DE19932689C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Metallkörpern, die sich auf einer laufenden Bahn befinden - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Feststellen von Metallkörpern (22) an einer laufenden Warenbahn (20) sendet über eine Sendeeinrichtung (4) ein elektromagnetisches Wechselfeld aus, das von einer Empfangseinrichtung (6, 7) empfangen wird. Um eine Beeinflussung der Vorrichtung (1) durch stationäre Metallmassen, wie beispielsweise Rahmen oder Walzen zu verhindern, wird das empfangene Signal in einem Vergleicher (30) mit einem Kompensationssignal verglichen, das dem verstärkten empfangenen Signal in Phase und Amplitude nachgeregelt wird (Fig. 2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von Metallkörpern gemäß dem Oberbegriff des Patentani spruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Aus der Praxis sind Verfahren zum Feststellen von Metall­ körpern bekannt, bei denen ein elektromagnetisches Wech­ selfeld ausgesendet wird. Gelangt ein Metallkörper in dieses elektromagnetische Wechselfeld, so wird dessen Am­ plitude bzw. Phase verändert. Im Bereich des elektroma­ gnetischen Wechselfeldes ist ein Empfänger vorgesehen, aus dessen Signal diese Änderung bestimmbar ist. Zur Aus­ wertung dieses Signals wird dessen Amplitude bzw. phase mit Schwellwerten verglichen. Über- oder unterschreitet die Amplitude bzw. Phase des empfangenen Signals einen vorgegebenen Toleranzbereich, so wird ein Signal abgege­ ben, das das Auftreten eines Metallkörpers anzeigt. Da mit diesem Verfahren auch sehr kleine Metallmengen, wie beispielsweise abgebrochene Nadeln feststellbar sein sol­ len, müssen die Schwellen entsprechend empfindlich einge­ stellt werden. Dies führt jedoch zu einer hohen Empfind­ lichkeit auf Metallteile in mittleren Entfernungen, aus denen Warenbahnbearbeitungsmaschinen hergestellt sind. Damit muß bei jeder Änderung der Anordnung der Metallmel­ devorrichtung oder sonstiger Teile in deren Umgebung ein Abgleich der Schwellen vorgenommen werden, was zu einem beträchtlichen Arbeitsaufwand führt.

Aus der DE 30 46 058 A1 ist ein Metallspürgerät bekannt, mit dem Metallteile auf Stahlseil-Fördergurten nachweis­ bar sind. Dabei werden zwei Metalldetektoren eingesetzt, wobei einer im Bereich einer Übergabestelle und ein wei­ terer im Bereich des mit Schüttgut beladenen Fördergurtes vorgesehen ist. Durch Differenzsignalbildung beider Me­ talldetektoren kann bestimmt werden, ob im geförderten Schüttgut ein Metallteil vorhanden ist oder nicht. Dieses bekannte Metallspürgerät ist jedoch auf das Vorhandensein einer Übergabestelle angewiesen, in deren Bereich mit Si­ cherheit keinerlei metallische Fremdkörper vorhanden sind. Zur Feststellung von Metallteilen an laufenden Wa­ renbahnen ist dieses Verfahren jedoch nicht einsetzbar.

Aus der US 5 691 640 A ist ein weiterer Metalldetektor bekannt, der eine phasensensitive Auswertung eines Emp­ fangssignals durchführt. Aus diesen Auswerteergebnissen wird ein Rückkopplungssignal gewonnen, das über einen Trenntransformator direkt in den Empfangskreis eingekop­ pelt wird. Im abgeglichenen Zustand überlagert sich das Empfangssignal mit dem Rückkopplungssignal zu Null, was am Ausgang der phasensensitiven Detektoren ebenfalls zu Null-Signalen führt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß das Empfangssignal durch die Impedanz des Trenntransfor­ mators gedämpft wird, so daß sehr kleine Metallteile nicht mehr detektiert werden können. Durch die Rückkopp­ lung dieses Signals zum Empfänger sind die phasenempfind­ lichen Detektoren mit ihren trägen Tiefpaßfiltern in die Rückkopplungsschleife einbezogen, was zu einer erhebli­ chen Instabilität der Schaltung und insbesondere zur Aus­ bildung von Schwingungen führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem kleine Metallkörper an einer laufenden Warenbahn sicher erkannt werden, feststehende Metallteile jedoch keinen Einfluß haben. Dabei soll bei einer Veränderung der Meßanordnung keine Anpassung erforderlich sein. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird mit den Verfahrensschritten des Pa­ tentanspruchs 1 sowie mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 10 gelöst.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 wird ein elektromagne­ tisches Wechselfeld ausgesendet, wobei als Sendeeinrich­ tung vorzugsweise eine stationär angeordnete, einfache Leiterschleife eingesetzt wird. Ein an der laufenden Wa­ renbahn vorbeibewegter Metallkörper kann dieses elektro­ magnetische Wechselfeld beeinflussen, wobei je nach Me­ tallart die Phase bzw. die Amplitude dieses Wechselfeldes verändert wird. Bei gutleitenden Metallkörpern, wie bei­ spielsweise Kupfer wird überwiegend die Phase und bei pa­ ra-, ferro- oder diamagnetischen Metallen die Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes verändert. Das ggf. veränderte elektromagnetische Wechselfeld wird durch eine Empfangseinrichtung detektiert, wobei das empfangene Si­ gnal bzgl. seiner Amplitude und Phasenlage relativ zum ausgesendeten Wechselfeld ausgewertet wird. Hierzu wird ein Kompensationssignal erzeugt, das dem empfangenen Si­ gnal in seiner Amplitude und Phase nachgeregelt wird. Das empfangene Signal wird mit dem Kompensationssignal ver­ glichen, wobei das Vergleichsergebnis ausgewertet wird. Weichen das empfangene Signal und das Kompensationssignal in ihrer Amplitude bzw. Phase über eine bestimmte, vorge­ gebene Toleranz voneinander ab, so wird die Anwesenheit eines Metallkörpers an der Warenbahn angezeigt. Befinden sich dagegen im Bereich des elektromagnetischen Wechsel­ feldes stationäre Metallteile, so paßt die Regelung das Kompensationssignal an die daraus resultierende Phasen- bzw. Amplitudenänderung des empfangene Signals an, so daß das Vergleichsergebnis zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal in diesem Fall innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt. Die Toleranzschwellen müssen demnach auch bei einer Änderung der Anordnung der Vor­ richtung oder von Metallteilen in deren Umgebung nicht mehr angepaßt werden, was den Justieraufwand entsprechend reduziert. Insbesondere genügt es, die Toleranzschwellen für das Vergleichsergebnis zwischen dem empfangenen Si­ gnal und dem Kompensationssignal ohne Berücksichtigung der Verhältnisse am Einsatzort einmal einzustellen. Durch die Unempfindlichkeit des Verfahrens gegenüber unbewegten Metallen können auch elektrische Leitungen im Bereich des elektromagnetischen Wechselfeldes verlegt werden, sofern sie geschirmt und relativ zum Sender und Empfänger unbe­ weglich festgelegt sind. Damit kann der Aufbau der Vor­ richtung entsprechend freizügiger und damit kostengünsti­ ger realisiert werden.

