DE941212C

DE941212C - Elektromagnetisches Metallsuchgeraet mit Entkopplungseinrichtung fuer die Sende- und Empfangsspule

Info

Publication number: DE941212C
Application number: DET6963A
Authority: DE
Inventors: Gustav Otto
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-11-12
Filing date: 1952-11-12
Publication date: 1956-04-05

Description

Elektromagnetisches Metallsuchgerät mit Entkopplungseinrichtung für die Sende- und Empfangs spule Gegenstand des Hauptpatents ist ein elektromagnetisches- Metallsuchgerät zur Feststellung kleiner metallischer Fremdkörper in einer nichtmetallischen Umgebung, insbesondere Nagelsuchgerät für Autoreifen, das nach dem Gegeninduktivitätsverfahren arbeitet und voneinander entkoppelte Sende- und Empfangsspulen enthält, welche rechteckig ausgebildet und auf einem gemeinsamen Spulenkörper derart angeordnet sind, daß ihre Achsen aufeinander senkrecht stehen.
Im Hauptpatent ist bereits auf die große Bedeutung der völligen Entkopplung der Sende- und Empfangsspulen hingewiesen worden. Um Symmetriefehler, die beim Spulenaufbau unterlaufen sind, auszugleichen, wird im Hauptpatent vorgeschlagen, die durch eine zwischen Sende- und Empfangsspule vorhandene Restkopplung auf die Empfangsspule übertragene Wechselspannung durch eine Gegenspannung gleicher Größe aufzuheben.
Hierzu sind außerhalb der Spulenanordnung wei- tere Bauteile, wie kleine Hilfsspulen, die vorzugsweise als Klappspulen ausgebildet sind, erforderlich, welche den Aufbau des Gerätes erschweren und verteuern. Die Erfindung hat zum Ziel, diese Entkopplung auf einfachere, zuverlässigere und billigere Weise zu erreichen.
Es ist bereits bekannt, in einem Metallsuchgerät einen übertrager zu verwenden, dessen Sekundärwicklung aus zwei gegeneinander geschalteten Spulen gleicher Größe besteht. Damit läßt sich die gewünschte Entkopplung aber nur dann erzielen, wenn diese beiden Spulen völlig gleichwertig sind, und dies läßt sich mit den üblichen Fertigungsverfahren nicht mit der hier erforderlichen Genauigkeit erreichen. Es bedarf vielmehr hierzu zusätzlicher Maßnahmen, die im folgenden angegeben werden.
Gemäß der Erfindung wird in einem elektromagnetischen Metallsuchgerät nach dem Hauptpatent die Empfangsspule in an sich bekannter Weise aus zwei vorzugsweise gleich großen und symmetrisch angeordneten, gegeneinander geschalteten Teilspulen zusammengesetzt, die mit je einem Ende unmittelbar miteinander verbunden sind, während die beiden anderen Enden über einen zum Zwecke der Einstellung des Entkopplungsgrades veränderbaren Wirk- oder Blindwiderstand miteinander verbunden sind.
Der die beiden Teilspulen verbindende Wirk-oder Blindwiderstand kann z. B. ein Potentiometer, ein Differentialkondensator oder ein einstellbarer Gegentakttransformator sein. Mit diesen Schaltmitteln kann somit die Gesamtspannung (Restspannung) bei Fehlen eines Fremdkörpers auf ein Minimum eingestellt werden, wodurch der geforderte Entkopplungsgrad erzielt wird. Das Verhältnis der Widerstände ist durch das Verhältnis der in beiden Teilspulen erzeugten Spannungen bestimmt. Zur Begrenzung des Regelbereiches ist eine Aufteilung der Schaltmittel zweckmäßig, wie es für Wirkwiderstände beispielsweise in Abb. 2 dargestellt ist. Zum Ausgleich, von Störkopplungen kann einem der beiden Teilwiderstände ein Blindwiderstand beigegeben werden (z. B. einstellbarer Kondensator 5 in Abb. 2).
In der Zeichnung ist eine Spulenanordnung für das Metallsuchgerät nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Abb. I zeigt den Spulenkörper mit der Sendespule I und der zweiteiligen Empfangsspule 2 und 2a im Schnitt. Der Spulenkörper ist aus formbeständigem Kunststoff, aus Keramik od. dgl. hergestellt. Bei Verwendung eines keramischen Spulenkörpers können die Wicklungen der drei Spulen mit Hilfe eines keramischen Bindemittels auf den Spulenkörper festgebrannt werden, um eine besonders hohe Lagebeständigkeit der einzelnen Windungen zu erzielen. Der Spulenkörper kann auch aus gerilltem Preßmaterial hergestellt sein, auf dem die Wicklungen der drei Spulen mit Hilfe eines auszuhärtenden Bindemittels formbeständig festgelegt werden. Die dargestellten Kurven geben die in Polarkoordinaten aufgetragenen Ausschläge des Indikators (Meßinstrumentes) für zwei verschiedene Empfindlichkeiten der Gesamtanordnung wieder.
