

Gemäß der EP 0 729 039 A2 (Fig. 3) können bei diesem Verfahren ebenfalls mehr als drei, z. B. acht, Abtastwerte gebildet werden. Eine anschließende rechnerische Verarbeitung erfolgt bevorzugt in digitaler Form. Eine vollstängige analoge Verarbeitung ist aber auch möglich. Bevorzugt werden ein Teil der Abtastwerte zu einer ersten Summe aufaddiert und durch einen Differenzverstärker von einer zweiten Summe des anderen Teils der Abtastwerte subtrahiert. According to EP 0 729 039 A2 ( FIG. 3), more than three, e.g. B. eight, samples are formed. Subsequent processing is preferably carried out in digital form. Complete analog processing is also possible. A part of the samples is preferably added up to a first sum and subtracted from a second sum of the other part of the samples by a differential amplifier.

Möglich ist auch, dass bei Erreichen einer vorgegebenen Signalstärke bei einem der ersten Zeitfenstern eine Speicherung der übrigen Abtastwerte - vorzugsweise mit einem Mikroprozessor - erfolgt, und dass die abgespeicherten Abtastwerte mit Referenzwerten verglichen werden, die bestimmten Materialeigenschaften von Metallobjekten zugeordnet sind. It is also possible that when a predetermined signal strength is reached one of the first time windows storing the remaining samples - preferably with a microprocessor - and that the stored samples are compared with reference values that are assigned to certain material properties of metal objects.

Grundsätzlich ist es wichtig, dass die Puls-Induktions-Einzelsonden 4 der Reihenfolge nach zeitversetzt gepulst werden, wobei, wie durch die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung gezeigt worden ist, Gruppen von - anstelle von nur zwei Sonden (vgl. z. B. Kanal A) - 5 bis 8 nicht nebeneinander angeordneten Puls-Induktions-Einzelsonden 3 nacheinander gepulst werden. In principle, it is important that the pulse induction individual probes 4 are pulsed with a delay in order, as shown by the circuit arrangement shown in FIG. 2, groups of - instead of just two probes (cf. e.g. Channel A) - 5 to 8 pulse induction individual probes 3 which are not arranged next to one another can be pulsed one after the other.

Eine Auswertung der Abtastergebnisse erfolgt durch einen Mikroprozessor in den Zeitzwischenräumen zwischen den einzelnen Pulsen. Ein Abtasten und eine Signalverarbeitung in der Logiksteuerung 25 ist nicht nur auf exponentiell fallende Abklingkurven während dieser Abtastzeit beschränkt, sondern auch während einer Primärphase PF und mit anderen Signalveräufen S1-S6 möglich und vorteilhaft, wie später erläutert ist. A microprocessor evaluates the scanning results in the time intervals between the individual pulses. Sampling and signal processing in the logic controller 25 is not only limited to exponentially falling decay curves during this sampling time, but is also possible and advantageous during a primary phase PF and with other signal curves S1-S6, as will be explained later.

Ein Verfahren, mit dem eine Erkennung einer Materialeigenschaft eines Objekts weiter verbessert wird, ist nachfolgend beschrieben. A method with which a material property of a Object is further improved is described below.

Zum Erkennen von Objekten 2, 50-53 unterschiedlicher Materialien, die in Fig. 1 prinziphaft abgebildet sind, vorzugsweise von Metallen aber auch Nicht-Metallen, die elektrisch leifähig sind, wie Salze, wird mittels den in Fig. 1 dargestellten Sonden 4 bzw. Puls-Induktions-Spulen 4 (Fig. 4) ein Primärimpuls P2 gesendet, welcher in Fig. 3 veranschaulicht ist. For recognizing objects 2, 50-53 of different materials that are ready in principle, in FIG. 1, preferably of metals as well as non-ferrous metals that are electrically leifähig such as salts, by means of the illustrated in Fig. 1 probes 4 and Pulse induction coils 4 ( FIG. 4) sent a primary pulse P2, which is illustrated in FIG. 3.

Es wird also neben dem eigentlich induzierten Signal S4, S5, S6 (Fig. 3), der infolge des Impulses P2, der an sich bekannt ist (vgl. GB 20 41 532), in der Puls-Induktion-Spule 4 zusätzlich noch ein anderes Signal ausgewertet. Dieses andere Signal ist ein zweites in derselben Puls-Induktions-Spule 4 induziertes Signal z. B. S1, S2, S3, welches sich aufgrund mindestens einer Materialeigenschaft des Objekts 2, 50-53 von dem eigentlichen ersten Signal S4, S5, S6 unterscheidet. So it is in addition to the actually induced signal S4, S5, S6 ( Fig. 3), due to the pulse P2, which is known per se (see GB 20 41 532), in the pulse induction coil 4 in addition other signal evaluated. This other signal is a second signal induced in the same pulse induction coil 4 . B. S1, S2, S3, which differs from the actual first signal S4, S5, S6 due to at least one material property of the object 2 , 50-53 .