Gemäß Anspruch 2 ist es günstig, das Kompensationssignal aus zwei zueinander phasenverschobenen Teilkompensations­ signalen zu bilden. Diese Teilkompensationssignale haben eine jeweils konstante Phasenlage zum ausgesendeten Wech­ selfeld, wobei deren Amplitude laufend angepaßt wird. Dies ist schaltungstechnisch einfacher als ein Verschie­ ben der Phasenlage des Kompensationssignals zu realisie­ ren. Durch Überlagerung der beiden Teilkompensations­ signale, vorzugsweise in Form einer Addition, entsteht ein Signal, dessen Amplitude der geometrischen Addition der Amplituden der beiden Teilkompensationssignale ent­ spricht, wobei dessen Phasenlage vom Amplitudenverhältnis der Teilkompensationssignale abhängt. Damit kann der ge­ wünschte Amplituden- und Phasenabgleich des Kompensati­ onssignals durch einfache Amplituden-Regelungen der Teil­ kompensationssignale erzielt werden. Dies kann beispiels­ weise durch Regelung des phasenempfindlich verstärkten Vergleichssignals zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal erzielt werden. Vorzugsweise sind die beiden Teilkompensationssignale zueinander um 90° phasen­ verschoben, so daß durch entsprechende Amplitudenwahl der Teilkompensationssignale jede beliebige Phasenlage des Kompensationssignals einstellbar ist. Außerdem verein­ facht sich in diesem Fall der Regelungsaufwand, da die Regelungen der beiden Teilkompensationssignale zueinander entkoppelt sind.

Eine besonders einfache Methode zur Erzeugung des Kompen­ sationssignals oder der Teilkompensationssignale ergibt sich aus Anspruch 3. Durch eine phasenselektive Verstär­ kung in Form eines Lock-In-Verfahrens ist eine Anpassung der Phase des Kompensationssignals durch die Regelung sehr einfach realisierbar. Insbesondere bei der Verwen­ dung von zueinander phasenverschobenen Teilkompensations­ signalen kann die erforderliche phasenverschobene Auswer­ tung des Regelsignals sehr einfach durch entsprechend phasenverschobene Ansteuerung der Referenzeingänge beider Lock-In-Verstärker erfolgen. Damit können die Regelschal­ tungen für beide Teilkompensationssignale völlig überein­ stimmend aufgebaut werden, wobei lediglich die Refe­ renzeingänge der Lock-In-Verstärker unterschiedlich ange­ steuert werden.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 3, bei dem das Vergleichsergebnis zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal Lock- In-verstärkt wird. Dabei können die Referenzeingänge der Lock-In-Verstärker eine jeweils konstante Phasenlage zum gesendeten Wechselfeld aufweisen.

Die Regelung des Kompensationssignals bzw. der Teilkom­ pensationssignale muß ausreichend träge sein, damit ein Signal, daß von einem an der Warenbahn befindlichen Me­ tallkörper herrührt nicht durch die Regelung ausgeglichen und damit im Vergleichsergebnis unterdrückt wird. Ande­ rerseits sollte das Kompensationssignal langfristig mög­ lichst exakt dem empfangenen Signal entsprechen, damit die eingestellten Schwellwerte unabhängig vom konkreten Einsatzort gültig bleiben. Diese Forderungen werden am einfachsten gemäß Anspruch 5 dadurch erreicht, daß die Regelung ausschließlich integrierend wirkt, wobei die. In­ tegrationszeitkonstante im Bereich zwischen 3 sec und 30 sec., vorzugsweise um 10 sec, dimensioniert wird. Diese verhältnismäßig lange Integrationszeit stellt sicher, daß wichtige, kurzzeitige Meßsignale nicht unterdrückt wer­ den. Eine Verlängerung der Integrationszeit über 30 sec hinaus führt dagegen zu einer unverhältnismäßig langen Regelzeit nach Inbetriebnahme der Vorrichtung. Die inte­ grierende Regelung führt langfristig zu einem gewünschten exakten Regelausgleich. Eine Hinzunahme eines Proportio­ nal- oder Differenzialanteils des Reglers würde demgegen­ über zu einer Verkürzung der Regelzeit führen, was wegen der damit verbundenen Unterdrückung von Signalen, die von einem an der Warenbahn befindlichen Metallkörper herrüh­ ren, unerwünscht ist.

Das Vergleichssignal zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal kann sowohl im Hinblick auf seine Amplitude als auch seine Phasenlage ausgewertet werden. In letzterem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Ver­ gleichssignal unter allen Betriebsbedingungen oszillie­ rend ist. Dies wird gemäß Anspruch 6 besonders einfach dadurch realisiert, daß das Kompensationssignal durch Re­ gelung des Vergleichsergebnisses zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal einen oszillierenden Soll-Wert erhält, der aus dem ausgesendeten Wechselfeld abgeleitet ist. Das Vergleichssignal oszilliert demnach im Takt des ausgesendeten Wechselfeldes, so daß dessen Phasenlage einfach ausgewertet werden kann.

Durch die vorbeschriebene Regelung wird erreicht, daß das Vergleichssignal eine minimale Amplitude aufweist. In diesem Betriebszustand wirken sich kleine Metallkörper, die in den Bereich der Empfangseinrichtung gelangen, le­ diglich auf die Phasenlage des Vergleichssignals aus. Da­ bei ist die von einem ferromagnetischen Metallkörper ver­ ursachte Phasenverschiebung zu der eines gut leitenden Metallkörpers entgegengesetzt. Zur exakten Auswertung dieser Phasenverschiebung wird das Vergleichsergebnis ge­ mäß Anspruch 7 einem Phasendetektor zugeführt. In diesem Phasendetektor wird die Phase des Vergleichssignale ver­ schoben, wobei die Phasenverschiebung durch Regelung der Phasendifferenz zwischen dem phasenverschobenen Ver­ gleichssignal und dem Oszillatorsignal gesteuert wird. Alternativ könnte auch das Ozillatorsignal durch die Re­ gelung phasenverschoben werden.

