DE4200518A1 - Metallsuchdetektor - Google Patents
MetallsuchdetektorInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Metallsuchdetektor zum Aufspüren
von verborgenem Metall oder elektrischen Leitungen nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Aus der EP 3 66 221 A2 ist schon ein Metallsuch
detektor bekannt. Bei dem Sensor des Metallsuchdetektors werden die
kreuzweise angeordneten Spulenpaare mittels eines Umschalters
alternierend mit einer vorgegebenen Frequenz erregt. Es wurde auch
vorgeschlagen, die Sensorspulen rotieren zu lassen, um das ver
borgene Metall möglichst flächendeckend aufzuspüren. Beide Verfahren
benötigen für die Auswertung der empfangenen Meßsignale relativ viel
Zeit, so daß beispielsweise beim Überstreichen einer größeren Wand
fläche mit relativ schnellen Bewegungen das verborgene Metall unter
Umständen nicht gefunden wird. Auch hat sich herausgestellt, daß die
rotierenden Sensorspulen mechanisch empfindlich und daher für den
harten Einsatz auf Baustellen oder dgl. weniger geeignet sind. Zudem
kann die Mechanik leicht beschädigt werden, wenn das Gerät einen
Schlag erhält oder von einer größeren Höhe auf den Boden fällt.
Es sind auch Metallsuchdetektoren bekannt, die nach dem Prinzip
eines Sperrschwingers arbeiten und bei denen die Schwingfrequenz
beim Auftreten von Metallen mehr oder weniger verändert wird. Da die
Veränderung der Schwingfrequenz sehr stark vom Abstand des Metalls
zu der Sensorspule abhängt, ist ein Empfindlichkeitsregler vor
gesehen, mit dem manuell die Empfindlichkeit der Sensorspule so
eingestellt wird, bis eine Anzeige, beispielsweise eine Leuchtdiode,
gerade noch ausgeschaltet ist, wenn kein Metall in der Nähe ist und
dann einschaltet, sobald das Metall auftaucht. Diese Einrichtung
arbeitet relativ ungenau, da das Magnetfeld des Sperrschwingers
relativ weit streut und dadurch eine genaue Ortung kaum möglich ist.
In vielen Fällen gestaltet sich das manuelle Einstellen der
Empfindlichkeit als recht schwierig. Bei den bekannten Metall
suchgeräten kann nicht die Tiefe des verborgenen Metalls erfaßt
werden.
Es ist weiter bekannt, elektrische Leitungen mittels einer Antenne
zu orten. Dabei erzeugt das elektrische Feld des Stromleiters in der
Antenne eine Spannung, die entsprechend auswertbar ist. Allerdings
ist nur die ungefähre Lage der elektrischen Leitung feststellbar,
nicht ihre genaue Position in einer Mauer oder Wand, da das
elektrische Feld des elektrischen Leiters sehr weit streut.
Der erfindungsgemäße Metallsuchdetektor zum Aufspüren von in einem
nicht metallischen Körper verborgenen Metall mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die
genaue Lage, Richtung und Tiefe des verborgenen Metalls festgestellt
werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die Wichtung des
empfangenen Signals die Empfindlichkeit des Gerätes automatisch
eingestellt wird und dadurch die Lagebestimmung des verborgenen
Metalls besonders präzise ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Metallsuchdetektors möglich. Die Lagerichtung des
verborgenen Metalls wird besonders dadurch auf einfache Weise fest
gestellt, daß die Amplitude des kleineren Signals durch die Wichtung
verringert wird. Das hat zur Folge, daß das Detektionssignal des
Sensors sehr steil abfällt, wenn der Sensor sich seitlich vom
verborgenen Metall wegbewegt. Andererseits steigt das Sensorsignal
sehr stark an, wenn sich der Sensor in Richtung auf das Metall
zubewegt. Insgesamt ergibt sich durch die Wichtung der empfangenen
Signale eine sehr genaue Lagebestimmung für das verborgene Metall.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Auswerteschaltung mit nur wenigen
handelsüblichen Bauteilen kostengünstig herstellbar ist.