Eine - nicht dargestellte - vorteilhafte Ausführung dieses Verfahrens besteht darin, das zweite Signal ohne weitere Impulse P2 als induzierte Spannung bzw. Strom zu erkennen, wobei eines dieser nicht verwendeten Impulse P2 in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Spannung wird induziert, wenn ein - im einfachsten Fall - Permanentmagnet durch das in Fig. 1 dargestellte Fördenband 6 läuft. Zwischen der Puls-Induktions-Spule 4 und einem magnetischen Objekt 50, insbesondere einem ferromagnetischen Objekt 51 findet eine Relativbewegung statt, die eine Induktions-Wechselspannung in der Puls-Induktions-Spule 4 hervorruft. Die Induktions-Wechselspannung kann gemessen oder abgetastet werden und ist abhängig von der Geschwindigkeit des Förderbandes. Aber auch weniger magnetische Materialien, im Prinzip alle magnetischen Materialien, können durch diesen Effekt, auch ohne einen Impuls P2, erkannt werden. Auf diese Weise können Elektromotoren oder dergleichen, die Permanentmagnete oder magnetische Werkstoffe ohne zusätzliche Sensoren detektiert werden. An advantageous embodiment of this method (not shown) consists in recognizing the second signal as an induced voltage or current without further pulses P2, one of these unused pulses P2 being shown in FIG. 3. This voltage is induced when a - in the simplest case - permanent magnet runs through the conveyor belt 6 shown in FIG. 1. A relative movement takes place between the pulse induction coil 4 and a magnetic object 50 , in particular a ferromagnetic object 51 , which causes an alternating induction voltage in the pulse induction coil 4 . The induction AC voltage can be measured or scanned and depends on the speed of the conveyor belt. However, less magnetic materials, in principle all magnetic materials, can also be recognized by this effect, even without a pulse P2. In this way, electric motors or the like, the permanent magnets or magnetic materials can be detected without additional sensors.

Zweckmäßigerweise wird aber das zweite Signal durch einen Sendeimpuls P2 erzeugt, welches gegenüber einem Pulssignal des ersten eigentlichen Signals eine unterschiedliche Polarität und/oder eine unterschiedliche Impulsbreite und/oder Impulshöhe, vorzugsweise jedoch eine unterschiedliche Polarität und Impulsbreite, insbesondere eine negative Polarität und größere Impulsbreite, aufweist, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das zweite Signal S1, S2, S3 wird durch den Impuls P2 erzeugt. Dieser ist dem Impuls P1 zeitlich direkt vorgeordnet. Dies bedeutet in dem gezeigten Fall, dass die aufsteigende Impulsflanke des Signals P2 direkt in die aufsteigende Flanke des Signals P1 übergeht. Das zweite Signal S1, S2, S3 stellt ein Primärsignal dar, wobei das eigentliche erste Signal ein Sekundärsignal S4, S5, S6 darstellt. Beide Signale S1, S4; S2, S5; S3,S6 werden zur Erkennung des Objekts 2, 50-53 durch eine vergleichbare Schaltungsanordnung gem. Fig. 2 abgetastet und ausgewertet. In einem anderen Fall können die Impulse P2 beispielsweise durch an die andere Polarität geschaltete zweite nicht dargestellte Halbleiterschaltelemente erzeugt werden, wobei die zeitliche Steuerung der Schaltung sowie der Auswertung entsprechend angepasst ist. However, the second signal is expediently generated by a transmission pulse P2, which has a different polarity and / or a different pulse width and / or pulse height compared to a pulse signal of the first actual signal, but preferably a different polarity and pulse width, in particular a negative polarity and larger pulse width, as shown in FIG. 3. The second signal S1, S2, S3 is generated by the pulse P2. This is directly upstream of pulse P1. In the case shown, this means that the rising pulse edge of the signal P2 merges directly into the rising edge of the signal P1. The second signal S1, S2, S3 represents a primary signal, the actual first signal representing a secondary signal S4, S5, S6. Both signals S1, S4; S2, S5; S3, S6 are used for recognizing the object 2 , 50-53 by a comparable circuit arrangement according to. Fig. 2 sampled and evaluated. In another case, the pulses P2 can be generated, for example, by second semiconductor switching elements (not shown) connected to the other polarity, the timing of the circuit and the evaluation being adapted accordingly.

Der Impuls P2 ist einer Primärphase PF zugeordnet und mit dieser zeitlich identisch. Der Impuls P1, der durch die Sendespule automatisch nach Abschalten von P2 generiert wird, wird einer Sekundärphase SF zeitlich zugeordnet, wobei diese Impulsdauer erheblich kürzer als eine Auswertephase SF ist, mindestens jedoch 0,5% davon. Beide Phasen PF, SF sind Auswertephasen, die durch jeweils einen Zeitpfeil in Fig. 3 dargestellt sind. In diesen Phasen PF, SF ergeben sich signifikante Signaländerungen, wie gut zu sehen ist. Diese Phasen PF, SF enthalten die Information über die Materialeigenschaft eines Objekts. The pulse P2 is assigned to a primary phase PF and is identical in time with it. The pulse P1, which is automatically generated by the transmitter coil after P2 has been switched off, is temporally assigned to a secondary phase SF, this pulse duration being considerably shorter than an evaluation phase SF, but at least 0.5% thereof. Both phases PF, SF are evaluation phases, which are each represented by a time arrow in FIG. 3. In these phases PF, SF there are significant signal changes, as can be clearly seen. These phases PF, SF contain information about the material properties of an object.

