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Die Erfindung betrifft ein Suchgerät zur aktiven Detektion von Drähten. Derartige Suchgeräte werden auch als Drahtsuchgeräte bezeichnet. Sie werden in der Sicherheitstechnik verwendet, um beispielsweise Sprengdrähte von improvisierten, elektrischen Sprengfallen (USBV) zu detektieren. Zu diesen Sprengfallen zählen beispielsweise auch Stolperdrähte, welche die Zündvorrichtung mechanisch auslösen.
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Es sind verschiedene Verfahren zum Betrieb von Drahtsuchgeräten bekannt. Grundsätzlich beruht das Prinzip der Drahtsuche darauf, dass jeder langgestreckte Draht als Antenne angesehen werden kann. Diese Antenne wird durch einen Sender und/oder durch vagabundierende Hochfrequenzfelder erregt. Hieraufhin strahlt der Draht beziehungsweise die Antenne ein Sekundärsignal oder Sekundärfeld aus, welches von einem Empfänger empfangen werden kann. Basierend auf dem Sekundärsignal kann eine Aussage über die Position des Drahtes getätigt werden.
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Ein Draht, welcher mit derartigen Drahtsuchgeräten detektiert werden kann, kann also als schwingungsfähiges Gebilde angesehen werden. Bei der Auslegung von Drahtsuchgeräten ist zu berücksichtigen, dass andere Verfahren angewendet werden müssen als bei der herkömmlichen Metallobjektdetektion. Bei normalen Metallobjekten ist es möglich, mittels Induktion Wirbelströme in den Metallobjekten zu erzeugen, die wiederum Sekundärfelder erzeugen, welche durch entsprechende Detektionseinrichtungen erkannt werden können.
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Wie zuvor ausgeführt, ist dies bei der Detektion von Drähten nicht möglich, da das Erzeugen von Wirbelströmen in Drähten nicht möglich ist, da diese als offene Antennen anzusehen sind, die keinen geschlossenen Stromkreis bilden. Ein Sprengdraht, welcher auch als Draht im Sinne der Erfindung bezeichnet ist, ist meist nicht als ein Eisendraht ausgeführt, der auch mit einem normalen Metalldetektor gefunden werden könnte. Bei den hier zu detektierenden Drähten handelt es sich meist um sogenannte Kupferlitzendrähte oder auch um rostfreie Sprengdrähte. Durch die einzelnen Litzenadern kann ein normaler Metalldetektor in diesen Suchobjekten keine Wirbelströme erzeugen. Es können also keinerlei Ströme fließen, die Sekundärsignale erzeugen. Daher werden zur Erregung von Drähten hochfrequentere Signale verwendet, als bei normalen Metalldetektoren.
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Aus der
EP 0 837 344 A2 ist ein passives Verfahren zur Detektion von Drähten bekannt. Hierbei wird ausgenutzt, dass weltweit viele Hochfrequenzsender verteilt sind, die vagabundierende Hochfrequenzfelder erzeugen, die die Drähte anregen. Dadurch werden durch die Drahtantennen Sekundärfelder ausgebildet, welche durch die Suchanordnung aufgenommen und zu einer Anzeige gebracht werden können.
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Aus der
EP 0 637 760 A2 ist ein abgewandeltes Verfahren bekannt, bei dem zusätzlich eine Erregung der schwingungsfähigen Drähte durch eine Erregungsspule vorgesehen ist.
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In ungewohnten Regionen, die entfernt von Hochfrequenzsendern sind, sinkt die lokale Feldstärke der Hochfrequenzerregung oft derart ab, dass die Detektion von Sprengdrähten schwierig ist. Daher werden oft aktive Detektionsverfahren bevorzugt. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass es gerade bei aktiven Detektionsverfahren auf die exakte Ausrichtung der Sende- und Empfangsspulen zueinander ankommt, da anderenfalls ungewünschte Störsignale erzeugt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Suchgerät zur aktiven Detektion von Drähten, insbesondere von Sprengdrähten, zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Suchgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie in den Figuren und deren Beschreibung angegeben.
