EP1537443A1 - Detector and method for the production of a detector - Google Patents
Detector and method for the production of a detectorInfo
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- EP1537443A1 EP1537443A1 EP03735307A EP03735307A EP1537443A1 EP 1537443 A1 EP1537443 A1 EP 1537443A1 EP 03735307 A EP03735307 A EP 03735307A EP 03735307 A EP03735307 A EP 03735307A EP 1537443 A1 EP1537443 A1 EP 1537443A1
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Abstract
The invention relates to a detector, especially a handheld detector, used to detect inclusions in walls, ceilings and/or floors, consisting of at least one capacitative sensor device surrounded by a housing, with means for producing a detection signal of said capacitative sensor device, in addition to a control and evaluation unit connected to the sensor device for determining measuring values from the detection signal. According to the invention, at least one measuring capacitor (16) of the capacitative sensor device (12) comprises a first electrode (24) which has a section (32) which is parallel to a wall (10) of the housing and which is pressed flat against an inner side of a wall (10) of the housing.
Description
Ortungsgerät sowie Verfahren zur Herstellung eines OrtungsgerätesLocating device and method for producing a locating device
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Ortungsgerät, insbesondere ein handgehaltenes Ortungsgerät, zur Detektion von Einschlüssen, vorzugsweise in Wänden, Decken und/oder Böden mit Hilfe einer kapazitiven Sensorvorrichtung, die es ermöglicht, Impedanzunterschiede eines Mess-Signals zu detektieren und Rückschlüsse auf die die Impedanzunterschiede generierenden, verborgenen Objekte bzw. Einschlüsse zu ziehen.The invention relates to a locating device, in particular a hand-held locating device, for the detection of inclusions, preferably in walls, ceilings and / or floors with the aid of a capacitive sensor device, which makes it possible to detect impedance differences of a measurement signal and to draw conclusions about the generating the impedance differences. to draw hidden objects or inclusions.
Zur Ortung von Einschlüssen in einem Wandmaterial werden derzeit im Wesentlichen zwei verschiedene Messmethoden eingesetzt. Die induktiven Verfahren, die eine erste Familie von Ortungsgeräten begründen, nutzen den physikalischen Effekt aus, dass das Einbringen metallischer Objekte in magnetische Wechselfelder den Verlauf der magnetischen Feldlinien beeinflusst. Dieser Einfluss von metallischen Objekten schlägt sich beispielsweise im Betrag der Impedanz einer Spule nieder, welche ein derartiges magnetisches Wechselfeld erzeugt.Two different measurement methods are currently used to locate inclusions in a wall material. The inductive processes that create a first family of locating devices take advantage of the physical effect that the introduction of metallic objects into alternating magnetic fields influences the course of the magnetic field lines. This influence of metallic objects is reflected, for example, in the amount of the impedance of a coil that generates such an alternating magnetic field.
Eine zweite Klasse von Ortungssensoren bzw. Ortungsgeräten nutzt kapazitive Verfahren zur Detektion eingeschlossener Objekte. Solche kapazitiven Verfahren werden derzeit beispielsweise zur Suche nach Unterkonstruktionen, Stützbalken und vergleichbaren Wandeinschlüssen in Leichtbauten eingesetzt. Herzstück eines solchen kapazitiven Sensors bzw. eines derartigen Ortungsgerätes bildet ein Kondensatorelement, welches ein Messfeld erzeugt. Das dem kapazitiven Verfahren zu Grunde liegende Messprinzip beruht auf der Beeinflussung der Impedanz des Messkondensators durch das ihn umgebende dielelektrische Medium. Das Vorhandensein eines Objektes bzw. eines Einschlusses mit abweichender Dielektrizitätskonstante in der Umgebung des Messkondensators resultiert in einer Beeinflussung der Kapazität des Sensorelementes und somit in einem elektrisch messbaren Effekt. Das von dem Messkondensator erzeugte elektrische Feld durchgreift das Gehäuse des Messgerätes und dringt in die zu vermessende Wand ein. Ein in dieser Wand vorhandener Einschluss mit einer materialabhängigen Dielektrizitätskonstanten ε beeinflusst die Kapazität des Messkondensators, was wiederum zu einer messbaren Änderung in der Impedanz dieses elektrischen Bauteiles führt. Dabei müssen kleinste Kapazitätsänderungen des Messkondensators, die von den eingeschlossenen Objekten erzeugt werden sicher und