Die Kurven sind dadurch gewonnen, daß ein Fremdkörper aus Eisen oder einem anderen Metall um die Spulen herumbewegt worden ist. Wird die Entkopplung nicht auf Null eingestellt, sondern auf einen geringen Restwert, so lassen sich einseitig gerichtete Empfindlichkeitsdiagramme einstellen, wie dies in Abb. I gestrichelt därgestellt ist. Dadurch ist man in der Lage, je nach Verwendungszweck des Gerätes ein passendes Empfindlichkeitsdiagramm der Suchspulen zu erzeugen.
Abb. 2 ist ein Schaltbild für die neue Spulenanordnung.
Im Gegensatz zu der Empfangsspule beim Gegenstand des Hauptpatentes ist hier die Empfangsspule in zwei Teilspulen 2, 2a aufgeteilt. Die Teilspulen sind über Widerstände 4 und 6 sowie einen einstellbaren Kondensator 5 und ein Potentiometer 3 gegeneinander geschaltet. Der einstellbare Kondensator (Trimmer) 5 kann auch parallel zu dem Teilwiderstand 6 liegen. Die Widerstände 4 und 6 sind hochohmige Widerstände von beispielsweise Ioooo Obm, während der einstellbare Parallelkondensator 5 nur eine verhältnismäßig kleine Kapazität von etwa 10 pF hat. Das Potentiometer 3 ist im allgemeinen im Verhältnis zu den Widerständen 4 und 6 niederohmig. Mit Hilfe des Potentiometers 3 wird auf vollkommene Entkopplung eingestellt.
Mit der Spulenanordnung nach dem Hauptpatent sind Entkopplungsfaktoren von Ios bis io4 zu erreichen, während mit der neuen Spulenanordnung Entkopplungsfaktoren von Io5 und mehr zu erzielen sind.
Um das Anzeigeinstrument vor tberlastung, z. B. bei der Auffindung sehr großer Metallmengen, zu schützen, ist im Anpassungskreis für das Instrument ein Richtleiter in Seriesmit einem Widerstand parallel zu dem Anodenkreis des Resonanzkreises (Schwingkreis) des Verstärkers geschaltet.
Der Richtleiter muß so dimensioniert und gepolt sein, daß nur die im Indikatorkreis benutzte Halbwelle geschwächt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Elektromagnetisches Metallsuchgerät zur Feststellung kleiner metallischer Fremdkörper in einer nichtmetallischen Umgebung, insbesondere Nagelsuchgerät für Autoreifen, das nach dem Gegeninduktivitätsverfahren arbeitet und voneinander entkoppelte Sende- und Empfangsspulen enthält, welche rechteckig ausgebildet und auf einem gemeinsamen Spulenkörper derart angeordnet sind, daß ihre Achsen aufeine ander senkrecht stehen, gemäß Patent 937 480, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs spule in an sich bekannter Weise aus zwei vorzugsweise gleich großen und symmetrisch angeordneten, gegeneinander geschalteten Teilspulen (2, 2a) besteht, die mit je einem Ende unmittel- bar miteinander verbunden sind, während die beiden anderen Enden über einen zum Zwecke der Einstellung des Entkopplungsgrades veränderbaren Wirk- oder Blindwiderstand miteinander verbunden sind.
2. Metallsuchgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand ein Ohmscher Spannungsteiler ist.
3. Metallsuchgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Spannungsteiler aus einem Potentiometer (3) und beiderseits desselben angeschlossenen festen Widerständen (4, 6) höherer Ohmzahl besteht.
4. Metallsuchgerät nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte des Spannungsteilers mit einem regelbaren Blindwiderstand, insbesondere einem Kondensator (5), überbrückt ist.
5. Metallsuchgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und die zweiteilig Empfangsspule auf einen gemeinsamen keramischen Spulenkörper mittels eines keramischen Bindemittels aufgebrannt sind.
6. Metallsuchgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und die zweiteilige Empfangsspule auf einem gemeinsamen, gerillten Isolierkörper mittels eines aushärtenden Bindemittels formbeständig festgelegt sind Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 645 902; USA.-Patentschriften Nr. 2489 920, 2 502626.