DE19518973A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbestimmung von ferromagnetischen und/oder anderen metallischen Objekten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbestimmung von ferromagnetischen und/oder anderen metallischen ObjektenInfo
- Publication number
- DE19518973A1 DE19518973A1 DE1995118973 DE19518973A DE19518973A1 DE 19518973 A1 DE19518973 A1 DE 19518973A1 DE 1995118973 DE1995118973 DE 1995118973 DE 19518973 A DE19518973 A DE 19518973A DE 19518973 A1 DE19518973 A1 DE 19518973A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- depth
- metal
- probes
- probe
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/15—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/26—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring depth
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden ferromagnetischer
und/oder anderer metallischer Objekte gemäß Oberbegriff von Anspruch
1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß
Oberbegriff von Anspruch 11.
Zum Auffinden metallischer Objekte, insbesondere unterirdischer metalli
scher Objekte, dienen Metallsuchgeräte, welche im wesentlichen für alle
Metalle geeignet sind, wobei Magnetometer nur für ferromagnetische
Materialien geeignet sind. Herkömmliche Metallsuchgeräte arbeiten bis zu
Tiefen von etwa 30 cm und können deshalb tiefer gelegene Objekte
nicht erkennen. Derartige Metallsuchgeräte bestehen aus flachen, z. B.
kreisförmigen Spulen, welche ohne spezielle Konstruktionen auch überein
ander montiert sein können. Dagegen sind Magnetometer bzw. Magneto
metersonden in der Lage, ferromagnetische Objekte bis zu einer Tiefe
von 5 m oder gegebenenfalls auch mehr zu bestimmen.
Es ist bekannt, mittels eines einzigen Magnetometers die Meßsignale
entlang einer Meßspur aufzunehmen. Hierbei können parallele Spuren
auch gleichzeitig mit mehreren Magnetometern nebeneinander aufgenom
men werden. Um die damit erzeugten bzw. gewonnenen Meßsignale
auswerten zu können, mußten bisher die untersuchten Flächen vollständig
aufgenommen werden. Danach konnte aus den Verläufen der Meßwerte
die Tiefe der jeweiligen Objekte berechnet werden. Dafür sind jedoch
Kurvenverläufe mit einer Länge von bis zu mehreren Metern nötig, so
daß eine Online-Auswertung der Meßsignale mit Geräten bzw. nach
einem Verfahren des Standes der Technik nicht möglich war.
Aus IEEE Transaction in Geo Science and Remote Sensing, GE-23, S.
60, 1985, ist bekannt, das Signalverhältnis zweier übereinander montierter
Metallsuchgeräte zu bilden, was wegen der beschränkten Tiefe, bis zu
denen die Metallsuchgeräte arbeiten, praktisch kaum Bedeutung erlangte.
Aus der DE 39 22 303 A1 ist ein Ortungssystem mit einem Magnetome
ter bekannt, mit dem in annähernd gleichen Wegabständen ortsabhängige
Meßwerte einzelner Meßstrecken in einem Speicher abgelegt werden und
somit meßstreckenbezogen dargestellt werden können. Eine Erweiterung
dieses Prinzips zur Erhöhung der Meßgenauigkeit der Ortsaufnahme ist
in der DE 43 33 121 A1 beschrieben.
Metallsuchgeräte mit in einem bestimmten einstellbaren Abstand überein
ander montierten Spulen unter Nutzung des Signalverhältnisses als Be
rechnungskriterium sind bisher nicht bekannt geworden.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Auffinden
ferromagnetischer und/oder anderer metallischer Objekte, insbesondere
unterirdischer Objekte, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens zu schaffen, mit dem bzw. mit der eine Online-Tiefenbestim
mung eines ferromagnetischen und/oder anderen Objektes mit hoher
Genauigkeit möglich ist, ohne daß zur Tiefenbestimmung des Objektes
eine Aufnahme der gesamten zu untersuchenden Fläche notwendig ist.
Dieses Ziel wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß
Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß
Anspruch 11 erreicht.