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Entsprechend dem Anspruch 1 ist vorgesehen, dass ein Suchgerät zur aktiven Detektion von Drähten eine Sendespule und eine Empfangsspule aufweist. Diese sind jeweils an entgegengesetzten Bereichen einer länglichen Tragestruktur mit einer Längserstreckung befestigt. Hierbei kann die Empfangsspule als differenzierender Empfangskreis beispielsweise als differenzierende Spule ausgebildet und verschaltet sein. In einer Betriebsposition soll die Spulenfläche der Sendespule vertikal zum Boden ausgerichtet sein. Ferner verläuft eine Verlängerung der Spulenfläche der Sendespule im Wesentlichen fluchtend mit oder parallel zur Längserstreckung der Tragestruktur. Des Weiteren ist die Empfangsspule derart ausgerichtet, dass ihre Spulenfläche horizontal zum Boden ausgerichtet ist.
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Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Sende- und Empfangsspule durch eine längliche Tragestruktur zu verbinden und damit relativ zueinander zu fixieren. Durch die Positionierung der Spulen derart, dass die Spulenfläche der Sendespule vertikal zum Boden ausgerichtet ist, und die Spulenfläche der Empfangsspule horizontal zum Boden ausgerichtet ist, sowie die Ausrichtung der Sendespule derart, dass eine Verlängerung der Spulenfläche im Wesentlichen fluchtend mit oder parallel zur Längserstreckung der Tragestruktur verläuft, ist es möglich, die Sende- und Empfangsspule zueinander entkoppelt zu betreiben. Dies bedeutet, dass durch die von der Sendespule emittierten Impulse keine Signale in der Empfangsspule induziert werden. Durch die Verwendung einer Tragestruktur, welche die beiden Spulen relativ zueinander fixiert, kann eine einmal eingestellte Entkopplung festgelegt werden, so dass während des Gebrauches die Entkopplung weiterhin besteht.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist es, als Empfangsspule eine differenzierende Spule zu verwenden. Da wie zuvor ausgeführt, der Raum, in dem die Empfangsspule bewegt wird, von Hochfrequenzsignalen durchflutet ist, werden grundsätzlich Spannungen in der Empfangsspule induziert. Durch das Vorsehen einer differenzierten Spule beziehungsweise deren derartige Verschaltung wird erreicht, dass in der Empfangsspule beziehungsweise den jeweiligen Teilbereichen der Spule durch die ungewollten HF-Felder induzierten Spannungen immer entgegengesetzt gleich sind und sich somit gegeneinander aufheben, also Null sind. Mit anderen Worten wird durch diese Struktur das Außenfeld kompensiert.
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Durch die Lage der Sendespule zum Erdboden wird eine gute Ankopplung an langgestreckte Drähte erreicht, insbesondere dann, wenn eine Verlängerung der Spulenfläche in gleicher Richtung zu einem zu detektierenden Draht ausgerichtet ist.
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Durch die Verwendung einer Sendespule, die aktiv Hochfrequenzsignale aussendet, kann im Vergleich zu einer lediglich passiven Detektion, bei der die normalen immer vorkommenden HF-Signale verwendet werden, eine ca. dreifache Detektionsentfernung erreicht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein Basisabstand zwischen der Sende- und Empfangsspule mittels der Tragestruktur definiert. Ferner kann es auch vorgesehen sein, dass dieser Basisabstand mittels der Tragestruktur variierbar ist. Durch das Ändern des Basisabstands kann die Detektionsgenauigkeit und Reichweite, mit anderen Worten die Sensibilität eingestellt und beeinflusst werden. Hierbei kann mit einem großen Basisabstand eine große Detektionsreichweite ereicht werden.
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Die Verstellbarkeit des Basisabstandes kann dadurch erreicht werden, dass die Tragestruktur in Längserstreckung einen teleskopierbaren Längsträger aufweist. Durch Veränderung der Länge des Längsträgers wird der Abstand der Sende- zur Empfangsspule verändert und somit auch deren Basisabstand beeinflusst.