reproduzierbar gemessen und ausgewertet werden. Dies stellt hohe Anforderungen an die Ausgestaltung einer solchen kapazitiven Sensorvorrichtung und der zugehörigen Elektronik.A second class of location sensors or location devices uses capacitive methods for the detection of enclosed objects. Such capacitive processes are currently used, for example, to search for substructures, support beams and comparable wall inclusions in lightweight structures. At the heart of such a capacitive sensor or such a locating device is a capacitor element which generates a measuring field. The measuring principle on which the capacitive method is based is based on the influencing of the impedance of the measuring capacitor by the dielectric medium surrounding it. The presence of an object or an inclusion with a different dielectric constant in the vicinity of the measuring capacitor results in an influence on the capacitance of the sensor element and thus in an electrically measurable effect. The electrical field generated by the measuring capacitor passes through the housing of the measuring device and penetrates into the wall to be measured. An inclusion in this wall with a material-dependent dielectric constant ε influences the capacitance of the measuring capacitor, which in turn leads to a measurable change in the impedance of this electrical component. The smallest capacitance changes of the measuring capacitor, which are generated by the enclosed objects, must be safe and be measured and evaluated reproducibly. This places high demands on the design of such a capacitive sensor device and the associated electronics.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Ortungsgerät zur Detektion von Einschlüssen, vorzugsweise in Wänden, Decken und/oder Böden, besitzt eine kapazitive Sensorvorrichtung in Form eines Messkondensators, die - neben weiteren Komponenten - in dem Gehäuse des Ortungsgerätes untergebracht ist. Der Messkondensator der kapazitivenThe locating device according to the invention for the detection of inclusions, preferably in walls, ceilings and / or floors, has a capacitive sensor device in the form of a measuring capacitor, which - in addition to other components - is accommodated in the housing of the locating device. The measuring capacitor of the capacitive
Sensorvorrichtung besitzt eine erste, flächige Elektrode, die einen im Wesentlichen parallel zu einer Gehäusewand verlaufenden Abschnitt aufweist. Dieser parallel zur Gehäusewand eines Ortungsgerätes verlaufende Abschnitt der ersten Kondensatorelektrode ist durch entsprechende Mittel plan gegen eine Innenseite der Gehäusewand gedrückt. Auf diese Weise ist es möglich, dass zwischen dem parallelenSensor device has a first, flat electrode, which has a section running essentially parallel to a housing wall. This section of the first capacitor electrode that runs parallel to the housing wall of a locating device is pressed flat against the inside of the housing wall by appropriate means. In this way it is possible that between the parallel
Abschnitt der Kondensatorelektrode und der den Messkondensator umgebenden Gehäusewand des Messgerätes, das Auftreten eines Luftspaltes verhindert ist. Insbesondere wird ein 'keilförmiger Luftspalt verhindert. Durch einen derartigen . Luftzwischenraum zwischen der dem Messobjekt zugewandten Oberfläche der Elektrode des Messkondensators und der Gehäusewand des Ortungsgerätes würde sich ein Sprung in der Dielektrizitätskonstanten des vom elektrischen Feld des Messkondensators durchdrungenen Mediums ergeben. Ein solcher Sprung in der Dielektrizitätskonstanten führt zu Fehlinterpretationen der Messergebnisse, so dass diese verfälscht würden.Section of the capacitor electrode and the housing wall of the measuring device surrounding the measuring capacitor, the occurrence of an air gap is prevented. In particular, a wedge-shaped air gap is prevented. By such. Air gap between the surface of the electrode of the measuring capacitor facing the measurement object and the housing wall of the locating device would result in a jump in the dielectric constant of the medium penetrated by the electrical field of the measuring capacitor. Such a jump in the dielectric constant leads to misinterpretation of the measurement results, so that these would be falsified.
In vorteilhafter Weise lässt sich die erste Elektrode des Messkondensators auf einemThe first electrode of the measuring capacitor can advantageously be placed on one
Abstandshalter vormontieren, so dass diese bauliche Einheit dann mit hoher Reproduzierbarkeit in das Messgerät eingebaut werden kann.Pre-assemble spacers so that this structural unit can then be installed in the measuring device with high reproducibility.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Ortungsgerätes möglich.Advantageous further developments and improvements of the locating device specified in claim 1 are possible due to the features listed in the further claims.