Danach werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zum Auffinden
ferromagnetischer und/oder anderer metallischer Objekte, insbesondere
unterirdischer Objekte, Meßsignale entlang einer Meßspur mittels Metall
suchgerät aufgenommen, wobei mindestens zwei in einer unterschiedlichen
Höhe angeordnete Metallsuchsonden vorgesehen sind, die die Meßsignale
zur direkten Tiefenbestimmung des Objektes aufnehmen. Mit diesem
Verfahren ist es möglich, daß vor Ort sofort eine unmittelbare Tiefenbe
stimmung in Online-Arbeitsweise ermöglicht wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung, dessen physikalischen Grundlagen
nachfolgend zusammenfassend dargestellt sind, weist den Vorteil auf, daß
die Genauigkeit der Tiefenberechnung der Objekte um Größenordnungen
besser ist als bei Verfahren des Standes der Technik, da ein weniger
störanfälliges Rechenmodell verwendet wird. Durch die sofortige Berech
nung vor Ort in einem Online-Verfahren reduziert sich darüber hinaus
in vorteilhafter Weise der nötige Zeitaufwand bis zum Bergen eines
Objektes. Es ist des weiteren auch möglich, das Verfahren vollständig zu
automatisieren.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der
Erfindung werden die Meßsignale und die Tiefenbestimmung gleichzeitig
ausgeführt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Flexibilität
und Einsatzfähigkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung erhöht bzw.
verbessert werden, indem Berechnung, Steuerung der Sonden, Auswertung
der Meßsignale und Tiefenbestimmung mittels einer integrierten Aus
werteelektronik (SPS) durchgeführt werden.
Vorzugsweise werden die gewonnenen Meßsignale kanalweise digitalisiert,
wird das Signal der ersten Sonde, welche für ein Magnetometer eine
Magnetometersonde ist, danach digital gefiltert und wird das gefilterte
Signal schließlich ortsgenau durch das Signal der zweiten Sonde, welche
für ein Magnetometer eine Magnetometersonde ist, dividiert, wobei das
Verhältnis der Signale die Tiefe des Objektes definiert. Damit die Tie
fenangabe metrisch bestimmt werden kann, ist vorzugsweise eine "Look
up-Table" (LUT) vorgesehen, mittels der über eine Näherungsgleichung
die jeweilige metrische Tiefenangabe sofort in bevorzugter Weise auf
einem Display angezeigt und zusätzlich abgespeichert werden kann.
Mittels der Auswerteelektronik (SPS) werden zunächst bei einem weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiel die gefilterten Signale der ersten Sonde
abgeleitet und somit ungefähre Ortsangaben des Objektes bestimmt.
Anschließend wird ein Schwellwert gesetzt, wobei zur Rauschunterdrük
kung lediglich Werte mit einem stärkeren Signal ausgewertet werden.
Und schließlich wird bei Vorhandensein eines Maximums das Verhältnis
der Meßsignale der ersten und der zweiten Sonde gebildet und daraus
der Tiefenwert berechnet.
Sollen bei dem Verfahren zum Auffinden ferromagnetischer und/oder
anderer metallischer Objekte kleinere Objekte wie z. B. Granatsplitter und
ähnliches nicht erfaßt werden, so ist es möglich, den Schwellwert so
festzulegen, daß dadurch derartige schwache Signale unterdrückt werden.
Zusätzlich können durch die exakte Tiefenberechnung auch Signale aus
bestimmten Tiefenbereichen ausgeblendet werden, um Objekte bis zu
einer Tiefe von z. B. 1,30m zu räumen. Das ist beispielsweise beim
Auffinden unterirdischer Leitungen sinnvoll.
Zur deutlichen Vereinfachung und zur Vermeidung eines komplizierten
und aufwendigen Linienplans der gesamten zu untersuchenden Fläche
kann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß bei
Auffinden eines Objektes diese Stelle bzw. die Position des Objektes
markiert wird. Je nach Tiefe kann die Stelle des Objektes mit unter
schiedlicher Farbe bzw. unterschiedlichen Zeichen markiert werden, wobei
die jeweiligen Farben bzw. Zeichen durch die Auswerteelektronik gesteu
ert werden kann.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so aufgebaut, daß
ein länglicher Teil der Vorrichtung, welcher die erste und die zweite
Sonde trägt, vorzugsweise an einem Arm derart aufgehängt ist, daß die
Sonden stets senkrecht zur Untersuchungsoberfläche ausgerichtet sind. Die
Sondenhalterung weist dabei eine doppelte kardanische Aufhängung auf,
so daß stets eine einstellbare Höhendifferenz zwischen der ersten und
der zweiten Sonde einstellbar ist.