Vorteilhaft ist auch die ringförmige Anordnung des Leitungsdetektors
um das Zentrum des Sensors. Dadurch ist eine präzise Ortung eines
spannungsführenden Leiters möglich.
Als besonderer Vorteil wird angesehen, daß der Metallsuchdetektor
auch zur Bestimmung der Tiefe des verborgenen Metalls herangezogen
werden kann. Dadurch wird beispielsweise bei einem Stahlgitter in
einer Betonwand nicht nur die Lage des Stahlgitters bestimmt. Durch
die Tiefenangabe ist es nunmehr möglich, nicht nur neben dem Stahl
gitter zu bohren, sondern auch direkt bis zum Stahlgitter heran.
Durch die angegebene Tiefe kann dabei der Bohrvorgang rechtzeitig
abgebrochen werden, ohne daß der Bohrer das Stahlgitter berührt.
Um eine genaue Tiefenbestimmung durchführen zu können, ist es
vorteilhaft, daß in einem Speicher in Form einer Tabelle
entsprechende Korrekturfaktoren gespeichert sind. Aufgrund der
Meßwerte kann dann der Mikrocomputer das Meßergebnis mit einem
Korrekturfaktor beaufschlagen. Die Tiefenbestimmung wird dadurch
sehr viel genauer, da aufwendige Eichvorgänge entfallen.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß der Metallsuchdetektor ein Gehäuse
mit einem seitlich abgewinkelten Handgriff aufweist, so daß er mit
der Hand leicht über die abzusuchenden Flächen geführt werden kann.
Zum genauen Auffinden des verborgenen Metalls und Markierung der
Fundstelle ist es vorteilhaft, daß im Wirkzentrum des Sensors eine
Bohrung im Gehäuse angebracht worden ist, durch die beispielsweise
der Bohrer einer Bohrmaschine geführt werden kann oder durch die
Markierungen durchgeführt werden können. Auch ist es günstig, an
dieser Stelle eine Hebevorrichtung zur definierten Veränderung des
Meßabstandes des Metalldetektors anzuordnen, um die Tiefenmessung
durchzuführen.
Zur Anzeige eines georteten Metalls eignet sich besonders günstig
eine Flüssigkristallanzeige, die zumindest quantitativ ein dem
Sensorsignal entsprechendes Balkendiagramm anzeigt. Zusätzliche
Anzeigen für das Vorhandensein oder Fehlen eines Metalls sind auch
durch einfache farbige Leuchtdioden oder durch ein akustisches
Signal ausgebbar.
Weitere Verbesserungen und Vorteile der Erfindung sind der
Beschreibung entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild, Fig. 2a, 2b zwei Flußdiagramme für den
Suchablauf, Fig. 3a, 3b zeigt eine Displaydarstellung, Fig. 4
zeigt einen Teil des Gehäuses des Metalldetektors mit der Hebe
vorrichtung und Fig. 5a bis 5c zeigen das Gehäuse des Metall
detektors in Auf- und Seitenansicht.
Gemäß Fig. 1 weist ein Sensor S zwei kreuzweise angeordnete Spulen
paare 1-1′ und 2-2′ auf, die einen Winkel von 90° miteinander
bilden. Die Spulenpaare sind auf entsprechenden Ferritstäben
gewickelt, die an ihrem einen Ende über ein kreis- oder rechteck
förmiges Joch miteinander verbunden sind und mit ihrem zweiten Ende
offen sind und zur Meßfläche weisen. Ein derartiger Sensor ist
beispielsweise in der EP 03 66 221 beschrieben. Jedes Spulenpaar
1-1′ bzw. 2-2′ ist mit einem Ende jeweils mit einem Oszillator 3
bzw. 4 verbunden und mit dem zweiten Ende auf eine gemeinsame Masse
gelegt. Die Oszillatoren 3, 4 schwingen mit unterschiedlichen
Frequenzen, typisch 60 KHz und 80 KHz, so daß unterschiedliche
Magnetfelder in den Spulenpaaren 1-1′ bzw. 2-2′ entstehen, die sich
in um 90° gedrehte Richtungen in Richtung des zu suchenden Metalls
ausbreiten. Bei fehlendem Metall schwingen die Oszillatoren mit
einer bestimmten Amplitude, die durch die Schaltungsanordnung
vorgegeben und kallibriert ist. Wird ein Metall gefunden, dann wird
die Schwingung aufgrund des elektromagnetischen Einflusses des
Metalls gedämpft. Diese Dämpfung, die sich als Reduktion der
Amplitude auswirkt, wird in einem Demodulator 1 des Oszillators 3
bzw. Demodulator 2 des Oszillators 4 gemessen. Der Aufbau eines
Oszillators und eines Demodulators ist per se bekannt, so daß eine
nähere Beschreibung nicht erforderlich ist.
Die Ausgänge der Oszillatoren sind mit einer Auswerteschaltung 50
verbunden, die als Eingangsstufe einen Multiplexer 5 aufweist, mit
dem die Ausgänge der Oszillatoren 3, 4 alternierend abgefragt
werden. Der Multiplexer 5 wird von einem Mikroprozessor 10
angesteuert, so daß alternierend die beiden empfangenen Signale der
Spulenpaare 1-1′, 2-2′ in einem nachgeschalteten Verstärker
(Impedanzwandler) verstärkt werden. Dabei entspricht das verstärkte
Signal einem Spannungswert, dessen Amplitude durch das gefundene
Metall im Vergleich zur frei schwingenden Amplitude des Oszillators
gedämpft ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die
Differenzspannung zwischen der Oszillatorspannung und der gedämpften
empfangenen Spannung ermittelt und gespeichert.
Der Ausgang des Verstärkers 6 ist über ein Signalfilter 7 und einem
Analog-Digital-Wandler 8 mit dem Mikroprozessor 10 verbunden.
Weiterhin ist der Mikroprozessor 10 über einen Digital-Analog-Wand
ler 9 mit einem weiteren Eingang des Signalfilters 7 verbunden.
An dem Mikroprozessor 10 ist eine Anzeige 11 mit Leuchtdioden sowie
eine Anzeige 12 als Flüssigkristallanzeige (LCD-Anzeige) angeschlos
sen. Des weiteren sind ein Leitungsdetektor 14 mit einer Antenne
14a, ein Umschalter 15 zur Tiefenmessung sowie eine Spannungsver
sorgung 13 mit dem Mikroprozessor 10 verbunden.
In den Fig. 2a, 2b sind Flußdiagramme für den prinzipiellen
Eich- und Meßablauf dargestellt. Nach dem Einschalten des Gerätes in
Position 60 wird der Metallsuchdetektor in die Luft gehalten, so daß
zunächst automatisch ein Kallibriermodus ablaufen kann. Dabei wird
die Amplitude der Oszillatorspannung ohne vorhandenes Metall
gemessen. In Position 61 werden diese Daten in den Speicher ein
gelesen.
Während des Kallibriervorganges wird in einer LCD-Anzeige (Position
62) der Kallibriermodus angezeigt (Fig. 3, 18). Ist der Kallibrier
vorgang abgeschlossen (Position 64) dann erlischt auf der
LCD-Anzeige 18 das Kallibrierzeichen. Das Gerät ist nun für die
Ortung des verborgenen Metalls verwendbar, eine manuelle Eichung
oder Kallibrierung ist nicht erforderlich.
Wird nun das Metallsuchgerät mit dem Sensor S gemäß der Fig. 2,
3a, 3b über die abzusuchende Wand geführt, dann wird auf der
LCD-Anzeige 18 (Fig. 3a) ein Balkendiagramm 19 sichtbar, wenn
Metall gefunden wird. Die Balkenlänge wird umso größer, je geringer
der Abstand zum Metall ist. Wird ein Maximum erreicht, d. h. der
Sensor liegt über dem verborgenen Metall, leuchtet zusätzlich eine
rote Leuchtdiode 11 auf (Fig. 5b). Ist dagegen das Metall weiter
entfernt vom Sensor S, dann leuchtet eine grüne Leuchtdiode 11 auf.
Beim Abtasten einer Wand wird der Metalldetektor solange bewegt, bis
ein Maximum der LCD-Anzeige 18, 19 gefunden ist und gleichzeitig die
rote Leuchtdiode 11 aufleuchtet. Gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 2b
ist dieses die Ausgangsposition des Metallsuchdetektors für die
Tiefenmessung des Metalls. In Position 70 der Fig. 2b wird an
genommen, daß der Metallsuchdetektor nunmehr über dem verborgenen
Metall steht. Zur Einschaltung der Tiefenmessung wird nunmehr eine
Vorrichtung 41 gemäß der Fig. 4a, 4b 5a bis 5c derart um 90°
geschwenkt daß die Hebevorrichtung 41 den Sensor von der Wand
abdrückt, und der Abstand zwischen dem Metallsuchdetektor (Gehäuse
40) und der Wand um einen vorgegebenen Betrag vergrößert wird. Im
linken Teil der Fig. 4a ist die Hebevorrichtung 41 nach unten
ausgefahren, während sie im rechten Teil der Figur eingefahren und
in Ruhestellung dargestellt ist. Das Ausfahren der Hebevorrichtung
erfolgt über ein nicht dargestelltes Gewinde mit relativ großer
Steigung, so daß sich nach einer Drehung um 90° der Abstand zur Wand
beispielsweise um 7,5 mm vergrößert. Gleichzeitig wird mit der
Drehung der Hebevorrichtung 41 die Tiefenmessung gemäß Position 71
eingeschaltet. In Position 72 wird nun die Amplitude erneut
gemessen. Aufgrund der Messungen aus zwei verschiedenen Abständen
kann der Mikroprozessor die Tiefe des verborgenen Metalls nach
physikalischen Gesetzen berechnen. Zur Verbesserung des Ergebnisses
werden zusätzlich aus einer empirisch ermittelten Tabelle Korrektur
faktoren berücksichtigt. Da die Änderung der Meßspannung nicht nur
von der Abstandsänderung, sondern auch vom Durchmesser bzw. der
Masse des verborgenen Metalls abhängt, ist vorgesehen, empirisch
ermittelte Werte für die Tiefe des verborgenen Metalls in einer
Vergleichstabelle abzuspeichern. Das Ergebnis der Auswertung wird
auf der LCD-Anzeige 18 mit dem Balken 19 angezeigt. Gleichzeitig
erscheint bei der Tiefenmessung eine Skalierung in Millimeter, so
daß aus der Begrenzung des Balkens die Tiefe des verborgenen Metalls
abgelesen werden kann. Im dargestellten Beispiel der Fig. 3b ist
das Metall 50 mm tief verborgen. Die gewählte Skalierung ist relativ
grob unterteilt, so daß eine größere Auflösung der Skala möglich
ist.
Wird gleichzeitig mittels des Leitungsdetektors 14 eine elektrische
Leitung signalisiert, dann wird auf der LCD-Anzeige 18 ein
zusätzliches Warnsymbol, beispielsweise in Form eines Blitzes
dargestellt. Da die elektrische Leitung ein besonderes Gefahren
potential darstellt, ist die Warnanzeige vorrangig geschaltet, damit
aus Sicherheitsgründen beim späteren nachfolgenden Bohren keine
Gefahren auftreten können (Fig. 3b). Die Tiefenmessung ist für
diesen Fall abgeschaltet.
In Fig. 5a bis c ist der Metallsuchdetektor in Aufsicht, Seiten
ansicht und Frontansicht dargestellt. Das Gehäuse 40 weist in
zentraler Lage eine Bohrung 44 auf, um die herum die Hebevorrichtung
41 angeordnet ist. Intern im Gerät ist um die Bohrung herum der Sen
sor S mit den Spulenpaaren 1-1′ und 2-2′ angeordnet. An das Gehäuse
40 schließt sich ein um etwa 45° abgewinkelter Handgriff 47 an, der
am hinteren Ende ein Batteriefach 45 als Spannungsversorgung 13 hat.
Auf dem abgewinkelten Handgriff 47 ist auf der Unterseite ein Druck
taster 43 angeordnet, durch den gleichzeitig der Kallibriervorgang
nach dem Einschalten des Metallsuchgerätes aktiviert wird. Im
Knickbereich zwischen dem Handgriff 47 und dem Gehäuse 40 ist die
LCD-Anzeige 12 sowie die rote und grüne LED 11 angeordnet. Des
weiteren ist an der Bohrung 44 gemäß der Fig. 4a, 4b eine Markier
vorrichtung 46 angeordnet, die am unteren Ende der Hebevorrichtung
41 einen um die Bohrung 44 konzentrisch angeordneten Filzring
aufweist, der mit einer nicht eintrocknenden, abwaschbaren
Markierungstinte getränkt ist. Die Markiervorrichtung 46 ist von
oben mit der Hand betätigbar und hinterläßt einen Abdruck auf der
Wandoberfläche gerade in dem Bereich, in dem das verborgene Metall
gefunden wurde.
Innerhalb des Gehäuses ist konzentrisch zu der Bohrung 44 eine ring
förmige Elektrode angeordnet, die in Verbindung mit dem Leitungs
detektor 14 steht und die als Antenne 14a zur Erkennung eines
elektrischen Feldes einer spannungsführenden Leitung wirkt. Durch
die ringförmige Anordnung um die Bohrung 44 kann die Position der
elektrischen Leitung sehr genau fixiert werden. Die ringförmige
Elektrode ist entweder aus Metall oder einem elektrisch leitenden
Farbauftrag ausgebildet.
Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Schaltung beschrieben.
Zur Schwingungserzeugung enthält der Oszillator 3, 4 einen Parallel
kondensator mit geringem Verlustfaktor. Der mit den Spulenpaaren
1-1′ bzw. 2-2′ gebildete Schwingkreis wird von einem Treiber mit
Komparator und Speicher zur Formung der Oszillatorfrequenzen gebil
det. Jeder der beiden Kanäle weist zur Demodulation des empfangenen
Signals eine Diode und ein Kondensator-Widerstandsnetzwerk auf, mit
dem aus der Oszillatorspannung eine äquivalente Gleichspannung abge
leitet wird. Diese Gleichspannungen der beiden Kanäle werden unter
Kontrolle des Mikroprozessors 10 über den Multiplexer 5, Verstärker
6 und das Signalfilter auf den Analog-Digital-Wandler 8 geführt. Als
Analog-Digital-Wandler wird ein 12 Bit-Wandler verwendet. Entspre
chend der digitalisierten Spannung sendet der Mikroprozessor 10 über
den Digital-Analog-Wandler 9 eine Offsetspannung an den Komparator
des Signalfilters 7. Die Offsetspannung bewirkt, daß die ermittelten
Gleichspannungswerte stets in dem Meßbereich verarbeitbar sind, der
für den Digital-Analog-Wandler 8 geeignet ist.
Die beiden Gleichspannungen der Spulenpaare 1-1′ und 2-2′ werden
durch Mittelwertbildung zu einem Spannungswert zusammengefaßt. Bei
der Mittelwertsbildung wird allerdings eine Wichtung der beiden
Spannungswerte vorgenommen. Dabei wird das kleinere Signal mit einem
Faktor 0 < k < 1 multipliziert, so daß das größere Signal stärker
gewichtet wird als das kleinere Signal. Es hat sich herausgestellt,
daß für k=0,3 eine günstige Wichtung der Spannungssignale vorliegt.
Von dem gewichteten und nicht gewichteten Signal wird der Mittelwert
gebildet, der ein Maß dafür ist, ob sich ein Metall in der Nähe
befindet. Dieser gewichtete Mittelwert wird auf der LCD-Anzeige als
Quasi-Analog-Wert in Form eines Balkens angezeigt. Anstelle des
gewichteten Mittelwertes ist auch die Differenz zwischen dem
gewichteten Signal und dem nicht gewichteten Signal als Indikator
für das Vorhandensein von Metall verwendbar.
Im folgenden wird die Tiefenmessung beschrieben. Das Prinzip der
Tiefenmessung beruht darauf, daß zwei Messungen durchgeführt werden,
wobei der Metallsuchdetektor für die zweite Messung in einem
vorgegebenen Abstand von der Oberfläche der abzusuchenden Wand
angehoben wird. Durch die Signaländerung, die sich - ohne seitliche
Bewegung des Metallsuchgerätes - bei Änderung des Abstandes ergibt,
ist ein Bezugswert erhältlich- mit dem die Tiefe des verborgenen
Metalls ermittelt werden kann.
Die Oszillatoren 3 und 4 schwingen kontinuierlich mit vorgegebenen
Frequenzen, beispielsweise mit 60 KHz und mit 80 KHz. Durch die
unterschiedlichen Frequenzen wird eine gegenseitige Beeinflussung
der beiden Oszillatorsignale vermieden. Durch das kontinuierliche
Schwingen der Oszillatoren 3, 4 entfallen die Ein- und
Ausschalt-Schaltzeiten für die Schwingkreise in vorteilhafter Weise.
Andererseits sind durch die verschiedenen Frequenzen die Schwing
signale dennoch leicht unterscheidbar. Durch die kontinuierlichen
Schwingungen ergeben sich weniger Stabilitätsprobleme, so daß die
Messung insgesamt genauer wird.
Für die Tiefenmessung wird zunächst eine erste Messung durchgeführt,
in der bei versenkter Hebevorrichtung 41 das verborgene Metall
solange aufgesucht wird, bis die Stelle gefunden wird, bei der die
maximale Signalanzeige erkennbar ist (LCD-Anzeige oder LED-Anzeige).
Unter dieser Stelle liegt nun das verborgene Metall. Nach dem zuvor
beschriebenen Meßverfahren wird dabei die erste Messung gewichtet.
Anschließend wird der Hebel für die Hebevorrichtung 41 um 90° so
gedreht, daß die Hebevorrichtung den Metallsuchdetektor um den
vorgegebenen Wert, beispielsweise um 7,5 mm von der Wand abhebt.
Dabei ist darauf zu achten, daß der Metallsuchdetektor auf der Wand
nicht seitlich verschoben wird. Nach dem Anheben der Hebevorrichtung
wird automatisch ein Schaltkontakt geschlossen, mit dem eine zweite
Messung ausgelost wird. Der Mikrocomputer 10 vergleicht nun beide
Messungen und errechnet aufgrund des Abstandes von 7,5 mm und der
Änderung der gewichteten Meßwerte beispielsweise nach aus der Physik
bekannten Formeln die Tiefe des verborgenen Metalls und zeigt diesen
Meßwert auf der LCD-Anzeige 18 in der Balkenreihe 19 an, wobei
gleichzeitig eine Millimeterskalierung auf der LCD-Anzeige 18
erscheint. Für die Ermittlung der Tiefe kann natürlich auch eine
empirisch ermittelte Tabelle verwendet werden, was in der Regel ein
facher ist, da mit Hilfe der gespeicherten Daten Nichtlinearitäten
auf einfache Weise ausgeglichen werden können.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Betriebsspannung
nach einer vorgegebenen Zeitspanne automatisch abzuschalten, so daß
dadurch die Lebensdauer der Batterie verlängert wird.
Nachdem die Tiefenmessung durchgeführt ist, kann mit der Markier
vorrichtung 46 die Meßstelle mittels eines Kreises oder einer
ähnlichen Markierung gekennzeichnet werden. Dazu wird auf den Knopf
der Markiervorrichtung gedrückt, so daß ein Stempel ausgefahren
wird, der die Markierung auf die Oberfläche der Wand aufträgt. Die
markierte Stelle kann dann anschließend sehr leicht gefunden werden.
Nach der Tiefenmessung wird die Hebevorrichtung 41 wieder in die
Grundstellung zurückgedreht, so daß das Metallsuchgerät für eine
neue Messung verfügbar ist.
Durch die zentrale Bohrung 44 im Sensor S ist die Meßstelle direkt
einsehbar, so daß möglicherweise sich auf der Oberfläche der Wand
befindliche Metallteile wie Nägelköpfe oder dgl. leicht erkannt
werden und nicht zu unerwünschten Meßergebnissen führen.
Claims (18)
1. Metallsuchdetektor zum Aufspüren von Metall, das in einem nicht
metallischen Körper verborgen ist, mit wenigstens einem Sensor, der
zwei kreuzweise angeordnete Spulenpaare aufweist, durch die ein
Wechselstrom zur Erzeugung eines Magnetfeldes fließt, das in
Richtung des verborgenen Metalls weist und von diesem beeinflußbar
ist, und mit einer Auswerteschaltung, die ausgebildet ist, die
Änderung des Magnetfeldes zu erfassen und auf einer Anzeige dar
zustellen, dadurch gekennzeichnet
- a) daß jeweils ein Spulenpaar (1-1′, 2-2′) des Sensors (S) mit einem Oszillator (3, 4) verbunden ist,
- b) daß die zwei Oszillatoren (3, 4) mit unterschiedlichem Frequenzen kontinuierlich schwingen,
- c) daß die Auswerteschaltung (5) die von den zwei Spulenpaaren (1-1′, 2-2′) empfangenen Signale wenigstens teilweise mit einem Wichtungsfaktor beaufschlagt und zu einem gewichteten Meßsignal zusammenfaßt und
- d) daß die Auswerteschaltung die Änderung des gewichteten Meßsignals als Indikator für das Auffinden von Metall auf einer Anzeige ausgibt.
2. Metallsuchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (50) ausgebildet ist, die Wichtung für das
jenige empfangene Signal, das die kleinere Amplitude aufweist, mit
einem Faktor 0 < k < 1 durchzuführen.
3. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (50) wenigstens
einen der folgenden Schaltungsteile aufweist: einen Multiplexer (5),
einen Verstärker (6), ein Signalfilter (7), einen Analog-Digi
tal-Wandler (8) und/oder einen Mikrocomputer (10).
4. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitungsdetektor (14) zur Erkennung
einer spannungsführenden Leitung vorgesehen ist, der ringförmig um
das Zentrum des Sensors (S) angeordnet ist.
5. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (50) ausgebildet
ist, die Tiefe des verborgenen Metalls in wenigstens folgenden
Schritten zu ermitteln:
- a) in einer ersten Messung wird das verborgene Metall geortet und ein erster Meßwert gespeichert,
- b) nach Änderung des Abstandes des Sensors (5) oder Metallsuch detektors zum verborgenen Metall um einen vorgegebenen Wert wird eine weitere Messung durchgeführt und ein zweiter Meßwert gespeichert,
- c) Ermittlung der Differenz zwischen den beiden Meßwerten,
- e) Ermittlung der Tiefe des verborgenen Metalls aus der Differenz der beiden Meßwerten und der Abstandsänderung nach einem vor gegebenen Algorithmus.
6. Metallsuchdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Werte für die Tiefenermittlung des verborgenen Metalls in einem
Speicher der Auswerteschaltung (50) abgelegt sind.
7. Metallsuchdetektor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß Korrekturfaktoren für das Meßsignal
beeinflussende Parameter in einem Speicher abgelegt sind.
8. Metallsuchdetektor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrekturfaktoren zur Korrektur der Meß
signale verwendbar sind.
9. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Sensor (S, 14a) in
einem Gehäuse (50) angeordnet ist, das einen Handgriff (47) aufweist.
10. Metallsuchdetektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Handgriff (47) zum Gehäuse (40) seitlich abgewinkelt ist.
11. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (40) im Wirkzentrum des
wenigstens einen Sensors (S) eine Bohrung (44) angeordnet ist.
12. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) im Bereich des Sensors
(S) eines Hebevorrichtung zur definierten Änderung des Meßabstandes
zum Meßobjekt aufweist.
13. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) im Bereich der Bohrung
(44) eine Markiervorrichtung (46) aufweist.
14. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) eine LCD-Anzeige (12)
mit mehreren Meßbereichen (16 bis 20) aufweist.
15. Metallsuchdetektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die LCD-Anzeige (12) während der Ortung des Metalls ein dem Abstand
zum Metall proportionales Signal anzeigt.
16. Metallsuchdetektor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Tiefenmeßergebnis auf einer normierten Skala (19)
der LCD-Anzeige (18) ausgebbar ist.
17. Metallsuchdetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitungsdetektor (14) vorgesehen
ist, der bei Erkennung einer elektrischen Leitung ein akustisches
Warnsignal und/oder eine Warnanzeige abgibt.
18. Metallsuchdetektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
das Warnsignal und/oder die Warnanzeige vorrangig vor der Tiefen
messung des Metalls ausgebbar ist.
Priority Applications (4)
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