DE29612244U1

DE29612244U1 - Vorrichtung zum gezielten Verfolgen von elektrisch leitfähigen Verbindungen

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Publication number: DE29612244U1
Application number: DE29612244U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-13
Filing date: 1996-07-13
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2006-07-14

Description

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Vorrichtung zum gezieltes Verfolgen von elektrisch leitfähigen Verbindungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gezielten Verfolgen von elektrisch leitfähigen Verbindungen, insbesondere von elektrischen Leitungen und von Wasser- bzw. Heizungsrohren, mit Hilfe eines eingespeisten Signals sowie eine zugeordnete Sendeeinrichtung.

Zum Auffinden von elektrisch leitfähigen

Verbindungen, wie beispielsweise von elektrischen Leitungen in der Hausinstallation werden bisher zwei verschiedene Typen von "Leitungssuchern" eingesetzt. Der erste Typ eines Leitungssuchers detektiert mit Hilfe eines Detektionsgerats Metalle. Ein Nachteil bei diesem Gerät ist, daß ein auf diese Weise aufgefundener metallischer Gegenstand nicht eindeutig beispielsweise der metallischen Ader einer unter Putz verlaufenden elektrischen Leitung zugeschrieben werden kann. Der andere Leitungssuchertyp detektiert die 50Hz-Spannung eines Stromnetzes, so daß mit einem solchen Leitungssucher nur Leitungen aufgefunden werden können, die zu einem geschlossenen Stromkreis gehöhren. Verlaufen mehrere Leitungen nebeneinander her oder kreuzen diese sich, kann auch ein mit diesem Gerät erfasstes Signal nicht mehr eindeutig einer Leitung zugeordnet werden. So ist beiden Leitungssuchern gemeinsam, daß mit ihnen ein gezieltes Suchen und Verfolgen einer bestimmten Leitung oder einer anderen elektrisch leitfähigen Verbindung nicht möglich ist. Ferner ist von Nachteil, daß auch Kurzschlüsse oder Unterbrechungen mit diesen Geräten nicht lokalisiert werden

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können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Verfolgen von Leitungen und dergleichen bereitzustellen, die ein einer ausgewählten Leitung zugeordnetes Signal erfasst und einen zu dem erfassten Signal fortwährend proportionalen Wert erzeugt, um die ausgewählte Leitung gezielt verfolgen, von weiteren Leitungen exakt auseinander halten, einzelne Steckdosen, Schalter und Sicherungen exakt dem zugehörigen Stromkreis zuordnen oder Kurzschlüsse sowie Unterbrechungen exakt lokalisieren zu können.

In überraschender Weise wird diese Aufgabe bereits durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Sendeeinrichtung gemäß Anspruch 15 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, daß eine Detektoreinrichtung ein magnetisches oder elektromagnetisches Signal erfasst, welches durch einen in eine ausgewählte Leitung eingespeisten Strom hervorgerufen wird, und eine Verstärkungseinrichtung in Ansprechen auf das erfasste Signal ein Spannungssignal verstärkt, wobei eine spezielle Regelungseinrichtung die Betriebsspannung der Verstärkungseinrichtung regelt, um so den Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinrichtung derart zu regeln, daß nach einer Demodulation ein Gleichspannungssignal vorliegt, das fortwährend zu dem erfassten Signal proportional ist. Von Vorteil ist, daß sich durch den Einsatz der Regelungseinrichtung auch noch sehr geringe Signale erfassen lassen, um z.B. auch tiefer unter dem Putz liegende Leitungen gezielt verfolgen zu können.

Werden sowohl die Verstärkungseinrichtung als auch die Regelungseinrichtung mit der selben Betriebsspannung gespeist, bietet dies den Vorteil, daß die Betriebsspannung der Regelungseinrichtung selbst als die zu regelnde Größe der Regelungseinrichtung benutzt werden kann, und die Regelungseinrichtung somit ihre eigene Betriebsspannung regelt, ohne unmittelbar auf das erfasste magnetische oder elektromagnetische Signal als Eingangsgröße für die Regelung

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des Verstärkungsfaktors zurückgreifen zu müssen.

Um die Regelung zu vereinfachen wird das Regelsignal vorteilhafterweise über einen Inverter so in den Regelkreis zurückgeführt und mit der Betriebsspannung der Regelungseinrichtung gekoppelt, daß sich mit einem geringeren Regelsignal auch eine geringere Betriebsspannung und mit einem großen Regelsignal eine hohe Betriebsspannung einstellt.