Vorzugsweise sind an der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Sonden an
einem Schleppwagen bzw. Schlepphänger höhenverstellbar montiert.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Schlepp
wagen um eine Drehachse drehbar gelagerte Auslegerarme auf, an
welchen eine Vielzahl von Sondenpaaren montierbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
sind nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert beschrie
ben, wobei die Erfindung anhand eines Magnetometers beschrieben ist,
jedoch die Beschreibung gleichermaßen für andere Metallsuchgeräte gilt.
Fig. 1 zeigt das prinzipielle Schema der Sondenanordnung in Verbin
dung mit der Sondierrichtung zur Realisierung des Verfahrens
zum Auffinden ferromagnetischer und/oder anderer metallischer
Objekte.
Fig. 2 zeigt ein Flußbild der integrierten Auswerteelektronik (SPS).
Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Magnetometersondenhalterung in einer
ersten Meßposition.
Fig. 4 zeigt die Magnetometersondenhalterung in einer zweiten Meßpo
sition;
Fig. 5 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Schlepphängers mit einer
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfin
dung;
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht (teilweise geschnitten) des vorderen Teils
des Schlepphängers;
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung der Drehachse des
Auslegerarmes; und
Fig. 8 zeigt prinzipiell die hintere Schlepphängerkonstruktion mit den
Stützrädern.
In Fig. 1 ist die prinzipielle Anordnung zweier Sonden zur Durchfüh
rung des Verfahrens zum Auffinden ferromagnetischer und/oder anderer
metallischer Objekte, insbesondere unterirdischer Objekte dargestellt. Bei
diesem Verfahren, welches nachfolgend beispielhaft für ferromagnetische
Objekte erläutert wird, wird das physikalische Gesetz ausgenutzt, nach
welchem die mathematische Ausdehnung eines Störfeldes eines kugelför
migen Objektes näherungsweise umgekehrt proportional der dritten
Potenz der Entfernung zwischen einer Sonde und dem Objekt ist. Das
verwendete Kugelmodell gilt dabei auch für zylindrische Objekte, sofern
ein gewisser Mindestabstand nicht unterschritten wird. Ein Vorteil des
starken Abfalls der Störfeldstärke mit der Entfernung ist, daß dies zur
Ermittlung des Abstandes des Objektes zum Meßsensor verwendet wer
den kann. Wenn der Instrumentenausschlag M₁ einer Messung mit dem
Ausschlag M₂ verglichen wird, der beim Anheben der Sonde um eine
beliebige Strecke d abgelesen wird, kann mit folgender Formel die Tiefe
a als Abstand des unteren Sondensensors zum Objekt errechnet werden:
wobei b die Sensorbasis ist, d. h. der Abstand der beiden Spulen im
Fluxgate-Magnetometer, welcher bei dem vorliegenden Beispiel als 50 cm
angenommen wird. Die Größe d ist die Differenz der zwei unterschiedli
chen Höhenmessungen, welche hier mit 60 cm angenommen wird. Mit
dieser Gleichung kann für beliebige Tiefen das theoretische Verhältnis
zweier Höhenmessungen berechnet werden. In der Praxis ist es jedoch
gewollt, aus dem Verhältnis die Tiefe direkt zu berechnen. Da diese
Gleichung nicht nach a aufgelöst werden kann, ist es zweckmäßig, vor
zugsweise 20 Anpassungskurven bzw. Fitkurven als Grundlage der Nähe
rungsberechnung von beliebigen Höhenmessungen mit Abständen von
0,1 m bis 1 m bereitzustellen. Vorzugsweise sind diese Fitkurven in einer
in der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen
integrierten Auswerteelektronik 4 eingeschlossen. Die Fehlertoleranz der
Anpassung bzw. Fittung liegt unter 1% und damit deutlich unter dem
Sondenrauschen. Das Verfahren ermöglicht es, daß die erhaltenen Tiefen
werte direkt als Tiefen unter der Oberfläche angegeben werden, so daß
der Abstand H₁ zum Sensor 1 nicht mehr korrigiert werden muß.
Die Berechnung der tatsächlichen Tiefenangabe erfordert eine exakte
Einhaltung der geometrischen Parameter H₂ und X. Während ein kon
stantes X (±5 cm) relativ einfach zu realisieren ist, erfordert H₁ eine
stets senkrechte Ausrichtung zur Oberfläche, was mit einer doppelt
kardanischen Aufhängung möglich ist. So kann gewährleistet werden, daß
beide Sonden 1, 2 zu unterschiedlichen Zeitpunkten am selben Ort die
gleiche Höhendifferenz H₂ aufweisen.