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Vorteilhaft ist, wenn die Sendespule und die Empfangsspule höhenverstellbar zum Boden an der Tragestruktur vorgesehen sind. Hierdurch ist es möglich, das Suchgerät an verschiedene Personengrößen anzupassen, die das Suchgerät an der Tragestruktur tragen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass für ein gutes Detektionsergebnis das Suchgerät möglichst nah am Boden bewegt werden sollte. Andererseits ist es für eine sichere Detektion ungünstig, wenn mit Vegetation am Boden, beispielsweise Gras, Kontakt besteht. Somit kann durch die Höheneinstellung eine für die Detektion ausreichend gute Position zum Erdboden, unabhängig von der Größe der bedienenden Person, erreicht werden.
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In einer Ausführungsform ist zumindest die Sendespule gelenkig an der Tragestruktur angebracht. Hierbei kann die Sendespule in eine Position schwenkbar sein, in der die Spulenfläche horizontal zum Boden ausgerichtet ist. Zusammen mit der ebenfalls horizontal zum Boden ausgerichteten Spulenfläche der Empfangsspule ist es so möglich, das Suchgerät in einer Arbeitspause auf dem Boden sicher abzustellen.
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Grundsätzlich können beliebige Materialien für die Tragestruktur verwendet werden. Vorteilhaft, insbesondere zur Minimierung möglicher Einkopplungen von Signalen, ist jedoch, die Tragestruktur im Wesentlichen aus nicht-leitfähigen Materialien herzustellen.
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Zur Ausbildung der Empfangsspule als differenzierende Spule sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Bevorzugt ist es hierbei, die Schleifenkonfiguration einer differenzierenden Acht zu verwenden. Eine derartige Konfiguration ermöglicht eine gute Unterdrückung der ungewollt in der Spule induzierten Spannungen und Ströme.
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Bevorzugt ist wenn der Sendespule eine Sendeelektronik zugeordnet ist, die einen Oszillator aufweisen kann. Mittels der Sendeelektronik können durch die Sendespule hochfrequente Signale erzeugt und abgestrahlt werden. Diese können insbesondere eine Frequenz im Bereich von 10 MHz aufweisen. Die hochfrequenten Signale dienen zur Erregung der Drähte, die, wie zuvor dargestellt, als Antenne angesehen werden können. Auf die Erregung hin senden die Drähte ein kräftiges Sekundarfeld aus, welches wiederum von der Empfangsspule empfangen werden kann. Hierzu ist es bevorzugt, dass der Empfangsspule eine Empfangs- und Auswerteelektronik zugeordnet ist, welche eine Empfängerbandbreite von 100 kHz bis 50 MHz aufweist.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Sendeelektronik zum Ansteuern der Sendespulen zum Aussenden von hochfrequenten Signalen ausgebildet ist. Im Gegensatz zu beispielsweise Sinussignalen werden durch hochfrequente Signale durch Drähte Sekundärsignale erzeugt, so dass eine bessere Detektion möglich ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und schematischen Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drahtsuchgerätes;
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2 eine seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Drahtsuchgerätes aus 1;
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3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Drahtsuchgerätes aus 2 mit ausgezogenem Längsträger; und
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4 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs IV aus 1.
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In 1 ist eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drahtsuchgerätes 1 gezeigt.
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Dieses weist eine Sendespule 2 sowie eine Empfangsspule 3 auf.
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Die Sendespule 2 und die Empfangsspule 3 sind physisch durch die Tragestruktur 4 miteinander verbunden. Hierbei wird durch die Tragestruktur 4 auch die Ausrichtung der Sendespule 2 und der Empfangsspule 3 zueinander festgelegt. In 1 ist eine Betriebsposition des erfindungsgemäßen Suchgerätes 1 dargestellt. Dabei ist die Empfangsspule 3 derart ausgerichtet, dass ihre Spulenfläche im Wesentlichen horizontal zum Erdboden ausgerichtet ist. Als Spulenfläche im Sinne der Erfindung kann hierbei die von den einzelnen Wicklungen der Suchspule eingeschlossene Fläche betrachtet werden.
