DE1548158C3 - Schaltungsanordnung zur Betriebsspannungsüberwachung in einem Metallsuchgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Betriebsspannungsüberwachung in einem Metallsuchgerät, das aus. einem Meßtongenerator und einem Meßtonverstärker besteht und mit Batterien betrieben wird.

Tragbare Metallsuchgeräte sind häufig mit einem Anzeigeinstrument ausgerüstet, welches zusätzlich zu der optischen Metallanzeige zur Überwachung dient. Derartige Instrumente sind jedoch mit erheblicher Störanfälligkeit behaftet, die durch Schlag, Stoß und Kondenswasserbildung bedingt ist. Nachteilig ist weiterhin der Raumbedarf einer optischen Spannungsüberwachungseinrichtung, der insbesondere dann hemmend entgegenwirkt, wenn ein leichtes und handliches Metallsuchgerät verlangt wird.

Es sind bereits elektronische und elektromechanische Spannungsüberwachungseinrichtungen bekannt, w.elche das Unter- oder Überschreiten der zu überwachenden Spannung durch ein Signal melden. Alle diese Einrichtungen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und durch ihren mitunter hohen Stromverbrauch für ein tragbares Metallsuchgerät wenig geeignet.

Bekannt ist ein Kabelsuchgerät mit einem Sender, dessen im Tonfrequenzbereich liegende Frequenz mit einer Glimmröhrenkippschaltung periodisch unterbrochen wird. Die Kippfrequenz hängt von der Höhe der Batteriespannung ab. Aus dem Rhythmus, mit dem die Sendefrequenz durch die Kippfrequenz unterbrochen wird, läßt sich damit auf die Höhe der Batteriespannung schließen. Diese bekannte Schaltung arbeitet mit Röhren, und die Kippschaltung enthält die Glimmröhre, einen Kondensator und drei Widerstände. Sie enthält somit fünf Bauteile, die zusätzlich zur Überwachung der Batterie bzw. der Betriebsspannung des Senders oder Meßtongenerators benötigt werden. Die Schaltung ist daher aufwendig (deutsche Patentschrift 865 493).
Bekannt ist weiter eine Schaltung zum Messen der

ίο Tiefe von eingegrabenen Erdkabeln. Diese Schaltung enthält eine Einrichtung, mit der der Ladezustand der Batterien durch Drücken einer Taste und anschließendes Aufleuchten einer Prüflampe festgestellt werden kann. Diese optische Anzeige ist ungenau, da sie von der Tageshelligkeit abhängt. Bei starkem Sonneneinfall einerseits und bei starker Dunkelheit andererseits werden trotz gleichen Batteriezustandes unterschiedliche Meßergebnisse vorgetäuscht. Die Prüfschaltung versagt auch völlig bei dem häufig auftretenden Bruch des Glühfadens der Prüflampe (Bell Laboratories Record, Nov. 1965, S. 399 bis 401).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der _t Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit wenigen zusätzlichen Bauteilen die Spannung der Batterie genau und einfach überprüfen zu können. Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung liegt die Lösung für diese Aufgabe gemäß der Erfindung in einem zwischen der Batterie und dem Meßlongenerator liegenden RC-G\ied, wobei er Widerstand im Längszweig zwischen Batterie und Meßtongenerator und die Kapazität zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand und dem Meßtongenerator einerseits und Masse andererseits liegt. Bei dieser Schaltung wird eine abfallende Batteriespannung durch ein akustisches Signal angezeigt. Dies hat zwei Vorteile. Der eine Vorteil liegt darin, daß die in dem Metallsuchgerät sowieso schon vorhandenen Einrichtungen zum Erzeugen des akustischen Suchtones zusätzlich zum Erzeugen des akustisehen Warnsignals eingesetzt werden können, so daß sowohl preislich wie baulich keine zusätzlichen Schaltungselemente notwendig sind. Der zweite Vorteil liegt darin, daß das akustische Warnsignal sofort wahrgenommen wird, ohne daß man, wie bei einer (^ optischen Anzeige, das Anzeigegerät beobachten muß.

Beim Absinken der Batteriespannung unter ihren Sollwert setzt der Meßtongenerator aus. Wegen des im Längszweig liegenden Widerstandes setzt der Meßtongenerator etwas eher aus als er ohne diesen Widerstand aussetzen würde. Sobald der Meßtongenerator aussetzt und damit einen unendlich hohen Innenwiderstand annimmt, liegt die volle Batteriespannung an der Kapazität, die sich darauf über den im Längszweig liegenden Widerstand auflädt. Sobald sich diese bis auf die Betriebsspannung des Meßtongenerators aufgeladen hat, tritt dieser kurzzeitig in Aktion und erzeugt Schwingungen, bis sich die Kapazität wieder so weit entladen hat, daß die Ladespannung unter die Betriebsspannung absinkt. Es entstehen also intermittierende Schwingungen, die im Kopfhörer oder Lautsprecher des Metallsuchgerätes angezeigt werden.

