DE965792C

DE965792C - Electromagnetic metal detector

Info

Publication number: DE965792C
Application number: DET10576A
Authority: DE
Inventors: Gustav Otto
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1955-02-15
Filing date: 1955-02-15
Publication date: 1957-06-19

Description

Elektromagnetisches Metallsuchgerät Es ist bereits ein elektromagnetisches Metallsuchgerät zur Feststellung kleiner metallischer Fremdkörper in einer nichtmetallischen Umgebung, insbesondere Nagelsuchgerät für Autoreifen, vorgeschlagen worden, das nach dem Gegeninduktivitätsverfahren arbeitet und voneinander entkoppelte Sende- und Empfangsspulen enthält, die rechteckig ausgebildet und auf einem gemeinsamen Spulenkörper derart angeordnet sind, daß ihre Achsen aufeinander senkrecht stehen (deutsche Patentschrift 937 480).Electromagnetic metal detector It is already an electromagnetic one Metal detector for the detection of small metallic foreign bodies in a non-metallic one Environment, in particular nail finder for car tires, has been proposed that works according to the mutual inductance method and decoupled transmission and contains receiving coils, which are rectangular and on a common Bobbins are arranged such that their axes are perpendicular to each other (German patent specification 937 480).

Es ist auch bereits torgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 941 212), in einem solchen Metallsuchgerät die Empfangsspule aus zwei vorzugsweise gleich großen und symmetrisch angeordneten gegeneinandergeschalteten Teilspulen zusa.mlmenzusetzen, die mit je einem Ende unmittelbar verbunden sind, während die beiden anderen Enden über einen zum Zwecke der Einstellung des Entkopplungsgrades veränderbaren Wirk- oder Blindwiderstand miteinander verbunden sind. It has also already been defeated (German patent specification 941 212), in such a metal detector the receiving coil preferably consists of two equally large and symmetrically arranged counter-connected partial coils put together, each of which is directly connected to one end, while the two other ends via one for the purpose of setting the degree of decoupling changeable real or reactive resistance are connected to each other.

Eine Spulenanordnung der angegebenen Art hat ein vierblättriges Empfindlichkeitsdiagramm. Dieses wird in der Weise aufgenommen, daß man einen kleinen Eisenkörper auf einem Kreis um die Längsachse der Spulenanordnung herumführt und die da- bei auftretenden Ausschläge des Anzeigeinstrumentes des Metallsuchgerätes in einem Polarkoordina,tensystem aufträgt. Bei einem Spulenkörper mit quadratischem Querschnitt liegen die Empfindlichkeitsmaxima in den Richtungen der Diagonalen dieses Querschnitts. Wenn man die Sende- und die Empfangsspule nicht völlig entkoppelt, sondern eine geringe Restkopplung bestehen läßt, kann man das Empfindlichkeitsdiagramm verzerren. und die Empfindlichkeitsmaxima in der einen diagonalen Richtung etwas größer machen abs in der anderen.. Bei der Benutzung eines Metallsuchgerätes, mit dem man. nicht nur die Anwesenheit, sondern auch den Ort eines kleinen metallischen Fremdkörpers feststellen möchte, nutzt man praktisch nur die Empfindlichkeit des Gerätes in einer einzigen Richtung aus, während die Anzeigeempfindlichkeit in den übrigen Richtungen nicht nur entbehrlich ist, .sondern unter Umständen sogar Störungen durch Metallkörper, die sich in der weiteren Umgebung befinden, z. B. bei einem Nagelsuchgerät für Autoreifen durch die Karosserie, herbeiführen und -die Meßergebnisse beeinträchtigen kann. Es ist deshalb Zweck der im folgenden beschriebenen Erfindung, die Empfindlichkeit des Metallsuchgerätes außerhalb der Suchrichtung herabzusetzen. A coil arrangement of the type indicated has a four-leaf sensitivity diagram. This is recorded in such a way that you put a small iron body on top of one Circle around the longitudinal axis of the coil arrangement and the at occurring deflections of the display instrument of the metal detector in a polar coordinate system applies. In the case of a coil body with a square cross-section, the sensitivity maxima are in the directions of the diagonals of this cross-section. If you have the broadcast and the The receiving coil is not completely decoupled, there is a slight residual coupling one can distort the sensitivity diagram. and the sensitivity maxima in one diagonal direction make abs slightly larger in the other .. in the Use of a metal detector with which one. not just the presence, but also want to determine the location of a small metallic foreign body, one uses practically only the sensitivity of the device in a single direction while the display sensitivity in the other directions is not only dispensable, .but under certain circumstances even interference from metal bodies, which can be found in the further Environment, z. B. in a nail finder for car tires through the body, cause and affect the measurement results. It is therefore the purpose of In the invention described below, the sensitivity of the metal detector decrease outside the search direction.