Der Signalverlauf TX entspricht einem typischen Signal in einer Sendespule, wobei eine Gegeninduktionsspannung (P1) von z. B. 100 bis 800 Volt entstehen kann. Die Signale S1-S6 entsprechen Signale in einer Empfangsspule. Während bei Anordnung mit nur einer Spule ein Umschalten (von TX auf RX) erforderlich ist, kann mit getrennten Sende- und Empfangsspulen im gesamten Zeitverlauf sowohl gesendet, als auch empfangen werden. Nur bei Auftreten einer Gegeninduktionsspannung P1 ist es zweckmäßig direkt nach der Sendephase einen Empfänger kurz auszuschalten. The signal curve TX corresponds to a typical signal in a transmitter coil, wherein a mutual induction voltage (P1) of z. B. 100 to 800 volts can arise. The signals S1-S6 correspond to signals in one Receiver coil. While with arrangement with only one coil Switching (from TX to RX) is required, can be carried out with separate and receiving coils both sent and broadcast throughout the course of time be received. Only when a counter-induction voltage occurs P1 it is useful to have a receiver shortly after the transmission phase off.

Besonders wichtig ist es, dass während der Primärphase PF, in der noch ein Sendeimpuls P2 vorhanden ist, eine Signalauswertung erfolgt, weil Materialeigenschaften sehr deutlich anhand dieses Impulsverlaufes erkannt werden können. It is particularly important that during the primary phase PF, in which there is still a Transmitting pulse P2 is present, a signal is evaluated because Material properties recognized very clearly on the basis of this pulse curve can be.

Sehr relevant ist auch, dass die in den Signalen enthaltene Information der Materialeigenschaft, die ausgewertet wird, eine Magneteigenschaft, insbesondere eine ferromagmetische Magneteigenschaft und/oder die elektrische Leitfähigkeit und/oder ein Schwingungsverhalten des Objekts ist. It is also very relevant that the information contained in the signals of the Material property that is being evaluated, a magnetic property, in particular a ferromagnetic magnet property and / or the electrical conductivity and / or a vibration behavior of the object is.

Dieses soll anhand der Fig. 3 erläutert werden. Fig. 3 zeigt fünf Spannungsverläufe, wobei jede Grundlinie 0 Volt darstellt. Die oberste Kurve (TX) zeigt den Impulsverlauf in einer Sendespule TX mit einem längeren Impuls P2 (Primärphase) als der Gegenspannungsimpuls P1. Der Impuls P2 ist mindestens fünf mal länger, kann aber grundsätzlich auch viel länger sein. Der Impuls P2 ist negativ. Alle anderen Kurven stellen Induktionsspannungen in einer Empfangsspule RX dar. Für die Erregung von schwingfähigem Draht können auch kürzere Pulse (P2) nötig sein. This will be explained with reference to FIG. 3. Fig. 3 shows five voltage curves, wherein each baseline is 0 volts. The top curve (TX) shows the pulse shape in a transmitter coil TX with a longer pulse P2 (primary phase) than the counter voltage pulse P1. The pulse P2 is at least five times longer, but can in principle also be much longer. Pulse P2 is negative. All other curves represent induction voltages in a receiving coil RX. Shorter pulses (P2) may also be necessary to excite vibrating wire.

Der zweite Spannungsverlauf NM entsteht im Fall, wenn kein metallisches oder elektrisch leitfähiges Objekt detektiert wird. Diese Spannungsänderungen sind vernachlässigbar und deuten auf ein solches Objekt hin. The second voltage curve NM arises when there is no metallic one or electrically conductive object is detected. This Changes in voltage are negligible and indicate such a change Object.

Die dritte Kurve Cu zeigt die Reaktion der Sonde 4 bei einem Massivteil aus Kupfer. Während der Primärphase PF entsteht ein steiler Anstieg nach oben und ein langsames Abklingen der Spannung (S1), dagegegen ist der Anstieg in der Sekundärphase SF gering sowie das Abklingen langsam (54). Dieser Signalverlauf ist typisch für dieses Material. Massives Alumunium weist einen ähnliche Verlauf auf. The third curve Cu shows the reaction of the probe 4 with a solid part made of copper. During the primary phase PF there is a steep increase upwards and a slow decay of the voltage (S1), whereas the increase in the secondary phase SF is small and the decay is slow ( 54 ). This waveform is typical of this material. Solid aluminum has a similar course.

Völlig anders ist es bei Eisen (Fe-Kurve). Diese vierte Kurve weist sogar zuerst einen negativen Verlauf auf (S2). Ferromagnetische Metalle erzeugen ein negatives Signal, welches getrennt ausgewertet werden kann. It is completely different with iron (Fe curve). This fourth curve even shows first a negative trend on (S2). Generate ferromagnetic metals a negative signal, which can be evaluated separately.

