DE1758116C

DE1758116C - Method and device for the electromagnetic detection of electrically conductive bodies

Info

Publication number: DE1758116C
Authority: DE
Inventors: Kai Bertel Dipl Ing Tapiola Varmola Keijo Armas Dipl Ing Helsinki Fallemus, (Finnland)
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Publication date: 1972-05-04

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- die sich in Phase mit dem Sendefeld befindet, hat richtung zum elektromagnetischen Feststellten von für nichtmagnetische Stoffe bei den beiden Freelektrisch leitenden Körpern, beispielsweise Metall- quenzen die gleiche Polarität, während magnekörper, in einem Medium (Umgebungsmaterial), tische Stoffe Signale entgegengesetzter Polarität welches eine andere elektrische Leitfähigkeit hat als 5 bei den beiden Frequenzen zur Füge haben, das Material der festzustellenden Körper; die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Feststellen Die Verfahren A und B machen keinen Gebrauch magnetischer und nichtmagnetischer Metallstücke, von der Phaseninformation, die in dem Signal entinsbesondere Metallschrott, in einem auf einem For- halten ist, welches von dem festzustellenden Körper derband geförderten magnetischen und/oder leitenden π hervorgerufen wird. Selbst Teile bzw. Körper eines Erz oder Erzprodukt. schwachmagnetischen Umgebungsmaterials erzeugenThe invention relates to a method and an advantage that is in phase with the transmission field Direction for the electromagnetic detection of non-magnetic substances with the two free electric conductive bodies, e.g. metal sequences have the same polarity, while magnetic bodies, in a medium (surrounding material), table substances signals of opposite polarity which has a different electrical conductivity than 5 at the two frequencies, the material of the bodies to be detected; the invention particularly relates to detection. Methods A and B make no use magnetic and non-magnetic metal pieces, from the phase information contained in the signal Scrap metal, in a form, which is from the body to be detected the band promoted magnetic and / or conductive π is caused. Even parts or bodies of one Ore or ore product. generate weak magnetic surrounding material

Die elektromagnetischen Verfahren zum Feststellen Signale, die gleich oder stärker sind als das erwünschteThe electromagnetic method of detecting signals that are equal to or stronger than that desired

von Metallkörpern basieren auf Veränderungen des Signal, welches durch den festzustellenden Körperof metal bodies are based on changes in the signal transmitted by the body to be detected

Betriebes eines Detektors (gewöhnlich eine Spule oder hervorgerufen wird. Dieses ist insbesondere dann derOperation of a detector (usually a coil or evoked. This is particularly the

ein Spulensystern), wenn die Metallkörper in den 15 Fall, wenn der festzustellende Körper unmagnetischa coil system), if the metal body in the 15 case, if the body to be fixed is non-magnetic

Einflußbereich dis Detektors gelangen. Die Arbeits- ist. Aus diesem Grunde können die Verfahren A undSphere of influence dis detector reach. The working is. For this reason, the methods A and

weise derartiger Metalldetektoren basiert auf folgen- B nur zur Feststellung von Metallkörpern innerhalbwise such metal detectors are based on the following B only for the detection of metal bodies within

den Prinzipien: nichtmagnetischen oder nur schwachmagnetischenthe principles: non-magnetic or only weakly magnetic

Umgebungsmaterialien benutzt werden.Surrounding materials are used.

A) Abgeglichenes Spulensystem, bei dem der fest- _{20 Da das} Verfahren C auf den magnetischen Eige.v zuf.tellende Körper die Impedanz von einer oder schäften des Materials basiert, kann es nicht zur Anmehrerer Spulen oder die gegenseitige Kopplung _zejg_e von magnetischen und/oder elektrisch leitenden zwischen den Spulen verändert. Eine Größe Gegenständen innerhalb eines magnetischen Umge-(gewohnheh die Spannung), welche eine Ab- bungsmaterials benutzt werden. Es ist weiterhin nicht weichung von dem Abgleichzustand des Spulen- ₂₅ möglich, nichtmagnetische Metallkörper durch Versystems anz.-gt, wird fur die Anzeige benutzt. wendung dieses Verfahrens festzustellen.A) Matched coil system, wherein the fixed _{20, since the} process C on the magnetic body based Eige.v zuf.tellende the impedance of one or transactions of the material, it may not to Anmehrerer coils or the mutual coupling of magnetic _ze jg _e and / or electrically conductive changed between the coils. A size of objects within a magnetic environment (usually the tension), which an educational material are used. Furthermore, it is not deviation of the balance state of the coil ₂₅ possible non-magnetic metal body by Versystems anz.-gt, is used for the display. the use of this procedure.

Das Verfahren wird so durchgeführt, daß eine _{Für das} Verfahren D ist es erforderlich, daß das oder mehrere auf den festzustellenden Körper Material des festzustellenden Körpers oder das Umansprechende Meß- bzw. Er-pfängerspulen als gebungsmaterial magnetisch ist. Wenn beide Stoffe Teile einer Wechselstrombrücke angeordnet wer- _3O magnetisch oder beide Stoffe nichtmagnetisch sind, den, so daß die Ausgangsspannung im abgegliche- kann dieses Verfahren nicht angewendet werden, nen Zustand Null ist. Eine oder mehrere Spulen selbst dann, wenn die beiden Materialien beträchtlich werden alternativ als Sendeantennen verwendet, voneinander abweichende Leitfähigkeitseigenschaften während die andere Spule oder anderen Spulen haben. Wenn jedes der beiden Materialien nur schwach als Empfängerantennen wirken, so daß die gegen- ₃₅ magnetisch ist, arbeitet dieses Verfahren nur sehr seitige Kopplung zwischen den Sende- und Emp- ungenau.The method is carried out in such a way that a _For method D, it is necessary that the material of the body to be determined or the surrounding measuring or receiver coils as the sensor material is magnetic. If both substances are placed in parts of an alternating current bridge, _3O magnetic or both substances are non-magnetic, so that the output voltage in the balanced state is zero. One or more coils, even if the two materials are used considerably alternatively as transmitting antennas, have different conductivity properties while the other coil or coils. If each of the two materials act only weakly as the receiver antennas, so that the counter ₃₅ is magnetic, this process-side coupling between the transmit and receive only works very inaccurate.

fängersystemen und die empfangenen Signale Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Verfahrencatcher systems and the received signals In contrast, the method according to the invention

gleich Null sind oder künstlich auf Null einge- _zum elektromagnetischen Feststellen von elektrischare equal to zero or artificially set to zero - _for electromagnetic detection of electrical

stellt werden. leitenden Körpern in einem auf einem Förderbandwill be presented. conductive bodies in one on a conveyor belt

B) Die Veränderung des ß-Wertes des Detektors. *° bewegten Material mit geringerer elektrischer Leit-Die Meßspulen bilden einen Teil eines Oszillator- Fähigkeit dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines bzw. Schwingkreises, und die durch den Metall- stationären Spulensystems ein elektromagnetisches körper verursachte Veränderung des ß-Wertes Niederfrequenz-Primärfeld erzeugt wird, das seine des Kreises wird für die Anzeige benutzt. Die Richtung und Amplitude positionsabhängig ändert, Schwingungsamplitude in dem Kreis wird mittels « so daß dann, wenn ein festzustellender Körper sich einer langsam reagierenden Steuerschaltung kon- '-iurch das Primärfeld hindurchbewegt, die Feldrichstant gehalten. Wenn der Metallgegenstand sich tunp mindestens an einem Punkt entlang der Bcmit ausreichender Geschwindigkeit in den Ein- wegungslinie des Körpers eine Komponente in Richfkßbereich der Spule bewegt, erzeugen die Ver- '""g des Körpers hat, die ausreichend groß ist, um ein änderungen des ρ-Wertes eine Amplitudenstö- 5° meßbares Sekundärfeld unabhängig von der Form, rung. Diese Störung wird ermittelt und zur Er- Richtung oder Position des Körpers auf dem Förderzeugung eines Alarmsignals benutzt. band zu erzeugen, daß eine (relativ zum Primärfeld)B) The change in the ß-value of the detector. * ° moving material with less electrical conductivity - the measuring coils form part of an oscillator capability characterized in that an electromagnetic body-induced change in the ß-value low-frequency primary field is generated by means of a resonant circuit and the metal stationary coil system Its the circle is used for the display. The direction and amplitude changes as a function of position, the oscillation amplitude in the circle is kept constant by means of "so that when a body to be detected moves through the primary field through a slowly reacting control circuit. If the metal object moves a component in the direction of the coil at least at one point along the body at sufficient speed in the line of movement of the body, the movement of the body generates that is large enough to allow changes in the body ρ-value an amplitude disturbance 5 ° measurable secondary field independent of the shape. This disturbance is determined and used for the direction or position of the body on the conveyor generating an alarm signal. band to produce that a (relative to the primary field)

_. „ _iin „ . . . ... phasenverschobene Komponente des von dem fest-_. " _Iin ". . . ... phase-shifted component of the