Um eine detaillierte Auswertung des Vergleichsergebnisses zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensations­ signal zu ermöglichen, wird gemäß Anspruch 8 vorgeschla­ gen, den Vergleich in Form einer Addition oder Subtrakti­ on beider Signale durchzuführen. Dies hat den Vorteil, daß das Vergleichsergebnis direkt als Regelsignal zur Er­ zeugung des Kompensationssignals bzw. der Teilkompensati­ onssignale verwendet werden kann.

Zur Vermeidung von Störungen in der Signalerkennung ist es gemäß Anspruch 9 günstig, auf das Vergleichsergebnis eine Korrelationsfunktion anzuwenden. Insbesondere bei bekannter Bahnlaufgeschwindigkeit und wirksamer Breite der Empfängereinrichtung müssen Signale, die von einem an der Warenbahn befindlichen Körper herrühren, ein bestimm­ tes zeitliches Verhalten aufweisen. Durch Anwendung der Korrelationsfunktion können jene Signale sehr einfach ausgefiltert werden, die aufgrund ihres zeitlichen Ver­ haltens nicht von an der Warenbahn befindlichen Metall­ körpern herrühren können. Werden zwei oder mehr Empfänge­ reinrichtungen in Bahnlaufrichtung hintereinander ange­ ordnet, so müssen die Signale von an der Warenbahn be­ findlichen Metallkörpern aufgrund der Bahngeschwindigkeit in einer bestimmten, vorgegebenen zeitlichen Abfolge an beiden Empfängern feststellbar sein, die ebenfalls mit einer Korrelationsfunktion feststellbar ist. Wird das Empfangssignal zwischen beiden Empfangseinrichtungen ab­ gegriffen, so verursacht ein an einer Warenbahn befindli­ cher Metallkörper bei Durchlaufen der ersten Empfangsein­ richtung ein positives und bei der zweiten Empfangsein­ richtung ein negatives Signal. Dieser Polaritätswechsel kann ebenfalls mit der Korrelationsfunktion festgestellt werden, so daß Störungen, die nicht von an der Warenbahn befindlichen Metallkörpern herrühren, zuverlässig ausge­ schlossen werden können.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10 hat sich zur Durchfüh­ rung des Verfahrens besonders bewährt. Diese Vorrichtung weist mindestens eine Sende- und Empfangseinrichtung auf, mit deren Hilfe ein elektromagnetisches Wechselfeld aus­ gestrahlt und empfangen wird. Vorzugsweise sind Sende- und Empfangseinrichtung induktiv miteinander gekoppelt, um ein möglichst starkes und damit rauscharmes Signal zu empfangen. Die Empfangseinrichtung steht mit einem Ver­ gleicher in Wirkverbindung, der das empfangene Signal mit einem Kompensationssignal vergleicht. Das Kompensations­ signal wird von mindestens einer Regeleinrichtung er­ zeugt, die von der Amplitude und der Phasenlage des emp­ fangenen Signals beeinflußt ist. Im eingeschwungenen Zu­ stand der Regeleinrichtung stimmt demnach das erzeugte Kompensationssignal mit dem empfangenen Signal überein. Die Regeleinrichtung kann dabei direkt das Kompensations­ signal als Ist-Wert regeln, wobei in diesem Fall das emp­ fangene Signal als Soll-Wert dient. Alternativ könnte die Regeleinrichtung auch das Ausgangssignal des Vergleichers regeln, wobei in diesem Fall als Soll-Wert ein Null-Pegel oder ein vom gesendeten Wechselfeld abgeleitetes Signal eingesetzt wird. Mit dieser Vorrichtung wird erreicht, daß Metallkörper, die sich an der laufenden Warenbahn be­ finden und sich folglich an der Sende- und Empfangsein­ richtung vorbeibewegen, zuverlässig anhand des Ausgangs­ signals des Vergleichers erkennen lassen. Andererseits verursachen selbst große, stationär angeordnet Metallkör­ per kein Ausgangssignal, da die Regeleinrichtung ein dem empfangenen Signal gleiches Kompensationssignal erzeugt.

Die Ausbildung der Sende- und Empfangseinrichtung gemäß Anspruch 11 stellt eine hohe Empfindlichkeit des empfan­ genen Signals sicher, so daß selbst kleine Metallkörper bis ca. 1 mg sicher detektiert werden können. Die Ausbil­ dung der Sendeeinrichtung als Leiterschleife ist beson­ ders einfach, wobei innerhalb der Leiterschleife ein ört­ lich annähernd konstantes Magnetfeld entsteht. Da die Leiterschleife die Warenbahn quer zu ihrer Laufrichtung übergreift ist sichergestellt, daß die Ansprechempfind­ lichkeit der Vorrichtung unabhängig von der Lage des Me­ tallkörpers auf der Warenbahn ist. Grundsätzlich könnten zur Erhöhung des Magnetfeldes mehrere Leiterschleifen spulenartig angeordnet sein, in der Regel reicht jedoch eine einzelne Leiterschleife völlig aus. An den Enden der Leiterschleife ist ein Kondensator angeschlossen, so daß die Induktivität der Leiterschleife zusammen mit dem Kon­ densator einen Schwingkreis bildet. Wird dieser Schwing­ kreis vom Sendeverstärker nahe seiner Resonanzfrequenz angesteuert, so muß zur Aufrechterhaltung des elektroma­ gnetischen Wechselfeldes nur eine verhältnismäßig geringe Energie zugeführt werden. Um ein größtmögliches Empfangs­ signal zu erzeugen, ist die Empfangseinrichtung vorzugs­ weise in der Ebene der Sende-Leiterschleife und innerhalb dieser vorgesehen. Zum Schutz vor direktem elektrischem Übersprechen zwischen der Sendeeinrichtung und der Emp­ fangseinrichtung können zwischen beiden Schirmleitungen vorgesehen sein, die vorzugsweise auf konstantem Potenti­ al gelegt sind. Die Ausbildung der Empfangseinrichtung in Form von zwei in Bahnlaufrichtung hintereinander angeord­ neten Leiterschleifen reduziert den Einfluß von Störsi­ gnalen. Ein auf der Warenbahn befindlicher Metallkörper muß entsprechend der Bahnlaufgeschwindigkeit in beiden Leiterschleifen der Empfangseinrichtung jeweils ein Si­ gnal erzeugen, die zueinander zeitlich korreliert sind. Durch Auswertung dieser Korrelation kann demnach sehr ge­ nau unterschieden werden, ob das von der Vorrichtung er­ zeugte Signal von einem an der Warenbahn befindlichen Me­ tallkörper oder aus einer externen Störquelle resultiert. Grundsätzlich könnte auch die Sendeeinrichtung aus minde­ stens zwei entgegengesetzt angesteuerten Leiterschleifen bestehen, während die Empfangseinrichtung von einer Schleife gebildet ist. In diesem Fall ist das von den Sendeschleifen erzeugte Magnetfeld in beiden Schleifen zueinander entgegengesetzt gepolt, so daß das in der Emp­ fangsschleife empfangene Signal in der gleichen Weise korreliert ist.