Gemäß der Erfindung wird die Empfangsspule eines Metallsuchgerätes, das nach dem Gegeninduktivitätsverfahren arbeitet und voneinander entkoppelte Sende- und Empfangsspulen enthält, die rechteckig ausgebildet und auf einem gemeinsamen Spulenträger derartig angeordnet sind, daß ihre Adisen aufeinander senkrecht stehen, aus zwei gegeneinandergeschalteten Teilwicklungen zusammengesetzt, deren Wicklungsaclisen entweder um eine kleine Strecke parallel zueinander verschoben sind oder miteinander einen stumpfen Winkel einschließen. Dadurch wird erreicht, daß das Empfindlichkeitsdiagramm außer zwei entgegengesetzt gerichteten Hauptzipfeln nur noch schwächere Nebenzipfel enthält, die nicht mehr zu Störungen Anlaß geben. According to the invention, the receiving coil of a metal detector, which works according to the mutual inductance method and decoupled transmission and contains receiving coils, which are rectangular and on a common Coil carriers are arranged in such a way that their adises are perpendicular to one another, composed of two counter-connected partial windings, their winding aclise are either shifted a small distance parallel to each other or with each other include an obtuse angle. This ensures that the sensitivity diagram apart from two oppositely directed main lobes only weaker secondary lobes contains which no longer give rise to disturbances.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Spulenanordnung Der Spulenträger 1 hat einen Querschnitt, den man sich dadurch entstanden denken kann, daß ein Quadrat längs einer Symmetrielinie x-x, welche zu zwei Seiten parallel verläuft, durchgeschnitten wird und die beiden Hälften längs dieser Symmetrielinie um eine Strecke y gegeneinander verschoben werden. Auf diese Weise werden an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Spulenträgers Stufen gebildet, auf denen je eine Teilwicklung E. und E2 der Empfangsspule aufgebracht wird. Die Teilwicklungen können in Reihe oder parallel geschaltet werden; die Reihenschaltung ergibt eine geringere Empfindlichkeit gegen Metallmassen, die sich in einem größeren Abstand von der Spulenanordnung befinden, und ist deshalb für Nahsuchgeräte vorzuziehen. Die Sendespule S wird um 90° versetzt auf demselben Spulenträger angeordnet, um sie von der Empfangsspule geometrisch zu entkoppeln. Anfang und Ende der einzelnen Wickiungen sind mit a, und e bezeichnet. In the drawing are preferred embodiments of the invention shown. Fig. 1 shows a cross section through a coil arrangement The coil carrier 1 has a cross-section that can be imagined as a square cut through along a line of symmetry x-x, which runs parallel on two sides is and the two halves along this line of symmetry by a distance y against each other be moved. In this way, on two opposite side surfaces formed of the coil support stages, on each of which a partial winding E. and E2 of the Receiving coil is applied. The partial windings can be in series or in parallel be switched; the series connection results in a lower sensitivity to Metal masses that are at a greater distance from the coil arrangement, and is therefore preferable for near-search devices. The transmitter coil S is offset by 90 ° arranged on the same bobbin to make them geometrically different from the receiving coil to decouple. The beginning and end of the individual windings are marked with a and e.