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Im Gegensatz dazu ist die Sendespule 2 derart ausgerichtet, dass ihre Spulenfläche vertikal zum Erdboden ausgerichtet ist. Zudem ist die Sendespule an der Tragestruktur 4 derart befestigt, so dass die Spulenfläche sich in horizontaler Richtung in dieselbe Richtung erstreckt wie die Längserstreckung der Tragestruktur 4.
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Die Tragestruktur 4 besteht im Wesentlichen aus einem Längsträger 11 sowie zwei Spulenhaltern 12 und 13.
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In den 2 und 3 ist das Drahtsuchgerät 1 jeweils in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Die Darstellung der beiden Figuren unterscheidet sich dadurch, dass in 3 der Längsträger 11, der teleskopierbar ausgeführt ist, ausgezogen dargestellt ist. Zu diesem Zweck sind im Längsträger 11 Innenrohre vorgesehen, die mittels zweier Klemmen 17 jeweils fixiert werden können. Hierdurch kann der Abstand zwischen der Sende- 2 und Empfangsspule 3 variiert und eingestellt werden. Dieser Abstand wird auch als Basisabstand der beiden Spulen 2, 3 zueinander bezeichnet.
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Des Weiteren ist in 2 und 3 eine Gelenkverbindung 19 zwischen dem Spulenhalter 12 und der Sendespule 2 dargestellt. Diese Gelenkverbindung 19 ermöglicht es, die Sendespule 2 in eine Position zu klappen, in der sich die Spulenfläche horizontal zum Erdboden befindet. In dieser Position kann das Drahtsuchgerät 1 auf dem Boden auf die beiden Spulenflächen der Sendespule 2 und Empfangsspule 3 abgestellt werden.
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In 4 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereiches IV aus 1 dargestellt. In dieser Figur ist die Befestigung des Spulenhalters 13 an dem Längsträger 11 verdeutlicht. Um eine Höhenverstellung 15 der Spulen in Bezug auf den Längsträger 11 zu ermöglichen, sind Bohrungen in dem Spulenhalter 13 vorgesehen. Mittels der Befestigung für die Höhenverstellung 15 kann so der Spulenhalter in eine beliebige Position relativ zu dem Längsträger 11 befestigt werden.
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Des Weiteren ist ebenfalls eine der Klemmen 17 dargestellt, mit der die in dem Längsträger 11 befindlichen Rohre verklemmt werden können, wodurch die Längenverstellung der Tragestruktur 4 ermöglicht wird.
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Im Folgenden wird kurz die Betriebsweise des Drahtsuchgerätes 1 beschrieben.
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Die Sendespule 2 sendet hochfrequente Signale im 10 MHz-Bereich aus. Diese Impulse dienen zur Erregung der zu detektierenden Drähte, die ähnlich wie Antennen reagieren, und auf die Erregung ein Sekundärsignal aussenden. Das Sekundärsignal wird wiederum durch die Empfangsspule 3 empfangen und detektiert. Die so entstandenen elektrischen Signale können einer weiteren Auswertung zugeführt werden.
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Das Drahtsuchgerät 1 ist besonders dafür ausgelegt, Drähte zu detektieren, die in Richtung oder im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung der Tragestruktur 4 verlegt sind. Im Einsatz würde ein zu untersuchendes Gebiet mehrmals in verschiedenen Richtungen abgelaufen und anhand der Detektionsergebnisse die entsprechenden Rückschlüsse auf verlegte oder versteckte Drähte gezogen werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Drahtsuchgerät ist es möglich, zuverlässig versteckte Drähte, insbesondere Sprengdrähte, zu detektieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0837344 A2 [0005]
- EP 0637760 A2 [0006]