Die Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 12 er­ laubt eine Vereinfachung der Auswerteschaltung. Dabei sind die Leiterschleifen der Sende- oder Empfangseinrich­ tung einseitig miteinander verbunden und vorzugsweise auf Masse gelegt. Die Gegenenden sind durch einen Kondensator abgeschlossen, so daß ein Schwingkreis gebildet ist. Die­ ser Schwingkreis wird vorzugsweise nahe seiner Resonanz betrieben, so daß selbst geringe Signale durch die Reso­ nanzwirkung entsprechend verstärkt werden. Dieser Konden­ sator steht mit einem Sendeverstärker oder einem Diffe­ renzverstärker in Wirkverbindung, der die Differenz der Signale in beiden Leiterschleifen auswertet. Ein auf der Warenbahn befindlicher Metallkörper verursacht demnach ein Signal wechselnder Polarität, wenn er von der ersten in die zweite Leiterschleife gerät. Die zeitliche Korre­ lation des Polwechsels ergibt sich direkt aus dem mittle­ ren Abstand der beiden Leiterschleifen und der Warenbahn­ geschwindigkeit. Durch Auswertung dieser Korrelation kön­ nen Störsignale besonders zuverlässig eliminiert werden, so daß auch kleinste Metallkörper noch sicher erkannt werden können.

Um eine detaillierte, phasen- und amplitudenbezogene Aus­ wertung des vom Vergleicher erzeugten Signals durchführen zu können, wird dieser gemäß Anspruch 13 von einem Sum­ mierer bzw. Differenzverstärker gebildet.

Um einen ausreichend genauen Abgleich des Kompensations­ signals mit dem empfangenen Signal zu erzielen, ist es gemäß Anspruch 14 vorteilhaft, die Regeleinrichtung als Integrator auszubilden. Die Integrationszeitkonstante ist dabei ausreichend hoch zu wählen, damit die Regeleinrich­ tung ein Signal, daß von einem auf der Warenbahn befind­ lichen Metallkörper herrührt, nicht durch das Kompensati­ onssignal unterdrückt. Die Regeleinrichtung arbeitet dem­ nach als reiner I-Regler, da P- und D-Anteile, die Regel­ geschwindigkeit lediglich erhöhen würden.

Die Regeleinrichtung liefert an ihrem Ausgang lediglich ein DC-Signal, dessen Höhe die Amplitude des geforderten Kompensationssignals oder Teilkompensationssignals be­ stimmt. Um hieraus das Kompensationssignal bzw. Teilkom­ pensationssignal zu erzeugen, wird gemäß Anspruch 15 vor­ geschlagen, die Regeleinrichtung ausgangsseitig mit einem Multiplizierer zu verbinden, an dessen weiteren Eingang ein Oszillator angeschlossen ist, der auch die Sendeein­ richtung ansteuert. Dieser Multiplizierer moduliert dem­ nach das Oszillatorsignal in seiner Amplitude in Abhän­ gigkeit vom Ausgangssignal der Regeleinrichtung. Auf die­ se Weise wird ein Teilkompensationssignal mit geregelter Amplitude erzeugt. Durch Vorsehen zweier Regeleinrichtun­ gen können auf einfachem Wege zwei Teilkompensations­ signale erzeugt werden, die vorzugsweise zueinander um 90° phasenverschoben sind. Diese beiden Teilkompensati­ onssignale können durch einen einfachen Summierer zu ei­ nem Kompensationssignal überlagert werden, dessen Phase und Amplitude von den Amplituden der Teilkompensations­ signale abhängig ist. Dieses Kompensationssignal kann di­ rekt dem Vergleicher zugeführt werden.

Um eine phasenselektive Auswertung des Ist-Wert-Signals der Regeleinrichtung einfach zu realisieren, ist es gemäß Anspruch 16 günstig, der Regeleinrichtung mindestens ei­ nen Lock-In-Verstärker vorzuschalten. Dieser steht ein­ gangsseitig mit dem Vergleicher oder der Empfangseinrich­ tung in Wirkverbindung, wobei sein Referenzeingang pha­ senkonstant zur Sendeeinrichtung angesteuert wird. Der Lock-In-Verstärker verstärkt sein Eingangssignal phasen­ selektiv, wobei ein zum Referenzsignal in Phase liegendes Signal maximal und ein hierzu um 90° phasenverschobenes Signal nicht verstärkt wird. Auf diese Weise wird die am Eingang des Lock-In-Verstärkers ankommende Phaseninforma­ tion in eine Ausgangsspannung umgewandelt.

Um sowohl die Phasen- als auch die Amplitudeninformation des Eingangssignals auswerten zu können, wird gemäß An­ spruch 17 vorgeschlagen, am Referenzeingang wenigstens eines der Lock-In-Verstärker ein phasenverschobenes Sig­ nal anzulegen. Vorzugsweise sind die Referenzeingänge der Lock-In-Verstärker zueinander um 90° phasenverschoben, so daß die Amplituden- und Phaseninformation besonders ein­ fach aus den Ausgangssignalen der beiden Lock-In- Verstärker gewonnen werden kann.

Zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit der Vorrichtung ist es gemäß Anspruch 18 vorteilhaft, das vom Vergleicher erzeugte Signal einem Phasendetektor zuzuführen. Dieser Phasendetektor ermittelt die Phasenlage des oszillieren­ den Vergleichssignals relativ zum ausgesendeten Wechsel­ feld. Kleine Metallteilchen verursachen im wesentlichen nur eine Phasenverschiebung des Vergleichssignals, ohne daß diese auf dessen Amplitude eine Auswirkung hätten. Erst größere Metallteilchen bewirken auch eine Verände­ rung der Amplitude des Vergleichssignals. Der Phasende­ tektor weist einen steuerbaren Phasenschieber auf, der das Vergleichssignal um eine von einer Signalspannung ab­ hängige Phasendifferenz verschiebt. Damit kann die Pha­ senlage des Vergleichssignals an jene des ausgesendeten Wechselfeldes angepaßt werden, was die Detektion von ge­ ringen Phasenverschiebungen zwischen beiden erleichtert.