Zweckmäßig ist das 7?C-GIied in bezug auf den Innenwiderstand des Meßtongenerators aus dem Innenwiderstand von dessen Transistor und dem Widerstand von dessen beiden Widerständen im Betriebs- und Ruhezustand so bemessen, daß der

Widerstand bei voller Batterie und damit in Betrieb befindlichen Meßtongenerator dessen Betriebsspannung nur unwesentlich vermindert, dagegen dessen Betriebsspannung bei abnehmender Batteriespannung bis unter dessen Arbeitsspannung absenkt und die Kapazität ist so bemessen, daß die Zeitkonstante des i?C-Gliedes zu einem intermittierenden Schwingen des Meßtongenerators führt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Schaltplan eines erfindungsgemäß ausgebildeten Metallsuchgerätes dargestellt. Dieses Metallsuchgerät ist konventionell aufgebaut, so daß sich die folgende Beschreibung auf eine Erläuterung der erfindungswesentlichen Merkmale beschränken kann.

Das erfindungsgemäße jRC-Glied besteht aus dem Widerstand R12 und dem Kondensator C12. Diese Elemente liegen im Längs- und Querzweig zwischen er Batterie^ und dem Meßtongenerator. Dieser besteht aus dem Transistor T 4, den beiden Widerständen R13 und R 14, einer Induktivität und dem Kondensator C13.

Bei voll geladener Batterie macht sich das ÄC-Glied kaum bemerkbar. Sinkt die Batteriespannung unter einen bestimmten Wert, setzt der Meßtongenerator aus, so daß praktisch die volle Batteriespannung bzw. die sich aus dem Spannungsteilerverhältnis von JR12 auf der einen und R 13 und R 14 auf der anderen Seite ergebende Spannung am Kondensator C12 liegt. Dieser lädt sich auf.

Die Geschwindigkeit des Aufladens und damit die Zeitdauer des Schwingungsaussatzes wird durch das Spannungsteilerverhältnis von R12 mit jR13 und R14, sowie dem parallel daneben liegenden Kollektor-Emitterwiderstand RCE des Transistors T 4, als auch durch die Kapazität des Kondensators C12 bestimmt und liegt je nach Batteriespannung bei 0,2 bis

s 0,8 Sekunden. Nach Ablauf dieser Zeit hat sich der Kondensator C12 auf eine Spannung aufgeladen, die den Schwingungseinsatz des Generators bewirkt, womit sich der gleiche Vorgang wiederholt. Diese Eigenschaft stellt erfindungsgemäß eine automatische

ίο überwachung der Batteriespannung dar, die zur Funktionssicherheit des Suchgerätes beiträgt. Der besondere Vorteil besteht nicht nur in seinem minimalen Schaltungsaufwand, sondern auch darin, daß eine entladene Batterie durch ein impulsartiges Signal gemeldet wird. Hierdurch wird der Bedienungsperson des Suchgerätes in eindeutiger Weise angezeigt, daß die Batterie zu erneuern ist und kein Defekt in der Gerätefunktion z. B. durch Bruch oder Kurzschluß in der Geräteverkabelung, Ausbleiben der Gerätefunktion durch defektes Bauelement u. dgl. vorliegt. Von Wichtigkeit ist weiterhin, daß der Stromverbrauch des Suchgerätes gering bleibt, da zur Erzeugung der Meßfrequenz und zur Überwachung der Batteriespannung nur ein einziges aktives Bauelement erfor-

derlich ist. Von Vorteil ist weiterhin, daß die vorliegend beschriebene Schaltung als Steuersender in einem Rohr- und Kabelsuchgerät verwendet werden kann. Da der Generator je nach Höhe der Arbeitsspannung ein Dauersignal oder Signalimpulse er-

zeugt, können die bisher üblichen Impulsunterbrecher entfallen, wodurch der Stromverbrauch des Sendegerätes sich vermindert und Materialkosten für elektronische Schalter u. dgl. entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Betriebsspannungsüberwachung in einem aus einem Meßtongenerator und einem Transistor-Meßtonverstärker bestehenden batteriebetriebenen Metallsuchgerät, gekennzeichnet durch ein zwischen der Batterie (B) und dem Meßtongenerator (T 4, R13, R 14) liegendes ÄC-GIied, wobei der Widerstand (R 12) im Längszweig zwischen Batterie (B) und Meßtongenerator (T 4, R 13, R 14) und die Kapazität (C 12) zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (R 2) und dem Meßtongenerator (T 4, R 13, R 14) einerseits und Masse andererseits liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das RC-Gl'ied in bezug auf den Innenwiderstand des Meßtongenerators aus dem Innenwiderstand von dessen Transistor (T 4) und dem Widerstand von dessen Widerständen (R 13, R 14) in Betriebs- und Ruhezustand so bemessen ist, daß der Widerstand (R 12) bei voller Batterie (B) und damit in Betrieb befindlichem Meßtongenerator (T 4, R13, R14) dessen Betriebsspannung nur unwesentlich vermindert, dagegen dessen Betriebsspannung bei abnehmender Batteriespannung bis unter dessen Arbeitsspannung absenkt, und die Kapazität (C 12) so bemessen ist, daß die Zeitkonstante des ÄC-Gliedes zu einem intermittierenden Schwingen des Meßtongenerators führt.