C) KraftfluBverzerrung, wöbe, e.n statisches magne- bellenden _{Körper und}'_dem Umgebungsmaterial in tisches Feld in dem Überwachungsbereich er- _{dem Primärfe}|_d £_{Μ11 ten} Sekundärfeldes beobachtet zeugt w.rd und durch den Korper verursachte Ver- _{wifd wobci djese} phasenverschiebung so ausgewählt änderungen in der magnetischen Kraftflußver- _{ist daß dje} ^_Λβ(:η,_β,_β Komponente in der Größe teilung angezeigt werden Wenn der Korper s.ch _{für den festzuste}|,_enden Körper und das Umgebungsin das Feld bewegt, das mittels Gleichstromspulen _materia| _info, unterschiedlichen Leitvermögens von oder Permanentmagneten erzeugt w.rd. induziert _{6o Kö und} ümgebungsmaterial unterschiedlich ist,C) Force flow distortion, wove, a static magnetic barking _{body and} _the surrounding material in the table field in the monitoring area, _{the primary feet} _The _second secondary field observed shows w.rd and caused by the body _{Verwifd wobci djese} phase shift so selected changes in the magnetic flux _{is that the} ^ _{Λβ (: η} , _β , _β components are displayed in the size division When the s.ch body _{for festzuste} |, _body and the Umgebungsin moves the field by means of DC coils _materia | generated _info, different conduction of permanent magnets or w.rd. induced _{6o Kö and} ümgebungsmaterial different,

i.^C i^UrC _a Υ" ^J ^VM^Un ^a ,^{te kont}!^nmcrllche wobei ein Empfangsspulensystem verwendet wird, so Flußveränderung in der1 Meßspulen eine Spannung, _{daß def fes},_ZUs_teliende Körper, wenn er sich an dem die proportional der Geschwindigkeit des Kör- ^_οΐ1{1^_η p_{unkt des Pri}märfeldes befindet, gleiches ist. D.ese Spannung w.rd ermittelt und zur _{zejtj cjne} ^„„„^ _{Posilion und} Richtung zu dem Erzeugung eines Alarmsignals verwendet. _{8j s}j_gnj,_erzeugenden ^B _Tei| _des Empiangsspulensystems Γ!) Zwei-Frequenzen-Methode, auf den magnetischen einnimmt, und daö ein der phasenverschobenen Korn-Eigenschaften des Materials basierend (britische ponente proportionales Signal elektronisch mit min-Patentschrift 1095 625). Die Feldkomponente, destens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird.i. ^C i ^UrC _a Υ "^ J ^V M ^U n ^a , ^{te cont} ! ^Nmcrllche whereby a receiving coil system is used, so the flux change in the 1 measuring coils creates a voltage _{that def fes} , _TO s _t eliende body, if he is at the the proportional to the Speed of the body ^ _{οΐ1 {1} ^ _η _{point of the} primary field is the same. This voltage is determined and used for the _{zejtj cjne} ^ """^ _{position and} direction to generate an alarm signal. _{8j s} j _gn j, _generating ^B _Tei | _of Empiangsspulensystems Γ) two frequency method, takes on the magnetic, and daö one of the phase shifted grain properties of the material based (British component signal proportional to electronically min Patent 1 095 625) the field component!. , at least a predetermined limit value is compared.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein aus einer oder mehreren Spulen gebildetes Spulensystem, um ein Primärfeld zu erzeugen, das seine Richtung und Amplitude als Funktion der Position ändert, so daß dann, wenn sich ein festzustellender Körper durch das Primärfeld hindurchbewegt, die Feldrichtung mindestens an einem Punkt der Bewegungslinie des Körpers eine Komponente in Richtung der bevorzugten Wirbeistroniinduktion des Körpers hat, die ausreichend groß ist, um ein meßbares Sekundärfeld, unabhängig von der Form, Richtung und Position des Körpers, auf dem Förderband zu erzeugen, und um ein Signal aufzunehmen, das in einem Empfängerspulensystem durch das Sekundärfeld von dem Körper an dem bevorzugten Punkt des Primärfeldes induziert worden ist; einen Signalverstärker, um dieses induzierte Empfangssigml zu verstärken; einen phasenempfindlichen Detektor bzw. Gleichrichter, der auf der Frequenz des Senders arbeitet, um ein Signal zu erzeugen, das proportional der Sekundärfeldkomponente ist, die relativ zum Primärfeld eine vorgegebene Phasenverschiebung hat, und ein Monitor- bzw. Kontrollgerät, welches dieses Signal elektronisch mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und ein Alarmsignal abgibt, welches das Vorhandensein eines Metallkörpers auf dem Förderband anzeigt.The device according to the invention for implementation of the process is characterized by a coil system made up of one or more coils, to create a primary field that has its direction and amplitude as a function of position changes so that when a body to be detected moves through the primary field, the Field direction at least at one point of the line of movement of the body a component in the direction the preferred vortex induction of the body which is sufficiently large to have a measurable secondary field, regardless of the shape, direction and Position of the body to generate on the conveyor belt and to pick up a signal that is in a Receiver coil system through the secondary field from the body at the preferred point of the primary field has been induced; a signal amplifier to amplify this induced reception signal; a phase-sensitive detector or rectifier that works on the frequency of the transmitter, to generate a signal proportional to the secondary field component that is relative to the primary field has a predetermined phase shift, and a monitor or control device, which this signal electronically compares with at least one predetermined limit value and emits an alarm signal, which indicates the presence of a metal object on the conveyor belt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und einige Vorrichtungen zur Durchführung und Anwendung des Verfahrens werden im folgenden mehr ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigtThe inventive method and some devices more detailed information on the implementation and application of the method is given below going to be described with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Detcktorbauart gemäß der Erfindung,F i g. 1 is a block diagram of a preferred type of detector according to the invention,

F i g. 2 und 3 Signale von Erzmaterial und eines Metallkörpers in einem Rcalkomponenten-Imaginärkomponenten-Koordinatensystem in Abhängigkeit der Körpregröße und der ausgewählten zu messenden Größen auf der Basis dieser Kurve,F i g. 2 and 3 signals of ore material and a metal body in a rcal component-imaginary component coordinate system depending on the body size and the selected variables to be measured on the basis of this curve,

F i g. 4 die Parallelprojektion einer Senderspuleniinordnung auf die Ebene des Förderbandes,F i g. 4 the parallel projection of a transmitter coil arrangement on the level of the conveyor belt,

Fig. 5 die Parallelprojektion einer Meß- bzw. Empfängerspulenanordnung auf die Ebene des Förderbandes, Fig. 5 shows the parallel projection of a measuring or Receiver coil arrangement on the plane of the conveyor belt,

F i g. 6 eine ebene Spulenanordnung gemäß den F i g. 4 und 5,F i g. 6 shows a planar coil arrangement according to FIGS. 4 and 5,

Fig. 7 die Richtungsänderungen des Feldvektors der Sendespule gemäß F i g. 8 entlang der Linie A-C parallel zur Förderbandbewegungsrichtung,7 shows the changes in direction of the field vector of the transmitter coil according to FIG. 8 along the line AC parallel to the direction of movement of the conveyor belt,

F i g. 8 die Parallelprojektion der Sendespule auf die Ebene des Förderbandes,F i g. 8 the parallel projection of the transmitter coil onto the plane of the conveyor belt,

Fig. 9 ein Spulensystem, bei dem beide Spulen sich auf der gleichen Seite des Förderbandes befinden,9 shows a coil system in which both coils are on the same side of the conveyor belt,

Fig. 10 ein Spulensystem gemäß dem in F i g. 9 dargestellten Spulensystem, wobei die Spulen parallelogrammformig gestaltet sind,10 shows a coil system in accordance with the one shown in FIG. 9 shown coil system, the coils parallelogram are designed,

Fig. 11 ün Spulensystem, bei dem sowohl Sendeais auch Empttngerspulenteile unter und über der Förderbandebene angeordnet sind,Fig. 11 ün coil system in which both transmission ais also receiving coil parts are arranged below and above the conveyor belt level,

Fig. 12 die gegenseitige Position der aufeinander projizierten Spulen gemäß Fig. 11,FIG. 12 shows the mutual position of the coils projected onto one another according to FIG. 11,

Fig. 13 das Verhältnis der verschiedenen Signale von der phasenempfindlichen Dektorschaltung, welche in die Monitor- bzw. Kontrollgerätschaltung gelangen, und die Anordnung der Alarmgrenzen, wenn das Monitor- bzw. Kontrollgerät derart gestaltet ist, daß es mit einer Alarmgrenze arbeitet,13 shows the relationship between the various signals from the phase sensitive detector circuit which get into the monitor or control device circuit, and the arrangement of the alarm limits, if that Monitor or control device is designed in such a way that it works with an alarm limit,

Fig. 14 das Verhältnis der verschiedenen Signale von der phasenempfindlichen Detektorschaltung, welche in die Monitor- bzw. Kontrollgerä¹,chultung gelangen, und die Anordnung der Alarmgreiuen, wennFig. 14, the ratio of the various signals from the phase sensitive detector circuit which enter the monitor or Kontrollgerä ^1, chultung, and the arrangement of Alarmgreiuen when

das Monitorgerät so gestaltet ist, daß es mit zweithe monitor device is designed so that it is with two