Wie anhand der fünften Kurve FT gut zu sehen ist, welche einen Signalverlauf bei einem Folienteil darstellt, ist dieser auch sehr gut von dem Signalverlauf anderer Metalle zu unterscheiden, wobei die Kurve FT auch typisch für VA-Metall ist. Da diese Kurve auch einen Nulldurchgang (Z) aufweist, ist eine Zeitmessung dieses Punktes ab der fallenden Impulsflanke des Sendeimpulses P2 möglich. Dieses Messergergebnis dient ebenfalls zur elektronischen Auswertung und zum Trennen mittels einer Trennvorrichtung 8. As can be clearly seen from the fifth curve FT, which represents a signal curve for a film part, this can also be distinguished very well from the signal curve of other metals, the curve FT also being typical of VA metal. Since this curve also has a zero crossing (Z), a time measurement of this point is possible from the falling pulse edge of the transmission pulse P2. This measurement result is also used for electronic evaluation and for separation by means of a separation device 8 .

Durch ein Primärsignal S1, S2, S3 können daher Fehlauswertungen erheblich reduziert werden können. A primary signal S1, S2, S3 can therefore cause false evaluations can be significantly reduced.

Besonders vorteilhaft ist der mögliche Vergleich von Primär- und Sekundärsignalen untereinander. Durch einen einfachen Intensitätsvergleich der Spannungen an den Sonden 4 können sogar folienartige Metalle von Buntmetallen unterschieden werden, weil folienartiges Metall sowie VA- Stahl ein besonders typisches Signal erzeugt (Kurve FT, Fig. 6.). Eine Messung der Zeitkonstanten bzw. Abtastung während der Primärphase ist zur Buntmetalldetektierung vorteilhaft, insbesondere bei massiven Teilen. The possible comparison of primary and secondary signals with one another is particularly advantageous. By simply comparing the voltages at the probes 4 , foil-like metals can be distinguished from non-ferrous metals because foil-like metal and VA steel produce a particularly typical signal (curve FT, FIG. 6). Measuring the time constant or sampling during the primary phase is advantageous for the detection of non-ferrous metals, especially in the case of massive parts.

Möglich ist auch, dass mehrere Impulse P2 durch die Puls-induktions-Spule 4 gesendet werden, welche das zweite Signal erzeugen. Hierbei ist auch eine Schwingungsneigung (Resonanz) (z. B. unterschiedlicher Drähte) erfassbar, die getrennt ausgewertet werden kann. It is also possible for a plurality of pulses P2 to be sent through the pulse induction coil 4 , which generate the second signal. A tendency to oscillate (resonance) (e.g. different wires) can also be detected, which can be evaluated separately.

Das zweite Signal kann auch durch unterschiedlich lange Sendepulse d. h. eine sich zeitlich ändernde Impulsdauer erzeugt werden. Dieses daraus gewonnene zweite Signal ist im Prinzip die zusätzliche Information zu den bereits bekannten Abklingkurven und kann ebenfalls ausgewertet werden, wie beim oben erläuterten Permanentmagnet- bzw Induktionseffekt. Die unterschiedlich langen Sendepulse erzeugen ebenfalls bestimmte objektspezifische Primär- und Sekundärsignale. Das zweite Signal ist daher eine materialtypische Signaldifferenz, die sich durch Vergleich mindestens von zwei Sekundärsignalen ein und desselben Objekts ergibt. Durch Einfach- und Mehrfachmessung können nach dem Sekundärsignalprinzip durch die Steilheit der Kurve(n) Materialeigenschaften detektiert werden, die durch eine Auswerteeinrichtung z. B. zur Mülltrennung dienen können. Mehrere Impulse hintereinander bilden außerdem, ähnlich wie ein positiver und ein negativer Impuls, ein magnetisches Wechselfeld in der Puls- Induktions-Spule 4, welches zur Erkennung der Materialeigenschaft dienen kann. The second signal can also be generated by transmission pulses of different lengths, ie a pulse duration that changes over time. This second signal obtained from this is in principle the additional information to the decay curves already known and can also be evaluated, as in the case of the permanent magnet or induction effect explained above. The differently long transmission pulses also generate certain object-specific primary and secondary signals. The second signal is therefore a signal difference typical of the material, which is obtained by comparing at least two secondary signals of one and the same object. By single and multiple measurement material properties can be detected by the steepness of the curve (s) according to the secondary signal principle. B. can be used for waste separation. Several pulses in succession also form, similar to a positive and a negative pulse, an alternating magnetic field in the pulse induction coil 4 , which can be used to detect the material property.

Jedes Signal lässt sich in seine Frequenzanteile zerlegen. Daher ist es vorteilhaft, dass Frequenzanteile und/oder der Phasenwinkel des während einer Primärphase PF gewonnenen zweiten Signals S1, S2, S3 ausgewertet werden. Each signal can be broken down into its frequency components. Therefore, it is advantageous that frequency components and / or the phase angle of the during a second signal S1, S2, S3 obtained from a primary phase PF is evaluated become.