Da bei dem Verfahren gemäß der Erfindung eine integrierte Auswerte
elektronik 4 mit vorgesehen ist, ist es mit dieser neuen Anordnung von
mehreren Metallsuchgeräten einschließlich der Auswerteelektronik möglich,
die Tiefe der gemessenen Objekte sofort berechnen zu können.
In Fig. 1 sind jeweils zwei Magnetometersonden dargestellt, welche als
Sondenpaare räumlich zueinander versetzt angeordnet und wie folgt
geführt werden:
- 1. Die zweite Magnetometersonde 2 ist um den Abstand H₂ höher montiert als die erste Magnetometersonde 1. H₂ erstreckt sich dabei sinnvollerweise in einem Bereich von 10 cm bis 100 cm je nach Aufgabenstellung.
- 2. Sonde 2 befindet sich aus bauartbedingten Gründen in Sondierrich tung hinter der Sonde 1, und zwar um den Abstand X. Dies ist deshalb nötig, da beide Sonden vorzugsweise ca. 60 cm lange Rohre sind, die sich nicht übereinander anordnen lassen. Um gegenseitige Störungen auszuschließen, wird X zwischen 30 cm und 100 cm gewählt. Da die Tiefenangabe erst erfolgen kann, wenn die hintere Sonde am Meßort ist, wird X sinnvollerweise so klein wie möglich gewählt (in einer bevorzugten Größenabstimmung ist H₂=X≈ 30 cm).
In Fig. 2 ist das Flußbild einer für das Verfahren bzw. die Vorrichtung
eingesetzten integrierten Auswerteelektronik 4 dargestellt. Bei der Aus
werteelektronik handelt es sich um eine speicherprogrammierbare Steue
rung (SPS). Die SPS übernimmt zusätzlich die gesamte Stromversorgung
aller Sonden, des Displays, und einer möglicherweise vorgesehenen
Markiervorrichtung sowie deren gesamte Funktionskontrolle.
Die von den Magnetometersonden 1, 2 erzeugten Spannungssignale
werden durch die Auswerteelektronik 4 weiterverarbeitet, wie nachfolgend
beschrieben.
Durch einen A/D-Wandler werden die Signale zunächst kanalweise
digitalisiert. Da die Sonde 1 aus den oben erwähnten geometrischen
Gründen der Sonde 2 um ca. 30-100 cm voreilt, wird deren Meßsignal
in einem Schieberegister, einem RAM, einer Festplatte oder ähnlichem
durch einen externen Taktgeber meßstreckenbezogen gespeichert. Im
zweiten Schritt wird das Signal der Sonde 1 digital gefiltert. Hierdurch
wird die Interpretationsgenauigkeit erhöht, indem das Sondenrauschen
unterdrückt wird. Das gefilterte Signal wird nun ortsgenau durch das
Signal der zweiten Sonde dividiert. Durch das oben beschriebene Gesetz
der Abnahme des Signals mit dem Abstand ist das Signal der zweiten
Sonde stets kleiner als das der ersten. Das Verhältnis der Signale ergibt
nun die Tiefe des Objektes. Um das Ergebnis in eine metrische Tiefen
angabe direkt umrechnen zu können, ist das Verhältnis der angegebenen
Signale in einer LUT ("Look-up-Table") zusammengefaßt bzw. kann dort
nachgeschlagen werden. In dieser Tabelle stehen ähnlich wie in einer
Logarithmentafel mögliche Verhältniswerte und die zugehörige Tiefe des
aufzufindenden Objektes. Je nach den geometrischen Rahmenbedingungen,
d. h. die Größenfestlegung für H₂ und X, wird in der entsprechenden
LUT nachgeschlagen. In alternativer Weise kann anstelle einer LUT auch
eine Näherungsgleichung verwendet werden, um aus dem Verhältnis der
Signale der ersten und der zweiten Sonde 1, 2 die Tiefe in cm direkt
berechnen zu können. Die Berechnung erfordert jedoch mehr Taktzyklen
als das Nachschlagen und ist somit etwas umständlicher. Darüber hinaus
ist es möglich, eine LUT mit einer Näherungsgleichung zu kombinieren.