Ein besonders einfacher und trotzdem wirkungsvoller Pha­ sendetektor ergibt sich aus Anspruch 19. Ein D-Flip-Flop erzeugt an seinem Ausgang eine rechteckförmige Wech­ selspannung, deren Puls-Pausen-Verhältnis von der Phasen­ lage zwischen seinem Dateneingang und seinem Takteingang abhängt. Das D-Flip-Flop arbeitet in diesem Fall als Pulsbreitenmodulator, dessen Ausgangssignal den Ist-Wert einer Regeleinrichtung bildet. Diese Regeleinrichtung steuert direkt den Phasenschieber an. Damit entsteht am Ausgang des D-Flip-Flops nur dann ein Signal, wenn sich die Phasenlage des Vergleichssignals rasch ändert.

Das erfindungsgemäße Verfahren und der Erfindungsgegen­ stand werden beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu begrenzen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Sende- und Empfangseinrichtung,

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan,

Fig. 3 einen Amplitudendetektor,

Fig. 4 einen Phasendetektor,

Fig. 5 einen Lock-In-Verstärker und

Fig. 6 einen alternativen Lock-In-Verstärker.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Feststellen von Me­ tallkörpern. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Träger 2 aus glasfaserverstärktem Kunststoff, so daß dieser eine ausreichende Tragfähigkeit aufweist und trotzdem elektro­ magnetische Felder in keiner Weise beeinflußt. Der Träger 2 ist als selbsttragendes Formrohr mit etwa quadratischem Querschnitt ausgebildet.

An einer Außenfläche des Trägers 2, die einer Warenbahn zugewandt ist, sind Kupferdrähte 4, 5, 6, 7 in Nuten ein­ gelassen und mit Kunstharz ausgegossen. Dies verhindert dabei eine Bewegung der Drähte 4, 5, 6, 7, die das Meßsi­ gnal der Vorrichtung 1 beeinflussen könnte. Eine Sende­ schleife 4 erstreckt sich U-förmig über nahezu die gesam­ te Länge des Trägers 2 und ist beidseits von jeweils ei­ ner U-förmigen Schirmleitung 5 umgeben. Innerhalb der Fläche der Sendeschleife 4 sind zwei Empfangsschleifen 6, 7 vorgesehen, die sich ebenfalls U-förmig über nahezu die gesamte Länge des Trägers 2 erstrecken. Die Schirmleitun­ gen 5 verhindern ein elektrisches Übersprechen von der Sendeschleife 4 in die Empfangsschleifen 6, 7. Durch die Anordnung der Empfangsschleifen 6, 7 innerhalb der Sende­ schleife 5 und in der gleichen Ebene wie diese wird eine optimale induktive Kopplung zwischen beiden erzielt.

Um eine optimale Fixierung der Drähte 4, 5, 6, 7 zu er­ zielen, sind die sie aufnehmenden Nuten mit nahezu glei­ cher Breite und Tiefe wie der Drahtdurchmesser ausgebil­ det. Deshalb sind die Umlenkungen der Drähte 4, 5, 6, 7 in Form einer kupferkaschierten Platine 8 ausgebildet. An dieser sind die Drähte 4, 5, 6, 7 über Lötstellen 9 fest­ gelegt.

Am in Fig. 1 rechts dargestellten offenen Ende der Sen­ de- 4 und Empfangsschleife 6, 7 ist ebenfalls eine Plati­ ne 10 über Lötstellen 9 befestigt. Durch diese Platine 10 sind die Schirmleitungen 5 sowie die in Fig. 1 jeweils unteren Leiterenden 11 der Empfangsschleifen 6, 7 mit Masse verbunden. Die Gegenenden 12 der Empfangsschleifen 6, 7 sind mit einem Transformator 13 und einem dazu par­ allel liegenden Kondensator 14 verbunden. Der Transforma­ tor 13 sorgt für eine Impedanzanpassung zwischen den Emp­ fangsschleifen 6, 7 und einer nachfolgenden, nicht darge­ stellten Verstärkereinrichtung, wobei er zusätzlich eine Spannungsverstärkung des von den Empfangsschleifen 6, 7 empfangenen Signals vornimmt. Die Induktivität der Emp­ fangsschleifen 6, 7 bildet mit dem Kondensator 14 einen Schwingkreis, der nahe der Resonanz betrieben wird und damit zu einer weiteren Verstärkung der empfangenen Sig­ nale führt.

Die Sendeschleife 4 ist über einen weiteren Transformator 15 mit einem weiteren Kondensator 16 verbunden. Der Transformator 15 sorgt für eine Impedanzanpassung zwi­ schen einem nicht dargestellten Sendeverstärker und der Sendeschleife 4, wobei er zusätzlich eine Stromverstär­ kung vornimmt. Die Induktivität der Sendeschleife 4 bil­ det mit dem Kondensator 16 einen Schwingkreis, der nahe der Resonanz betrieben wird und damit einen Teil der Sen­ deenergie liefert. Die beiden Transformatoren 13, 15 sind mit einer schematisch dargestellten Auswerteschaltung 17 verbunden, die genauer anhand von Fig. 2 erläutert wird.

In Fig. 2 ist die Sende- 4 und Empfangsschleife 6, 7 nur noch schematisch dargestellt. In ihrer unmittelbaren Nähe ist eine Warenbahn 20 angeordnet, die sich in Richtung 21 bewegt. Auf der Warenbahn 20 befinden sich manchmal Me­ tallkörper 22, insbesondere abgebrochene Nadeln und dgl.. Wird die Warenbahn 20 beispielsweise durch eine Preßein­ richtung gezogen, so können deren Walzen durch derartige Metallteile 22 beschädigt werden. Es ist daher in diesem Fall erforderlich, die Walzen kurzzeitig anzuheben oder die Warenbahn 20 auch anzuhalten, um den Metallkörper 22 zu entfernen.

In jedem Fall ist es erforderlich, das Auftreten des Me­ tallkörpers 22 auf der Warenbahn 20 mit ausreichender Si­ cherheit festzustellen. Hierzu wird die Sendeschleife 4 mit einem Wechselstrom beaufschlagt, so daß diese ein elektromagnetisches Wechselfeld abstrahlt. Dieses Wech­ selfeld wird von den beiden Empfangsschleifen 6, 7 emp­ fangen, deren Differenzsignal ausgewertet wird. Bei einem exakt symmetrischen Aufbau der Anordnung und Fehlen jeg­ licher das elektromagnetische Wechselfeld beeinflussender Körper 22 wäre das zwischen den Empfangsschleifen 6, 7 anstehende Spannungssignal Null. In der Regel befinden sich jedoch in der Umgebung der Sendeschleife 4 größere Metallkörper, wie beispielsweise Rahmen, Walzen und dgl., die ein von den konkreten Einsatzbedingungen abhängiges Differenzsignal zwischen den beiden Empfangsschleifen 6, 7 erzeugen.