Das Regelsignal selbst kann in vorteilhafter Wiese über einen manuell einstellbaren Empfindlichkeitsbereich der Regelungseinrichtung gesteuert werden. Dieser Empfindlichkeitsbereich der Regelungseinrichtung wird so vorgewählt, daß über eine bestimmte Zeitspanne eine Spannung an einen Integrator angelegt und anschließend gespeichert wird. Die gespeicherte Ausgangsspannung des Integrators stellt daraufhin ein Maß für die gewünschte Empfindlichkeit dar und wird als Regelsignal verwendet, so daß somit auch die Regelung des Verstärkungsfaktors im wesentlichen in Abhängigkeit dieses einstellbaren Empfindlichkeitsbereichs erfolgt.

Bei der Durchführung hat sich ein Hochfrequenzsignal von vorzugsweise ungefähr 10OkHz als wirksam erwiesen. Die in einer Antenne, insbesondere einer Ferritantenne, durch das erfasste magnetische oder elektromagnetische Signals erzeugte hochfrequente Wechselspannung wird kapazitiv in wenigstens eine Verstärkerstufe eingekoppelt, wobei ein zugehörender Hochpass eventuelle tiefere Frequenzen sperrt. Um auch bei einem schwachen Empfangssignal eine genügende Verstärkung zu garantieren sind mehrere Verstärkungsstufen zu einer Kaskadenschaltung zusammengefaßt, wobei sich vier hintereinander geschaltete Stufen als ausreichend erwiesen haben. Die am Ausgang eines nachgeschalteten Demodulators anliegende Spannung steht zur weiteren Auswertung zur Verfügung.

Um die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders platz- und kostensparend zu realisieren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn sowohl die Regelungs- als auch die

Verstärkungseinrichtung von einem IC-Baustein, vorzugsweise sogar von einem einzigen IC-Baustein, bereitgestellt wird.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung dem Benutzer wenigstens zwei optische Anzeigewerte zur Verfugung stellt, wobei eine Anzeige vorgesehen ist, um einen Wert für die Empfindlichkeit der Vorrichtung wiederzugeben, der direkt aus dem Regelsignal ableitbar ist, und ein weitere Anzeige vorgesehen ist, um einen Wert für die empfangene Feldstärke anzugeben, wobei dieser Wert vorzugsweise im wesentlichen proportional zum erzeugten Gleichspannungssignal ist. Bei praktischen Versuchen hat sich auch eine akustische Anzeige des empfangenen Signals als nützlich erwiesen, weil damit eine Änderung der Empfangsstärke des erfassten Signals über eine Änderung der Tonhöhe sehr gut erkannt werden kann, so daß das Suchen eines Signalmaximums, das beispielsweise die Position einer bestimmten Leitung anzeigt, zusätzlich erleichtert wird.

Als vorteilhaft hat sich im Rahmen der Erfindung erwiesen, eine Sendeeinrichtung so zu gestalten, daß sie neben der Erzeugung einer mit der Empfangsfrequenz der Detektoreinrichtung im wesentlichen übereinstimmenden Sendefreguenz auch eine wenigstens stufenweise einstellbare Sendeleistung aufweist, um beispielsweise Leitungen und dergleichen auch in größeren Ortungstiefen mit der Vorrichtung gezielt verfolgen zu können.

Mit einer entsprechenden Einstellung der

Empfindlichkeit und der Sendeleistung kann so eine genaue Lokalisierung eines Signalmaximums in Ortungstiefen von vorzugsweise ungefähr 2cm bis ungefähr 5m erzielt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Stromlaufplan eines Empfangsmoduls, umfassend eine Detektoreinrichtung und eine komplett regelbare Verstärkungseinrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 2 einen Stromlaufplan einer Vorrichtung zum gezielten Verfolgen von elektrisch leitfähigen Verbindungen, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung verwirklicht ist.

Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher ein Empfangsmodul gemäß der Erfindung anhand eines Stromlaufplans gezeigt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfaßt eine auf ein elektromagnetisches Feld ansprechende Detektoreinrichtung 2 und einen regelbaren Verstärker 3. Der regelbare Verstärker 3 ist mit dem IC-Baustein 74HCU04 realisiert. Als Detektoreinrichtung 2 wird eine Ferritantenne 2 verwendet, da diese eine hohe Richtwirkung besitzt.