Ein Vergleich mit dem Sekundärsignal (zeitlich nach der Sendephase) ergibt eine eindeutige Information über bestimmte Metallarten, wie Platinen, Folienmaterial, VA-Stahl, magnetische Metalle sowie Materialien, Massivteile aus Buntmetall. Selbst Metalle, die in einer der beiden Phasen PF, SF kein Signal erzeugen oder sogar Autoreifen, die nur ein Primärsignal, wegen einer magnetischen Eigenschaft, erzeugen, können durch eine entsprechend programmierte Logiksteuerung 25 detektiert werden. A comparison with the secondary signal (after the transmission phase) provides clear information about certain types of metal, such as boards, foil material, VA steel, magnetic metals and materials, solid parts made of non-ferrous metal. Even metals which do not generate a signal in one of the two phases PF, SF or even car tires which only produce a primary signal due to a magnetic property can be detected by a correspondingly programmed logic controller 25 .

Möglich ist auch die Ortung von Gold und Metallen in mineralichem Gestein. It is also possible to locate gold and metals in mineral Rock.

Eine Verbesserung einer Störsicherheit gegen unerwünschte magnetische Fremdeinkopplungen von z. B. in der Nähe der Sonden befindlichen Maschinen oder anderen magnetischen Verseuchungsquellen ist durch die nachfolgenden Sonden gemäß Fig. 4-6 möglich. An improvement in interference immunity against unwanted magnetic interference from z. B. in the vicinity of the probes machines or other magnetic contamination sources is possible by the following probes according to Fig. 4-6.

Fig. 4 zeigt eine Puls-Induktions-Einzelsonde, die in einem Detektor gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. Diese besteht aus mehreren Spulen, die als Puls-Induktionsspulen ausgebildet sind, wobei eine erste Spule als Sendespule TX und eine zweite Spule als Empfangsspule RX1 ausgebildet ist. Hierbei ist wesentlich, dass beim Puls-Induktionsprinzip jede einzelne Spule mit einem Widerstand parallel zur Spule bedämpft wird um Schwingungen zu vermeiden. FIG. 4 shows a single pulse induction probe that can be used in a detector according to FIG. 1. This consists of several coils, which are designed as pulse induction coils, a first coil being designed as a transmitting coil TX and a second coil as a receiving coil RX1. It is essential that the pulse induction principle dampens each individual coil with a resistor parallel to the coil in order to avoid vibrations.

Wie dargestellt, ist die zusätzliche eine Spule RX2 in der Sonde angeordnet. Diese ist als Empfangsspule RX2 ausgebildet und zwar derart, dass die Spulen insgesamt derart angeordnet, ausgebildet und gegeneinander geschaltet sind, dass eine Induktionsbalance zwischen beiden Empfangsspulen RX1, RX2 besteht. Eine Induktionsbalance wird hier dadurch erreicht, dass die Spulen RX1, RX2 (vor Störfeldern und dem Sendeimpuls P2) entkoppelt sind, weil durch ihre Schaltung die Summe der induzierten Signale Null ist. Sie sind nämlich gegeneinander geschaltet (räumlich 180°), haben eine besondere räumliche Anordnung (Fig. 5-6) und weisen eine angepasste (z. B. Fig. 6c) oder gleiche Windungszahl (Fig. 5g) auf. As shown, the additional one coil RX2 is arranged in the probe. This is designed as a receiving coil RX2, specifically in such a way that the coils are arranged, configured and connected to one another in such a way that there is an induction balance between the two receiving coils RX1, RX2. An induction balance is achieved here in that the coils RX1, RX2 (before interference fields and the transmission pulse P2) are decoupled because the sum of the induced signals is zero due to their switching. Namely, they are connected to each other (spatially 180 °), have a special spatial arrangement ( Fig. 5-6) and have an adapted (e.g. Fig. 6c) or the same number of turns ( Fig. 5g).

Die zu entkoppelnden Spulen (TX1, TX2; RX1, RX2) können übereinander (Fig. 5b, 5c, 5f) oder nebeneinander oder konzentrisch umeinander (Fig. 6c, 6d) oder überlappend (Fig. 6a, 6b, 6e) angeordnet sein. Sie können aber auch umeinander gewickelt sein (Fig. 5a, 5g), was einer zentrischen Anordnung ohne Abstand entspricht. Aber auch andere Spulenanordnungen (Fig. 6f) sind möglich, insbesondere Exzentrische, Doppel-D-förmige, 8- förmige (Fig. 6f) sowie Koplanare. The coils to be decoupled (TX1, TX2; RX1, RX2) can be arranged one above the other ( Fig. 5b, 5c, 5f) or side by side or concentrically around one another ( Fig. 6c, 6d) or overlapping ( Fig. 6a, 6b, 6e). But they can also be wrapped around each other ( Fig. 5a, 5g), which corresponds to a central arrangement without spacing. However, other coil arrangements ( FIG. 6f) are also possible, in particular eccentric, double-D-shaped, 8-shaped ( FIG. 6f) and coplanars.