Anschließend wird die aktuell berechnete bzw. nachgeschlagene Tiefe des
Objektes auf einer Anzeigevorrichtung, d. h. einem Display, mit der
aktuellen Ortskoordinate, welche durch einen externen Taktgeber vor
gegeben ist, dargestellt oder in einem Massenspeicher abgelegt, welcher
eine Festplatte, ein RAM, etc. sein kann.
Über die integrierte Auswerteelektronik 4 kann mit den erhaltenen
Signalen zusätzlich eine Markierelektronik angesteuert werden, mit der
die jeweiligen Stellen des aufgefundenen Objektes tiefenabhängig in
unterschiedlicher Farbe oder mit unterschiedlichen Zeichen automatisch
markiert werden kann. Die Steuerung der Markiervorrichtung nutzt dabei
unmittelbar das Verhältnis der Signale der ersten 1 und der zweiten
Sonde 2, um eine Tiefenangabe sowie eine Ortsangabe zu erhalten.
Um eine zu untersuchende Fläche in kürzerer Zeit auf verborgene
unterirdische Objekte untersuchen zu können, ist es auch möglich, ein
Multisondensystem mit mehreren der oben genannten Paare von Magne
tometersonden vorzusehen.
Wenn die gefilterten Signale der Sonde 1 ermittelt sind, lassen sich die
Extrema der Meßwerte durch Ableiten finden. Diese Extrema dienen als
ungefähre Ortsangaben des Objektes. Als zweites wird ein Schwellwert
gesetzt. Dieser Schwellwert wird so festgelegt, daß nur Werte mit einem
stärkeren Signal in die Auswertung einbezogen werden können. Das dient
einerseits dazu, das Rauschen der Sonden um deren Nullsignal auszublen
den. Darüber hinaus kann der Schwellwert auch dazu genutzt werden,
nur eine bestimmte Größe oder Tiefe von Objekten aufzufinden und
kleinere Objekte, welche naturgemäß auch schwächere Signale liefern,
auszublenden. Schwächere Signale werden z. B. von Splittern oder ähn
lichem verursacht und sollen in der Regel in die Auswertung nicht
miteinbezogen werden.
Wird nun über die beschriebene Vorgehensweise ein Maximum gefunden,
und liegt der Meßwert über dem Schwellwert, so wird das Verhältnis der
Meßwerte der zwei Sonden bestimmt und daraus der Tiefenwert berech
net. Danach kann die oben beschriebene Markiervorrichtung, welche im
einfachsten Fall eine oder mehrere Sprühdosen beinhaltet, ausgelöst
werden um die Störung auf der Meßstrecke, welche durch das aufzufin
dende Objekt verursacht wird, zu markieren und das anschließende
Bergen des Objektes zu erleichtern. Je nach Tiefe kann die Markierung
z. B. farblich unterschiedlich markiert werden, z. B. eine Tiefe von bis zu
30 cm in grün, bis zu 1 m in rot und tiefer in blau.
In den Fig. 3 und 4 ist die Anbringung der Sonden an einem Arm
eines Wagens mit Stützrädern 7 dargestellt, mit welchem eine zu unter
suchende Fläche nach aufzufindenden Objekten gescannt werden kann.
Durch die dargestellte Konstruktion dieses Schwenkarmes werden selbst
große Bodenunebenheiten ausgeglichen. Ein zusätzlich vorgesehenes
Drehgelenk 8 vorn an dem Wagen, auf dem die Vorrichtung angebracht
ist, dient zum Ausgleich von schiefen Ebenen und dazu, eine stets
senkrechte Führung des Magnetometersondenpaares zu gewährleisten. Um
Störungen der Sonden 1, 2 auf einem Minimum zu halten, ist die Aus
werteelektronik 4 separat auf dem Fahrzeug bzw. Schleppwagen montiert.
Da durch ein Aufwärts- und Abwärtsbewegen der Arme stets auch ein
Versatz nach vorn bzw. nach hinten auftritt, beträgt die Armlänge ca.
2 m. Mit derartigen Abmessungen ist der Versatz bei Horizontalbewegun
gen des Armes im Bereich von ±20 cm hinreichend klein. Darüber
hinaus ist der Abstand zur Auswerteelektronik 4 ausreichend groß.
In Fig. 5 ist eine Anbringung der höhenversetzten Magnetometersonden
1, 2 zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens auf einem Stützrä
der 6, 7 aufweisenden Schleppwagen dargestellt.