In vorteilhafter Weise liegt der parallele Abschnitt der ersten Elektrode des Messkondensators des erfindungsgemäßen Ortungsgerätes an der Innenseite der Gehäusewand auf. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Elektrode des
Messkondensators unter leichtem Druck, plan gegen die Innenseite der Gehäusewand montiert ist.The parallel section of the first electrode of the measuring capacitor of the locating device according to the invention advantageously lies on the inside of the housing wall. This is particularly advantageous if the electrode of the Measuring capacitor under light pressure, mounted flat against the inside of the housing wall.
Der zur Gehäusewand parallele Abschnitt der ersten Elektrode des Messkondensators der kapazitiven Sensorvorrichtung verläuft in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch parallel zu einer mit der Elektrode kontaktierten Leiterplatte des Gerätes. Dies führt in vorteilhafter Weise dazu, dass die Dielektrizitätskonstante des Messkondensators in eindeutiger Weise festgelegt ist, so dass Änderungen der Dielektrizitätskonstanten auf das Vorhandensein von Einschlüssen schließen lassen. Zur Ausrichtung der ersten Elektrode des Messkondensators imIn an advantageous embodiment of the device according to the invention, the section of the first electrode of the measuring capacitor of the capacitive sensor device parallel to the housing wall also runs parallel to a circuit board of the device which is in contact with the electrode. This advantageously leads to the dielectric constant of the measuring capacitor being clearly defined, so that changes in the dielectric constant indicate the presence of inclusions. To align the first electrode of the measuring capacitor in the
Gehäuse des Ortungsgerätes werden mechanische Mittel verwendet, die zwischen der die Elektrode tragenden Leiterplatte und der Innenwand des Gerätegehäuses angeordnet sind. Diese mechanischen Mittel sind sowohl mit der Leiterplatte als auch mit der ersten Elektrode verbunden, so dass eine stabile Anordnung der ersten Elektrode des Messkondensators auf der Leiterplatte ermöglicht wird.Housing of the locating device mechanical means are used, which are arranged between the circuit board carrying the electrode and the inner wall of the device housing. These mechanical means are connected both to the printed circuit board and to the first electrode, so that a stable arrangement of the first electrode of the measuring capacitor on the printed circuit board is made possible.
In besonders vorteilhafter Weise ist die erste Elektrode des Messkondensators auf dem mechanischen Abstandshalter aufgeklipst und wird während der Montage zusammen mit diesem auf der Leiterplatte befestigt.In a particularly advantageous manner, the first electrode of the measuring capacitor is clipped onto the mechanical spacer and is attached to the circuit board together with it during assembly.
Durch die Möglichkeit der Vormontage der ersten Elektrode des Messkondensators auf den Abstandshalter ergibt sich ein vorteilhaftes, vereinfachtes Herstellungsverfahren für ein solches Messgerät. Der Abstandshalter mit darauf vormontierter Elektrode kann auf die Leiterplatte des Ortungsgerätes aufgebracht und an dieser mechanisch befestigt werden, womit die Position der ersten Elektrode des Messkondensators in eindeutigerThe possibility of pre-assembling the first electrode of the measuring capacitor on the spacer results in an advantageous, simplified manufacturing process for such a measuring device. The spacer with the electrode preassembled thereon can be applied to the circuit board of the locating device and mechanically fastened to it, so that the position of the first electrode of the measuring capacitor is more clearly
Weise festgelegt ist. Durch das Setzen von Lötpunkten auf der Leiterplatte kann die erste Elektrode des Messkondensators auch elektrisch mit den weiteren Bauelementen des Ortungsgerätes kontaktiert werden. So kann die erste Elektrode des Messkondensators beispielsweise aus einem einstückigen Blechstreifen hergestellt werden und in den Abstandshalter verrastet werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass bereits kleinsteWay is set. By placing soldering points on the printed circuit board, the first electrode of the measuring capacitor can also be electrically contacted with the other components of the locating device. For example, the first electrode of the measuring capacitor can be produced from a one-piece sheet metal strip and locked in the spacer. This prevents even the smallest
Kräfte das Blech der Elektrode verbiegen und so dessen Position verändern. Darüber hinaus ist die Lage der Elektrode im Gehäuse genau definiert. Das Blech der Elektrode wird dabei vom Abstandshalter so gestützt, dass die Position der ersten Elektrode auf der Leiterplatte des Gerätes eindeutig festgelegt ist. Dies hat insbesondere bei der Herstellung
großer Stückzahlen des erfindungsgemäßen Ortungsgerätes große Vorteile, da auf diese Weise die Streuung in der Kapazität der einzelnen Messgeräte reduziert wird.Forces bend the sheet of the electrode and thus change its position. The position of the electrode in the housing is also precisely defined. The plate of the electrode is supported by the spacer so that the position of the first electrode on the circuit board of the device is clearly defined. This is particularly true in manufacturing Large quantities of the locating device according to the invention have great advantages, since in this way the scatter in the capacity of the individual measuring devices is reduced.