Zweckmäßig ist es, die Spulen TX, TX1, TX2; RX, RX1, RX2 auf einen zylindrischen Wickelkörper 70 anzuordnen. Vorzugsweise sind zwei Sendespulen TX, TX1, TX2 und zwei Empfangsspulen RX, RX1, RX2 angeordnet (Fig. 5e, 5g) oder insgesamt nur drei Spulen mit entweder zwei Sende- und einer Empfangsspule (Fig. 5b, 6a, 6c, 6d) oder umgekehrt (Fig.5c, 6e, 6f). It is useful to the coils TX, TX1, TX2; Arrange RX, RX1, RX2 on a cylindrical winding body 70 . Preferably two transmit coils TX, TX1, TX2 and two receive coils RX, RX1, RX2 are arranged ( Fig. 5e, 5g) or a total of only three coils with either two transmit and one receive coil ( Fig. 5b, 6a, 6c, 6d) or vice versa ( Fig. 5c, 6e, 6f).

Sehr vorteilhaft bei diesen Anordnungen ist es, dass die Sonden 4 nicht untereinander durch eine Taktung beinflußt werden können. Diese auf "Balance" geschaltete Spulen ermöglichen geringe Verzögerungszeiten zwischen Sende- und Empfangsignalen in der Sekundärphase. D. h. schon nach 5 Mikrosekunden nach einem Abschalten eines Sendetransistors 13 (Fig. 2) kann eine Messung während der Sekundärphase vorgenommen werden. Auf diese Art können Metalle mit sehr kleiner Zeitkonstante detektiert werden. Die Schaltung gem. Fig. 2 kann mit weiteren Halbleiterschaltungen 10 für die Spulen, TX1, TX2; RX, RX1, RX2 ausgebildet sein, wobei die Spulen in analoger Weise (gem. Fig. 2) angesteuert und Spannungen in ihnen abgetastet werden können. Analog kann eine Auswertung auch bei Signalen gem. Fig. 3 erfolgen. Durch Verbindung (Korrelierung) vieler Meßpunkte (viele Zeitfenster) in den Phasen PF, SF kann eine Auswertung ebenfalls mittes eines Mikroprozessors in analoger Weise (Fig. 2) erfolgen. It is very advantageous in these arrangements that the probes 4 cannot be influenced by one another by a clocking. These coils switched to "balance" enable short delay times between transmit and receive signals in the secondary phase. I.e. A measurement can be carried out during the secondary phase as early as 5 microseconds after switching off a transmission transistor 13 ( FIG. 2). In this way, metals can be detected with a very small time constant. The circuit acc. Fig. 2 may with further semiconductor circuits 10 for the coils, TX1, TX2; RX, RX1, RX2 can be formed, the coils being controlled in an analogous manner (according to FIG. 2) and voltages can be sensed in them. Similarly, an evaluation can also be carried out for signals according Fig. 3 take place. By connecting (correlating) many measuring points (many time windows) in the phases PF, SF, an evaluation can also be carried out in an analog manner by means of a microprocessor ( FIG. 2).

Die Erfindung ist nicht nur auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch andere gleichwirkende Ausführungsformen. So können zusätzlich andere Detektoren in Kombination mit dem Detektor 4 verwendet werden, oder andere Fördermittel anstelle eines Bandes in einer Sortieranlage genutzt werden. Die obigen Verfahren und Sonden können auch in einer (z. B. einzigen) tragbaren Sonde oder einer als Trichter ausgeführten Sonde, bei der das Förder- oder Schüttgut durch die Sonde fällt eingesetzt werden. Sie können auch zur Ortung von Gold und Gestein mit Metalleigenschaft im Erdreich eingesetzt werden. The invention is not only limited to the described embodiments, but also encompasses other embodiments having the same effect. In addition, other detectors can be used in combination with detector 4 , or other conveying means can be used instead of a belt in a sorting system. The above methods and probes can also be used in a (e.g. single) portable probe or a probe designed as a funnel, in which the conveyed or bulk material falls through the probe. They can also be used to locate gold and rock with metal properties in the ground.

Eine Materialerkennung ist auch mit einem sequentiellen Durchführen mehrerer dieser Verfahren möglich. Zuerst kann ein Hin- und Herbewegen einer Sonde 4 relativ zum Objekt erfolgen. So kann überprüft werden, ob das Material Permanentmagnet-Eigenschaften aufweist und eine Spannung überhaupt ohne Puls- bzw. Primärsignal induzieren kann (Generatorprinzip mit Permanetmagnet). Danach kann eine Wechselpannung an die Sonde angelegt werden (ohne Hin- und Herbewegen). So können Eisen oder Metalle mit Schwingverhalten (Resonanzverhalten) gut ermittelt werden (Veränderung des Magnetwechselfeldes, Veränderung der Induktivität). Danach erfolgt eine Untersuchung mit nur einem oder zwei Pulssignalen (Sekundärsignal oder Primär- und Sekundärsignal, Puls-Technik-Prinzip). Dies ist im Prinzip mit nur einer einzigen Sonde 4 und im Prinzip mit nur einer einzigen Induktionsschleife 11 möglich. Material detection is also possible by performing several of these methods sequentially. First, a probe 4 can be moved back and forth relative to the object. In this way it can be checked whether the material has permanent magnet properties and can induce a voltage at all without a pulse or primary signal (generator principle with permanent magnet). Then an alternating voltage can be applied to the probe (without moving back and forth). In this way, iron or metals with vibration behavior (resonance behavior) can be easily determined (change in the alternating magnetic field, change in the inductance). This is followed by an examination with only one or two pulse signals (secondary signal or primary and secondary signal, pulse technology principle). This is possible in principle with only a single probe 4 and in principle with only a single induction loop 11 .