Der Vorderteil des Wagens weist eine Deichsel 5 auf, die mit einer
Achse von großen führenden Stützrädern 6 verbunden ist, um den
Schleppwagen zu lenken. Im vorderen Bereich dieses Schleppwagens ist
die Auswerteelektronik 4 angeordnet. Der vordere Teil des Schleppwa
gens ist über Hohlprofile 3 mit dem hinteren Teil des Schleppwagens
verbunden, welcher die eigentlichen Sondenpaare trägt. Die Hohlprofile
dienen auch dazu, die Verbindungsleitungen zwischen den Sondenpaaren
1, 2 und der Auswerteelektronik 4 im Inneren aufzunehmen und zu
schützen. Die Sonden 1, 2 sind so aufgehängt, daß sie stets senkrecht
ausgerichtet sind und einen einstellbaren Höhenversatz zueinander auf
weisen auf dessen Grundlage die direkte Tiefenbestimmung des auf
zuspürenden Objektes vorgenommen wird. Zur besseren Führung sind die
Stützräder 7 an den eigentlichen Sondenhalterungen nachgeführt bzw.
nachlaufend.
Um eine größere Fläche gleichzeitig nach aufzuspürenden Objekten
durchzuscannen, kann der dargestellte Schleppwagen einen Auslegerarm
9 aufweisen, an welchem bis zu 12 Arme (6 × 2) auf jeder Seite befe
stigt sind. Dieser Auslegerarm 9 ist um die Drehachse 8 schwenkbar
gelagert, um Bodenunebenheiten zwischen dem Vorderwagen und dem
Hinterwagen ausgleichen zu können. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, welche
eine Draufsicht mit teilweise geschnittenen Ansichten des vorderen Teils
des Hängers darstellt. Darin sind die Auswerteelektronik 4, die Deichsel
5, die außenliegenden großen Stützräder 6, der Auslegerarm 9, die
Drehachse 8 und die kleinen Stützräder 7 dargestellt.
Fig. 7 zeigt die Schwenkachse 8, in Längsrichtung des Wagens gesehen.
Fig. 8 stellt in prinzipieller Weise dar, wie die hintere Schleppwagenkon
struktion ausgeführt ist. Die jeweils zusammengehörenden Arme laufen in
gleiche Endstücke aus. Dabei sind die Stützräder 7, welche die jeweilige
Halterung der Sonden 1 bzw. 2 aufnehmen, auf der Innenseite montiert,
so daß beide Stützräder 7 beim Bewegen über das Gelände den gleichen
Weg zurücklegen. Nur durch eine derartige Konstruktion kann ein kon
stanter Abstand der Höhenmessungen zwischen den Magnetometersonden
paaren 1, 2 gewährleistet werden.
Claims (13)
1. Verfahren zum Auffinden ferromagnetischer und/oder anderer metal
lischer Objekte, insbesondere unterirdischer Objekte, bei welchem
Meßsignale entlang einer Meßspur mittels Metallsuchgerät aufgenom
men werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete Metallsuch
sonden die Meßsignale zur direkten Tiefenbestimmung des Objekts
aufnehmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf
nahme der Meßsignale und die Tiefenbestimmung gleichzeitig ausge
führt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Berechnung, Steuerung der Sonden, Auswertung der Meßsignale und
Tiefenbestimmung mittels einer integrierten Auswerteelektronik (SPS)
durchgeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die Meßsignale kanalweise digitalisiert werden;
- b) das Signal der ersten der Metallsuchsonden digital gefiltert wird; und
- c) das gefilterte Signal ortsgenau durch das Signal der zweiten der Metallsuchsonden dividiert wird, wobei das Verhältnis der Signa le die Tiefe des Objektes definiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Be
stimmung einer metrischen Tiefenangabe mit einer Look-up-Tabelle
(LUT) und/oder über eine Näherungsgleichung erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
berechnete Tiefe auf einem Display angezeigt und zusätzlich abge
speichert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) in der Auswerteelektronik (SPS) die gefilterten Signale der ersten Metallsuchsonde abgeleitet und so ungefähre Ortsangaben des Objektes bestimmt werden;
- b) ein Schwellwert zur Rauschunterdrückung gesetzt wird, wobei nur Werte mit einem stärkeren Signal ausgewertet werden; und
- c) bei Vorhandensein eines Maximums das Verhältnis der Meß signale der ersten und der zweiten Metallsuchsonde gebildet und der Tiefenwert berechnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwellwert so ausgewählt wird, daß schwache Signale unterdrückt
werden oder nur Objekte bis zu einer vorher zu bestimmenden
Tiefe berücksichtigt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß bei Auffinden eines Objektes die Stelle markiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle
des Objektes tiefenabhängig unterschiedlich markiert wird und diese
Markierung durch die Auswerteelektronik ausgelöst wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An
