DE3731330C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Metalldetektor mit einem länglichen Träger, um den mindestens zwei elektrische Wicklungen als koaxiale Helices gewickelt sind, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der von einem Schutz- und Umhüllungsmantel umgeben ist.

Bekannt sind in der Tat Metalldetektoren, welche Sender- und Empfängervorrichtungen aufweisen, die durch flache elektrische Wicklungen gebildet werden und zwischen Flächen oder Tafeln angeordnet sind, die einander gegenüber in einem geeigneten Bereich des Kontrollpostens befindlich sind.

Trotz der während der Herstellung angewendeten Maßnahmen, diese Vorrichtungen auch für metallische Massen geringer Abmessung empfindlich zu machen, benötigen die Vorrichtungen die Verwendung von Windungen relativ großer Dimensionen und somit Tafeln oder Platten (zwischen denen sie ange­ ordnet sind), welche eine relativ große Länge aufweisen. Hierdurch wird ihre Brauchbarkeit im wesentlichen auf Kontrollposten entsprechender Länge beschränkt.

Dieser Nachteil wird mit einem Metalldetektor mit einem länglichen Träger vermieden (Gegenstand der italienischen Patentanmeldung 1 90 960, am 30. 04. 1982 von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung hinterlegt). Der Detektor um­ faßt einen länglichen Träger mit kreisförmigem Querschnitt für eine Wicklung, welche zwischen den Enden des Trägers an­ geordnet ist und in Schraubenform aufgewickelt ist, derge­ stalt, daß man eine Abfolge sich ändernder elektro­ magnetischer Polaritäten entlang ein und desselben Strom­ erzeugers des zylindrischen Trägers erhält, und um die Wirkungen des äußeren elektromagnetischen Feldes zu annullieren.

Der Metalldetektor des soeben beschriebenen Typs weist dennoch bestimmte Nachteile auf, die zu beseitigen sich die vor­ liegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.

Die genannten Nachteile bestehen in einer Ungleichförmig­ keit des durch den Detektor mit länglichem Träger er­ zeugten elektromagnetischen Felds, wenn er als Sender ver­ wendet wird, insbesondere in Gegenwart einer Oberfläche mit schraubenförmiger Gestalt, welche um den länglichen Träger definiert ist und welche elektromagnetische Felder mit unterschiedlicher Orientierung und minimalen Werten auf der Höhe dieser Oberfläche trennt.

Aufgrund der Existenz dieser Oberfläche werden Störströme mit minimaler Intensität in einem sich entlang dieser Ober­ fläche bewegenden, flachen metallischen Körper induziert. Der ge­ ringe Wert dieser Störströme ist verantwortlich für den Umstand, daß die in Rede stehende Vorrichtung gegenüber Variationen nicht sensibel ist, welche in der Aufnahme­ phase dem elektromagnetischen Feld entsprechen; als Er­ gebnis kann man die Anwesenheit eines derartigen, flachen metallischen Körpers nicht entdecken.

Da um den länglichen Träger eine einzige Wicklung zwischen den Enden des Trägers aufgewickelt ist, kann der Detektor im übrigen auch nicht die Höhe angeben, in der eine Störung des elektromagnetischen Feldes erfolgt, so daß es nicht möglich ist, die Störfaktoren des elektromagnetischen Feldes in verschiedener Höhe bezüglich der Base und/oder der Spitze des länglichen Trägers zu unterscheiden; hieraus resultiert, daß die in Rede befindlichen Störfaktoren in einem Kontrollposten, in welchem der Detektor angeordnet ist, übersehen (nicht entdeckt) werden können.

Der aus der JP-A2 55-83 869 (A) bekannte Metalldetektor hat einen mit einem eigenständigen Antrieb versehenen Körper, dessen Kern zwei, in Längsrichtung gesehen, getrennt angeordnete Spulen aufweist, die untereinander abgestimmte Magnetfelder der im Prinzip bekannten Keulenform ausstrah­ len. Dieser Metalldetektor ist jedoch dafür vorgesehen, als reiner Sender verwendet zu werden, dessen sich in zeitab­ hängiger Weise verändernde Position jeweils geortet werden werden soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Metalldetektor zur Verfügung zu stellen, dessen elektro­ magnetische Felder gleichförmig sind und der geeignet ist, flache metallische Körper zu entdecken sowie die Position anzugeben, in der eine Störung des elektromagnetischen Feldes erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch einen Metalldetektor mit den im Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen gelöst.