Tritt nun der Metallkörper 22, der sich auf der Warenbahn 20 befindet, in die untere Empfangsschleife 7 ein, so verursacht er je nach Material eine Veränderung der Signalamplitude oder -phase. Mit der Bewegung der Waren­ bahn 20 in Richtung 21 gerät der Metallkörper 22 in den Bereich der Empfangsschleife 6, die in Gegenrichtung zur Empfangsschleife 7 an den Transformator 13 angekoppelt ist. Der Metallkörper 22 verursacht zu diesem Zeitpunkt eine Amplituden- bzw. Phasenänderung des empfangenen Si­ gnals, das zur vorbeschriebenen Änderung gegengleich ist. Das Ausgangssignal der Transformators 13 weist damit ei­ nen Polaritätswechsel auf und wird zur Feststellung des Vorhandenseins des Metallkörpers 22 ausgenutzt.

Im folgenden wird die Auswerteschaltung anhand der Fig. 2 beschrieben. Ein Oszillator 25 erzeugt eine Sinus­ schwingung bei einer Frequenz von ca. 200 kHz. Diese Si­ nusschwingung wird in einem Sendeverstärker 26 sowohl strom- als auch spannungsverstärkt. Der Sendeverstärker 26 ist ausgangsseitig direkt mit dem sendeseitigen Trans­ formator 15 verbunden, der für eine weitere Stromverstär­ kung sorgt und an seinem Ausgang die Sendeschleife 4 treibt.

Das Differenzsignal der beiden Empfangsschleifen 6, 7 wird im empfangsseitigen Transformator 13 spannungsver­ stärkt. Dieser ist mit einem als Differenzverstärker aus­ gebildeten Empfangsverstärker 27 verbunden und liefert an seinem Ausgang 28 ein zum Empfangssignal proportionales Signal. Dieses Signal wird einem nicht invertierenden Eingang 29 eines Vergleichers 30 zugeführt, der als Sum­ mierer ausgebildet ist. An einem invertierenden Eingang 31 des Vergleichers 30 wird ein Kompensationssignal ange­ legt, dessen Erzeugung im folgenden beschrieben wird.

An einem Ausgang 32 des Vergleichers 30 wird als Ver­ gleichsergebnis ein Signal abgegeben, das der Differenz zwischen dem verstärkten empfangenen Signal am Eingang 29 und dem Kompensationssignal am Eingang 31 entspricht. Stimmen beide Signale überein, so liefert der Vergleicher 30 ein Null-Signal.

Das vom Vergleicher 30 erzeugte Vergleichsergebnis wird Eingängen 33 zweier Lock-In-Verstärker 34, 35 zugeführt. An einem Referenzeingang 36 des Lock-In-Verstärkers 34 ist der Oszillator 25 direkt angeschlossen. Dem gegenüber ist der Referenzeingang 36 des Lock-In-Verstärkers 35 über einen Phasenschieber 37 mit dem Oszillator 25 ver­ bunden, der das Ozillatorsignal um 90° verschiebt. Die beiden Lock-In-Verstärker 34, 35 verstärken demnach das Vergleichsergebnis des Vergleichers 30 phasenselektiv ei­ nerseits in Phase und andererseits außer Phase zum Oszil­ lator 25. An Ausgängen 38 der Lock-In-Verstärker werden demnach Gleichspannungspegel abgegeben, die die Amplitu­ den- und Phaseninformation des Vergleichsergebnisses ent­ halten. Bezeichnet man die Ausgangssignale der Lock-In- Verstärker 34 und 35 mit A und B, so läßt sich die Ampli­ tude des Vergleichsergebnisses in der Form √^A²+B² und de­ ren Phasenlage in der Form arctan (A/B) berechnen.

Um eine selbsttätige Anpassung des Kompensationssignals an das verstärkte empfangene Signal zu erzielen, sind die Ausgänge 38 der Lock-In-Verstärker 34, 35 mit Regelein­ richtungen 40 verbunden, die in Form von Integratoren aufgebaut sind. Die Integrationszeitkonstante ist auf ca. 10 sec. dimensioniert, um eine ausreichend langsame Rege­ lung zu erzielen, die keine Nutzsignale unterdrückt. An­ dererseits sorgen die Integratoren 40 bei langzeitigen Störungen zu einer exakten Angleichung des Kompensations­ signals an das verstärkte empfangene Signal. Die Regel­ einrichtungen 40 weisen Soll-Wert-Eingänge 39, 39' auf, die mit jeweils einer Referenzspannungsquelle verbunden sind. Damit wird das Eingangssignal der Lock-In- Verstärker 34, 35 auf einen oszillierenden Sollwert gere­ gelt, so daß eine phasenselektive Auswertung des Aus­ gangssignals des Vergleichers 30 ermöglicht wird. Dies reduziert den Einfluß von Drifts in der Auswerteschal­ tung. Grundsätzlich könnte auch ein oszillierendes Signal aus dem Oszillator 25 abgeleitet werden, das mittels Lock-In-Verstärker phasenselektiv ausgewertet wird, um die Soll-Wert-Eingänge 39, 39' der Regeleinrichtungen 40 anzusteuern.

Der Ausgang 41 der Regeleinrichtungen 40 ist mit jeweils einem Multiplizierer 42, 43 verbunden, deren weiterer Eingang 44 einerseits mit dem Oszillator 25 und anderer­ seits mit dem Phasenschieber 37 verbunden ist. Die beiden Multiplizierer 42, 43 multiplizieren demnach das von der jeweiligen Regeleinrichtung 40 erzeugte Korrektursignal mit dem Signal am korrespondierenden Referenzeingang 36 des Lock-In-Verstärkers 34, 35. An einem Ausgang 45 des Multiplizierers 42 liegt demnach ein Signal an, das mit dem Oszillator 25 in Phase ist, wobei die korrespondie­ rende Regeleinrichtung 40 aufgrund der Wirkungsweise des Lock-In-Verstärkers 34 nur auf den In-Phase-Anteil des Vergleichsergebnisses des Vergleichers 30 reagiert. Dem gegenüber liegt am Ausgang 46 des Multiplizierers 43 ein Signal an, das zum Oszillator 25 um 90° phasenverschoben ist, wobei der korrespondierende Lock-In-Verstärker 35 nur auf den um 90° phasenverschobenen Anteil des Ver­ gleichsergebnisses reagiert. Die Signale an den Ausgängen 45 und 46 sind demnach zueinander um 90° phasenverscho­ ben, wobei ihre Amplituden korrespondierend zu ihrer Pha­ senlage phasenselektiv angesteuert sind. Diese Signale kompensieren damit jeweils eine Phasenlage des empfange­ nen Signals und bilden Teilkompensationssignale.