sprüche 1 bis 10, welche eine höhenverstellbare Metallsuchsondenhalterung
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallsuchsondenhalterung eine doppelte kardanische Aufhängung
aufweist und so ausgebildet ist, daß stets eine einstellbare Höhendif
ferenz zwischen einem Paar einer ersten (1) und einer zweiten
Metallsuchsonde (2) einhaltbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Metallsuchsonden (1, 2) an einem Schleppwagen höhenverstellbar
montiert sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an um
eine Drehachse (8) drehbar gelagerten Auslegerarmen (9) eine
Vielzahl von Metallsuchsondenpaaren montierbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995118973 DE19518973C2 (de) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbestimmung von ferromagnetischen und/oder anderen metallischen Objekten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995118973 DE19518973C2 (de) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbestimmung von ferromagnetischen und/oder anderen metallischen Objekten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19518973A1 true DE19518973A1 (de) | 1996-11-28 |
DE19518973C2 DE19518973C2 (de) | 1997-09-04 |
Family
ID=7762706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995118973 Expired - Fee Related DE19518973C2 (de) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbestimmung von ferromagnetischen und/oder anderen metallischen Objekten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19518973C2 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1626293A2 (de) * | 2004-08-13 | 2006-02-15 | Schiebel Elektronische Geräte GmbH | Metall-, insbesondere Minensuchgerät |
DE102007030481A1 (de) | 2007-06-28 | 2009-02-12 | Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT) | Vorrichtung und Verfahren zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes |
US7828392B2 (en) * | 2007-08-10 | 2010-11-09 | Hall David R | Metal detector for a milling machine |
DE102012218174A1 (de) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Robert Bosch Gmbh | Ortungsvorrichtung zur Bestimmung einer Objekttiefe |
EP3325996A4 (de) * | 2015-07-22 | 2019-05-22 | Metrotech Corporation | System und verfahren zur ortung eines markers unter verwendung eines positionsgebers mit mehreren sendern |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013010962A1 (de) | 2013-07-01 | 2015-01-08 | Okm Gmbh | Ortungsgerät-Sondenanordnung |
DE102014113657A1 (de) | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Hermann Sewerin Gbr (Vertretungsberechtigter Gesellschafter: Dr. Rer. Nat. Swen Sewerin , 33330 Gütersloh) | Vorrichtung zur Ortung ferromagnetischer Objekte |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3617865A (en) * | 1968-05-25 | 1971-11-02 | Goroku Hakata | Method and apparatus for locating a buried metallic line employing magnetic field gradient measurements |
US3893025A (en) * | 1974-02-01 | 1975-07-01 | Plosser George G | Apparatus for determining the distance to a concealed conductive structure |
DE3922303A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-10 | Vallon Gmbh | Magnetometer zum orten von im erdreich befindlichen magnetischen gegenstaenden |
US5093622A (en) * | 1989-03-17 | 1992-03-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method and apparatus for determining direction to and position of an underground conductor |
DE4333121A1 (de) * | 1992-10-21 | 1994-05-05 | Vallon Gmbh | Ortungssystem mit einem Magnetometer |
-
1995
- 1995-05-23 DE DE1995118973 patent/DE19518973C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3617865A (en) * | 1968-05-25 | 1971-11-02 | Goroku Hakata | Method and apparatus for locating a buried metallic line employing magnetic field gradient measurements |
US3893025A (en) * | 1974-02-01 | 1975-07-01 | Plosser George G | Apparatus for determining the distance to a concealed conductive structure |
US5093622A (en) * | 1989-03-17 | 1992-03-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method and apparatus for determining direction to and position of an underground conductor |
DE3922303A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-10 | Vallon Gmbh | Magnetometer zum orten von im erdreich befindlichen magnetischen gegenstaenden |
DE4333121A1 (de) * | 1992-10-21 | 1994-05-05 | Vallon Gmbh | Ortungssystem mit einem Magnetometer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US-Z: DAS, Y., et al.: Determination of Depth of Shallowly Buried Objekts by Electromagnetic Induction, in: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. GE-23, No. 1, January 1985, S. 60 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1626293A2 (de) * | 2004-08-13 | 2006-02-15 | Schiebel Elektronische Geräte GmbH | Metall-, insbesondere Minensuchgerät |