Alarmgrenzen entgegengesetzten Vorzeichens arbeitet,Alarm limits of opposite sign works,

Fig. 15 das Verhältnis der verschiedenen Signale15 shows the relationship between the various signals

von der phasenempfindlichen Detektorschaltung,from the phase sensitive detector circuit,

welche in die Monitor- bzw. Kontrollgerätschaltungwhich in the monitor or control device circuit

ίο gelangen, und die Anordnung der Alarmgrenzen, wenn das Monitorgerät so gestaltet ist, daß es in Abhängigkeit von zwei Signalen entgegengesetzter Vorzeichen und in Abhängigkeit von der Eingangsrcihenfolge, in der die Signale erscheinen, arbeitet undίο arrive, and the arrangement of the alarm limits, when the monitor device is designed in such a way that it is dependent on two signals of opposite signs and depending on the input order in which the signals appear, works and

Fig. 16 das Verhältnis unterschiedlicher Signale von der phasenempfi-.^lichen Detektorschaltung, welche in die Monitor- bzv,. Kontrollgerätschaltung gelangen, und die Gestaltung der Alarmgrenzen, wenn das Monitorgerät zur Analyse von Signalkomponen-16 shows the relationship between different signals from the phase-sensitive detector circuit, which in the monitor resp. Control device circuit arrive, and the design of the alarm limits, if the monitor device for the analysis of signal components

ten mit unterschiedlichen Phasen eingerichtet ist.ten is set up with different phases.

Gemäß dem Blockschaltbild von F i g. 1 wird eine Sendespule 2 von einem Tonfrequenzoszillator 1 gespeist. Die Spannung, die in einer Empfängerspule 3 durch das Sekundärfeld des festzustellenden KörpersAccording to the block diagram of FIG. 1, a transmitter coil 2 is fed by an audio frequency oscillator 1. The voltage generated in a receiver coil 3 by the secondary field of the body to be detected

und des den Körper umgebenden Materials induziert wird, wird einem Signalverstärker 5 zugeführt. Die Phase des Verstärkerausganges ist unabhängig von der Amplitude. Das verstärkte Signal gelangt zu einem phasenempfindlichen oder Kohärenzdetektor 7, inand the material surrounding the body is induced, is fed to a signal amplifier 5. the The phase of the amplifier output is independent of the amplitude. The amplified signal arrives at you phase sensitive or coherence detector 7, in

dem eine Komponente mit einem bestimmten Phasenverhältnis zum Senderfcld von dem empfangenen Signal abgetrennt wird. Die Bezugsspannung des Detektors wird von einem Transformator 4 vom Sendekreis geliefert. Nach der Transformierung wirdthe one component with a certain phase relationship to the transmitter fcld from the received Signal is disconnected. The reference voltage of the detector is from a transformer 4 from Send circle delivered. After the transformation,

die Spannung verstärkt, und ihre Phase wird, falls erforderlich, korrigiert. Die Spannung wird außerdem zur Verbesserung des Betriebes des Detektors im Gerät 6 in Rechteckwellenform gebracht, bevor sie dem Kohärenzdetektor zugeleitet wird. Die Bezugsspannungthe voltage is amplified and its phase is corrected if necessary. The tension also increases brought to improve the operation of the detector in the device 6 in square wave form before the Coherence detector is fed. The reference voltage

kann auch mit einem Reihenwiderstand direkt vom Sendestrom gebildet werden. Die Bezugsspannung kann auch als eine Spannung von den Polen des Senders abgenommen werden oder mit einer gesonderten Spule erzeugt werden, die nahe der Sendespulecan also be formed directly from the transmit current with a series resistor. The reference voltage can also be taken as a voltage from the poles of the transmitter or with a separate one Coil are generated close to the transmitter coil

angeordnet ist. Die von dem Kohärenzdetektor ausgewählte Komponente gelangt weiter zum Monitoi bzw. Kontrollgerät 8, in dem ein Alarmsignal 9 (beispielsweise akustisch oder optisch) mittels Niedcifrequenzverstärkern, Niveaud.;tektoren, logischeris arranged. The component selected by the coherence detector goes on to the monitor or control device 8, in which an alarm signal 9 (for example acoustically or optically) by means of low-frequency amplifiers, Niveaud .; tectors, more logical

UND/ODER-Schaltungen und Verzögerungsschaltungen gebildet wird. Dieses Alarmsignal zeigt an, wenr ein Metallkörper festgestellt worden ist und von derr Förderer weggenommen werden muß, notwendigen falls durch Anhalten des Förderers von Hand odei automatisch. Mit Hilfe einer Hilfsspannung, die vor dem Sendekreis in der gleichen Weise wie Bezugs spannunp des Detektors erhalten wird, kann jeglichi Restspannung des Signalverstärkers aufgehoben wer den, wodurch die Leistung der Schaltungsanordnunj verbessert werden kann.AND / OR circuits and delay circuits is formed. This alarm signal indicates if a metal body has been found and derr Conveyor must be removed, if necessary odei by stopping the conveyor by hand automatically. With the help of an auxiliary voltage that is in front of the transmission circuit in the same way as reference voltage of the detector is obtained, any residual voltage of the signal amplifier can be canceled the, whereby the performance of the circuit arrangement can be improved.

Für ein wirksames Arbeiten ist es wünschenswert daß die Anzah! der von den festzustellenden Körperr erzeugten Alarmsignale, verglichen mit der Anzah der unerwünschten Alarmsignale, die durch Teile oder Ansammlungen des Erzmaterials erzeug! werden so gioß wie möglich ist, während die Signale, die durch das Sendefeld, die äußeren elektromagnetischen Felder und das gleichartige Umgebungsmaterial in RichtungFor effective work it is desirable that the number! of the body to be determined generated alarms compared to the number of unwanted alarms generated by parts or create accumulations of ore material! be as gioß as possible while the signals are passing through the transmission field, the external electromagnetic fields and the similar surrounding material in the direction

5 65 6

der Bandbewegung auf Null oder zumindest so gering des kleinsten Körpers, der festgestellt werden kann,the tape movement to zero or at least as small as the smallest body that can be detected,

wie mölgich gehalten werden sollten. Bei dem erfin- abgeleitet werden können.should be kept as possible. In the case of the inven- tive can be derived.

dungsgemäßen Detektor werden die erwähnten Grund- In der Praxis haben die festzustellenden KörperIn accordance with the detector, the aforementioned basic elements have in practice the objects to be detected

sätze wie folgt durchgeführt: und die Körper bzw. Teile des Umgebungsmaterialssentences carried out as follows: and the bodies or parts of the surrounding material

5 unterschiedliche Formen. Jede Form wird durch eine5 different shapes. Each shape is represented by a

a) Di* korrekte (relativ zum Primärfeld) phasen- Kurvenschar repräsentiert und jede Form und jedes verschobene Komponentedeselektromagnetischen Material durch bestimmte Kurven. Die Anzeige Sekundärfeldes, welches von einem festzustellen- basiert auf Kurven, die entweder experimentell oder den Körper erzeugt wird, wird beobachtet bzw. theoretisch für Körper des Umgebungsmaterials, kontrolliert; io welche die größte Querkomponente entweder infolgea) Di * correct (relative to the primary field) represents a family of curves and every shape and every displaced components of the electromagnetic material through certain curves. The ad Secondary field, which of one can be determined based on curves that are either experimental or the body is generated, is observed or theoretically for bodies of the surrounding material, controlled; io which the largest transverse component either as a result

b) die korrekte Arbeitsfrequenz wird ausgewählt; ihrer Form oder Materialkonstanten bewirken, undb) the correct working frequency is selected; cause their shape or material constants, and

.,„ · für die festzustellenden Körper erhalten werden, welche., "· For the bodies to be determined, which

c) das Pr.märfeld w.rd so gesteuert daß es seine _{Formen und} Materialeigenschaften haben, welche Richtung ändert, um in dem festzustellenden wahrscheinlich am häufigsten auftreten werden. Aus Körper vorzugsweise unabhängig von seiner Form _{Gründen der} Übersichtlichkeit wird im folgenden nur und Position auf dem Forderer eine Wirbelstrom- _{ejne Rurve zur Darstellung des} Umgebungsmaterials induktion zu erhalten; _{und nur eine Kurve zur Darste}|lung der festzustellen-c) the primary field is controlled in such a way that it has its _{shapes and} material properties, which direction changes in order to be likely to occur most frequently in the one to be detected. For the _{sake of clarity, for the sake of} clarity, for the sake of clarity, an eddy current _{curve is used below to obtain} an eddy current curve to represent the surrounding material; _{and only one curve to show} the ascertainable

d) die Empfindlichkeit der Empfängerspulen für den Körper benutzt. Die Gesamtsignal-Ortskurven das Sekundärfeld, das durch die Wirbelströme bei der Arbeitsfrequenz für einen Körper des Umgein dem festzustellenden Körper erzeugt wird, ao bungsmaterials und den festzustellenden Körper sind wird einreguliert, um die von der Form und Po- durch die Bezugszeichen 1! und 12 in F i g. 2 resition des festzustellenden Körpers unabhängige präsentiert, wobei das Symbol Ar die Größe der Kör-Anzeige zu verbessern; per (entw&Jür Dimension oder Volumen) repräsen-d) uses the sensitivity of the receiver coils to the body. The total signal loci the secondary field that is generated by the eddy currents at the working frequency for a body in the vicinity of the body to be determined, ao exercise material and the body to be determined is adjusted to the shape and Po- by the reference number 1! and 12 in FIG. 2 resition of the body to be determined independent presented, where the symbol Ar to improve the size of the body display; per (dev & jd dimension or volume) represent-

e) das Spulensystem ist derart ausgelegt, daß das tier! Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Kurve Sendefeld homogenes Erzmaterial oder äußere ²* ur das Umgebungsmaterial starker gegenüber der Felder keine Signale bewirken; Inphasekomponentenachse geneigt, als es in W.rk-e) the coil system is designed in such a way that the animal! For the sake of clarity, the transmission field curve is homogeneous ore material or external ² * ur the surrounding material stronger than the fields cause no signals; Inclined in-phase component axis as it is in W.rk-

⁶ hchkeit der Fall ist. ⁶ is the case.

f) die Signalkomponente, die eine korrekte Phase Der Kreisbogen 13 gibt das größte Signal wieder, hat, wird in geeigneter Weise analysiert, indem _das dem Signalverstärker zugeführt werden kann, die Arbeitsweise des Monitors und die Alarm- _{30 onne da}ß _ej_ne nichtlineare Verzerrung hervorgerufenf) the signal component, the correct phase The arc 13 is the largest signal again has, is analyzed in a suitable manner, by _which can be supplied to the signal amplifier, the operation of the monitor and the alarm _{30 onne as} ß _e j _ne nonlinear Distortion caused

-·. grenzen in geeigneter Weise ausgewählt werden. _wj_rd- oj_e Verstärkungsfaktoren sind so bemessen,- ·. boundaries should be selected appropriately. _w j _rd- oj _e gain factors are dimensioned in such a way that

daß Punkt A des Gesamtsignals, welches den größtenthat point A of the total signal, which is the greatest

Das Sekundärfeld, das durch einen leitenden Kör- vorkommenden Erzmaterialkörper oder die größtper in einem elektromagnetischen Wechselstromfeld mögliche Anhäufung von Erzmaterialkörpern enterzeugt worden ist, kann in eine Realkomponente, 35 spricht, auf dem Kreisbogen liegt. Der Bogen AC welche in Phase mit dem Pnmärfeld liegt, und in eine wird halbiert und eine Linie wird durch diesen Haiimaginäre Komponente aufgeteilt werden, die um 90° bierungs- bzw. Mittelpunkt B und den Koordinatenphasenverschoben ist. Die Kurve bzw. der geometrische Ursprungspunkt 0 gezogen. Weitere Linien 15 und 16 Ort des Sekundärfeldvektors je Volumeinheit des das werden parallel zur Linie 14 durch die Punkte A und C Feld hervorrufenden Körpers kann in einem Ko- 40 gelegt. Eine Komponente, die senkrecht zur Ausgangsordinatensystern dargestellt werden, das durch die linie 14 oder zur Phasenlinie liegt, wird als die Komgleichphasigen und Querkomponenten des Feldes, ponente ausgewählt, die überwacht werden soll, worbezogen auf das induzierende Pnmärfeld, definiert ist. aufhin die gleiche Komponente des durch das Um-Der Parameter entlang jeder Ortskurve ist das Ver- gebungsmaterial erzeugten Signals stets auf der linhältnis zwischen den Dimensionen des Körpers und der 45 ken Seite der Linie 15 bleibt. Der Detektor wird so Eindringtiefe des Feldes (beispielsweise ρ = \δμω 2 R The secondary field, which has been generated by a conductive body of ore material or the largest possible accumulation of ore material bodies in an electromagnetic alternating current field, can lie in a real component, 35 speaking, on the arc of a circle. The arc AC which is in phase with the primary field, and into one, will be halved and a line will be divided through this shark imaginary component, which is 90 ° bation- or center point B and the coordinate phase shifted. The curve or the geometric origin point 0 is drawn. Further lines 15 and 16, the location of the secondary field vector per unit volume of the body causing the field to be parallel to line 14 through points A and C can be placed in a box. A component represented perpendicular to the initial coordinate system lying by line 14 or the phase line is selected as the in-phase and transverse components of the field, component to be monitored, as defined in relation to the inducing primary field. then the same component of the signal generated by the Um-The parameter along each locus is the forgiveness material always remains on the relationship between the dimensions of the body and the 45 ken side of the line 15. The detector becomes the penetration depth of the field (for example ρ = \ δμω 2 R eingestellt, daß sämtliche Körper, deren Komponente für eine Kugel). Das Gesamtfeld kann in ähnlicher der gewählten Phase die rechte Seite der Linie 15 (die Weise durch eine Ortskurve mit der Frequenz oder sogenannte Alarmgrenze) erreicht, eine Anzeige beKörpergröße (= Volumendimension oder charak'eri- wirken. Punkt P repräsentiert den kleinsten Körper, stische Dimension) als Parameter dargestellt werden. 5° der festeestellt werden kann.set that all bodies, their component for a sphere). Similar to the selected phase, the total field can reach the right side of the line 15 (the way through a locus with the frequency or so-called alarm limit), an indication of body size (= volume dimension or characteristic. Point P represents the smallest body, stische Dimension) can be represented as a parameter. 5 ° which can be fixed.

Entsprechend dem Faradayschen Induktionsgesetz Es können selbst kleinere Körper festgestellt bzw. ist es vorteilhaft, die Frequenz so hoch wie möglich angezeigt werden, wenn die Linie 15 (Alarmgrenze) auszuwählen. Die Frequenz wird jedoch dadurch be- um den Punkt A gedreht wird, so daß sie die Quergrenzt, daß durch den größtmöglichen Körper des komponentenachse näher zum Koordinatenursprungs-Umgebungsmaterials kein zu großes Signal mit der 55 punkt hin schneidet, als es in F i g. 2 dargestellt ist. erwünschten Phasenverschiebung hervorgerufen wer- Der Schnittpunkt B der Phasenlinie bewegt sich in den sollte. (Der Punkt A in F i g. 2 sollte demzufolge entsprechender Weise nach rechts, und die festzustelnicht zu weit von der Gleichphasenachse entfernt lende bzw. anzuzeigende Komponente weicht, weiter liegen.) von der Querkomponente ab. Es ergibt sich darausAccording to Faraday's law of induction, even smaller bodies can be detected or it is advantageous to display the frequency as high as possible if line 15 (alarm limit) is selected. The frequency is, however, rotated about point A so that it delimits the transverse limit, so that, due to the largest possible body of the component axis closer to the surrounding material of the origin, no signal that is too large intersects with the point than is shown in FIG. 2 is shown. The point of intersection B of the phase line moves into the should. (Point A in FIG. 2 should accordingly be to the right, and the component to be determined not too far away from the in-phase axis or to be displayed should lie further) from the transverse component. It follows from that

Die Arbeitsfrequenz und die Dimensionen des 60 der in F i g. 3 dargestellte Fall. Die Signale, die innergrößten wahrscheinlich zu erwartenden Körpers des halb des schraffierten Flächenbereiches zwischen der Umgebungsmaterials werden durch einen Punkt auf Realachse und der linken Alarmgrenze 16' liegen, der Gesamtfeldortskurve des Umgebungsmaterials werden durch selbständige Erzmetallkörper-Anhäudargestellt. Eine von diesem Punkt ausgehende, fungen erzeugt, und die Anzahl der durch sie bewirkparallel zur Gleichphasenachse verlaufende Linie 65 ten Alarme kann verringert werden, indem ein geschneidet die Gesamtfeldortskurve des festzustellenden eignetes Überwachungs- bzw. Monitorprinzip ge-Metallkörpers in einem Punkc. der einen bestimmten wählt wird, so wie es weiier unten noch beschrieben Wert des Parameters hat. von dem die Dimensionen wird.The working frequency and the dimensions of the 60 in FIG. 3 case. The signals, the inner largest likely to be expected body of the half of the hatched area between the Surrounding material will lie through a point on the real axis and the left alarm limit 16 ', the total field locus of the surrounding material are represented by independent ore metal body attachments. A measurement starting from this point is generated and the number of line 65th alarms running through it parallel to the in-phase axis can be reduced by cutting the total field locus of the suitable monitoring or monitoring principle to be determined in one point. who chooses a particular one, as described below Value of the parameter has. of which the dimensions will be.

7 87 8

Im allgemeinen wird eine Anordnung von Spulen mit gestellt. Die Sendespule 22 und Meßspule 23 befinden Luft- oder Eisenkernen gewählt, um das Primärfeld sich auf verschiedenen Seiten des Förderbandes 24. des i?etektors zu erzeugen und das Signal aufzufangen. In diesem Fall sind die durch die festzustellenden Da die Kurven 12 in den F i g. 2 und 3 für Körper Körper verursachten Signale weniger von der Höhenunterschiedlicher Formen voneinander abweichen, S stellung der Körper auf dem Band abhängig. Der müssen die Spulen so entworfen sein, daß eine Anzeige Pfeil 25 gibt die Bewegungsrichtung wieder,
unabhängig von der Form und der Position des In F i g. 7 zeigt die in vollen Linien dargestellte Körpers auf dem Förderer stattfindet. Die Richtung Kurve (welche unterhalb der Horizontalebene punkdes Primärfeldes muß sich in Abhängigkeit von der tiert wiedergegeben ist) die Ortskurve des Primär-Position und der Richtung der Materialbewegung ic feldvektors entlang der Linie ABC, was der in F i g. 3 verändern, so daß die Quer- oder Fast-Querkompo- dargestellten Sendespule entspricht. Die gestrichelte nente des von dem festzustellenden Körper erzeugten Kurve gibt die Projektion der Ortskurve des Feldvek-Signals an irgendeiner Stelle des Detektors so groß tors wieder. Die Feld vektoren sind an den Punkten A wie möglich ist. Wenn eine Anzeige beispielsweise und C horizontal und bilden einen Winkel miteinander, von zylindrischen oder länglichen ferromagnetischen 15 während sie am Punkt B nahezu vertikal liegen. Die Körpern erwünscht ist, muß die Richtung des Feldes Art des Feldes bleibt die gleiche, während sich jedoch an irgendeiner Stelle während der Bewegung des die Größe ändert, wenn man sich entlang anderer Körpers parallel oder nahezu parallel zur Längsachse Linien bewegt, die parallel zur Linie AC verlaufen, des Körpers sein, woraufhin der Queranteil des in dem F i g. 8 gibt die Richtung des Sindestroms in der das Körper induzierten Dipolmomentes am größten ist. »0 Feld gemäß F i g. 7 erzeugenden Sendespule und die In entsprechender Weise soll für eine nichtmagnetische Bewegungsrichtung (Pfeil 25) wieder.
Platte das Feld senkrecht oder nahezu senkrecht zur Ein Spulensystem gemäß der Grundbauart kann Plattenebene sein. auch so ausgestaltet sein, daß beide Spulen 22' und 23'In general, an arrangement of coils is provided. The transmitting coil 22 and measuring coil 23 are located in air or iron cores selected to generate the primary field on different sides of the conveyor belt 24 of the detector and to pick up the signal. In this case, the curves 12 in FIGS. 2 and 3 for body body-caused signals differ less from one another by the height of different shapes, S position of the body on the tape depends. The coils must be designed in such a way that an arrow 25 indicates the direction of movement,
regardless of the shape and position of the In F i g. Figure 7 shows the body shown in full lines taking place on the conveyor. The direction curve (which is below the horizontal plane point of the primary field must be reproduced as a function of the animal) the locus curve of the primary position and the direction of the material movement ic field vector along the line ABC, what the in F i g. 3 so that the transverse or almost transverse composite corresponds to the transmitter coil shown. The dashed component of the curve generated by the body to be detected represents the projection of the locus of the field vector signal at any point on the detector as large as this. The field vectors are at points A as is possible. For example, if a display and C are horizontal and form an angle with each other, cylindrical or elongated ferromagnetic 15 while at point B they are almost vertical. The bodies desired, the direction of the field type of field must remain the same, while at any point during the movement of the field the size changes if one moves along other bodies parallel or nearly parallel to the longitudinal axis lines that are parallel to the line AC run to be of the body, whereupon the transverse portion of the in the Fig. 8 gives the direction of the minimum current in which the body induced dipole moment is greatest. »0 field according to FIG. 7 generating the transmitter coil and the In a corresponding manner is intended for a non-magnetic direction of movement (arrow 25) again.
Plate the field perpendicular or almost perpendicular to the A coil system according to the basic design can be plate plane. also be designed so that both coils 22 'and 23'

3ei Anwendung der Erfindung kann das obener- entweder über oder unter dem Förderband (F i g. 9)When using the invention, the above- either above or below the conveyor belt (Fig. 9)

wähnte Feld mit einer Sendespulenanordnung erzeugt as liegen. Da das anzuzeigende Signal in großem Umfangimagined field generated with a transmitter coil arrangement as lie. As the signal to be displayed in a large scale

werden, wenn deren Parallelprojektion auf die Ebene von der Vertikalstellung des Körpers abhängt, istif their parallel projection on the plane depends on the vertical position of the body

des Förderers derjenigen von F i g. 4 entspricht. Die diese erwähnte Bauart in erster Linie in den Fällenof the sponsor of those of F i g. 4 corresponds. This type of construction mentioned primarily in the cases

Projektionen der Spulenströme 18 und 19 sind in den nützlich, bei denen siich die Vertikalposition des fest-Projections of the coil currents 18 and 19 are useful in those where the vertical position of the fixed

Teilen AB und CD so gerichtet, daß die Winkel χ zustellenden Körpers nicht wesentlich ändert. DiesesDivide AB and CD in such a way that the angle χ of the body to be delivered does not change significantly. This

und ß, die sie mit der Richtung der Bewegung bilden, 30 ist dann derFall.wenndieSchichtdickedesUmgebungs-and ß, which they form with the direction of movement, 30 is then the case.

an jeder Stelle auf verschiedenen Seiten der Linie 17 materials auf dem Förderband niedrig ist.at every point on different sides of the line 17 materials on the conveyor belt is low.

liegen, welche die Bewegungsrichtung darstellt. Es Die auf den obengenannten Grundsätzen basierendewhich represents the direction of movement. It is based on the above principles

ist häufig vorteilhaft, wenn der Strom, der in den Spu- Spulenbauart (F i g. 10) mit einer parallelogramm-is often advantageous if the current flowing into the coil type (Fig. 10) is

lenteilen, welche den Teilen BC und DA der Projek- förmigen Spulenanordnung ist in konstruktiver Hin-parts, which the parts BC and DA of the project-shaped coil arrangement is structurally

tion entsprechen, sowenig wie möglich zum Primär- 35 sieht einfach, während jedoch ihre Empfindlichkeittion correspond as little as possible to the primary 35 looks simple, while, however, their sensitivity

feld beiträgt, und zwar verglichen mit dem Beitrag auf querliegende Körper über weite Bereiche in derfield, compared with the contribution to transverse bodies over large areas in the

der den Projektionen AB und CD entsprechenden Mitte des Förderbandes begrenzt ist. Diese Bauartthe middle of the conveyor belt corresponding to the projections AB and CD is limited. This type

Teile. ist in erster Linie fflir schwach leitende Umgebungs-Parts. is primarily for weakly conductive ambient

F i g. 5 gibt eine auf die Ebene des Förderers ge- materialien geeignet, wenn selbst ein geringfügiges richtete Parallelprojektion einer Meßspule wieder, 40 Signal, welches durch einen querliegenden Körpei die entsprechend dem gleichen Prinzip wie oben ge- erzeugt wird, die Anzeige gewährleistet,
staltet ist. Die Spannung, die in der aus zwei Schleifen Die Höhenabhängigkeit des Signals des festzustellenbestehenden Spule induziert wird, verursacht einen den Körpers ebenso wie die Veränderungen der ho-Stromfluß in der Spule. Die Projektionen 18' und 19' rizontalen und vertikalen Komponenten des Primärder Stromrichtungen in den Teilen AB und EF 45 feldes können auf vielfältige Weise verändert werden bilden zusammen mit der Bewegungsrichtung auf der Die Sende- und Empfängerspulenteile können demgleichen Seite der die Bewegungsrichtung darstellen- entsprechend in einer erwünschten und zweckmäßiger den Linie 17 die Winkel «' und ß'. Die Projektionen Weise über und unter dem Förderband verteilt werden 20' und 21' liegen parallel oder nahezu parallel zu Eine derartige, gemäß den Grundsätzen der Er den Projektionsteilen CD und HG und bilden mit der 50 findung gestaltete ebene Spulenanordnung ist ir Bewegungsrichtung den Winkel /, und zwar auf der F i g. 11 dargestellt. Um in den Meß- bzw. Empfänden Projektionen 18' und 19' gegenüberliegenden gerspulen 27, 27' eine Spannung zu verhindern, die Seite der Linie 17. durch das Primärfeld der Sendespulen 26 und 26F i g. 5 shows a material suitable at the level of the conveyor, if even a slight directed parallel projection of a measuring coil, 40 signal, which ensures the display by a transverse body which is generated according to the same principle as above,
is stalten. The voltage, which is induced in the coil consisting of two loops The height dependence of the signal of the coil, causes the body as well as the changes in the ho-current flow in the coil. The projections 18 'and 19' rizontal and vertical components of the primary of the current directions in the parts AB and EF 45 field can be changed in many ways together with the direction of movement on the a desired and more appropriate line 17, the angles «'and ß'. The projections are distributed in a manner above and below the conveyor belt 20 'and 21' are parallel or almost parallel to one such, according to the principles of the projection parts CD and HG and form a plane coil arrangement designed with the invention, ir the direction of movement is the angle /, namely on the F i g. 11 shown. In order to prevent a voltage in the measuring or sensing projections 18 'and 19' opposite gerspulen 27, 27 ', the side of the line 17 through the primary field of the transmitter coils 26 and 26