Die Schaltung dieser Spulen ist au Abb. 2 ersichtlich. Die Sendespule S istan den Schein gungserzeuger-2 angeschlossen, der vorzugsweise eine tonfrequente Wechselspannung liefert, während die Teilwicklungen E1 und E2 der Empfangsspule in bezug auf Erde (Masse) gegeneinandergeschaltet und ihre nicht an Erde (Masse) liegenden Enden durch einen Ohmschen Spannungsteiler 3 miteinander verbunden sind. Vom Abgriff 4 des Spannungsteilers wird die einem Spannungszeiger 5, in der Regel über einen Verstärker, zuzuführende Spannung abgenommen. Es ist leicht zu übersehen, daß diese Anordnung eine Brückenschaltung ist, in deren einer Diagonale der Span-.nungszeiger liegt. Das Brückengleichgewicht wird mittels des Spannungsteilers 3 eingestellt, so daß der Spannungszeiger 5 nicht ausschlägt, wenn sich kein Metallkörper in der Nähe der Spulenanordnung befindet. Die Kondensatoren 6, 7, von denen wenigstens einer einstellbar ist, dienen zum AS gleich der in der Brückenschaltung vorhandenen Blindwiderstände. The circuit of these coils is shown in Fig. 2. The transmitter coil S is connected to the bill generation generator-2, which is preferably an audio frequency AC voltage supplies, while the partial windings E1 and E2 of the receiving coil connected to each other with respect to earth (mass) and their not connected to earth (mass) lying ends are connected to one another by an ohmic voltage divider 3. From the tap 4 of the voltage divider, a voltage pointer 5, as a rule via an amplifier, the voltage to be supplied is removed. It's easy to miss that this arrangement is a bridge circuit, in one diagonal of which the span lies. The bridge equilibrium is set by means of the voltage divider 3, so that the voltage pointer 5 does not deflect if there is no metal body in the Near the coil assembly. The capacitors 6, 7 of which at least one can be set, are used for the AS in the same way as those in the bridge circuit Reactances.

Infolge der Versetzung der Wicklungsachsen der Teilwicklungen E1 und E2 um die Strecke y hat das Empfindlichkeitsdiagramm das in Abb. 3 angedeutete Aussehen. Außer den Hauptzipfeln 8 sind nur schwachere Nebenzipfel 9 vorhanden. Die Hauptzipfel sind im allgemeinen nicht um genau I80° gegeneinander versetzt, jedoch ist dies für den Gebrauch des gerätes ohne Bedeutung. As a result of the offset of the winding axes of the partial windings E1 and E2 by the distance y, the sensitivity diagram has the one indicated in Fig. 3 Appearance. Apart from the main lobes 8, only weaker secondary lobes 9 are present. The main lobes are generally not offset from one another by exactly 180 °, however, this is irrelevant for the use of the device.

Die gleiche Wirkung wie eine Parallelverschiebung der Wicklungsachsen hat eine geringe Neigung derselben gegeneinander. Eine solche Spulenanordnung ist in Abb 4 im Querschnitt dargestellt. The same effect as a parallel shift of the winding axes has a slight tendency towards one another. One such coil arrangement is shown in cross-section in Fig. 4.

Der Querschnitt hat im wesentlichen wieder die Grundform eines Quadrats, jedoch sind zwei gegenüberliegende Seiten im gleichen Sinne geknickt, -so daß die Wicklungsachsen der beiden Teilwicklungen Er und E2 nicht in ihrer gegenseitigen Verlängerung liegen, sondern einen stumpfen Winkel miteinander einschließen.The cross-section essentially has the basic shape of a square again, however, two opposite sides are bent in the same way, so that the The winding axes of the two partial windings Er and E2 are not mutually exclusive Extension lie, but include an obtuse angle with each other.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Electromagnetic metal detector, which after the mutual inductance process works and decoupled transmission and Receiving coils contains which are rectangular and on a common coil carrier are arranged in such a way that their axes are perpendicular to one another, characterized in that that the receiving coil consists of two counter-connected partial windings (E1 and E2), whose winding axes either move a small distance (y) are shifted parallel to each other or form an obtuse angle (z) with each other.

2. Metal detector according to claim I, characterized in that the Coil carrier (i) as a cross-section of a square with halves displaced against one another has and on the broken NEN side surfaces the two partial windings the receiving coil are applied, while the transmitting coil (S) over the smooth Side surfaces is wound (Fig. I).

3. Metailsuchgerät according to claim I, characterized in that the Coil carrier has a square as a cross-section, with two opposite sides are kinked and on the kinked side surfaces the two partial windings of the Receiving coil are applied, while the transmitting coil (S) over the smooth side surfaces is wound (Fig. 4).