Die Ferritantenne 2 ist auf ungefähr 10OkHz abgestimmt und ausgangsseitig mit dem Eingang einer ersten von vier kaskadenartig hintereinander geschalteten Verstärkungsstufen 4 des regelbaren Verstärkers 3 verbunden. Jede Verstärkungsstufe 4 umfaßt einen Inverter 5a bis 5d des IC-74HCU04, dem zur kapazitiven Einkopplung jeweils ein Kondensator vorgeschaltet ist, der zusammen mit einem Widerstand als Hochpass wirkt. Die letzte der vier Verstärkungsstufen ist mit einem Demodulator 6 gekoppelt, der ebenfalls einen Inverter 5e des IC-74HCU04 aufweist.

Ein weiterer Inverter 5f des IC-74HCU04 bildet zusammen mit einer Kapazität C und einem von zwei Vorwiderständen 7a und 7b einen Integrator. Die Vorwiderstände 7a und 7b sind zwischen den Betriebspotentialen V⁺ und V angeordnet und sind jeweils über die Taster 8a bzw. 8b wahlweise zuschaltbar. Die Betriebsspannung V⁺ wird dem Inverter 5f über einen Widerstand 9 zugeführt, der zusammen mit dem Widerstand 11 einen Spannungsteiler bildet, so daß sich am Knoten K je nach Größe der Ausgangs spannung 10 des Inverters 5f die Betriebsspannung des ICs einstellt.

Auf diese Weise verschaltet, kann mit Hilfe des

Inverters 5f die Verstärkung der vier Verstärkungsstufen 5a-5d durch die Änderung der Betriebsspannung am IC-74HCU04 geregelt werden, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.

Wenn beispielsweise zum Verfolgen einer elektrischen Leitung in diese ein von einem nicht dargestellten Sender erzeugter Strom mit einer mit der Empfangsfrequenz der Ferritantenne 2 von 10OkHz übereinstimmenden Frequenz eingespeist wird, so bildet sich um diese Leitung herum ein Magnetfeld aus, das von der Ferritantenne 2 erfasst werden kann. Wird das Magnetfeld von der Ferritantenne 2 erfasst, so liegt infolge der Empfangsspule 2a am Ausgang der Antenne eine induzierte Spannung von 10OkHz an.

Die Ortungstiefe des Empfangsmoduls 1, bis zu der ein Magnetfeld erfasst werden kann, variiert je nach Anwendungsbereich von ungefähr 2cm bis ungefähr 5m und kann über eine stufenweise verstellbare Sendeleistung des Senders sowie über die Empfindlichkeit des Empfangsmoduls 1 gesteuert werden. Ferner kann über die Empfindlichkeit die Stärke des zu erfassenden Magnetfeldes bzw. die Auflösung vorgewählt werden, um beispielsweise eine Sicherung aus einer Vielzahl von Sicherungen einem bestimmten Stromkreis zuzuordnen.

Das Einstellen der Empfindlichkeit des Empfangsmoduls 1 erfolgt über die Taster 8a und 8b. Zum Verringern der Empfindlichkeit wird der Taster 8a manuell vom Benutzer betätigt, so daß der Inverter 5f und die Kapazität C zusammen mit dem Widerstand 7a als Integrator wirken. Zum Erhöhen der Empfindlichkeit wird der Taster 8b manuel vom Benutzer betätigt, so daß der Inverter 5f und die Kapazität C zusammen mit dem Widerstand 7b als Integrator wirken. Die sich während des Betätigens eines der Taster 8a oder 8b über den Integrator einstellende Spannung wird im Inverter 5f gespeichert und liegt am Ausgang des Inverters 5f als Maß für die Empfindlichkeit als Regelspannung 10 an.

Am Knoten K stellt sich daraufhin infolge des Spannungsteilers bei einer niedrigeren oder höheren

Regelspannung 10 gleichfalls eine kleinere bzw. größere Betriebsspannung ein, so daß der IC-74HCU04 über den Inverter 5f seine eigene Betriebsspannung regelt, wobei sich mit einer so geregelten Betriebsspannung auch die Verstärkung der vier Verstärkungsstufen 4 ändert.

Mit dem auf diese Weise regelbaren Verstärker 3 liegt am Ausgang der Verstärkungsstufen 4 eine Wechselspannung an, die von der induzierten Spannung der Empfangsspule 2a und der Empfindlichkeitseinstellung des Empfangsmodul abhängt. Nach der Demodulation steht ein zur erfassten Feldstärke proportionales Ausgangssignal 12 zur weiteren Auswertung zur Verfugung.

Figur 2 zeigt anhand eines Stromlaufplans das in einer Vorrichtung 20 zum gezielten Verfolgen von elektrisch leitfähigen Verbindungen verwirklichte komplett regelbare Empfangsmodul 1.

Die gesamte Vorrichtung 20 wird über den positiven und negativen Anschluß 21a bzw. 21b von handelsüblichen Batterien mit einer Spannung von 2*1,5V versorgt wird.

Das demodulierte und zur erfassten Feldstärke proportionale Ausgangssignal 12 des Empfangsmoduls 1 wird über eine Komparatorschaltung 22 an vier Leuchtdioden 23 gelegt und als Maß für die empfangene Feldstärke optisch angezeigt. Für eine zweite, akustische Anzeige der Feldstärke wird das Ausgangssignal 12 einem Piezoelement zugeführt. Das Regelsignal 10 des Empfangsmodul wird ebenfalls über eine Komparatorschaltung 25 an vier Leuchtdioden 26 gelegt und als Maß für die Empfindlichkeit optisch angezeigt.

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum gezielten Verfolgen von elektrisch leitfähigen Verbindungen, umfassend eine Detektoreinrichtung (2) zur Erfassung eines durch einen eingespeisten Strom hervorgerufenen Signals, insbesondere eines magnetischen oder elektromagnetischen Signals,

eine Verstärkungseinrichtung (4) zur Verstärkung eines Spannungssignals in Ansprechen auf ein von der Detektoreinrichtung (2) erhaltenes Signal, eine Regelungseinrichtung (C, 7, 8, 5f) zur Regelung der Betriebsspannung der Verstärkungseinrichtung, um so den Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinrichtung derart zu regeln, daß nach einer Demodulation ein Gleichspannungssignal vorliegt, das fortwährend proportional zu dem von der Detektoreinrichtung erfassten Signal ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtung (4) und die Regelungseinrichtung {C, 7, 8, 5f) die selbe Betriebsspannung besitzen.

. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsignal (10) der Regelungseinrichtung (C, 7, 8, 5f) derart rückgeführt und mit der Betriebsspannung gekoppelt ist, daß sich mit einem geringeren Regelsignal (10) auch eine geringere Betriebsspannung und mit einem großen Regelsignal (10) eine hohe Betriebsspannung einstellt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung (C, 7, 8, 5f) einen Integrator umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßbereich für den
Eingangssignalwert der Regelungseinrichtung (C, 7, 8, 5f) manuell einstellbar, von der Regelungseinrichtung (C, 7, 8, 5f) speicherbar ist und ein Maß für die

Empfindlichkeit der Vorrichtung darstellt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtung (4) als Kaskadenschaltung aufgebaut ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungseinrichtung (4) kapazitiv gekoppelte Inverter (5a-d) umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger IC-Baustein die
Verstärkungseinrichtung (4) und die Regelungseinrichtung (C, 7, 8, 5f) enthält.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (2) eine auf die Frequenz des zu erfassenden Signals abgestimmte
Antenne (2), die insbesondere als Ferritantenne
ausgebildet ist, umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das zu erfassende Signal ein
Hochfrequenzsignal mit einer Grundfrequenz von
vorzugsweise 100 kHz ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner gekennzeichnet durch eine akustische Anzeigeeinrichtung (24) für das erfasste Signal.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner gekennzeichnet durch eine optische Anzeigeeinrichtung

(23) für das erfasste Signal.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Anzeigeeinrichtung (23) einen Wert anzeigt, der im wesentlichen proportional zum Gleichspannungssignal ist und ein ungefähres Maß für das empfangene Signal darstellt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner gekennzeichnet durch eine optische Anzeigeeinrichtung (26) für deren Empfindlichkeit.

15. Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines hochfrequenten elektrischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugte Strom eine mit der Empfangsfrequenz der Detektoreinrichtung (2) der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 im wesentlichen übereinstimmende Sendefrequenz besitzt.

16. Sendeeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß deren Sendeleistung in Stufen einstellbar ist.