Es ist häufig vorteilhaft, wenn der Beitrag der erzeugt wird, ist es notwendig, daß die Sende- uncIt is often advantageous if the contribution is generated, it is necessary that the transmission unc

Spulenteile, welche den Projektionen BC, DE, FG und 55 Empfängerspulen einen gemeinsamen FlächenbereichCoil parts, which the projections BC, DE, FG and 55 receiver coils have a common surface area

HA entsprechen, zum Meßstrom klein ist, verglichen haben, so daß die Sendefeldkraftflüsse durch di< HA correspond to the measuring current is small, so that the transmission field force flows through di <

mit dem Beitrag der Spulenteile, welche den Projek- Flächenbereiche I und II von gleicher Größe und entwith the contribution of the coil parts, which the project areas I and II of the same size and ent

tionen AB, CD, EF und GH entsprechen. Die beiden gegengesetzter Richtung (F i g. 12) sind. Die gleicht AB, CD, EF and GH . The two are opposite directions (Fig. 12). The same

Schleifen der Spule müssen so ausgelegt sein, daß die Bedingung sollte gleichzeitig für die oberen und unLoops of the coil must be designed so that the condition should be simultaneous for the top and un

Spannungen, die durch das Sendefeld, die gleich- 60 teren Spulen gültig sein.Voltages that are valid through the transmission field, the 60 other coils.

gerichteten äußeren Felder und eine gleichmäßige Die Signale von den Empfängerspulen müssen füidirected external fields and a uniform The signals from the receiver coils must füi

Schicht des Umgebungsmaterials induziert werden, erhöhte Empfindlichkeiten addiert werden, wodurcrLayer of the surrounding material are induced, increased sensitivities are added, what urcr

sich in der Meßspule gegenseitig aufheben. die Signale, die durch das gleichartige bzw. homogenecancel each other out in the measuring coil. the signals produced by the homogeneous or homogeneous

In der Praxis ist es häufig vorteilhaft, die Spulen Umgebungsmaterial und die äußeren Felder verurIn practice it is often advantageous for the coils to cause ambient material and the external fields

gemäß den Fig. 4 und 5 so zu entwerfen, daß die 65 sacht werden, nicht automatisch gegeneinander aufto design according to FIGS. 4 and 5 so that the 65 are gentle, not automatically against each other

Projektionen und die entsprechenden Spulen aus gehoben werden. Wenn die Sende- und EmpfangsProjections and the corresponding coils are lifted off. When the send and receive

geraden Teilen bestehen. Ein erfindungsgemäßer, spulen jedoch so angeordnet sind, daß sie nicht einerconsist of straight parts. A coil according to the invention, however, are arranged so that they are not one

ebener Spulcr.aufba'j dieser Art ist in Fig. 6 dar- gemeinsamen Flächenbercich (Flächer.bereich / -- ⁿ Spulcr.aufba'j plane of this kind is shown in Figure 6 DAR common Flächenbercich (Flächer.bereich / - ^n.

haben, muß die Differenz der Signale von den Empfängerspulen angezeigt werden, um ein Nullsignal zu erhalten, welches durch das Primärfeld, eine homogene Umgebungsmaterialschicht und homogene äußere Felder hervorgerufen wird. Das durch den festzustel- S ■enden Körper verursachte Signal ist, verglichen mit den vorher beschriebenen Anordnungen, gering, und es hängt außerdem in großem Umfang von der Vertikal· und Horizontalposition des Körpers auf dem Förderband ab. Die Verwendung einer solchen An-Ordnung ist auf Fälle mit großen Leitfähigkeitsunterschieden beschränkt, wenn die Signale des Umgebungsmaterials klein sind. Die festgestellte und verstärkte Signalkomponente mit korrekt gewählter Phase wird unter Verwendung von Niveaudetektoren, logischen Schaltungen und Verzögerungsschaltungen wie folgt analysiert:the difference in the signals from the receiver coils must be displayed in order to produce a zero signal obtained, which by the primary field, a homogeneous layer of surrounding material and homogeneous outer Fields is generated. The signal caused by the body to be detected is compared with the arrangements described above, and it also depends to a large extent on the vertical and horizontal position of the body on the Conveyor belt. The use of such an arrangement is limited to cases with large conductivity differences when the signals from the surrounding material are small. The established and reinforced Signal component with correctly selected phase becomes logical using level detectors Circuits and delay circuits analyzed as follows:

Gemäß der Bauart des Spulensystems haben die Signale des festzustellenden Körpers unterschiedliche Vorzeichen, wenn der Körper sich unterhalb der verschiedenen Schleifen der Meßspule befindet. Das bereits obengezeigte und erläuterte Anzeigebild ist demzufolge zu vervollständigen, so daß es nunmehr, bezogen auf den Koordinatenursprungspunkt, symmetrisch ist (F i g. 13). Das einfachste Monitor- bzw. as Kontrollgerätsystem verwendet die Signale, welche, ausgehend von der Phasenlinie 14, nur die positive Alarmgrenze 15 kreuzt, während die Informationen, weiche von der weiteren Schleife des Empfängers stammen, nicht benutzt werden. Gemäß Fig. 13 3» hat das Signal A ein Alarmsignal zur Folge, was bei den Signalen B bis F nicht der Fall ist.According to the design of the coil system, the signals of the body to be detected have different signs when the body is below the various loops of the measuring coil. The display image already shown and explained above must therefore be completed so that it is now symmetrical with respect to the point of origin of the coordinates (FIG. 13). The simplest monitor or control device system uses the signals which, starting from the phase line 14, only crosses the positive alarm limit 15, while the information which comes from the further loop of the receiver is not used. According to FIG. 13, the signal A results in an alarm signal, which is not the case with the signals B to F.

Gemäß einem anderen Arbeitsprinzip des Monitors bleibt die Linie 14 die Basis- oder Phasenlinie, während die Linie 15 jetzt die positive und die Linie 16 die 3s negative Alarmgrenze wird (F i g. 14).According to another working principle of the monitor, the line 14 remains the base or phase line while line 15 is now the positive alarm limit and line 16 is the 3s negative alarm limit (FIG. 14).

Ein Alarmsignal wird entweder gebildet, wenn das erste positive Signal die positive Alarmgrenze (Fall A) oder wenn das zweite negative Signal die negative AJarmgrenze (Fall B) kreuzt. Die Fälle C bis F ergeben keine Alarme.An alarm signal is generated either when the first positive signal crosses the positive alarm limit (case A) or when the second negative signal crosses the negative alarm limit (case B) . Cases C to F do not result in alarms.

Es ist leichter, den auf dem Förderband festgestellten Körper zu finden, wenn das Signal von der ersten Hälfte der Meß- bzw. Empfängerspule, verglichen mit den von der zweiten Hälfte, zeitlich verzögert ist. Die Längsposition des Körpers auf dem angehaltenen Förderband ist im wesentlichen unabhängig von dem Punkt der Anzeigespule, an dem das Alarmsignal gebildet worden ist.It is easier to find the body caught on the conveyor belt when the signal is from the first Half of the measuring or receiver coil, compared with that of the second half, delayed in time is. The longitudinal position of the body on the stopped conveyor belt is essentially independent from the point on the indicator coil at which the alarm signal was generated.

Wenn das Verfahren gemäß F i g. 3 benutzt wird, um selbst kleinere Körper festzustellen, dann muß man sich vergewissern, daß die Signale, welche der schraffierten Fläche in Fig. 15 entsprechen, kein Alarmsignal ergeben. Dies kann dadurch geschehen, daß man den Betrieb des Monitors auf der Größenordnung der Signale aufbaut, die von der ersten und zweiten Schleife der Meßspule kommen und die Alarmgrenzen kreuzen.If the method according to FIG. 3 is used to determine even smaller bodies, then one has to make sure that the signals which correspond to the hatched area in Fig. 15 do not result in an alarm signal. This can be done by The operation of the monitor builds on the order of magnitude of the signals received from the first and second loops the measuring coil come and cross the alarm limits.

Das positive Signal A (F i g. 15) von dem ersten Spulenteil öffnet eine elektronische Gatterschaltung. Ein folgendes negatives Signal B (F i g. 15) geht durch das Gatter und bewirkt ein Alarmsignal.The positive signal A (Fig. 15) from the first coil part opens an electronic gate circuit. A subsequent negative signal B (Fig. 15) goes through the gate and causes an alarm signal.