Diese Verfahren können aber auch gleichzeitig mit nur einer einzigen Sonde 4 zur Materialerkennung genutzt und kombiniert werden. Bezugszeichenliste 1 Sortieranlage
2 Metallobjekt (Buntmetall)
3 Detektor
4 Puls-Induktions-Einzelsonden
5 Vibrationsrinne
6 Schüttgut-Förderband
7 Grenze
8 Luftdüsen-Anordnung
9 Luftdüsen
10 Operationsverstärkerschaltung
11 Induktionsschleife
12 Operationsverstärker
13 Halbleiterschaltelement
14 Zählerbaustein
15 Zeitablaufsteuerung
16 Taktgenerator
17 Sample- und Hold-Stufe
18 erstes Verstärkerelement
19 zweites Verstärkerelement
20 Reset-Leitung
22 Subtraktionselement
23 A/D-Wandler (erster)
24 A/D-Wandler (zweiter)
25 Logiksteuerung
50 Gummireifenteil (magnetisches Objekt)
51 Magnet (ferromagnetisches Objekt)
52 Draht (Objekt mit Schwingungsneigung)
53 Leitfähiges nicht metallisches Objekt
70 Wickelkörper
However, these methods can also be used and combined simultaneously with only a single probe 4 for material detection. LIST OF REFERENCES 1 sorting
2 metal object (non-ferrous metal)
3 detector
4 individual pulse induction probes
5 vibrating channel
6 bulk conveyor belt
7 limit
8 air nozzle arrangement
9 air vents
10 operational amplifier circuit
11 induction loop
12 operational amplifiers
13 semiconductor switching element
14 counter module
15 Timing control
16 clock generator
17 sample and hold levels
18 first amplifier element
19 second amplifier element
20 Reset line
22 subtraction element
23 A / D converter (first)
24 A / D converter (second)
25 logic control
50 tire part (magnetic object)
51 magnet (ferromagnetic object)
52 wire (object with tendency to vibrate)
53 Conductive non-metallic object
70 bobbins

Claims

1. A method for sorting out metal objects, a specific material property, in particular non-ferrous metals, a bulk material using a detector ( 3 ) which detects the material property and detects the location of a metal object ( 2 ) within the bulk material, characterized in that the detection is carried out by means of several individual pulse induction probes ( 4 ) which form the detector ( 3 ) and detect induction signals (S1-S6) of the metal objects, changes in the induction signals (S1-) emitted by the metal objects ( 2 ) S6) are evaluated for rejection.

2. The method according to claim 1, characterized in that a signal change of a pulse induction individual probe ( 4 ) represents an analog signal in the form of an essentially exponentially falling decay curve, that at least one - integrated in at least a first time window - first signal is formed - Which is close to a rectangular transmission pulse and forms at least one first sample value, that at least one second signal - integrated in at least one second time window - is formed, which arises in the flatter course of the decay curve and forms at least one second sample value, and that at least one Differential signal is generated from at least the two time windows, which contains information about the steepness of the decay curve, which corresponds to a time constant of the metal object ( 2 ) and is used for sorting.

3. The method according to claim 2, characterized by that the difference signal is an analog signal.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized by that more than three samples are formed and one subsequent computational processing takes place in digital form.

5. The method according to claim 4, characterized by that a part of the samples adds up to a first sum and by a subtraction element from a second sum of other part of the samples is subtracted.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized by that when a predetermined signal strength is reached at one of the storage of the remaining samples in the first time window - preferably with a microprocessor - and that the stored samples are compared with reference values, assigned the specific material properties of metal objects are.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulse induction individual probes ( 4 ) are pulsed with a time sequence.

8. The method according to claim 7, characterized in that groups of, in particular 5 to 8, pulse induction individual probes ( 4 ) not arranged next to one another are pulsed one after the other.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized by that an evaluation in intervals between the individual Pulse occurs.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized by that the induction signals are primary signals (S1, S2, S3) and / or Secondary signals (S4, S5, S6) are.

11. The method in particular according to one of the preceding claims, for recognizing objects ( 2 , 50-53 ) of different materials, preferably metals, by means of at least one pulse induction coil ( 4 ), characterized in that in addition to at least one as a result of a pulse (P2) in the pulse induction coil ( 4 ) actually induced signal (S4, S5, S6) at least one second signal (S1, S2, S3) induced in the pulse induction coil ( 4 ) is evaluated, which is differs from the actual first signal (S4, S5, S6) on the basis of at least one material property of the object ( 2 , 50-53 ).

12. The method according to claim 11, characterized in that the second signal is generated without further pulses (P2) in that between the pulse induction coil ( 4 ) and a magnetic object ( 50 ), in particular a ferromagnetic object ( 51 ) , a relative movement takes place, which causes an induction AC voltage in the pulse induction coil ( 4 ).

13. The method according to claim 11, characterized by that the second signal is generated by a pulse (P2) which against a pulse signal of the first actual signal different polarity and / or a different pulse width and / or pulse height, preferably a different polarity and Pulse width, especially a positive or negative polarity and has a larger pulse width.