Die beiden an den Ausgängen 45, 46 anstehenden Teilkom­ pensationssignale werden in einem Summierer 47 additiv überlagert, wobei an einem Ausgang 48 des Summierers 47 ein in seiner Phase und Amplitude geregeltes Kompensati­ onssignal ansteht. Dieses Kompensationssignal wird dem invertierenden Eingang 31 des Vergleichers 30 zugeführt, der es vom verstärkten empfangenen Signal abzieht. Alter­ nativ könnte der Summierer 47 auch mit dem Vergleicher 30 zusammengefaßt werden.

Aufgrund der Regelung des Kompensationssignals am Ausgang 48 des Summierers 47 liefert der Vergleicher 30 an seinem Ausgang 32 bei rein stationären Störungen stets ein pha­ sen- und amplitudenkonstantes Wechselspannungs-Signal. Befindet sich jedoch ein Metallkörper 22 auf der Waren­ bahn 20, so wird dieser mit der Bahn 20 in Bahnlaufrich­ tung 21 bewegt, so daß eine schnelle, dynamische Phasen- oder Amplitudenänderung entsteht. Aufgrund der langen In­ tegrationszeitkonstante der Regeleinrichtung 40 ist diese nicht in der Lage, auf diese dynamische Störung zu rea­ gieren, so daß das am Ausgang 48 des Summierers 47 anste­ hende Kompensationssignal während des Durchgangs des Me­ tallkörpers 22 durch die Empfangsschleifen 6, 7 weder seine Amplitude noch seine Phase ändert. Am Ausgang 32 des Vergleichers 30 entsteht in diesem Fall ein in seiner Phase bzw. Amplitude verändertes Signal, das einerseits einem Amplitudendetektor 49 und andererseits einem Pha­ sendetektor 50 zugeführt wird. Die digitalen Ausgangs­ signale des Amplitudendetektors 49 und des Phasendetek­ tors 50 werden einem Mikrocontroller 51 zugeführt, der diese Signale auswertet und insbesondere hierauf eine Korrelationsfunktion anwendet.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Ampli­ tudendetektors 49. Das Eingangssignal des Amplitudende­ tektors 49 wird von einem kompensierten Gleichrichter 52 in eine unipolare Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird in einem Tiefpaß 53 gefiltert und von einem Analog- Digital-Umsetzer 54 in einen Digitalwert gewandelt.

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Pha­ sendetektors 50. Ein Eingang 56 des Phasendetektors 50 steht mit einem steuerbaren Phasenschieber 57 in Wirkver­ bindung, der an seinem Ausgang ein phasenverschobenes Wechselspannungssignal erzeugt. Die Größe der Phasenver­ schiebung hängt von der Spannung am Referenzeingang Ref ab. Das Ausgangssignal des Phasenschiebers 57 wird einem Dateneingang 1D eines D-Flip-Flops 59 zugeführt, dessen Takteingang C1 vom Referenzeingang 58 des Phasendetektors 50 angesteuert wird. Dieser Referenzeingang 58 wird di­ rekt vom Sendeoszillator 25 angesteuert. Alternativ könn­ te der Eingang 1D und der Takteingang C1 auch vertauscht werden. Das D-Flip-Flop 59 erzeugt an seinem Ausgang Q ein rechteckförmiges Wechselspannungssignal, dessen Puls/Pausen-Verhältnis von der relativen Phasenlage der Wechselspannungen am Eingang 1D und am Takteingang C1 ab­ hängt.

Das Ausgangssignal des D-Flip-Flops wird einer Regelein­ richtung 60 zugeführt, die ausschließlich integrierend wirkt und eine kürzere Regelzeit als die Regeleinrichtun­ gen 40 aufweist. Die Zeitkonstante der Regeleinrichtung 60 wird auf ca. 5 Sek. eingestellt. Das Ausgangssignal der Regeleinrichtung 60 wird direkt dem Referenzeingang Ref des Phasenschiebers 57 zugeführt. Die pulsbreitenmo­ dulierte Ausgangsspannung des D-Flip-Flops 59 wird außer­ dem einem Tiefpaßfilter 53 zugeführt, dem ein Analog- Digital-Umsetzer 54 nachgeordnet ist, der mit dem Mikro­ controller in Wirkverbindung steht.

Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsform eines Lock-In- Verstärkers 34, die sich durch einen besonders einfachen schaltungstechnischen Aufbau auszeichnet. Der Signalein­ gang 33 des Lock-In-Verstärkers 34 ist über einen Analog­ schalter 61 geführt, dessen Steuereingang 61' von einem Komparator 62 angesteuert wird. Ein nicht invertierender 0-Eingang 63 des Komparators 62 bildet den Referenzeingang 36 des Lock-In-Verstärkers 34. Der Komparator 62 liefert an seinem Ausgang 64 immer dann einen H-Pegel, wenn das Eingangssignal am Referenzeingang 36 positiv ist. In die­ sem Fall ist der Analogschalter 61 geschlossen, so daß dieser das Signal vom Eingang 33 an ein Tiefpaßfilter 65 weitergibt. Bei negativem Referenzsignal ist der Analog­ schalter 61 dagegen offen und gibt ein Null-Signal an den Tiefpaßfilter 65 ab. Der Tiefpaßfilter 65 erhält demnach nur jenen Anteil des Eingangssignals, der zum Referenzsi­ gnal in Phase ist. Das gefilterte Gleichspannungssignal wird abschließend in einem Verstärker 66 verstärkt, der den Ausgang 38 des Lock-In-Verstärkers 34 bildet.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Lock- In-Verstärkers 34, wobei lediglich die Unterschiede zur Ausführungsform gemäß Fig. 3 erläutert werden. Das Sig­ nal am Eingang 33 des Lock-In-Verstärkers 34 wird in ei­ nem 1 : 1-Umkehrverstärker 70 invertiert, wobei sowohl das Eingangssignal als auch das invertierte Signal einem Ana­ logumschalter 71 zugeführt werden. Der Analogumschalter 71 verbindet den Tiefpaßfilter 65 bei positivem Referenz­ signal mit dem Eingangssignal und bei negativem Referenz­ signal mit dem invertierten Eingangssignal. Auf diese Weise tragen neben den In-Phase-Anteilen des Eingangs­ signals auch die Gegen-Phase-Anteile positiv zum Aus­ gangssignal des Lock-In-Verstärkers 34 bei. Dies erhöht die Empfindlichkeit der Schaltung. Sind das Eingangs­ signal und das Referenzsignal zueinander um 90° phasen­ verschoben, so erzeugt der Analogumschalter 71 eine gleichspannungsfreie Wechselspannung, die vom Tiefpaßfil­ ter 65 unterdrückt wird.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Träger