Wenn die Wicklungen in derselben Richtung aufgewickelt werden, sind die mit dem länglichen Träger koaxialen, schraubenförmigen Oberflächen, auf deren Höhen das elektro­ magnetische Feld minimal ist, getrennt und zueinander parallel.

Wenn dagegen die Wicklungen im umgekehrten Sinne gewickelt sind, existiert bei jeder Schleife der Wicklungen eine ge­ meinsame Linie. Auf gleiche Weise erhält man Oberflächen und Linien, die sich schneiden (zwischen diesen Oberflächen), wenn man eine Zahl von mehr als zwei Wicklungen gebraucht.

Der so ausgestattete, erfindungsgemäße, längliche Träger kann als Sendevorrichtung verwendet werden, welche eine be­ stimmte Anzahl getrennter Senderwicklungen und/oder Empfänger­ wicklungen aufweist. Eine analoge Situation ergibt sich für den wie zuvor beschrieben ausgerüsteten, länglichen Träger, wenn er als Empfängervorrichtung gebraucht wird.

Wenn sich also ein metallischer Körper entlang einer der genannten schraubenförmigen Oberflächen bewegt, auf deren Höhe das elektromagnetische Feld minimal ist und sich dort auf einer Oberfläche befindet, bei der das elektromagnetische Feld bezüglich der anderen Wicklung(en) isoliert ist, kann man den metallischen Körper entdecken.

Wenn die Oberflächen, auf deren Höhe das elektromagnetische Feld minimal ist, sich schneiden, erhält man in gleicher Weise minimale Störungen (die somit nicht feststellbar sind) lediglich in der Nähe der und auf der Schnittlinie, nicht je­ doch auf beiden Seiten dieser Linie.

Wenn man metallische Gegenstände, die in verschiedenen Höhen angeordnet sind, bezüglich der Basis und/oder der Spitze des länglichen Trägers und somit im Kontrollposten unter­ scheiden möchte, kann dieser Träger aus mehreren überein­ ander anzuordnenden Abschnitten bestehen, von denen ein jeder mit einer oder mehreren schraubenförmigen Wicklungen versehen ist, welche mit einem oder mehreren geeigneten Signalverarbeitungsschaltkreisen verbunden werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt, es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines läng­ lichen Trägers, auf welchem zwei zuein­ ander im wesentlichen senkrechte Wicklungen angeordnet sind, welche in derselben Richtung schraubenförmig aufgewickelt sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines länglichen Trägers, auf welchem zwei im wesentlichen zueinander senkrechte Wicklungen aufgebracht sind, welche in entgegengesetzter Richtung schraubenförmig aufgewickelt sind;

Fig. 3 einen Träger mit drei Abschnitten, von denen ein jeder mit einer schrauben­ förmigen Wicklung ausgestattet werden soll und

Fig. 4 eine Ausführungsform von Verbindungen zwischen angrenzenden Trägerabschnitten und ein röhrenförmiges Element, welches den Träger verstärken und die Wicklungen gegen äußere mechanische Beaufschlagungen schützen soll.

Die Zeichnungen und die entsprechenden Beschreibungsteile sind lediglich zum Zwecke der Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung angegeben, sie sollen jedoch in keiner Weise eine Beschränkung darstellen.

In den Zeichnungen bezieht sich das Bezugszeichen 1 auf einen länglichen, röhrenförmigen Träger, welcher im Inneren hohl sein kann und einen kreisförmigen, polygonalen oder sonstigen, beliebigen Querschnitt aufweist. Dieser besteht aus einem elektrisch leitenden und nicht-ferromagnetischen Material, so daß die Verteilung des elektromagnetischen Feldes, welches in dem den Träger umgebenden Raum ge­ bildet wird, nicht verändert wird und keine Energiever­ luste auftreten. Die Frequenz der betreffenden elektro­ magnetischen Felder ist variabel, abhängig von der je­ weiligen Anwendung, oder auch von impulsivem Charakter.