14. The method according to claim 13, characterized in that the second signal (S1, S2, S3) is generated by a second pulse (P2) which is directly upstream of the counterinduction voltage pulse (P1) and which is a primary signal (S1, S2, S3). represents, the actual first signal being a secondary signal (S4, S5, S6), both signals (S1, S4; S2, S5; S3, S6) being evaluated to recognize the object ( 2 , 50-53 ), the Pulse (P2) of a primary phase (PF) and the mutual induction voltage pulse (P1) of a secondary phase (SF) are assigned in time.

15. The method according to claim 14, characterized by that during the primary phase, in which there is still a transmit pulse is present, a signal evaluation takes place.

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized by that the information contained in the signals of the Material property that is being evaluated, a magnetic property, in particular a ferromagnetic magnet property and / or the electrical conductivity and / or a vibration behavior of the Object.

17. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized by that the frequency components and / or their phase angle of the during a second signal (S1, S2, S3) obtained from a primary phase (PF) be evaluated.

18. Detector for performing one of the methods according to one of the preceding claims, characterized by essentially one - preferably a single aligned row of juxtaposed pulse induction individual probes ( 4 ) which are assembled to form a detector strip.

19. Detector according to claim 18, characterized in that the pulse induction individual probes ( 4 ) each have a width, preferably a diameter, of 1-5 cm, in particular approximately 2.5 cm, at least 10, preferably 30 to 60, in particular about 40, probes are arranged next to one another.

20. Detector according to claim 18 or 19, characterized in that the pulse induction individual probes ( 4 ) are spatially offset so triggerable, in particular in groups of 5 to 8 probes not arranged next to one another, that a minimum distance between two simultaneously triggered probes of at least 5 cm, preferably 10 to 17.5 cm, can continue over the entire detector bar.

21. Detector according to one of claims 18 to 20, characterized in that second pulse induction individual probes are arranged in the region of the pulse induction individual probes ( 4 ), a pair of probes being formed in each case.

22. Pulse induction single probe with several coils that act as a pulse Induction coils are formed, with a first coil as Transmitting coil (TX, TX1) and a second coil as receiving coil (RX, RX1) is designed, in particular for use in a detector according to one of claims 18 to 21, characterized by that at least one further coil is arranged in the probe, the is designed as a transmitting or receiving coil (TX2, RX2) and that the coils arranged, designed and against each other are switched that an induction balance between at least two coils (TX1, TX2; RX1, RX2).

23. Pulse induction single probe according to claim 22, characterized, that the coils (TX1, TX2; RX1, RX2) one above the other and / or next to each other and / or concentrically around each other and / or are arranged overlapping.

24. Pulse induction single probe according to claim 22 or 23, characterized in that the coils (TX1, TX2; RX1, RX2) are arranged on a cylindrical winding body ( 70 ).

25. Pulse induction single probe according to one of claims 22 to 24, characterized, that two transmit coils (TX1, TX2) and two receive coils (RX1, RX2) are arranged.

26. Sorting system for performing the method according to one of claims 1 to 9, characterized by the detector ( 3 ).

27. Sorting system according to claim 26, characterized by at least one evaluation device that processes signals from the detector ( 3 ) and at least one separating device ( 8 ) for separating the metal objects ( 2 ), the detector ( 3 ) in the region of a bulk material conveyor belt ( 6 ) is arranged.

28. Sorting system according to claim 27, characterized in that the separating device is designed as an air nozzle arrangement ( 8 ) for the defined blowing away of the metal objects ( 2 ) determined by the evaluation device.

29. Sorting system according to claim 27 or 28, characterized in that the separating device ( 8 ) can be controlled in such a way that it is a function of the material property and / or the location on the conveyor belt ( 6 ) and / or the size and / or the shape of a determined metal object ( 2 ) makes a separation.

30. Sorting system according to claim 29, characterized in that the separating device ( 8 ) is controllable in such a way that it makes a separation depending on the material property and the location on the conveyor belt ( 6 ) and the size and shape of a determined metal object ( 2 ) ,

31. Sorting system according to one of claims 26 to 30 with one of the Detector according to one of claims 19 to 22 and / or at least a single pulse induction probe according to any one of claims 23 to 26th

32. Circuit arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 9 and / or 11 to 17 for a detector according to one of claims 18 to 21 and / or more pulse induction individual probes according to one of claims 22 to 25 for use in a Sorting system according to one of claims 26 to 31 with operational amplifier circuits ( 10 ) which are assigned to pulse induction individual probes ( 4 ) and, in particular in groups, are connected to a counter module ( 14 ) with time-controllable sample and hold stages ( 17 ) , which are arranged at the outputs of operational amplifiers ( 12 ) and with amplification elements ( 18 , 19 ), which preferably follow after the sample and hold stages ( 17 ), with, in particular analog, subtraction elements ( 22 ), A / D- Transducers ( 22 , 23 ) and / or comparators for digitizing analog samples and / or analog difference values and with a logic controller for processing digitized samples and / or digitized difference values and output of control commands.