Die Signale C und D bewirken keine Anzeige, da sie unterhalb der Alarmgrenze bleiben; die Signale E und F bewirken ebenfalls keine Anzeige, da ein zuerst ankommendes negatives Signal E nicht die Gatterschaltung aktiviert. Um die Situation auszuschalten, in der ein Signal Fund ein Signal £ von einem anderen, folgenden Körper des Umge6ungsmaterials eineThe signals C and D have no effect because they remain below the alarm limit; the signals E and F also cause no display, since a negative signal E arriving first does not activate the gate circuit. In order to eliminate the situation in which a signal finds a signal from another, following body of the surrounding material a falsche Anzeige ergeben könnten, ist es möglich, den Einfluß des aktivierenden positiven Signals entweder von außen oder automatisch zu eliminieren, wenn das für die Anzeige notwendige negative Signal nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls erscheint, welches von der Förderbandgeschwindigkeit abhängig ist.could result in a false display, it is possible to eliminate the influence of the activating positive signal either externally or automatically, if the negative signal required for the display does not appear within a certain time interval, which depends on the conveyor belt speed is dependent.

Ein viertes Monitorprinzip besteht darin, zwei Phasendetektoren zu verwenden, welche zwei unterschiedlichen Komponenten mit einem geringfügigen Phasenunterschied entsprechen (typischerweise 5 bis 20°). Die beiden Phasenlinien 14 und 14' (F i g. 16) müssen so ausgewählt werden, daß das Umgebungsmaterial ' stets Signale entgegengesetzter Vorzeichen (Fälle C und D in F i g. 16) in dem Detektor erzeugt, während die Signale von einem festzustellenden Körper das gleiche Vorzeichen haben (Fälle A und B in F i g. 16). Der Monitor bzw. das Kontrollgerät ist derart geschaltet, daß ein Alarm nur dann gegeben wird, wenn Signale gleichen Vorzeichens gleichzeitig von beiden Phasendetektoren empfangen werden.A fourth monitor principle is to use two phase detectors which correspond to two different components with a slight phase difference (typically 5 to 20 °). The two phase lines 14 and 14 '(Fig. 16) must be selected so that the surrounding material' always generates signals of opposite signs (cases C and D in Fig. 16) in the detector, while the signals from one to be detected Bodies have the same sign (cases A and B in Fig. 16). The monitor or the control device is switched in such a way that an alarm is only given if signals of the same sign are received by both phase detectors at the same time.

Um die Möglichkeit zu verringern, daß unerwünschte bzw. falsche Signale einen Alarm erzeugen, kann es notwendig sein, in Verbindung mit der Phasenlinie 14' (F i g. 16) eine Alarmgrenze zu bestimmen. Wenn die Information von der zweiten Empfängerspule ebenfalls benutzt wird, muß eine weitere Alarmgrenze entgegengesetzten Vorzeichens genau in der Weise in das System eingeführt werden, wie es in Verbindung mit Fig. 14 beschrieben worden ist.To reduce the possibility that unwanted or false signals could generate an alarm it may be necessary to determine an alarm limit in connection with the phase line 14 '(FIG. 16). When the information from the second receiver coil is also used, a further alarm limit must be set opposite sign are introduced into the system in exactly the same way as it is in connection has been described with FIG.

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zum elektromagnetischen Feststellen von elektrisch leitenden körpern in einem auf einem Förderbaud bewegten Material mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines stationären Spulensystems ein elektromagnetisches Niederfrtquenz-Primärfeld erzeugt wird, das seine Richtung und Amplitude positionsabhängig ändert, so daß dann, wenn ein festzustellender Körper sich durch das Primärfeld hindurchbewegt, die Feldrichtung mindestens an einem Punkt entlang der Bewegungslinie des Körpers eine Komponente in Richtung des Körpers hat, die ausreichend groß ist, um ein meßbares Sekundär/eld unabhängig von der Form, Richtung oder Position des Körpers auf dem Förderband zu erzeugen, daß eine (relativ zum Primärfeld) phasenverschobene Komponente des von dem festzustellenden Körper und dem Umgebungsmaterial in dem Primärfeld erzeugten Sekundärfeldes beobachtet wird, wobei diese Phasenverschiebung so ausgewählt ist, daß die beobachtete Komponente in der Größe für den festzustellenden Körper und das Umgebungsmaterial infolge unterschiedlichen Leitvermögens von Körper und Umgebungsmaterial unterschiedlich ist, wobei ein Empfangsspulensystem verwendet wird, so daß der festzustellende Körper, wenn er sich an dem bevorzugten Punkt des Primärfeldes befindet, gleichzeitig eine bevorzug?? Position und Richtung zu dem signalerzeugenden Teil des Empfangsspulensystems einnimmt und daß ein der phasenverschobenen Komponente proportionales Signal elektronisch mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird.1. Method for the electromagnetic detection of electrically conductive bodies in one a conveyor structure moving material with lower electrical conductivity, characterized in that by means of a stationary Coil system, an electromagnetic low-frequency primary field is generated that changes its direction and amplitude as a function of position, so that when a body to be detected moves through the primary field, the Field direction at least at one point along the line of movement of the body a component in the direction of the body that is sufficiently large to have a measurable secondary / eld regardless of the shape, direction or position of the body on the conveyor belt to generate a (relative to the primary field) phase-shifted component of the body to be detected and the Surrounding material in the primary field generated secondary field is observed, this Phase shift is selected so that the observed component is in size for the to be determined body and the surrounding material due to different conductivity of Body and surrounding material is different, using a receiving coil system so that the body to be detected when it is at the preferred point of the primary field is located, at the same time a preferred ?? Position and direction to the signal generating part of the receiving coil system and that one of the phase-shifted component proportional signal is compared electronically with at least one predetermined limit value.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wirbelströme und Magnetisierung, die in dem Metallkörper und dem Umgebungsmaterial durch das Primärfeld induziert werden, erzeugte Komponente des Sekundärfeldes gesteuert bzw. überwacht wird, die um 90° oder annähernd 90° außer Phase mit dem Primärfeld ist, oder daß eine dieser Komponente proportionale Größe beobachtet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the eddy currents and magnetization induced in the metal body and the surrounding material by the primary field are, generated component of the secondary field is controlled or monitored, which by 90 ° or is approximately 90 ° out of phase with the primary field, or that a quantity proportional to this component is observed.

3. Verfahren zum elektromagnetischen Fest· stellen von elektrisch leitenden Körpern in einem auf einem Förderband bewegten Material mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines stationären Spulensystems ein elektromagnetisches Niederfrequenz- Primärield erzeugt wird, das seine Richtung und Amplitude positionsabhängig ändert, so daß dann, wenn ein festzustellender Körper sich durch das Primärfeld hindurchbewegt, die Feldrichtung mindestens an einem Punkt entlang der Bewegungs- ao linie des Körpers eine Komponente in der Richtung einer bevorzugten Wirbelstrominduktion des Körpers hat, die ausreichend groß ist, um ein meßbares Sekundärfeld unaohängig von der Form, Richtung oder Position des Körpers auf dem För- as derband zu erzeugen, daß zwei phasenverschobene Komponenten des von dem festzustellenden Körper und dem Umgebungsmaterial in dem Primärfeld erzeugten SekundärfeSdes beobachtet werden, wobei diese Phasenverschiebungen relativ zum Primärfeld für die beiden zu beobachtenden Komponenten unterschiedlich und so ausgewählt sind, daß zwei Komponenten des festzustellenden Körpers jeweils das gleiche Vorzeichen haben, während die beiden Komponenten fü das Umgebungsmaterial infolge unterschiedlichen Leitvermögens von Körper und Umgebungsmaterial entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, wobei ein Empfangsspulensystem verwendet wird, so daß der festzustellende Körper, wenn er sich an dem bevorzugten Punkt des Primärfeldes befindet, gleichzeitig eine bevorzugte Position und Richtung zu dem signalerzeugenden Teil des Empfangsspulensystems einnimmt.3. Method for the electromagnetic detection of electrically conductive bodies in one material moving on a conveyor belt with lower electrical conductivity, characterized in that an electromagnetic low-frequency Primary field is generated, which changes its direction and amplitude as a function of position, so that then, if a body to be detected moves through the primary field, the field direction at least at one point along the movement ao line of the body has a component in the direction of a preferred eddy current induction of the body which is sufficiently large to generate a measurable secondary field regardless of the shape, Direction or position of the body on the för-as to generate the band so that two phase-shifted components of the secondary focus generated by the body to be detected and the surrounding material in the primary field are observed, These phase shifts relative to the primary field are different for the two components to be observed and are selected so that two components of the body to be detected each have the same sign, while the two components for the surrounding material due to different conductivity of Body and surrounding material have opposite signs, a receiving coil system being used so that the Body, when it is located at the preferred point of the primary field, simultaneously assumes a preferred position and direction to the signal-generating part of the receiving coil system.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein aus einer oder mehreren Spulen gebildetes Spulensystem (2 bzw. 22 bzw. 22' bzw. 26), um ein Primärfeld zu erzeugen, das seine Richtung und Amplitude als Funktion der Position ändert, so daß dann, wenn sich ein festzustellender Körper durch das Primärfeld hindurchbewegt, die Feldrichtung mindestens an einem Punkt der Bewegungslinie des Körpers eine Komponente in Rieh- tung der bevorzugten Wirbelstrominduktion des Körpers hat, die ausreichend groß ist, um ein meßbares Sekundärfeld, unabhängig von der Form, Richtung und Position des Körpers, auf dem Förderband (24) zu erzeugen, und um ein Signal aufzunehmen, das in einem Empfängerspulensystem (3 bzw. 23 bzw. 23' bzw. 27) durch das Sekuadärfeld von dem Körper an dem bevorzugten Punkt des Primärfeldes induziert worden ist; einen Signalverstärker (5), um dieses induzierte Empfangssignal zu verstärken; einen phasenempfindlichen 6_S Detektor bzw. Gleichrichter (7), der auf der Frequenz des Senders (2 bzw. 22 bzw. 22' bzw. 26) arbeitet um ein Signal zu eräugen, das proportional der Sekundärfeldkompon.nte ist, die relativ zum Primärfeld eine vorgegebene Phasenverschiebung hat, und ein Monitor- bzw. Kontrollgerät (8), welches dieses Signal elektronisch mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und ein Alarmsignal abgibt, welches das Vorhandensein eines Metallkörpers auf dem Förderband (24) anzeigt.4. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by a coil system formed from one or more coils (2 or 22 or 22 'or 26) in order to generate a primary field which its direction and amplitude as a function changes position so that when a body to be detected moves through the primary field, the field direction at least at one point on the body's line of movement has a component in the direction of the preferred eddy current induction of the body, which is sufficiently large to create a measurable secondary field , regardless of the shape, direction and position of the body, to generate on the conveyor belt (24), and to receive a signal in a receiver coil system (3 or 23 or 23 'or 27) through the secondary field of the body has been induced at the preferred point of the primary field; a signal amplifier (5) for amplifying this induced received signal; a phase-sensitive 6 _S detector or rectifier (7), which works at the frequency of the transmitter (2 or 22 or 22 'or 26) to see a signal that is proportional to the secondary field component, which is relative to the primary field has a predetermined phase shift, and a monitor or control device (8) which electronically compares this signal with at least one predetermined limit value and emits an alarm signal which indicates the presence of a metal body on the conveyor belt (24).

5. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein aus einer oder mehreren Spulen gebildetes Spulensystem (2 bzw. 22 bzw. 22' bzw. 26), um ein Primärfeld zu erzeugen, das seine Richtung und Amplitude als Funktion der Position ändert, so daß dann, wenn sich ein festzustellender Körper durch das Prhnärfeld hindurchbewegt, die Feldrichtung mindestens an einem Punkt der Bewegungslinie des Körpers eine Komponente in Richtung der bevorzugten Wirbelstrominduktion des Körpers hat, die ausreichend groß ist, um ein meßbares Sekundärfeld, unabhängig von der Form, Richtung und Position des Körpers, auf dem Förderband (24) zu erzeugen, und um ein Signal aufzunehmen, das in einem Empfängerspulensystem (3 bzw. 23 bzw. 23' bzw. 27) durch das Sekundärfeld von dem Körper an dem bevorzugten Punkt des Primärfeldes induziert worden ist; einen Signalverstärker (5), um dieses induzierte Empfangssignal zu verstärken; zwei phasenempfindliche Detektoren bzw. Gleichrichter (7), die auf der Frequenz des Senders (2, 22, 22', 26) arbeiten, um Signale zu erzeugen, die proportional den beiden Komponenten des Sekundärfeldes sind, wekhe unterschiedliche vorgegebene Phasenverschiebungen relativ zum Primärfeld haben, und ein Monitor- bzw. Kontrollgerät (8), welches diese von dem Detektor bzw. Gleichrichter (7) kommenden Signale elektron?v:h vergleicht und ein Alarmsignal abgibt, welches das Vorhandensein eines Metallkörpers auf dem Förderband (24) anzeigt, wenn diese Signale gleiche Vorzeichen haben.5. Apparatus for performing the method according to claim 3, characterized by a coil system formed from one or more coils (2 or 22 or 22 'or 26) to generate a primary field that changes its direction and amplitude as a function of position, so that if a body to be detected moves through the primary field, the field direction at least at one point of the movement line of the Body has a component in the direction of the body's preferred eddy current induction, which is sufficiently large to have a measurable secondary field, regardless of shape, direction and Position of the body to generate on the conveyor belt (24) and to receive a signal that in a receiver coil system (3 or 23 or 23 'or 27) by the secondary field from the body at the preferred point of the primary field has been induced; a signal amplifier (5) for amplifying this induced received signal; two phase-sensitive detectors or rectifiers (7), which are based on the frequency of the transmitter (2, 22, 22 ', 26) work to generate signals that are proportional to the two components of the secondary field, because of different predetermined ones Have phase shifts relative to the primary field, and a monitor or control device (8), which electronically compares these signals coming from the detector or rectifier (7) and emits an alarm signal indicating the presence of a metal body on the conveyor belt (24) indicates when these signals have the same sign.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß es ein SendespulensvMom (2 bzw. 22 bzw. 22' bzw. 26) und ein Empfängerspulensystem (3 bzw. 23 bzw. 23' bzw. 27) aufweist, die so angeordnet sind, daß die gesamte von dem Sendespulensystem induzierte Spannung in dem Empfängerspulensystem gleich Null ist.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that there is a SendspulensvMom (2 or 22 or 22 'or 26) and a receiver coil system (3 or 23 or 23' or 27), which are arranged so that the entire voltage induced by the transmitter coil system in the Receiver coil system is zero.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Luftkernsendespule mit einer oder mehreren Windungen aufweist, die so gestaltet ist, daß diejenigen Teile der Parallelprojektionen des Sendespulenstromes auf die Förderbandebene, welche das Förderband schneiden, an jedem Punkt einen spitzen Winkel auf entgegengesetzten Seiten der Linie bilden, welche die Richtung der Förderbandbewegung anzeigt, und daß der Teil des Primärfeldes auf dem Förderband, der durch die Spulenteile erzeugt wird, die die Spulenteile verbinden, welche den das Förderband schneidenden Projektionen entsprechen, im wesentlichen das Feld auf dem Förderband nicht verändern, das durch die Spulenteile erzeugt wird, während Projektionen das Förderband schneiden.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that it is an air core transmitter coil with one or more turns has, which is designed so that those parts of the parallel projections of the transmitter coil current on the conveyor belt plane, which intersect the conveyor belt, at every point an acute angle on opposite sides of the line forming the direction of the conveyor belt movement indicates, and that the part of the primary field on the conveyor belt which is generated by the coil parts which connect the coil parts, which correspond to the projections intersecting the conveyor belt, do not substantially change the field on the conveyor belt passed through the coil parts is generated while projections intersect the conveyor belt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Empfängerspule mit einer oder mehreren Windungen in Form8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that it has a receiver coil with one or more turns in the form

of such loops that the outermost regions of the parts intersecting the conveyor belt the parallel projection of the receiver coil on the Conveyor belt level almost or entirely with the parts of the parallel projections that intersect the conveyor belt of the transmitter coil cover that the directions of the projections of the current in the said receiver coil parts at each point on the same side of the direction of travel of the conveyor belt representing line angle bil- xo den, and that the loops of the receiver coil are wound and coupled so that the influence of a moving on the conveyor belt (24) Body on the parts of the receiver coil, soft connect the receiver coil parts, their projections cutting the conveyor belt does not significantly change the influence that is in the receiver coil parts is generated whose projections intersect the conveyor belt.

9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the parallel projections the transmitter and receiver coils call the Conveyor belt level take place vertically.

10. Device according to one of claims 4 to

9, characterized in that the parallel pro as jections on the conveyor belt level of the common contour of the transmitter and receiver coil loop ^ n have the shape of trapezoids, the parallel sides of which are parallel or almost parallel to the direction of movement of the conveyor belt lie.

11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the transmitting \ ind receiver coils form cylindrical surfaces with a second degree cross-sectional curve.

Ί2. Device according to one or more of Claims 4 to 10, characterized by flat (planar) transmitter and receiver coils.

13. The device according to one or more of claims 4 to 12, characterized in that the coils form parts of an alternating current bridge, so that each coil serves as both a transmitter and a Receiver works.

14. Device according to one of claims 4 to 13, characterized in that a coil structure is used where a: -uivalents Arrangement made up of one or more tares Iron core coils, exchanged for one or more of the air core coils or parts of these coils is.

15. Device according to one or more of claims 4 to 14, characterized by a monitor or control device (8), which emits an alarm signal when the amplitude of the to be observed or the monitoring component exceeds a specified limit value.

16. Device according to one of claims 4 to 14, characterized by a monitor or Control device (8), which emits an alarm signal when the amplitude of the observed resp. component to be monitored exceeds a specified limit value or below another predetermined limit value of opposite sign falls.

17. Device according to one of claims 4 to 14, characterized by a monitor or Control device (8), which emits an alarm signal; if the amplitude of the signal, which then is generated when the body to be detected is one of the receiver coils mentioned in claim 8 loops happens, exceeds a predetermined limit, and if on this signal within a certain time, which depends on the speed of the conveyor belt (24), a second: Signal of opposite sign follows, since :, is generated when the body to be determined the other receiver coil loop passes and the amplitude of this second signal under one certain limit value with a sign opposite to the first-mentioned limit value falls.

For this purpose 2 sheets of drawings