Auf der äußeren Oberfläche des länglichen Träger 1 können Einschnitte oder Nuten angebracht sein, welche die nach­ stehend beschriebenen Wicklungen führen und positionieren.

Die Bezugszeichen 2 und 3 betreffen zwei Wicklungen, welche winkelmäßig beabstandet sind und um den länglichen Träger 1 so aufgewickelt sind, daß sie entlang einer Stromerzeugung beim länglichen Träger eine Abfolge elektromagnetischer Polaritäten entgegengesetzten Vorzeichens, insbesondere mit einer gleichen Anzahl Polaritäten umgekehrten Vorzeichens, erzeugen.

Die Wicklungen 2 und 3 können auch durch kürzere Windungen, welche gegen die Basis und/oder das obere Ende des Trägers 1 hin angeordnet sind, integriert sein, um die Wirkungen über die Gesamtlänge des Trägers 1 selbst gleichmäßiger zu gestalten. Man kann in gleicher Weise auch Abschirm­ leitungen entsprechend anpassen, deren eines Ende mit der Masse verbunden ist, um den eventuellen Einfluß elektro­ statischer Wirkungen zu vermindern.

Das Bezugszeichen 4 bezieht sich auf Abschnitte, aus denen der längliche Träger 1 zusammengesetzt sein kann, und deren Anzahl mindestens gleich 2 ist. Die Verbindung zwischen den sich zusammensetzenden Abschnitten 4 kann durch gegen­ seitigen Eingriff erfolgen, insbesondere indem man in der Wanddicke der übereinander angeordneten Abschnitte, parallel zu einer gemeinsamen Achse, Öffnungen 6 an­ bringt, welche dazu dienen, Montagedorne 5 aufzunehmen, welche auf beiden Seiten eines Abstandselements in Form eines Blättchens oder einer Scheibe Vorsprünge aufweisen. Hierdurch werden aufeinanderfolgende Abschnitte beabstandet gehalten. Hierdurch ist es auch möglich, Drähte, aus denen die Wicklungen gebildet werden, auf das obere Ende des unteren Abschnittes und das untere Ende des oberen Ab­ schnittes (von zwei aufeinanderfolgenden, übereinander­ liegenden Abschnitten) aufzubringen.

Das Bezugszeichen 7 bezieht sich auf den umhüllenden, isolierenden Mantel, welcher die Wicklungen 2 und 3 schützen soll und die mechanische Stabilität des Trägers 1 gewährleisten soll, falls dieser aus zwei oder mehreren Abschnitten gefertigt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform können der Träger 1 und die Umhüllung 7 aus einem einzigen Stück gefertigt sein, wobei die Wicklungen in das so hergestellte einzige Stück eingelassen sind.

Claims (8)

1. Metalldetektor mit einem länglichen Träger (1),

• - um den mindestens zwei elektrische Wicklungen (2, 3) als koaxiale Helices gewickelt sind,
• - der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und
• - der von einem Schutz- und Umhüllungsmantel (7) umgeben ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Wicklungen (2, 3) radial übereinander­ liegend entweder

• - in Trägerlängsachsenrichtung in derselben Richtung phasen­ verschoben oder
• - in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind

und daß der Träger (1) aus isolierendem Material besteht.

2. Metalldetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus mehreren übereinander angeordneten Ab­ schnitten (4) besteht.

3. Metalldetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (1) auf seiner Oberfläche Rillen auf­ weist, welche die Positionierung der Wicklungen erleichtern.

4. Metalldetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wicklungen (2, 3) jeweils an den Enden des Trägers (1) oder eines jeden Abschnitts (4), aus denen sich der Träger zusammensetzt, engere Windungen auf­ weisen.

5. Metalldetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schutz- und Umhüllungsmittel für den mit den Wicklungen versehenen, länglichen Träger (1) aus einem isolierenden Mantel (7) besteht.

6. Metalldetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Träger (1) und sein Schutz- und Umhül­ lungsmantel (7) aus einem Stück gefertigt sind, wobei die Wicklungen in das einteilige Stück, aus dem sich die Verbin­ dung von Träger und Mantel zusammensetzt, eingelassen sind.