4

Sendeschleife

5

Schirmleitung

6

,

7

Empfangsschleife

8

Platine

9

Lötstelle

10

Platine

11

masseseitiges Ende

12

Gegenende

13

Transformator

14

Kondensator

15

Transformator

16

Kondensator

17

Auswerteschaltung

20

Warenbahn

21

Laufrichtung

22

Metallkörper

25

Oszillator

26

Sendeverstärker

27

Empfangsverstärker

28

Ausgang des Empfangsverstärkers

29

nicht invertierender Eingang des Vergleichers

30

Vergleicher

31

invertierender Eingang des Vergleichers

32

Ausgang des Vergleichers

33

Eingang des Lock-In-Verstärkers

34

,

35

Lock-In-Verstärker

36

Referenzeingang

37

Phasenschieber

38

Ausgang

39

,

39

' Soll-Wert-Eingang

40

Regeleinrichtung

41

Ausgang

42

,

43

Multiplizierer

44

Eingang

45

,

46

Ausgang

47

Summierer

48

Ausgang

49

Amplitudendetektor

50

Phasendetektor

51

Mikrocontroller

52

Gleichrichter

53

Tiefpaßfilter

54

Analog-Digital-Umsetzer

55

Digitalausgang

56

Eingang

57

Phasenschieber

58

Referenzeingang

59

D-Flip-Flop

60

Regeleinrichtung

61

Analogschalter

61

' Steuereingang des Analogschalters

62

Komparator

63

invertierender Eingang des Komparators

64

Ausgang des Komparators

65

Tiefpaßfilter

66

Verstärker

70

Umkehrverstärker

71

Analogumschalter

Claims (19)

1. Verfahren zum Feststellen von Metallkörpern (22), die sich an einer laufenden Warenbahn (20) befinden, bei dem ein elektromagnetisches Wechselfeld ausgesendet und ein Signal empfangen wird, dessen Phase und/oder Amplitude vom Metallkörper (22) beeinflußbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das empfangene Signal mit mindestens einem Kompensationssignal verglichen wird, welches dem empfan­ genen Signal in seiner Amplitude und Phase nachgeregelt wird, wobei das Vergleichsergebnis zur Bestimmung des Vorhandenseins des Metallkörpers (22) an der Warenbahn (20) ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zueinander phasenverschobene Teilkompen­ sationssignale mit jeweils konstanter Phasenlage zum aus­ gesendeten Wechselfeld erzeugt und in ihren Amplituden geregelt werden, wobei eine Überlagerung beider Teilkom­ pensationssignale das Kompensationssignal ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kompensationssignal oder die Teilkompensa­ tionssignale durch Regelung eines Signals erzeugt werden, das phasenselektiv aus einem vom empfangenen Signal ab­ hängigen Signal ausgewertet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsergebnis zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal Lock-In-verstärkt wird, wobei ein Referenzsignal eine zum gesendeten Wechselfeld kon­ stante Phasenlage aufweist.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Kompensa­ tionssignals oder der Teilkompensationssignale aus­ schließlich integrierend wirkt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsergebnis zwi­ schen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal auf einen oszillierenden Sollwert geregelt wird, der zum ausgesendeten Wechselfeld phasenkonstant ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsergebnis einem Phasendetektor (50) zugeführt wird, der eine Phasenver­ schiebung des Vergleichsergebnisses oder eines vom ausge­ sendeten Wechselfeld abgeleiteten Signals bewirkt, wobei die Phasenverschiebung durch Regelung eines Phasensignals erzeugt wird, das von der Phasendifferenz zwischen dem Vergleichsergebnis und dem gesendeten Wechselfeld unter Berücksichtugung der erzeugten Phasenverschiebung ab­ hängt.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich zwischen dem empfangenen Signal und dem Kompensationssignal und/oder den Teilkompensationssignalen durch Addition und/oder Subtraktion dieser Signale erfolgt.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Vergleichsergebnis oder auf ein Ausgangssignal des Phasendetektors (50) eine Korrelationsfunktion angewendet wird.

10. Vorrichtung zum Feststellen von Metallkörpern (22), die sich an einer laufenden Warenbahn (20) befinden, wo­ bei die Vorrichtung (1) mindestens eine, ein elektromag­ netisches Wechselfeld ausstrahlende Sendeeinrichtung (4) aufweist, die mit mindestens einer Empfangseinrichtung (6, 7) gekoppelt ist, die mit einem Vergleicher (30) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (30) eingangsseitig (31) mit mindestens einer Regeleinrichtung (40) in Wirkverbindung steht, die von der Amplitude und der Phasenlage des empfangenen Signals beeinflußt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (4) und die Empfangseinrichtung (6, 7) von jeweils mindestens einer die Warenbahn (20) quer zu ihrer Laufrichtung (21) übergreifenden Leiter­ schleife (4) gebildet ist, deren Enden durch Kondensato­ ren (14, 16) abgeschlossen sind und die Sendeeinrichtung (4) oder die Empfangseinrichtung (6, 7) von mindestens zwei in Bahnlaufrichtung (21) hintereinander angeordneten Leiterschleifen (6, 7) gebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleifen (6, 7) an einem Ende (11) mitein­ ander verbunden sind, während die Gegenenden (12) durch einen Kondensator (14) abgeschlossen sind und mit einem Sendeverstärker (26) oder einem Differenzverstärker (27) in Wirkverbindung stehen.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (30) ein Summierer und/oder Differenzverstärker ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (40) von einem Integrator gebildet ist.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeleinrichtung (40) mindestens ein Multiplizierer (42, 43) nachgeordnet ist, der eingangsseitig mit einem die Sendeeinrichtung (4) ansteuernden Oszillator (25) und ausgangsseitig mit dem Vergleicher (30) in Wirkverbindung steht.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (40) von mindestens einem Lock-In-Verstärker (34, 35) be­ einflußt ist, der eingangsseitig (33) mit dem Vergleicher (30) oder der Empfangseinrichtung (6, 7) in Wirkverbin­ dung steht und einen Referenzeingang (36) aufweist, der mit dem die Sendeeinrichtung (4) ansteuernden Oszillator (25) in Wirkverbindung steht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzeingang (36) wenigstens eines Lock-In- Verstärkers (34, 35) über einen Phasenschieber (37) mit dem Oszillator (25) in Wirkverbindung steht.

18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (30) ausgangsseitig mit einem Phasendetektor (50) in Wirkver­ bindung steht, der zumindest einen steuerbaren Phasen­ schieber (57) aufweist, dessen Steuereingang von einer Regeleinrichtung (60) angesteuert wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (57) und die Sendeeinrichtung (4) mit jeweils einem Eingang (1D, C1) eines D-Flip-Flops (59) in Wirkverbindung stehen, dessen Ausgang (Q) den Ist-Wert der Regeleinrichtung (60) bildet.