EP1626293A3 (de) * | 2004-08-13 | 2008-06-04 | Schiebel Elektronische Geräte GmbH | Metall-, insbesondere Minensuchgerät |
DE102007030481A1 (de) | 2007-06-28 | 2009-02-12 | Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT) | Vorrichtung und Verfahren zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes |
WO2009000246A3 (de) * | 2007-06-28 | 2010-06-10 | Institut Für Photonische Technologien E.V. | Vorrichtung und verfahren zur kartierung von quellen für die lokale veränderung des erdmagnetfeldes |
DE112008002308B4 (de) | 2007-06-28 | 2021-12-02 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. | Vorrichtung und Verfahren zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes |
US7828392B2 (en) * | 2007-08-10 | 2010-11-09 | Hall David R | Metal detector for a milling machine |
DE102012218174A1 (de) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Robert Bosch Gmbh | Ortungsvorrichtung zur Bestimmung einer Objekttiefe |
US9891340B2 (en) | 2012-10-05 | 2018-02-13 | Robert Bosch Gmbh | Positioning device for determining object depth |
EP3325996A4 (de) * | 2015-07-22 | 2019-05-22 | Metrotech Corporation | System und verfahren zur ortung eines markers unter verwendung eines positionsgebers mit mehreren sendern |
US10768330B2 (en) | 2015-07-22 | 2020-09-08 | Metrotech Corporation | System and method for locating a marker using a locator with multiple transmitters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19518973C2 (de) | 1997-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT404302B (de) | Vorrichtung zum orten unterhalb der erdoberfläche befindlicher munition | |
DE3913988C2 (de) | ||
EP0733218A1 (de) | Sensorsystem zur detektion, ortung und identifizierung von metallischen objekten | |
EP2171416B1 (de) | Lecksuchgerät mit positionsbestimmungssystem für die handgeführte sonde | |
EP3115738A1 (de) | Optoelektronisches messgerät und verfahren zur störungserkennung | |
DE19518973C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbestimmung von ferromagnetischen und/oder anderen metallischen Objekten | |
AT518415B1 (de) | Vorrichtung zur Erfassung der Beschaffenheit eines Untergrunds | |
EP1075658A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erfassung von ungleichmässigkeiten in der wanddicke unzugänglicher metallischer rohre | |
DE3219827C2 (de) | ||
DE10018031C2 (de) | Einrichtung und Verfahren zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen und Rohrleitungsnetze | |
DE19731560A1 (de) | Verfahren zum Orten und zur Identifizierung unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Ferromagnetischer Munitionskörper | |
EP2653895B1 (de) | Verfahren zur Detektion von Objekten | |
DE112008002308B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes | |
EP2180305B1 (de) | Verfahren zur Erprobung und/oder Funktionsprüfung wenigstens eines in einem Kraftfahrzeug verbauten Umfeldsensors sowie zugehörige Anordnung | |
DE3922303C2 (de) | ||
AT501845B1 (de) | Verfahren zur punkt-raster-diagnose von störstellen im raum auf der grundlage der magnetischen flussdichte oder verwandter physikalischer grössen | |
DE4307453A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Orten einer Leitung | |
EP0780705A2 (de) | Elektromagnetisches Suchverfahren und Sondenanordnung zur Ortung von unter der Oberfläche liegenden Objekten | |
DE202013103151U1 (de) | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Wirbelstromprüfung eines Bauteils | |
DE2530589A1 (de) | Verfahren und anordnung zur ueberwachung von rohrleitungen und dergleichen | |
DE19641196C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von Objekten im Boden | |
DE102005034988B4 (de) | Verfahren und Anordnung zur Erfassung von ein Erdmagnetfeld örtlich beeinflussenden Fahrzeugen | |
EP2026106B2 (de) | Verfahren zur georeferenzierten Darstellung von mittels Bodendetektoren ermittelten Messwerten eines Messfeldes sowie Detektor zur Anwendung | |
DE19549250C1 (de) | Vorrichtung zur Ortung von im Boden verborgener Munition | |
EP2573583A1 (de) | Verfahren und Suchgerät zum Suchen eines Sendegeräts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: KOCH, FRANK, 69124 HEIDELBERG, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GESELLSCHAFT FUER KAMPFMITTELBESEITIGUNG DR.-ING. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |