DE4423661A1

DE4423661A1 - Coil system for inductive object detector

Info

Publication number: DE4423661A1
Application number: DE19944423661
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Auslaender
Original assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-11

Abstract

The coil system has at least one transmission coil (39), providing a variable magnetic field and a number of reception coil windings in the vicinity of the magnetic field. The reception coil windings form several coil pairs (33-37), which are offset and/or rotated relative to one another. Pref. the individual conductor loops of a coil pair enclose similar surface areas and lie in mirror symmetry to a coil pair separation plane. Pref. the coil pairs have a double-D configuration with the separation plane extending parallel to the back arm of the D.

Description

Die Erfindung betrifft eine Suchspulenanordnung für ein in duktives Suchgerät.The invention relates to a search coil arrangement for an in ductive search device.

Induktive Suchgeräte können beispielsweise zum Auffinden von Gegenständen aus elektrisch leitendem Material benutzt wer den, die der unmittelbaren Wahrnehmung durch den Menschen entzogen sind, weil sie sich beispielsweise im Erdboden be finden oder von anderen Stoffen abweichender, insbesondere geringerer elektrischer Leitfähigkeit umgeben sind. Typische Anwendungen liegen im Bereich der Minensuche und der Altla stendetektion. Das Suchgerät kann bei der Suche über einen abzusuchenden Bereich hinwegbewegt werden, genausogut ist es möglich, zu überprüfende Güter an einem ortsfesten Suchgerät vorbeizuführen.Inductive search devices can be used, for example, to find Objects made of electrically conductive material who used that of direct perception by man are withdrawn because they are in the ground, for example find or different from other substances, in particular lower electrical conductivity are surrounded. Typical Applications are in the area of mine detection and Altla end detection. The search device can search via a the area to be scanned is just as good possible to check goods on a fixed search device lead past.

Bei nach dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Suchgeräten wird über eine mit Wechselspannung beaufschlagte Sendespule ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, das im Bereich seiner Reichweite in elektrisch leitenden Materialien Wir belströme induziert, von denen wiederum elektromagnetische Wechselfelder ausgehen. In einer Empfängerspulenanordnung induzieren die elektromagnetischen Wechselfelder wiederum Wechselspannungen, die in charakteristischer Weise von der relativen Position zwischen Suchgerät und Suchobjekt und der Art des Suchobjektes abhängen. Diese elektrischen Signale können in geeigneter Weise in für Menschen wahrnehmbare Si gnale umgewandelt und/oder Auswerteeinrichtungen zugeführt werden.With search devices working according to the eddy current principle via a transmitter coil charged with AC voltage alternating electromagnetic field generated in the area its reach in electrically conductive materials We Bel currents induced, of which in turn electromagnetic Alternating fields run out. In a receiver coil arrangement in turn induce the alternating electromagnetic fields AC voltages that are characteristic of the relative position between search device and search object and the Depend on the type of search object. These electrical signals can suitably be in human-perceptible Si gnale converted and / or supplied to evaluation devices will.

Der mit einem Suchgerät erreichbare Sucherfolg hängt einer seits von der Genauigkeit ab, mit der die Position des Such gerätes relativ zum Suchobjekt festgelegt werden kann (Orts auflösung). Zum anderen hängt der Sucherfolg von der Empfind lichkeit der Empfängerspulenanordnung insbesondere auf Verän derungen ab, die von sehr kleinen und/oder weiter entfernten Suchobjekten verursacht werden. Die Empfindlichkeit kann be einträchtigt werden durch Störpegel, wie sie beispielsweise durch die direkte Einwirkung der Sendespule auf die Empfän gerspulenanordnung entstehen.The search success achievable with a search device depends on one the accuracy of the position of the search device can be specified relative to the search object (location resolution). On the other hand, the search success depends on the sensitivity Possibility of the receiver coil arrangement in particular on changes changes from very small and / or distant ones Search objects are caused. The sensitivity can be are affected by noise levels, such as through the direct influence of the transmitter coil on the receiver Coil arrangement arise.

Die in der EP 0 249 110 A1 beschriebene, zur Ortung von Suchobjekten einsetzbare Suchspulenanordnung für ein indukti ves Metallsuchgerät zeigt in einer gemeinsamen Trägerschale eine gewickelte Sendespule und innerhalb dieser mindestens zwei gegeneinander geschaltete, aus Draht gewickelte Empfän gerspulen, die vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnet sind. Die relativ schwere Anordnung aus nur mit Aufwand iden tisch wickelbaren Einzelspulen ist wegen ihrer begrenzten Empfindlichkeit insbesondere für größere Suchobjekte geeig net.The one described in EP 0 249 110 A1 for locating Search objects usable search coil arrangement for an indukti ves metal detector shows in a common carrier shell a wound transmitter coil and at least within this two receivers connected against each other, wound from wire coils, which are preferably arranged symmetrically to one another are. The relatively heavy arrangement can only be done with effort table-wound single coils is limited due to their Sensitivity particularly suitable for larger search objects net.

Zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit von Spulendaten als Voraussetzung für eine Verbesserung der Empfindlichkeit von induktiven Spulenanordnungen ist es beispielsweise aus der EP 0 130 940 bekannt, die Spulen einer Anordnung in der Technik der gedruckten Schaltungen herzustellen, wobei die Spulen als metallischer Belag auf einer isolierenden Trägerschicht aus gebildet sind.To improve the reproducibility of coil data as Prerequisite for improving the sensitivity of inductive coil arrangements it is for example from the EP 0 130 940 discloses the coils of an arrangement in the art of the printed circuits, with the coils as metallic covering on an insulating carrier layer are formed.

Mit dieser Technik kann sowohl die Verschaltung einzelner Spulen gegeneinander wie auch, aus der EP 0 393 387 Al be kannt, die Verschaltung einzelner Leiterschleifen von Spulen gegeneinander, realisiert werden. Letzteres wurde vorgeschla gen, um den Aufbau hoher induzierter Spannungen in Suchspu lenanordnungen zu vermeiden, die zum Entstehen von kapaziti ven Streuströmen und damit zu Empfindlichkeitsverlusten in Spulenanordnungen führen können.With this technology, both the interconnection of individual Coils against each other as well, from EP 0 393 387 A1 knows the connection of individual conductor loops of coils against each other. The latter was suggested to build up high induced voltages in search track to avoid the arrangement of the lines leading to the development of capacitance stray currents and thus loss of sensitivity in Can lead coil arrangements.

Zur Verbesserung der Konstanz von Meßbedingungen ist in der EP 0 300 974 auch schon vorgeschlagen worden, Empfängerspu lenanordnungen auf elektronischem Wege abzugleichen, indem separat ansteuerbare Zusatz-Sendespulen vorgesehen werden, die durch Abweichung von idealen Spulengeometrien verursachte Störsignalen entgegenwirken.To improve the constancy of measurement conditions is in the EP 0 300 974 has also already been proposed, receiver track electronically align the arrangements by separately controllable additional transmitter coils are provided, caused by deviation from ideal coil geometries Counteract interference signals.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hochempfindliche Suchspu lenanordnung zu schaffen, die eine verbesserte Lokalisierung der Suchobjekte erlaubt. Insbesondere sollen der Suchspulen anordnung auch größere Flächen zeitsparend mit hoher örtli cher Auflösung abgesucht werden können.It is an object of the invention to provide a highly sensitive search track lenanordnung to create an improved localization which allows search objects. In particular, the search coils should arrangement of larger areas in a time-saving manner with high local resolution can be searched.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Suchspu lenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor.To achieve this object, the invention proposes a search spoil lenanordnung with the features of claim 1 before.

Eine erfindungsgemäße Suchspulenanordnung für ein induktives Suchgerät weist eine oder mehrere Sendespulen zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes und im Bereich des Magnet feldes angeordnet mindestens eine Empfängerspulenanordnung auf, die eine Vielzahl von Windungen aufweist, die mehrere Spulenpaare bilden. Ein Spulenpaar weist eine Vielzahl hin tereinander geschalteter Paare von in Differenz zueinander geschalteten und bezüglich der durch das Magnetfeld der Sen despule in ihnen induzierten Spannungen gleichen einzelnen Leiterschleifen auf.A search coil arrangement according to the invention for an inductive Search device has one or more transmitter coils for generation a variable magnetic field and in the area of the magnet arranged at least one receiver coil arrangement on, which has a plurality of turns, the multiple Form coil pairs. A pair of coils indicates a large number interconnected pairs of differing from each other switched and related to the magnetic field of the Sen despule induced voltages in them are the same individual Conductor loops.

Das veränderliche Magnetfeld der Sendespule bzw. der Sende spulen induziert zwar in jeder einzelnen Leiterschleife Spannungen, durch die erfindungsgemäße Differenzschaltung jeweils zweier bezüglich der durch das Magnetfeld in ihnen induzierten Spannungen gleichen einzelnen Leiterschleifen ist aber jedes Paar von Leiterschleifen, solange ausschließlich das Magnetfeld der Sendespule bzw. der Sendespulen in ihnen wirkt, spannungsfrei. Im Sinne der Erfindung ist eine Diffe renzschaltung gleichsinnig gewickelter einzelner Leiter schleifen äquivalent zu einer Reihenschaltung gegensinnig gewickelter einzelner Leiterschleifen. Durch die Differenz schaltung einzelner Leiterschleifen kann, im Gegensatz zur Differenzschaltung ganzer Spulen gegeneinander, erreicht werden, daß ein Aufbau hoher induzierter Spannungen in der Suchspulenanordnung selbst bei starkem und/oder hochfrequen tem Magnetfeld der Sendespule vermieden wird. Man strebt niedrige induzierte Potentiale vor allem zur Vermeidung para sitärer kapazitiver Streuströme an, die durch schwer kontrol lierbaren Abbau der Potentiale den Störpegel erhöhen und die Empfindlichkeit damit herabsetzen. Starke Magnetfelder der Sendespule können bei Suchspulen erwünscht sein, um selbst in kleinen und/oder schlecht elektrisch leitenden und/oder von dem Suchgerät weiter entfernten Suchobjekten noch Wirbel ströme mit detektierbaren Auswirkungen auf die Empfängerspu len zu induzieren. Hohe Frequenzen können u. a. wegen der zur Frequenz proportionalen Größe der induzierten Spannungen er wünscht sein, die wiederum die Stärke der induzierten Ströme bestimmen.The changing magnetic field of the transmitter coil or the transmitter Coils induce in every single conductor loop Voltages, by the differential circuit according to the invention two each with respect to the magnetic field in them induced voltages are the same individual conductor loops but every pair of conductor loops, as long as exclusively the magnetic field of the transmitter coil or the transmitter coils in them acts, tension-free. In the sense of the invention is a dif limit circuit of single conductor wound in the same direction equivalent to a series connection in opposite directions wound single conductor loops. By the difference switching of individual conductor loops, in contrast to the Differential switching of entire coils against each other, reached be that a build-up of high induced voltages in the Search coil arrangement even with strong and / or high frequency magnetic field of the transmitter coil is avoided. One strives low induced potentials especially to avoid para sitive capacitive stray currents caused by difficult to control degradable potentials increase the interference level and the Use it to reduce sensitivity. Strong magnetic fields of the Transmitter coil may be desired in search coils to find yourself in small and / or poorly conductive and / or of Search objects further away from the search device still have eddies currents with detectable effects on the receiver track len to induce. High frequencies can a. because of the Frequency proportional magnitude of the induced voltages wishes to be, in turn, the strength of the induced currents determine.

Auch ein Sendespulenbetrieb mit mehreren Frequenzen kann erwünscht sein. Mehrere Frequenzen treten zwangsläufig im möglicherweise gewünschten Impulsbetrieb auf. Insbesondere der Betrieb mit mehreren, insbesondere zwei definierten Frequenzen, kann aus Gründen der Identifizierbarkeit des Materials des Suchobjektes und aus Gründen der Diskriminier barkeit von Umwelteinflüssen (z. B. nasser Boden) erwünscht sein. Da wechselnde Frequenzen wechselnde Höhenniveaus der induzierten Spannungen und damit nur schwer kontrollierbare und/oder berücksichtigbare wechselnde Streustromstärken mit sich bringen, sind insbesondere auch für den Mehrfrequenzbe trieb Suchspulenanordnungen mit einem konstruktiv bedingten niedrigen Potentialniveau vorteilhaft.A transmitter coil operation with multiple frequencies can also be desired. Multiple frequencies inevitably occur in the possibly desired pulse operation. Especially operation with several, in particular two, defined Frequencies, for reasons of identifiability of the Materials of the search object and for reasons of discrimination Availability of environmental influences (e.g. wet floor) desirable his. Because changing frequencies changing levels of altitude induced voltages and therefore difficult to control and / or changing stray currents that can be taken into account bring, are especially for the multi-frequency be drove search coil assemblies with a design-related low potential level advantageous.

Jedes Paar erfindungsgemäß ausgebildeter und im Magnetfeld der Sendespule bzw. der Sendespulen angeordneter Leiter schleifen ist durch die Art seiner Ausbildung und Anordnung vom Magnetfeld der Sendespule mechanisch entkoppelt. Damit ist auch jedes Spulenpaar, das eine Vielzahl solcher Paare einzelner Leiterschleifen aufweist, gegen das Magnetfeld mechanisch entkoppelt.Each pair designed according to the invention and in the magnetic field the transmitter coil or the transmitter coil arranged conductor Grinding is due to the nature of its training and arrangement mechanically decoupled from the magnetic field of the transmitter coil. In order to is also any pair of coils that have a variety of such pairs individual conductor loops has against the magnetic field mechanically decoupled.

Die erfindungsgemäße Suchspulenanordnung weist mehrere sol cher mechanisch entkoppelter Spulenpaare auf, die gegenein ander versetzt und/oder verdreht angeordnet sind. Durch die Versetzung und/oder Verdrehung der Spulenpaare wird es mög lich, die Suchspulenanordnung beispielsweise als lateral aus gedehntes Feld vieler Spulenpaare aufzubauen. Lateral groß flächig ausgedehnte Suchspulenanordnungen erlauben es, pro Zeiteinheit größere Suchbereiche abzusuchen als mit herkömm lichen Suchspulenanordnungen. Werden Spulenpaare außerdem gegeneinander verdreht, so können die Vorzugsrichtungen größter bzw. minimaler Empfindlichkeit der einzelnen Spu lenpaare in geeigneter Weise kombiniert werden. Es kann so über ein bestimmtes Suchobjekt von verschiedenen Spulenpaaren der erfindungsgemäßen Suchspulenanordnung gleichzeitig Infor mation aufgenommen und zur Verarbeitung weitergeleitet wer den. Aus der Korrelation der Information mehrerer Spulenpaare über ein Suchobjekt kann die Lokalisierbarkeit für Suchobjek te erhöht werden. Außerdem kann die Möglichkeit der Identifi zierung eines Suchobjekts, z. B. nach Größe, Orientierung und Form, verbessert werden.The search coil arrangement according to the invention has several sol cher mechanically decoupled pairs of coils that oppose each other other are offset and / or rotated. Through the It is possible to move and / or twist the coil pairs Lich, the search coil arrangement, for example, as lateral to build a stretched field of many pairs of coils. Lateral large extensive search coil arrangements allow per Search for larger search areas than with conventional units of time search coil arrangements. Become coil pairs as well twisted against each other, so the preferred directions greatest or minimum sensitivity of the individual Spu Len pairs can be combined in a suitable manner. It can be so via a specific search object from different coil pairs the search coil arrangement according to the invention at the same time Infor mation recorded and forwarded for processing the. From the correlation of the information of several pairs of coils Searchability can be used to locate the search object te be increased. In addition, the possibility of identifi adornment of a search object, e.g. B. by size, orientation and Shape, be improved.

Die Spulenpaare können sich sowohl in ihren Dimensionen, als auch in der Zahl der Paare einzelner Leiterschleifen, deren Form und/oder der Art und Weise ihrer Zusammenschaltung von einander unterscheiden. Mit Vorteil sind die Spulenpaare der Suchspulenanordnung identisch aufgebaut, was insbesondere aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung und der Qualitäts konstanz gewünscht werden kann. Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen Leiterschleifen eines Paares im wesentlichen glei cher Flächen umfassen und spiegelsymmetrisch zu einer Spulen paar-Spiegelebene angeordnet sind und mit dieser in einer Spiegelebene des Magnetfeldes angeordnet sind. Vorzugsweise kann ein Spulenpaar eine zu einer die Flächen trennenden Spulenpaar-Spiegelebene symmetrische Form aufweisen, insbe sondere die Form eines Doppel-D mit der Spulenpaar-Spiegel ebene parallel zu den Rücken der D. Für die mechanische Ent kopplung zwischen Magnetfeld und Spulenpaar ist es dabei aus reichend, daß der durch die einzelnen, zu Paaren zusammenge schalteten Leiterschleifen tretende magnetische Fluß jeweils im wesentlichen gleich ist. Die Forderung nach Spiegelsymme trie des Magnetfeldes soll daher im wesentlichen im Bereich der Paare von Leiterschleifen bzw. der Spulenpaare erfüllt sein. Weiter von den Spulenpaaren entfernte Unsymmetrien können außer Betracht bleiben.The coil pairs can both in their dimensions, as also in the number of pairs of individual conductor loops, their Form and / or the way in which they are interconnected distinguish each other. The coil pairs are advantageous Search coil arrangement constructed identically, which in particular for reasons of economical production and quality constant can be desired. It is useful if the single conductor loops of a pair essentially the same cher surfaces and mirror-symmetrical to a coil few mirror plane are arranged and with this in one Mirror plane of the magnetic field are arranged. Preferably a pair of coils can be used to separate the surfaces Coil pair mirror plane have symmetrical shape, esp special the shape of a double D with the coil pair mirror plane parallel to the back of the D. For the mechanical Ent Coupling between the magnetic field and the coil pair is over sufficient that that by the individual, in pairs switched conductor loops entering magnetic flux each is essentially the same. The demand for mirror symmetry Trie of the magnetic field should therefore essentially in the area the pairs of conductor loops or the coil pairs are met his. Asymmetries further away from the coil pairs can be disregarded.

Es ist denkbar, die einzelnen Leiterschleifen als Drahtwick lungen auszubilden. Mit Vorteil ist die Empfängerspulenanord nung in der Technik der gedruckten Schaltungen aufgebaut und weist mindestens eine Trägerschicht aus elektrisch isolieren dem Material auf, auf der die Windungen in Form von Leiter bändern von nebeneinander angeordneten Leiterbahnen aus elek trisch leitendem Material aufgebracht sind. Die Trägerschicht kann einseitig oder beidseitig Leiterbahnen aufweisen, auch können Durchkontaktierungen für den elektrisch leitenden Wechsel von einer Seite der Trägerschicht auf eine andere Seite der Trägerschicht vorgesehen sein. Für die räumlich konzentrierte Packung möglichst vieler Leiterbahnen kann es zweckmäßig sein, mehrere Leiterbahnen aufweisende Träger schichten, durch geeignete Isolierungen getrennt, übereinan der anzuordnen (Multilayer-Technik).It is conceivable to wire the individual conductor loops as wire to train lungs. The receiver coil arrangement is advantageous built in the technology of printed circuits and has at least one carrier layer made of electrically insulating the material on which the turns are in the form of conductors tapes of interconnects made of electrical trically conductive material are applied. The backing layer can have conductor tracks on one or both sides, too can be plated-through holes for the electrically conductive Change from one side of the carrier layer to another Side of the carrier layer may be provided. For the spatially Concentrated packing of as many conductor tracks as possible be expedient to have multiple conductor tracks layers, separated by suitable insulation, on top of each other to be arranged (multilayer technology).

Im Bereich der Empfängerspulenanordnung kann mindestens eine Abschirmung angeordnet sein, die die Ausbreitung elektrischer Felder von der Suchspulenanordnung soweit als möglich verhin dert, ohne die Ausbreitung magnetischer Felder zu beeinträch tigen. Die Abschirmung kann vorzugsweise als ein eine Viel zahl schmaler, insbesondere im wesentlichen parallel zueinan der verlaufender Leiterbahnen aufweisender, mit einem Bezugs potential elektrisch leitend verbindbarer, metallischer Belag auf einer elektrisch isolierenden Trägerschicht ausgebildet sein. In den zweckmäßig sehr schmalen Leiterbahnen sollen Wirbelstromverluste bis zu relativ hohen Frequenzen des ma gnetischen Wechselfeldes praktisch nicht auftreten, so daß eine enge Nachbarschaft von Suchspulenanordnung und Abschir mung möglich ist. Durch die Abschirmung können durch kapazi tive Ströme verursachte Störspannungen, die durch elektrische Feldgradienten bewirkt werden können, weitgehend vermieden werden.In the area of the receiver coil arrangement, at least one Shielding should be arranged to prevent electrical propagation Avoid fields from the search coil arrangement as far as possible changes without affecting the propagation of magnetic fields term. The shield can preferably be used as one number narrower, especially essentially parallel to each other of the running conductor tracks, with a reference Metallic coating that can be electrically connected formed on an electrically insulating carrier layer his. In the appropriately very narrow conductor tracks are said to be Eddy current losses up to relatively high frequencies of the ma gnetic alternating field practically not occur, so that a close proximity of search coil arrangement and shield mung is possible. Due to the shielding, kapazi tive currents caused interference voltages caused by electrical Field gradients can be largely avoided will.

Es ist denkbar, die Empfängerspulenanordnung für spezielle Suchaufgaben entlang einer gekrümmten oder gewinkelten Fläche auszubilden. Die Sendespule bzw. Sendespulen können ebenfalls in dieser Fläche liegen, sie können aber auch über und/oder unter der Fläche angeordnet sein. Mit Vorteil ist die Empfän gerspulenanordnung im wesentlichen eben ausgebildet. Die Sen despule bzw. die Sendespulen kann mit Vorteil im wesentli chen koplanar mit der Empfängerspulenanordnung angeordnet sein. Die gesamte Suchspulenanordnung kann damit als im we sentlichen ebene, flächige Vorrichtung ausgebildet sein, die gut für das Absuchen im wesentlichen ebener Bereiche, etwa im Bereich der Erdoberfläche, geeignet ist. Bei einer im wesent lichen ebenen Suchspulenanordnung, die im wesentlichen paral lel zur Erdoberfläche mit einem Abstand zu dieser geführt wird, können die Meßbedingungen für alle Spulenpaare der Suchspulenanordnung im wesentlichen die gleichen sein. Dies erleichtert Auswertung und Interpretation der von der Such spulenanordnung gelieferten Signale.It is conceivable to use the receiver coil arrangement for special Search tasks along a curved or angled surface to train. The transmitter coil or transmitter coils can also lie in this area, but they can also be over and / or be located under the surface. The recipient is an advantage Gerspulenanordnung essentially flat. The sen despule or the transmitter coils can advantageously in essence Chen coplanar with the receiver coil assembly his. The entire search coil arrangement can thus be in the we Substantially flat, flat device can be formed, the good for searching essentially flat areas, e.g. in Area of the earth's surface. With one essentially Lichen planar search coil arrangement, which is essentially paral lel to the surface of the earth at a distance from it the measuring conditions for all pairs of coils Search coil arrangement to be essentially the same. This facilitates evaluation and interpretation of the search coil arrangement supplied signals.

Beispielsweise im Bereich der Altlastensuche oder Minensuche in u. U. unwegsamem Gelände kann es schwierig sein, die Such spulenanordnung ständig in unmittelbarer Nähe zur Erdoberflä che zu bewegen. Bei Bewegung mit Abstand zur Oberfläche und den vermuteten Suchobjekten ist es für die Erzeugung signifi kanter Meßsignale zweckmäßig, die Sendespule so auszubilden, daß die Reichweite des von ihr erzeugten wirksamen Magnetfel des in der Größenordnung einiger 10 cm, vorzugsweise bis zu etwa 1 m in Luft beträgt. Mit Vorteil ist daher die Sende spule als flache, mit Draht gewickelte Spule ausgebildet. Die Drahtstärke kann mit Vorteil so gewählt sein, daß Stromstär ken in der Größenordnung von 1 A dauerhaft problemlos, d. h. insbesondere ohne wesentliche Erwärmung der Sendespule, fließen können.For example in the area of contaminated site search or mine search in u. U. rough terrain can make it difficult to search coil arrangement always in close proximity to the surface of the earth che move. When moving at a distance from the surface and the presumed search objects it is signifi for the generation edged measurement signals expedient to design the transmitter coil so that the range of the effective magnetic field generated by it of the order of a few 10 cm, preferably up to is about 1 m in air. The broadcast is therefore advantageous coil formed as a flat coil wound with wire. The Wire strength can advantageously be chosen so that current ken in the order of 1 A permanently problem-free, d. H. especially without significant heating of the transmitter coil, can flow.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist nur eine Sendespule vorgesehen, die eine Sendespulen-Spiegelebene aufweist. Die Spulenpaare sind gegeneinander versetzt mit den Spulenpaar- Spiegelebenen in der Sendespulen-Spiegelebene angeordnet. Er forderlich ist wiederum lediglich, daß das von der Sendespule erzeugte Magnetfeld am Ort der Spulenpaare im wesentlichen spiegelsymmetrisch ist. Eine Sendespule kann beispielsweise in Form eines insbesondere langgestreckten Rechteckes, ggf. mit abgerundeten Ecken, ausgebildet sein. Die Spulenpaare können in Längsrichtung aufeinander folgend angeordnet sein, sie können direkt aufeinander folgen, es kann aber auch zwi schen benachbarten Spulenpaaren ein Abstand verbleiben, der variabel sein kann, vorzugsweise jeweils der gleiche ist. In a preferred embodiment there is only one transmitter coil provided that has a transmitter coil mirror plane. The Coil pairs are offset from one another with the coil pair Mirror planes arranged in the transmitter coil mirror plane. He all that is required is that it is from the transmitter coil generated magnetic field at the location of the coil pairs essentially is mirror symmetric. A transmitter coil can, for example in the form of a particularly elongated rectangle, possibly with rounded corners. The coil pairs can be arranged in succession in the longitudinal direction, they can follow one another directly, but it can also be between between adjacent pairs of coils a distance remains can be variable, preferably the same in each case.

Eine derart aufgebaute Suchspulenanordnung kann bei Bewegung quer zur Längsachse des Rechteckes, insbesondere senkrecht zu dieser, breite Bahnen absuchen.Such a search coil arrangement can move transverse to the longitudinal axis of the rectangle, in particular perpendicular to of this, search broad webs.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls nur eine Sendespule vorgesehen, die mehrere, eine zentrale Sendespulenachse enthaltende Sendespulen-Spiegelebenen auf weist. Die Spulenpaare sind gegeneinander versetzt und/oder verdreht mit den Spulenpaar-Spiegelebenen in den Sendespulen- Spiegelebenen angeordnet. Denkbar sind hier beispielsweise quadratische Sendespulen, bei denen jeweils entlang der Dia gonalen und der Seitenhalbierenden Spiegelebenen verlaufen. Spulenpaare, die symmetrisch zu diesen Sendespulen-Spiegel ebenen angeordnet sind, weisen gegeneinander Verdrehungswin kel auf, die einem Vielfachen von 45° entsprechen. Am Ort der zentralen Sendespulenachse können auch mehrere Spulenpaare um eine gemeinsame, mit der zentralen Sendespulenachse zusammen fallende Achse gegeneinander verdreht sein. Die Sendespule kann auch als anderes geradzahliges Vieleck, also beispiels weise als Sechseck, Achteck, Zwölfeck etc., ausgebildet sein, wobei sich jeweils die entsprechenden Verdrehungswinkel der Spulenpaare zueinander aus den Winkeln zwischen den Symme trieebenen der Sendespule ergeben.In another embodiment of the invention is also only one transmitter coil is provided, the several, a central Coil mirror planes containing the transmitter coil axis points. The coil pairs are offset from one another and / or twisted with the coil pair mirror planes in the transmitter coil Mirror planes arranged. Examples are conceivable here square transmission coils, each along the slide gonal and the bisecting mirror planes. Coil pairs that are symmetrical to this transmitter coil mirror planes are arranged, have twists against each other kel that correspond to a multiple of 45 °. At the place of central coil axis can also have several pairs of coils a common, with the central coil axis together falling axis must be rotated against each other. The transmitter coil can also be used as another even polygon, for example be designed as a hexagon, octagon, dodecagon, etc. where the respective twist angle of the Coil pairs to each other from the angles between the Symme drive levels of the transmitter coil result.

Mit Vorteil kann die Sendespule kreisrund sein und damit eine unendliche Zahl von Spiegelebenen aufweisen. Spulenpaare, die mit ihrer Spulenpaar-Spiegelebene in radialer Richtung einer kreisrunden Sendespule angeordnet sind, sind ebenfalls mecha nisch entkoppelt. Bei einer kreisrunden Sendespule mit rota tionssymmetrischem Magnetfeld sind somit beliebige Verdre hungswinkel zwischen den Spulenpaar-Spiegelebenen möglich. Jeweils bezüglich der Drehung gleich ausgerichtete Spulen paare können auch in radialer Richtung gegeneinander versetzt sein. The transmitter coil can advantageously be circular and thus one have an infinite number of mirror planes. Coil pairs that with their coil pair mirror plane in the radial direction circular transmitter coil are also mecha niche decoupled. With a circular transmitter coil with rota tion-symmetrical magnetic field are thus arbitrary twists angle between the coil pair mirror planes possible. Coils of the same orientation with respect to the rotation Pairs can also be offset from each other in the radial direction his.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine kreisrunde Sendespule und um die Spulenachse gegeneinander verdrehte Spulenpaare auf. Die Spulenpaare können, insbeson dere wenn Sendespule und Empfängerspulenanordnung nicht ko planar angeordnet sind, über den Bereich der Sendespule hin ausragen. Mit Vorteil umfaßt die Sendespule die gegeneinander verdrehten Spulenpaare, und die Spulenpaare und die Sendespu le sind koplanar angeordnet. Es können beispielsweise vier Spulenpaare um jeweils 45° gegeneinander verdreht sein oder drei Spulenpaare um jeweils 60°, wobei die Verdrehung um gleiche Winkel vorteilhaft, aber nicht zwingend ist. Durch die Verdrehung überlappen die Spulenpaare jeweils teilweise. Dies führt zu einer sektoriellen Empfindlichkeit der Empfän gerspulenanordnung.A preferred embodiment of the invention has a circular transmitter coil and against each other around the coil axis twisted pairs of coils. The coil pairs can, in particular thee if transmitter coil and receiver coil arrangement are not ko are arranged planar over the area of the transmitter coil protrude. The transmitter coil advantageously includes those against one another twisted pairs of coils, and the pairs of coils and the transmit spu le are arranged coplanarly. For example, four Coil pairs can be rotated against each other by 45 ° or three pairs of coils by 60 ° each, the twist by same angle is advantageous, but not mandatory. By the twist partially overlaps the pairs of coils. This leads to a sectorial sensitivity of the recipient Coil arrangement.

Bevorzugt ist eine kreisrunde Sendespule mit zwei um 90° um die Spulenachse gegeneinander verdrehten Spulenpaaren, die insbesondere von der Sendespule umfaßt sind. Durch die Anord nung wird eine "Orthogonalsonde" geschaffen, bei der die senkrecht aufeinander stehenden Spulenpaar-Spiegelebenen die Kreisfläche in vier Segmente einteilen. Die Spulenpaar-Spie gelebenen sind dabei Vorzugsebenen insofern, als ein Gegen stand, der symmetrisch zu einer Spulenpaar-Spiegelebene liegt, bzw. ein kleiner Gegenstand, der genau auf dieser Spiegelebene liegt, in dem entsprechenden Spulenpaar gerade kein Signal erzeugt. Bezüglich eines Gegenstandes kann damit ein Spulenpaar in der Richtung senkrecht zu seiner Spiegel ebene zentriert werden, wobei über die Lage des Gegenstandes parallel zur Spiegelebene keine exakte Aussage gemacht werden kann. Die gleiche Zentriermöglichkeit besteht auch für das gegenüber dem ersten Spulenpaar verdrehte zweite Spulenpaar. Damit kann eine derartige Suchspulenanordnung so über einen Gegenstand zentriert werden, daß er bezüglich mehrerer, ge geneinander verdrehter Spulenpaare im wesentlichen symme trisch liegt. Dies kann dann der Fall sein, wenn der Gegen stand auf der Schnittlinie der Spulenpaar-Spiegelebenen liegt. Suchspulenanordnungen vom Typ der Orthogonalsonde mit einer sektoriellen Charakteristik eignen sich daher in beson derer Weise zur punktgenauen Suche (Pin pointing), d. h. Er kennung der Lage und Form von Suchteilen. Auch können Spulen paare so kombiniert werden, daß die Gesamtcharakteristik keine unempfindlichen Richtungen (bei einem Einzelspulenpaar entlang der Spulenpaar-Spiegelebene) aufweisen. Eine derarti ge Suchspule hat keinen "blinden Fleck" bzw. keine "blinde Linie".A circular transmitter coil with two around 90 ° is preferred the coil axis twisted pairs of coils, the are particularly included in the transmitter coil. By the arrangement an "orthogonal probe" is created in which the perpendicular to each other coil pair mirror planes Divide the circular area into four segments. The coil pair game living levels are preferred levels in so far as a counter stood, which is symmetrical to a coil pair mirror plane lies, or a small object that is exactly on this Mirror plane is straight in the corresponding pair of coils no signal generated. With regard to an object it can a pair of coils in the direction perpendicular to its mirror plane be centered, taking care of the location of the object no exact statement can be made parallel to the mirror plane can. The same centering option also exists for the second coil pair twisted relative to the first coil pair. A search coil arrangement of this type can thus have one Subject centered that he is related to several, ge mutually twisted pairs of coils essentially symme trisch lies. This can be the case if the opposite stood on the intersection of the coil pair mirror planes lies. Search coil arrangements of the type of the orthogonal probe with A sectoral characteristic is therefore particularly suitable the way for pinpoint search, d. H. He Knowing the location and shape of search parts. Can also use coils Pairs can be combined so that the overall characteristic no insensitive directions (with a single coil pair along the coil pair mirror plane). Such a The search coil has no "blind spot" or "blind" Line".

Bei anderen Ausführungsformen ist eine Vielzahl von gegenein ander versetzten Sendespulen vorgesehen, deren Magnetfelder sich zumindest teilweise zu einem Gesamtmagnetfeld überlap pen, und bei der mehrere Spulenpaare derart im Gesamtmagnet feld angeordnet sind, daß die Spulenpaar-Spiegelebenen in Ebenen angeordnet sind, zu denen das Gesamtmagnetfeld lokal im wesentlichen spiegelsymmetrisch ist. Für die lokale Spie gelsymmetrie des Gesamtmagnetfeldes gilt das oben bereits Er wähnte sinngemäß. Maßgeblich ist, daß die einander zugeord neten Spulen eines Spulenpaares an symmetrisch äquivalenten Orten des Gesamtmagnetfeldes angeordnet sind, so daß sich in Abwesenheit einer Störung die vom Gesamtmagnetfeld in den einzelnen Leiterschleifen induzierten Spannungen gegeneinan der aufheben. Wichtig ist hier nicht nur die mechanische Entkopplung eines Spulenpaares gegenüber der ihr direkt be nachbarten und sie ggf. umfassenden Sendespule, sondern auch die mechanische Entkopplung gegenüber weiter entfernten Sen despulen, deren Feld am Ort des Spulenpaares noch signifikan te Spannungen induzieren kann.In other embodiments, a variety of are opposed other staggered transmission coils provided, their magnetic fields overlap at least partially into an overall magnetic field pen, and in which several pairs of coils in the overall magnet field are arranged that the coil pair mirror planes in Layers are arranged to which the total magnetic field is local is essentially mirror-symmetrical. For the local game gel symmetry of the total magnetic field, the Er already applies above imagined analogously. It is decisive that they are assigned to each other neten coils of a pair of coils at symmetrically equivalent Locations of the total magnetic field are arranged so that in Absence of a disturbance from the total magnetic field in the individual conductor loops induced voltages against each other the pick up. Not only the mechanical is important here Decoupling of a pair of coils compared to the one you are directly neighboring and if necessary comprehensive transmitter coil, but also the mechanical decoupling from more distant Sen despulen, whose field at the location of the coil pair is still significant te voltages can induce.

Dieses Prinzip ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verwirklicht, bei der eine Vielzahl gleicher, ins besondere kreisrunder Sendespulen in gleichem Abstand zuein ander entlang einer Verbindungsgeraden angeordnet sind. Eine oder mehrere innere Sendespulen können zwei um 90° um die Spulenachse gegeneinander verdrehte Spulenpaare umfassen, deren eine Spulenpaar-Spiegelebene die Verbindungsgerade enthält. Es können äußere Sendespulen vorgesehen sein, die ggf. ein Spulenpaar umfassen, dessen Spulenpaar-Spiegelebene die Verbindungslinie enthält. Bei dieser Ausführungsform hat jede innere Sendespule entlang der Verbindungsgeraden näch ste, übernächste usw. Nachbarspulen. Durch die gleiche Aus bildung der Sendespule und den immer gleichen Abstand zwi schen ihnen hat jede innere Sendespule, im Bereich der late ralen Reichweite des Magnetfeldes jeder Sendespule, beidsei tig die gleiche Anzahl von Nachbar-Sendespulen, die zum Ge samtmagnetfeld im Bereich der inneren Sendespule beitragen. Dadurch entsteht das, was hier als lokale Spiegelsymmetrie des Gesamtmagnetfeldes bezeichnet wird. Im Bereich einer inneren Sendespule existiert somit nicht nur eine mit der Verbindungsgeraden zusammenfallende Spiegelebene des Gesamt magnetfeldes, sondern auch eine senkrecht zur Verbindungsebe ne ausgerichtete, in der eine Spulenpaar-Symmetrieebene an geordnet sein kann.This principle is in an advantageous development of Invention realized in which a variety of the same, ins special circular transmission coils at the same distance from each other are arranged along a connecting straight line. A or more inner transmit coils can be turned 90 ° around the two Include coil pairs twisted against each other, whose one coil pair mirror plane is the connecting straight line contains. Outer transmission coils can be provided optionally include a pair of coils, the pair of coils of the mirror plane contains the connecting line. In this embodiment each inner transmitter coil along the straight connecting line next next, next but one etc. neighboring coils. By the same out formation of the transmitter coil and always the same distance between Every inner transmitter coil has them in the latex area ral range of the magnetic field of each transmitter coil, both tig the same number of neighboring transmit coils that Ge contribute to the velvet magnetic field in the area of the inner transmitter coil. This creates what is called local mirror symmetry of the total magnetic field is designated. In the area of one inner transmitter coil thus not only exists with one Straight line coinciding mirror plane of the whole magnetic field, but also perpendicular to the connection plane ne aligned, in which a pair of coils symmetry plane can be ordered.

Für äußere Sendespulen, die relativ zur lateralen Reichweite der Einzelmagnetfelder auf einer Seite weniger Nachbar-Sen despulen haben als auf der anderen Seite, ist die lokale Symmetrie des Gesamtmagnetfeldes aufgehoben. Hier existiert lediglich eine Symmetrieebene parallel zur Verbindungsgera den, in der eine Spulenpaar-Spiegelebene angeordnet sein kann. Die äußeren, ggf. keine Spulenpaare aufweisenden Sen despulen einer solchen Anordnung können auch als Kompensa tions-Sendespulen bezeichnet werden, durch die für weiter innenliegende Bereiche eine lokale Symmetrie des Gesamtma gnetfeldes erzeugt werden kann.For outer transmitter coils that are relative to the lateral range the individual magnetic fields on one side of fewer neighboring sen despulen than on the other hand is local The symmetry of the total magnetic field is eliminated. Exists here only one plane of symmetry parallel to the connecting device in which a pair of coils-mirror plane are arranged can. The outer sensors, which may not have any pairs of coils despulen such an arrangement can also be used as a compensation tion transmission coils are designated by the for further internal areas a local symmetry of the overall dimension gnetfeldes can be generated.

Mit Vorteil kann mindestens ein Spulenpaar vorgesehen sein, das in einem Abstand oberhalb und/oder unterhalb der Empfän gerspulenanordnung angeordnet ist, vorzugsweise oberhalb und/oder unterhalb eines identisch ausgerichteten, vorzugsweise identischen Spulenpaares. Ein solches Spulenpaar, das eben falls mechanisch entkoppelt sein kann, kann zur Erzeugung von Signalen genutzt werden, die die Erzeugung von Informationen über den Abstand zwischen Suchspulenanordnung und Suchobjekt gestatten. Hierbei nutzt man aus, daß sowohl die Stärke des Magnetfeldes der Sendespule als auch das Magnetfeld der indu zierten Wirbelströme stark abstandsabhängig ist, etwa propor tional zur dritten Potenz des Abstandes. Der Unterschied der Signalstärke zwischen einem Spulenpaar in der Fläche der Emp fängerspulenanordnung und einem identischen, darunter oder darüber, d. h. näher oder weiter entfernt vom Suchobjekt ent fernt angeordneten Spulenpaar, erlaubt damit eine Abschätzung der Tiefenlage eines Suchobjektes. Durch Auswertung von Ab standssignalen können auch bestimmte Tiefenlagen diskrimi niert werden; so können beispielsweise Kleinteile (z. B. Splitter), die auf der Bodenoberfläche liegen, anhand charak teristischer Abstandssignale erkannt und ggf. diskriminiert werden.At least one pair of coils can advantageously be provided, that at a distance above and / or below the recipient Arranged coil arrangement, preferably above and / or below an identically oriented, preferably identical pair of coils. Such a pair of coils, that just if can be mechanically decoupled, can be used to generate Signals are used to generate information about the distance between the search coil arrangement and the search object allow. Here one takes advantage of the fact that both the strength of the Magnetic field of the transmitter coil and the magnetic field of the indu adorned eddy currents is strongly distance-dependent, about proportions tional to the third power of the distance. The difference in Signal strength between a pair of coils in the area of the emp catcher coil arrangement and an identical one, below or about it, d. H. closer or further away from the search object remote pair of coils allows an estimate the depth of a search object. By evaluating Ab Level signals can also discriminate certain depths be kidneyed; for example, small parts (e.g. Fragments), which lie on the floor surface, based on charak Teristic distance signals recognized and possibly discriminated will.

Die mechanische Entkopplung erfindungsgemäßer Suchspulenan ordnungen setzt eine geometrisch-definierte Positionierung von Sendespulen und Spulenpaaren der Empfangsspulenanordnung voraus. Geometrische Asymmetrien würden zu Asymmetrien des Gesamtmagnetfeldes führen. Es ist daher zweckmäßig, die Sen despule und die Spulenpaare der Empfängerspulenanordnung geometriestabil, d. h. lage- und ausrichtungsstabil, in einem insbesondere verwindungssteifen, vorzugsweise mit Stoßdämp fungsmitteln ausgerüsteten Trägerelement anzuordnen. Hierbei kann die gesamte Suchspulenanordnung nach Art eines Sandwi ches durch nicht-leitendes Dämmaterial gegen Stöße gesichert in einem verwindungssteifen Tragegestell angeordnet sein. Die Stoßdämpfung kann insbesondere für Vorrichtungen zweckmäßig sein, die in rauhem Gelände eingesetzt und mit relativ großen Geschwindigkeiten, beispielsweise durch Fahrzeuge und/oder Führungseinrichtungen, relativ zu einer Suchoberfläche bewegt werden. Stöße könnten einerseits die Spulen an sich beschädi gen und andererseits die Symmetrie kurzzeitig verändern, so daß Meßsignale entstehen könnten, die nicht auf Suchobjekte zurückgehen.The mechanical decoupling of search coils according to the invention orders sets a geometrically defined positioning of transmit coils and coil pairs of the receive coil arrangement ahead. Geometric asymmetries would become asymmetries of the Overall magnetic field. It is therefore appropriate to the Sen despule and the coil pairs of the receiver coil arrangement geometry stable, d. H. stable in position and orientation, in one especially torsion-resistant, preferably with shock absorber to arrange means equipped carrier element. Here can the entire search coil arrangement in the manner of a Sandwi secured against impacts by non-conductive insulation material be arranged in a torsion-resistant support frame. The Shock absorption can be particularly useful for devices be used in rough terrain and with relatively large ones Speeds, for example through vehicles and / or Guide devices, moved relative to a search interface will. Shocks could damage the coils themselves gene and on the other hand change the symmetry briefly, see above that measurement signals could arise that are not on search objects go back.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre ren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte und für sich schutzfähige Ausführungen darstel len können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:These and other features go beyond the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features individually or in groups ren in the form of sub-combinations in one embodiment the invention and in other fields advantageous and protectable versions represent len for which protection is claimed here. Execution Example of the invention are Darge in the drawing represents and are explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf ein erfin dungsgemäßes Spulenpaar, Fig. 1 is a schematic plan view of a dung according OF INVENTION coil pair,

Fig. 2 eine schematische Detail-Ansicht der Ver schaltung einzelner Leiterschleifen im Zentralbereich des in Fig. 1 gezeigten Spulenpaares, Fig. 2 is a schematic detail view of the circuit Ver individual conductor loops in the central region of the coil pair shown in Fig. 1,

Fig. 3 eine Suchspulenanordnung mit langgestreckter Sendespule und mehreren gegeneinander ver setzten Spulenpaaren, Fig. 3 is a search coil system with elongated coil and a plurality of mutually ver translated coil pairs

Fig. 4 eine Suchspulenanordnung mit quadratischer Sendespule und mehreren gegeneinander ver setzten und/oder verdrehten Spulenpaaren, Fig. 4 is a search coil system with square transmitter coil and a plurality of mutually ver translated and / or twisted coil pairs

Fig. 5 eine Suchspulenanordnung mit kreisrunder Sendespule und zwei um 90° um die Spulenachse verdrehten Spulenpaaren (Orthogonalsonde), Fig. 5 is a search coil system with a circular transmitting coil and two rotated by 90 ° about the coil axis coil pairs (Orthogonalsonde)

Fig. 6 eine Suchspulenanordnung mit mehreren in Reihe angeordneten Sendespulen und gegeneinander versetzten und/oder verdrehten Spulenpaaren, und Fig. 6 is a search coil system having a plurality of transmission coils arranged in series and mutually offset and / or twisted pairs of coils, and

Fig. 7 eine schematische Darstellung von Signalver läufen in Spulenpaaren, die relativ zu Suchob jekten bewegt werden. Fig. 7 is a schematic representation of Signalver courses in coil pairs that are moved relative to search objects.

In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Spulenpaar 1 gezeigt, das nach der Technik der gedruckten Schaltungen auf einer ebenen Trägerschicht aus elektrisch isolierendem Mate rial (nicht gezeigt, parallel zur Papierebene) angeordnet ist. Das Spulenpaar wird durch eine Leiterbahngruppe 2 gebil det, die sich aus einer Vielzahl im wesentlichen parallel zu einander verlaufender Leiterbahnen zusammensetzt (vgl. Fig. 2). Die Leiterbahngruppe 2 umfaßt im oberen Bereich eine im wesentlichen D-förmige erste Fläche 3 und im unteren Be reich eine im wesentlichen spiegelsymmetrisch zur ersten Flä che 3 angeordnete, ebenfalls D-förmige zweite Fläche 4, wobei die Flächen 3, 4 symmetrisch zur Spulenpaar-Spiegelebene 5 angeordnet sind.In Fig. 1, a pair of coils 1 according to the invention is shown schematically, which is arranged according to the technique of printed circuits on a flat carrier layer made of electrically insulating material (not shown, parallel to the paper plane). The pair of coils is formed by a conductor track group 2 , which is composed of a multiplicity of conductor tracks running essentially parallel to one another (cf. FIG. 2). The conductor track group 2 includes in the upper region a shaped D substantially first surface 3 and the lower loading reaching a substantially mirror-symmetrical surface to the first FLAE 3 arranged, also D-shaped second surface 4, the surfaces 3, 4 symmetrically to Spulenpaar- Mirror plane 5 are arranged.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des zentralen Kreu zungsbereiches der Leiterbahngruppe 2, wobei in der Darstel lung jeder durchgezogene Strich einer oberhalb der Träger schicht verlaufenden Leiterbahn entspricht, und jede gestri chelte Linie einer unterhalb der Trägerschicht verlaufenden Leiterbahn. Die Leiterbahnen auf verschiedenen Seiten der Trägerschicht werden durch mit Kreisen symbolisierte Durch kontaktierungen 6 miteinander elektrisch leitend verbunden. Fig. 2 is an enlarged view of the central Kreu zungsbereiches the conductor group 2 , wherein in the presen- tation each solid line corresponds to a layer running above the carrier layer, and each dashed line of a conductor path running below the carrier layer. The conductor tracks on different sides of the carrier layer are electrically conductively connected to one another by contacts 6 symbolized by circles.

Der Verlauf von Leiterbahnen sei im folgenden erläutert. Be ginnend vom Anschluß 7 verläuft die Leiterbahn 8 in Richtung des Pfeils 9 in Richtung auf den Außenumfang des Spulenpaares und von dort unter Bildung eines Kreisbogens in Richtung des Pfeiles 10 als obere äußerste Leiterbahn bis zum Eckpunkt 11 und von dort parallel zur Spulenpaar-Spiegelebene 5 zurück zum zentralen Kreuzungsbereich bis zur Durchkontaktierung 12. Jenseits der Trägerschicht verläuft das gestrichelt gezeich nete Leiterbahnsegment 13 bis zur Durchkontaktierung 14, durch die wieder eine elektrisch leitende Verbindung zur Oberseite der Trägerschicht erfolgt. Von der Durchkontaktie rung 14 verläuft die Leiterbahn 15 in Richtung des Pfeiles 16 wieder zum Umfangsbereich der Sendespule, von dort in Richtung des Pfeiles 17 als untere äußerste Leiterbahn kreis bogenförmig zum Eckpunkt 18 und von dort parallel zur Spulen paar-Spiegelebene 5 in Richtung des Pfeiles 19 zurück zum Kreuzungsbereich. Im Kreuzungsbereich überschneidet die Lei terbahn 15 senkrecht und ohne elektrischen Kontakt, da auf der Oberseite der Trägerschicht, das unterhalb der Träger schicht verlaufende Leiterbahnsegment 13 und die zu diesem parallelen Leiterbahnsegmente bis zum Eckpunkt 20, um von dort in Richtung des Pfeiles 21 bis zum Eckpunkt 22, dann kreisbogenförmig als obere innerste Leiterbahn zum Eckpunkt 23 und von dort in Richtung des Pfeiles 24 über den Eckpunkt 25 bis zur Durchkontaktierung 26 zu verlaufen. Von dort ver läuft die Leiterbahn auf der dem Betrachter der abgewandten Seite der Trägerschicht zur Durchkontaktierung 27, um wieder oberhalb der Trägerschicht, als Leiterbahn 28 den Beginn der unteren innersten Leiterschleife zu bilden, die in Richtung des Pfeils 29 den zentralen Kreuzungsbereich verläßt und in Richtung des Pfeils 30 zu diesem zurückkehrt, um schließlich in der Nähe des Anschlusses 7 parallel zur Leiterbahn 8 zu verlaufen, um somit die obere zweitäußerste Leiterschleife zu beginnen. Das Ende der hintereinander geschalteten, gegensin nig verlaufenden Leiterschleifen ist am Anschluß 31 erreicht. Über die Anschlüsse 7, 31 kann das Spulenpaar mit der Signal auswerteeinheit verbunden werden.The course of conductor tracks is explained below. Be starting from the terminal 7 , the conductor 8 runs in the direction of arrow 9 in the direction of the outer circumference of the pair of coils and from there to form a circular arc in the direction of arrow 10 as the top outermost conductor track to the corner point 11 and from there parallel to the coil pair mirror plane 5 back to the central crossing area up to via 12 . Beyond the carrier layer, the dashed line segment 13 extends up to the plated-through hole 14 , through which an electrically conductive connection to the top of the carrier layer takes place again. From the Durchkontaktie tion 14 , the conductor 15 runs in the direction of arrow 16 again to the circumferential region of the transmitter coil, from there in the direction of arrow 17 as the lower outermost conductor track in a circular arc to the corner point 18 and from there parallel to the coil pair mirror plane 5 in the direction of the arrow 19 back to the intersection area. In the intersection, the Lei terbahn 15 intersects vertically and without electrical contact, because on the top of the carrier layer, the conductor segment 13 running below the carrier layer and the conductor segments parallel to this up to the corner point 20 , from there in the direction of arrow 21 to the corner point 22 , then in the form of a circular arc as the top innermost conductor track to corner point 23 and from there in the direction of arrow 24 via corner point 25 to via 26 . From there, the conductor runs on the observer of the opposite side of the carrier layer for via 27 to form above the carrier layer as conductor 28 the beginning of the lower innermost conductor loop, which leaves the central crossing area in the direction of arrow 29 and in the direction of the arrow 30 returns to this, in order finally to run parallel to the conductor track 8 in the vicinity of the connection 7 , in order to thus begin the upper second outermost conductor loop. The end of the series-connected, oppositely running conductor loops is reached at connection 31 . The pair of coils can be connected to the signal evaluation unit via the connections 7 , 31 .

Durch die beschriebene Schaltung der Leiterschleifen werden Leiterschleifen, die gleich große, symmetrisch zur Spulen paar-Spiegelebene 5 angeordnete Flächen umfassen und die gegensinnig verlaufen, in Reihe geschaltet, was bezüglich des Ausgangssignals einer Differenzschaltung gleichsinnig ge wickelter, jeweils gleiche Flächen umfassender Leiterschlei fen entspricht. Durch die Zuordnung jeweils zueinander pas sender Leiterschleifen (z. B. obere äußerste Leiterschleifen 8 - untere äußerste Leiterschleife 15) kann das Entstehen von Störpotentialen in Magnetfeldern, die zur Spulenpaar-Spiegel ebene 5 symmetrisch sind, verhindert werden. Damit werden auch kapazitive Streuströme, die insbesondere zwischen eng benachbarten Leiterbahnen, zwischen denen eine Potential differenz besteht, entstehen könnten, wirksam verringert bzw. verhindert.Due to the described circuit of the conductor loops, conductor loops which comprise surfaces of the same size, arranged symmetrically to the coils pair-mirror plane 5 and which run in opposite directions, are connected in series, which corresponds to the output signal of a differential circuit in the same direction, corresponding to the same surfaces comprising conductor loops. The assignment of mutually matching conductor loops (e.g. upper outermost conductor loops 8 - lower outermost conductor loop 15 ) can prevent the occurrence of interference potentials in magnetic fields that are symmetrical to the coil pair mirror level 5 . Capacitive stray currents, which could arise in particular between closely adjacent conductor tracks between which there is a potential difference, are thus effectively reduced or prevented.

Fig. 3 zeigt eine Suchspulenanordnung 32, bei der fünf Spu lenpaare 33 bis 37 der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigten Art gegeneinander versetzt derart angeordnet sind, daß ihre Spu lenpaar-Spiegelebenen mit der Sendespulen-Spiegelebene 38 der langgestreckten, im wesentlichen rechteckigen Sendespule 39 zusammenfallen. Der seitliche Abstand zwischen den Spulen paaren ist im gezeigten Beispiel jeweils gleich, was nicht zwingend ist. Das Magnetfeld der Sendespule 39 ist im Bereich der Spulenpaare 33 bis 37 nicht homogen, zeigt aber, wie die Sendespule 39 selbst, eine Spiegelsymmetrie zur Sendespulen- Spiegelebene 38. Damit werden in symmetrisch zueinander ange ordneten Leiterschleifen eines Spulenpaares, die wegen der Symmetrie des Spulenfeldes spiegelsymmetrisch äquivalente Ma gnetfelder umfassen, gleiche Spannungen induziert, die sich durch die Differenzschaltung der einzelnen Leiterschleifen jeweils genau aufheben. Das Feld der Sendespule 39 induziert direkt somit in der Summe in keiner der Spulenpaare 33 bis 37 eine Spannung. Da diese Entkopplung durch die Geometrie der Anordnung (Größe und Form der Leiterschleifen, der Zuordnung zueinander, Form bzw. dadurch bedingt Magnetfeld der Sende spule) bewirkt wird, spricht man von mechanischer Entkopplung der aus Spulenpaaren bestehenden Empfängerspulenanordnung ge gen die Sendespule. Fig. 3 shows a search coil arrangement 32 , in which five pairs of coils 33 to 37 of the type shown in Fig. 1 and Fig. 2 are arranged offset from each other such that their coil pair pairs mirror planes with the transmitter coil mirror plane 38 of the elongated, in substantially rectangular transmitter coil 39 coincide. The lateral distance between the coils is the same in the example shown, which is not mandatory. The magnetic field of the transmitter coil 39 is not homogeneous in the area of the coil pairs 33 to 37 , but, like the transmitter coil 39 itself, shows a mirror symmetry to the transmitter coil mirror plane 38 . So that symmetrical to each other arranged conductor loops of a pair of coils, which because of the symmetry of the coil field include mirror-symmetrically equivalent magnetic fields, the same voltages are induced, which are canceled out by the differential connection of the individual conductor loops. The field of the transmitter coil 39 thus directly induces a total voltage in none of the coil pairs 33 to 37 . Since this decoupling is caused by the geometry of the arrangement (size and shape of the conductor loops, the assignment to one another, shape or, as a result, the magnetic field of the transmitting coil), one speaks of mechanical decoupling of the receiver coil arrangement consisting of coil pairs against the transmitting coil.

In Fig. 3 ist die Sendespule 39 als aus Draht gewickelte Spule ausgebildet, die von einem rechteckigen Spulenträger getragen wird. Die Spulenpaare 33 bis 37 sind jeweils auf separaten, elektrisch isolierenden Trägern angeordnet, die durch (nicht gezeigte), vorzugsweise aus elektrisch nicht leitendem Material bestehende Haltemittel mit dem Trägerele ment der Sendespule 39 verbunden sind. Bei anderen, nicht ge zeigten Ausführungsformen sind mehrere Spulenpaare auf einer gemeinsamen Trägerschicht angeordnet. Da wegen des Erforder nisses der mechanischen Entkopplung hohe Anforderungen an die Stabilität der Geometrie der Gesamtanordnung gestellt werden, sind die Sendespulen und die Spulenpaare der Empfängerspulen anordnung geometriestabil zueinander befestigt. Das gesamte in Fig. 3 gezeigte Suchspulenanordnungsfeld kann dazu bei spielsweise nach Art eines Sandwich zwischen stabile Träger elemente eingebaut werden, vorzugsweise unter Zwischenschal tung von Stoßdämpfungsmaterial.In Fig. 3, the transmitter coil 39 is formed as a coil wound from wire, which is carried by a rectangular coil support. The coil pairs 33 to 37 are each arranged on separate, electrically insulating carriers which are connected to the carrier element of the transmitter coil 39 by (not shown), preferably made of electrically non-conductive material, holding means. In other, not ge shown embodiments, several pairs of coils are arranged on a common carrier layer. Since, due to the requirement of mechanical decoupling, high demands are placed on the stability of the geometry of the overall arrangement, the transmitter coils and the coil pairs of the receiver coil arrangement are attached to one another in a geometry-stable manner. The entire search coil arrangement field shown in FIG. 3 can be installed for example in the manner of a sandwich between stable support elements, preferably with the interposition of shock absorbing material.

Ein Suchspulenanordnungsfeld der in Fig. 3 gezeigten Art kann insbesondere parallel zur Sendespulen-Spiegelebene weit aus gedehnt sein. Dadurch wird ein Suchspulenanordnungsfeld gro ßer Breite geschaffen, durch das bei Bewegung zum Beispiel in Richtung des Pfeils 40 Bereiche, die in ihrer Breite der Breite der Gesamtanordnung der Spulenpaare etwa entsprechen, abgesucht werden. Solche Suchspulenfeldanordnungen eignen sich daher insbesondere zum Absuchen großer Flächen innerhalb kurzer Zeiten. Die Dimensionen der Suchspulenanordnung können dabei der Suchaufgabe entsprechend variiert werden. Für Such aufgaben, bei denen diese Spulenanordnung nahe an dem zu durchsuchenden Bereich entlanggeführt werden kann, können schwache Magnetfelder ausreichen. In einem solchen Fall kann die Sendespule auch in der Technik der gedruckten Schaltungen auf einer isolierenden Trägerschicht ausgebracht sein. Sende spule und Empfängerspulenanordnung können auch auf einer ge meinsamen Trägerschicht in der Technik der gedruckten Schal tungen aufgebracht sein. Größere Reichweiten des Magnetfeldes der Sendespule können vorzugsweise durch gewickelte Sendespu len erreicht werden.A search coil arrangement field of the type shown in FIG. 3 can be extended in particular parallel to the transmitter coil mirror plane. As a result, a search coil arrangement field of great width is created, by means of which, when moving, for example in the direction of arrow 40, areas which approximately correspond in width to the width of the overall arrangement of the coil pairs are searched. Such search coil field arrangements are therefore particularly suitable for searching large areas within short times. The dimensions of the search coil arrangement can be varied according to the search task. Weak magnetic fields can be sufficient for search tasks in which this coil arrangement can be guided close to the area to be searched. In such a case, the transmitter coil can also be applied to an insulating carrier layer in the technology of printed circuits. Transmitter coil and receiver coil arrangement can also be applied to a common carrier layer in the technology of printed circuits. Larger ranges of the magnetic field of the transmitter coil can preferably be achieved by wound transmit coils.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Suchspulenanord nung, bei der innerhalb der quadratischen Sendespule 41 meh rere Spulenpaare teilweise gegeneinander versetzt und/oder teilweise gegeneinander verdreht angeordnet sind. Das Magnet feld der im wesentlichen quadratischen Sendespule 41 weist senkrecht zur parallel zur Papieroberfläche verlaufenden Sendespulenebene vier Sendespulen-Spiegelebenen 42 bis 45 auf, wobei auf den Sendespulen-Spiegelebenen schematisch ge zeichnete Spulenpaare mit ihren Spulenpaar-Spiegelebenen auf den Sendespulen-Spiegelebenen angeordnet sind. Im Zentrum der Sendespule, wo die zentrale Sendespulenachse durch die Schnittlinie der Sendespulen-Spiegelebene festgelegt ist, sind vier Spulenpaare um die Sendespulenachse jeweils um 45° gegeneinander verdreht angeordnet. Bei einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform sind auch die auf den Sendespulen- Spiegelebenen 43 und 45 liegenden Zwischenräume zwischen je weils vier benachbarten Spulenpaaranordnungen mit kleineren Spulenpaaren ausgefüllt. Am Beispiel der Ausführungsform in Fig. 4 wird deutlich, daß mit der mechanischen Entkopplung auch größere, ausgedehnte Flächen im wesentlichen flächenfül lend mit Spulenpaaren bestückt sein können, was bei relativer Bewegung einer Suchspulenanordnung eine großflächige, im we sentlichen lückenlose Suche erlaubt. Fig. 4 shows another embodiment of the search coil arrangement, in which several pairs of coils are partially offset from one another and / or are partially rotated relative to one another within the square transmitter coil 41 . The magnetic field of the substantially square transmitter coil 41 has four transmitter coil mirror planes 42 to 45 perpendicular to the transmitter coil plane running parallel to the paper surface, wherein schematically drawn coil pairs with their coil pair mirror planes are arranged on the transmitter coil mirror planes on the transmitter coil mirror planes. In the center of the transmitter coil, where the central transmitter coil axis is defined by the intersection of the transmitter coil mirror plane, four pairs of coils are each rotated by 45 ° relative to the transmitter coil axis. In another embodiment, not shown, the gaps lying on the transmitting coil mirror planes 43 and 45 between each four neighboring coil pair arrangements are filled with smaller coil pairs. Using the example of the embodiment in FIG. 4, it is clear that with the mechanical decoupling, even larger, extensive areas can be populated with coils in a substantially area-filling manner, which, with relative movement of a search coil arrangement, permits a large-area, essentially seamless search.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit einer kreisrunden, ge wickelten Sendespule 47, die zwei um 90° um die zentrale Sen despulenachse 48 verdrehte Suchspulen 49, 50 vom in Fig. 1 gezeigten Typ umfaßt. Bei der gezeigten Anordnung sind je weils mehrere gleichorientierte Spulenpaare übereinander in Form eines Multilayers angeordnet. Insbesondere sind Spulen paare aufweisende Trägerschichten aufeinander aufgeklebt. Die Wirkungsweise dieser sogenannten Orthogonalsonde wird anhand von Fig. 7 erklärt werden. Bei anderen Ausführungsformen sind Spulenpaare um von 90° abweichende Winkel gegeneinander um die zentrale Spulenachse verdreht. Bei Sendespulen mit rota tionssymmetrischem Magnetfeld sind beliebige Drehwinkel mög lich, da das Magnetfeld unendlich viele, die zentrale Spulen achse enthaltende Spiegelebenen aufweist. Fig. 5 shows an embodiment with a circular, ge-wound transmitter coil 47 , which comprises two 90 ° around the central Sen despulenachse 48 rotated search coils 49 , 50 of the type shown in Fig. 1. In the arrangement shown, several identical pairs of coils are arranged one above the other in the form of a multilayer. In particular, coil layers having pairs of coils are glued to one another. The mode of operation of this so-called orthogonal probe will be explained with reference to FIG. 7. In other embodiments, coil pairs are rotated relative to one another about the central coil axis by angles other than 90 °. In the case of transmitting coils with a rotationally symmetrical magnetic field, any angle of rotation is possible, since the magnetic field has an infinite number of mirror planes containing the central coil axis.

Bei der Suchspulenanordnung in Fig. 6 sind sieben identische, kreisrunde, gewickelte Sendespulen 52 bis 58 koplanar symme trisch zu einer senkrecht zur Papierebene ausgerichteten Ver bindungsebene 59 angeordnet. Die Suchspulen weisen identische Abstände zueinander auf. Sie erzeugen ein Gesamtmagnetfeld, das zur Verbindungsebene 59 spiegelsymmetrisch ist. Das Ge samtmagnetfeld ist auch zur Spulenfeld-Spiegelebene 60, die die Sendespule 55 halbiert, spiegelsymmetrisch.In the search coil system in Fig. 6 seven identical, circular, coiled transmission coils are arranged sym metrically 52 to 58 coplanar bond plane to a vertically oriented plane of the paper Ver 59th The search coils have identical distances from one another. They generate an overall magnetic field that is mirror-symmetrical to the connection plane 59 . The total magnetic field is also mirror-symmetrical to the coil field mirror plane 60 , which bisects the transmitter coil 55 .

Diese absolute Spiegelsymmetrie des Gesamtmagnetfeldes exi stiert beispielsweise am Ort der Sendespule 54 bzw. der in nerhalb dieser angeordneten, nach Art der Orthogonalsonde in Fig. 5 gegeneinander verdrehten Spulenpaaren 61 und 62 nicht. Jedoch hat die aus der Sendespule 54 und den Spulenpaaren 61, 62 bestehende Orthogonalsonde 63 symmetrisch angeordnete nächste Sendespulen 53, 55 und übernächste Sendespulen 52, 56. Sind die Sendespulen derart konfiguriert, daß ihr Magnet feld im Bereich drittnächster Nachbarn nur noch minimale, praktisch nicht zu induzierten Spannungen führende Beiträge liefern, so ist das wirksame Gesamtmagnetfeld zur lokalen Spiegelebene 64 durch die Orthogonalsonde 63 lokal spiegel symmetrisch. Damit ist insbesondere auch das Spulenpaar 62 der Orthogonalsonde 63 mechanisch voll entkoppelt.This absolute mirror symmetry of the total magnetic field does not exist, for example, at the location of the transmitter coil 54 or the coil pairs 61 and 62 arranged within it and twisted relative to one another in the manner of the orthogonal probe in FIG. 5. However, the orthogonal probe 63 consisting of the transmitter coil 54 and the coil pairs 61 , 62 has the next transmitter coils 53 , 55 arranged symmetrically and the transmitter coils 52 , 56 after that. If the transmitter coils are configured in such a way that their magnetic field in the area of third nearest neighbors only provide minimal, practically uninduced voltages, the effective total magnetic field is locally mirror symmetrical to the local mirror plane 64 through the orthogonal probe 63 . In particular, the coil pair 62 of the orthogonal probe 63 is thus fully mechanically decoupled.

Die mechanische Entkopplung ist selbstverständlich für alle Spulenpaare gegeben, die mit ihrer Spulenpaar-Spiegelebene in der Verbindungsebene 59, die gleichzeitig eine Spiegelebene des Gesamtmagnetfeldes ist, liegen, also beispielsweise auch das Spulenpaar 65, das der Orthogonalsonde 63 nach oben be nachbart ist. The mechanical decoupling is, of course, given for all coil pairs that lie with their coil pair mirror plane in the connection plane 59 , which is also a mirror plane of the total magnetic field, for example also the coil pair 65 that is adjacent to the orthogonal probe 63 .

Der Aufrechterhaltung der lokalen Symmetrie des Gesamtmagnet feldes dienen somit symmetrisch angeordneten Nachbar-Sende spulen, wobei die Symmetrie nur in dem Bereich gegeben sein muß, der etwa der wirksamen lateralen Reichweite des Magnet feldes einer Sendespule entspricht. Anders ausgedrückt: Bezogen auf den Bereich der Orthogonalsonde 63 und insbeson dere des Spulenpaares 62 dieser Orthogonalsonde kompensiert die äußere, leere Sendespule 52 den Magnetfeldbeitrag der zweitnächsten unteren Nachbar-Sendespule 56 völlig. Sende spulen, die zur lokalen Symmetrisierung des Gesamtmagnetfel des beitragen, werden auch als Kompensationsspulen bezeich net, wobei jeweils eine symmetrisch äquivalent angeordnete Sendespule eine Kompensationsspule darstellen.The maintenance of the local symmetry of the overall magnetic field thus serve symmetrically arranged neighboring transmission coils, the symmetry only having to exist in the area which corresponds approximately to the effective lateral range of the magnetic field of a transmission coil. In other words: in relation to the area of the orthogonal probe 63 and in particular the coil pair 62 of this orthogonal probe, the outer, empty transmitter coil 52 completely compensates for the magnetic field contribution of the second closest lower transmitter coil 56 . Transmitter coils that contribute to the local symmetrization of the total magnetic field are also referred to as compensation coils, each with a symmetrically equivalent transmitter coil representing a compensation coil.

Anhand von Fig. 7 kann die Funktionsweise einer Orthogonal sonde verdeutlicht werden, die in Bewegungsrichtung 66 über zwei metallische Gegenstände 67, 68 bzw. 69, 70 hinwegbewegt wird. Dabei entsprechen jeweils die oberen Kurven der Dia gramme der Ausgangsspannung der oberen Spulenpaare 71, 72 und die unteren Kurven den Ausgangsspannungen der unteren Spulenpaare 73, 74. Die unteren bzw. oberen Spulenpaare sind zur besseren Veranschaulichung voneinander weit getrennt ge zeichnet, die die Spulenpaare umfassende Sendespule ist nicht gezeigt. Die metallischen Gegenstände können als Quellen ma gnetischer Wechselfelder verstanden werden, die durch in den Gegenständen induzierte Wirbelströme erzeugt werden. Diese Magnetfelder durchdringen die Leiterschleifen der Spulenpaare und induzieren so in den Spulenpaaren die aufgezeichneten Spannungen.The functioning of an orthogonal probe, which is moved in the direction of movement 66 over two metallic objects 67 , 68 and 69 , 70, can be illustrated on the basis of FIG. 7. The upper curves of the diagrams correspond to the output voltage of the upper coil pairs 71 , 72 and the lower curves correspond to the output voltages of the lower coil pairs 73 , 74 . The lower and upper coil pairs are drawn ge far apart for better illustration, the transmitter coil comprising the coil pairs is not shown. The metallic objects can be understood as sources of alternating magnetic fields, which are generated by eddy currents induced in the objects. These magnetic fields penetrate the conductor loops of the coil pairs and thus induce the recorded voltages in the coil pairs.

Zunächst zum oberen Bild, in dem die obere Kurve 75 die Aus gangsspannung des Spulenpaares 71 anzeigt. Solange dieses Spulenpaar nicht im Bereich der Gegenstände 67, 68 ist, ist die Ausgangsspannung gleich Null (Bereich 76). Bei Fort schreiten in Richtung 66 dringt das Feld der Gegenstände 67, 68 zunächst vorwiegend durch die von den hinteren Leiter schleifen 77 umfaßte Fläche 78, wobei die von den vorderen Leiterschleifen 79 umfaßte Fläche 80 vom Magnetfeld nicht oder nur schwach durchdrungen wird und dementsprechend keine oder geringe Spannung liefert. Die Gesamtspannung des Spulen paares 71 erreicht einen maximalen relativen Wert 81. Bei weiterem Voranschreiten der Suchspulenanordnung liegen die Gegenstände 67, 68 schließlich symmetrisch auf der Spulen paar-Spiegelebene des oberen Spulenpaares 71, so daß die Ausgangsspannung im Bereich des Punktes 82 verschwindet. Hier kompensieren sich die in den jeweils zueinander in Dif ferenz geschalteten Leiterschleifen induzierten Spannungen völlig. Bei weiterem Voranschreiten induzieren schließlich die Wirbelströme in den Gegenständen 67, 68 vorwiegend in der vorderen Leiterschleife 79 Spannungen, die bis zu dem Maxi malwert 83 ansteigen, wobei nach vollständigem Überschreiten der Gegenstände durch das Spulenpaar die Ausgangsspannung auf Null zurückgeht.First to the upper picture, in which the upper curve 75 shows the output voltage from the coil pair 71 . As long as this pair of coils is not in the area of the objects 67 , 68 , the output voltage is zero (area 76 ). When advancing in the direction of 66 , the field of objects 67 , 68 initially penetrates predominantly through the area 78 encompassed by the rear conductor loops 77 , the area 80 encompassed by the front conductor loops 79 not being penetrated by the magnetic field, or being only weakly penetrated, and accordingly no or delivers low voltage. The total voltage of the coil pair 71 reaches a maximum relative value 81 . When the search coil arrangement continues to advance, the objects 67 , 68 finally lie symmetrically on the coil pair mirror plane of the upper coil pair 71 , so that the output voltage disappears in the region of the point 82 . Here, the voltages induced in the conductor loops connected to each other in a differential manner are completely compensated for. With further advancement finally the eddy currents in the objects 67 , 68 predominantly in the front conductor loop 79 induce voltages which rise up to the maximum value 83 , whereby after the objects have been completely exceeded by the pair of coils the output voltage drops to zero.

Ein anderes Verhalten zeigt das untere Spulenpaar 73, das im wesentlichen so über die Gegenstände 67, 68 geführt wird, daß der Gegenstand 67 vorwiegend in der linken Leiterschleife 84 und der Gegenstand 68 vorwiegend in den rechten Leiterschlei fen 85 Spannungen induzieren. Bei Gegenständen, die symme trisch zur parallel zur Bewegungsrichtung 66 verlaufenden Spulenpaar-Spiegelebene des Spulenpaares 73 angeordnet sind, sind die Absolutbeträge der in den beiden zu Paaren zusammen geschalteten Leiterschleifen induzierten Spannungen im we sentlichen gleich, so daß unabhängig vom Absolutwert dieser Einzelspannungen das Gesamt-Ausgangssignal, das durch die untere Kurve 86 dargestellt ist, im wesentlichen verschwin det, und zwar auch dann, wenn sich die Suchspulenanordnung oberhalb der Gegenstände befindet. Die kleinen Gesamtspan nungen im Bereich 87 der unteren Kurven sind auf kleine Ab weichungen von völlig symmetrischen Versuchsbedingungen zu rückzuführen, genauso wie die Unterschiede in den Absolut werten der maximalen Spannungen 81, 83 der oberen Kurve 75.Another behavior shows the lower pair of coils 73 , which is essentially guided over the objects 67 , 68 in such a way that the object 67 induces 85 voltages predominantly in the left conductor loop 84 and the object 68 predominantly in the right conductor loops. In the case of objects which are arranged symmetrically to the coil pair mirror plane of the coil pair 73 which runs parallel to the direction of movement 66 , the absolute amounts of the voltages induced in the two conductor loops connected together in pairs are essentially the same, so that, regardless of the absolute value of these individual voltages, the total Output signal, which is represented by the lower curve 86 , substantially disappear, even when the search coil arrangement is above the objects. The small total voltages in the area 87 of the lower curves are due to small deviations from completely symmetrical test conditions, as are the differences in the absolute values of the maximum voltages 81 , 83 of the upper curve 75 .

Die Spannungskurven des unteren Diagramms entstehen sinnge mäß. Bemerkenswert ist hier insbesondere der Gesamtspannungs verlauf 86 des unteren Spulenpaares 74, der im Überschrei tungsbereich über die Gegenstände 69, 70, also im Bereich 88 der Kurve, nur positive Gesamt-Ausgangssignalspannungen an zeigt. Daraus ist unmittelbar zu entnehmen, daß das Suchob jekt sich während des gesamten Überschreitens durch die Such spulenanordnung immer überwiegend auf einer Seite der Spulen paar-Spiegelebene des unteren Spulenpaares 74 befindet, hier beispielsweise unterhalb der von den linken Leiterschleifen 89 umfaßten Fläche 90. Das Plateau 91 in der oberen Kurve 92 gibt einen Hinweis darauf, daß das Suchobjekt bzw. die Such objekte in Bewegungsrichtung gesehen ein langgestrecktes Ge samtmagnetfeld erzeugen. In Richtung der Verbindungslinie zwischen den Suchobjekten 67, 68 bzw. 69, 70 langgestreckte Gegenstände würden prinzipiell ähnliche Kurvenverläufe er zeugen, die sich jedoch in Details, wie zum Beispiel in dem Auftreten feinerer Strukturen in den Gesamtsignalkurven (siehe z. B. Bereich 93) von Kurven voneinander getrennter Gegenstände unterscheiden können.The voltage curves in the diagram below are created accordingly. Particularly noteworthy here is the total voltage curve 86 of the lower pair of coils 74 , which only shows positive total output signal voltages in the area of overriding via the objects 69 , 70 , that is to say in the area 88 of the curve. From this it can be seen immediately that the search object is always predominantly on one side of the coils pair-mirror plane of the lower pair of coils 74 , for example below the area 90 encompassed by the left conductor loops 89 , during the entire crossing through the search coil arrangement. The plateau 91 in the upper curve 92 gives an indication that the search object or the search objects seen in the direction of movement generate an elongated total magnetic field Ge. In the direction of the connecting line between the search objects 67 , 68 or 69 , 70, elongated objects would in principle produce similar curve profiles, but these would be reflected in details, such as the appearance of finer structures in the overall signal curves (see, for example, area 93 ) can distinguish from curves of separate objects.

Aus dem dargestellten einfachen Beispiel wird deutlich, daß erfindungsgemäße Suchspulenanordnungen, insbesondere auch eine Orthogonalsonde, über die Verläufe der Gesamtspannungen der einzelnen Spulenpaare sehr detaillierte Informationen über Lage und Ausrichtung von Suchobjekten relativ zur (be wegten) Suchspulenanordnung ermöglichen. Dies kann durch geeignete Auswerteverfahren die Identifizierbarkeit von Such objekten in bemerkenswerter Weise erhöhen. Zusammen mit der mit der Suchspulenanordnung ohne Probleme möglichen Suche über mehrere, insbesondere zwei verschiedene, Frequenzen des Suchspulenfeldes ist eine Suchspulenanordnung geschaffen, die Ortung und Identifizierung von Suchgegenständen schnell und genau ermöglicht. Die Möglichkeit der Anordnung hoch auflö sender Suchspulen zu ausgedehnten Spulenfeldern erlaubt ins besondere lückenlose Durchsuchung großer Bereiche in kurzen Zeiten. Dies ist insbesondere im Bereich der Altlastensanie rung und der Minensuche von unschätzbarem Wert.From the simple example shown it is clear that search coil arrangements according to the invention, in particular also an orthogonal probe, on the course of the total voltages of the individual coil pairs very detailed information about the location and orientation of search objects relative to (be enable) search coil arrangement. This can be done by suitable evaluation methods the identifiability of search objects in a remarkable way. Together with the Search possible with the search coil arrangement without any problems over several, in particular two different, frequencies of Search coil field, a search coil arrangement is created that Locating and identifying search objects quickly and enables exactly. The possibility of arranging high resolution Search coils to extended coil fields allowed ins special seamless search of large areas in short Times. This is especially true in the area of contaminated sanie mining and mine search is invaluable.

Claims

1. Search coil arrangement for an inductive search device

- With at least one transmitter coil ( 39 ; 41 ; 47 ; 52-58 ) for generating a variable magnetic field,
at least one in the region of the magnetic field, the receiver coil arrangement has a plurality of turns,
- whose turns form several pairs of coils ( 1 ; 33-37 ; 49 , 50 ; 61 , 62 , 65 ; 71-74 ),
- which are offset from one another and / or rotated
- Wherein a pair of coils a plurality of series-connected pairs of connected in different ge and with respect to the induced by the magnetic field of the transmitter coil in them same individual conductor loops ( 8 , 15 , 28 ).

2. Search coil arrangement according to claim 1, characterized in that the individual conductor loops ( 8 , 15 ) of a pair comprise essentially the same surfaces ( 3 , 4 ; 78 , 80 , 90 ) and mirror-symmetrical to a separating the surfaces with a mirror plane ( 38 ; 42-45 ; 59 , 60 , 64 ) of coils coinciding with the magnetic field pair-mirror plane ( 5 ) are arranged, in particular that the pair of coils ( 1 ; 33-37 ; 49 , 50 ; 61 , 62 , 65 ; 71-74 ) has a shape symmetrical to the coil pair mirror plane ( 5 ), preferably the shape of a double D with the coil pair mirror plane parallel to the back of the D.

3. Search coil arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver coil arrangement is constructed in the technology of printed circuits and has at least one, preferably several, one above the other, arranged on support layers made of electrically insulating material, on which the windings in the form of conductor track groups ( 2nd ) of adjacent conductor tracks ( 8 , 15 , 28 ) made of electrically conductive mate rial are applied.

4. Search coil arrangement according to one of the preceding An sayings, characterized in that in the area of Emp catcher coil arrangement at least one shield which is preferably classified as a variety narrow conductor tracks, with a reference spo potential electrically conductive connectable metallic Covering on an electrically insulating carrier layer is trained.

5. Search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver spool lenanordnung areal, preferably flat, is formed and the transmitter coil ( 39 ; 41 ; 47 ; 52-58 ) is preferably arranged substantially coplanar with the receiver coil arrangement.

6. Search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter coil ( 39 ; 41 ; 47 ; 52-58 ) is designed as a flat coil wound with wire, the wire being preferably suitable for high current.

7. search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that only one transmitter coil ( 39 ) is provided which has a transmitter coil mirror plane in which the coil pairs ( 33-37 ) offset from one another with the coil pair mirror planes in the transmitter coils -Mirror level are arranged.

8. Search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that only one transmitter coil ( 41 ; 47 ) is provided which has a plurality of transmitter coil mirror planes ( 42-45 ) containing a central sensor coil, in particular that the transmitter coil is circular , and that the coil pairs are offset from one another and / or rotated with the coil pair mirror planes in the transmitter coil mirror planes.

9. search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a circular transmitting coil ( 47 ) and two 90 ° around the central transmitting coil axis ( 48 ) against each other twisted pairs of coils ( 49 , 50 ) are provided, in particular by the Sen despule are included.

10. Search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of mutually offset transmitter coils ( 52-58 ) is hen, the magnetic fields of which at least partially overlap to form an overall magnetic field, and that a plurality of pairs of coils ( 61 , 62 , 65 ) are arranged in the overall magnetic field such that the coil pair mirror planes are arranged in planes ( 59 , 60 , 64 ) to which the overall magnetic field is locally essentially mirror-symmetrical.

11. Search coil arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of smooth, in particular circular transmission coils ( 52-58 ) are arranged at equal distances from one another along a straight line ( 59 ), with inner transmission coils ( 54-56 ) each comprise two pairs of coils ( 61 , 62 ) rotated relative to one another by 90 ° about the coil axis, one coil pair pair of mirror planes containing the connecting straight line ( 59 ), and outer transmitter coils ( 52 , 58 ) are provided, which may include a pair of coils, the coil pair -Mirror level contains the straight line.

12. Search coil arrangement according to one of the preceding An sayings, characterized in that at least one Spu lenpaar is provided at a distance above and / or below the receiver coil arrangement is arranged, preferably above and / or below an identical, in particular identically aligned Pair of coils.

13. Search coil arrangement according to one of the preceding An sayings, characterized in that the transmitter coil and the coil pairs of the receiver coil arrangement geometry stable on or in a warp resistant, preferably support element equipped with shock absorbing means are ordered.