Das Sensorblech der ersten Elektrode darf seine Position in der kapaziviven Sensorvorrichtung nicht ändern, selbst nicht nach einem starken Stoß oder durchThe sensor plate of the first electrode must not change its position in the capacitive sensor device, even after a strong impact or through
Herunterfallen aus einer gewissen Höhe muss die Position der Elektroden des Messkondensators zueinander erhalten bleiben. Der Abstandshalter zwischen der ersten Elektrode und der Leiterplatte verhindert ein Verschieben oder Verkippen des Sensorblechs. Darüber hinaus ermöglicht der erfindungsgemäße Aufbau eine gewisse Elastizität und Nachgiebigkeit für das Sensorelement, so dass auch starke Stöße kompensiert werden können.Falling from a certain height, the position of the electrodes of the measuring capacitor must remain in relation to each other. The spacer between the first electrode and the printed circuit board prevents the sensor plate from shifting or tilting. In addition, the construction according to the invention enables a certain elasticity and flexibility for the sensor element, so that even strong impacts can be compensated for.
Das Gehäuse des Ortungsgerätes besteht beispielsweise aus einem Kunststoff, der auch die kapazitive Sensorvorrichtung abdeckt, so dass die Sensorvorrichtung mechanisch geschützt ist. Das Gehäuse des Ortungsgerätes nimmt auch die weiteren Bedienelemente und beispielsweise auch eine Anzeige zur Wiedergabe der Messergebnisse auf. In vorteilhafter Weise ist das Gehäuse des Ortungsgerätes so aufgebaut, dass sich ein kompaktes, relativ leichtes und somit handgehaltenes Messgerät ergibt.The housing of the locating device consists, for example, of a plastic, which also covers the capacitive sensor device, so that the sensor device is mechanically protected. The housing of the locating device also accommodates the further operating elements and, for example, also a display for displaying the measurement results. The housing of the locating device is advantageously constructed in such a way that a compact, relatively light and thus hand-held measuring device results.
Zeichnungdrawing
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer kapazitiven Sensorvorrichtung eines erfindungsgemäßen Ortungsgerätes dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel soll in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die auf das erfindungsgemäße Ortungsgerät gerichteten Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.In the drawing, an embodiment of a capacitive sensor device of a locating device according to the invention is shown. This exemplary embodiment will be explained in more detail in the description below. The figures of the drawing, their description and the claims directed to the locating device according to the invention contain numerous features in combination. A person skilled in the art will also consider these features individually and combine them into further useful combinations.
Es zeigenShow it
Figur 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ortungsgerät im Bereich der kapazitiven Sensorvorrichtung,
Figur 2 einen Abstandshalter mit einer vormontierten ersten Elektrode desFIG. 1 shows a section through a locating device according to the invention in the area of the capacitive sensor device, Figure 2 shows a spacer with a pre-assembled first electrode of the
Messkondensators der kapazitiven Sensorvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,Measuring capacitor of the capacitive sensor device in a perspective view,
Figur 3 einen Abstandshalter für das erfindungsgemäße Ortungsgerät in perspektivischer Darstellung.Figure 3 shows a spacer for the locating device according to the invention in a perspective view.
Beschreibung eines AusführungsbeispielesDescription of an embodiment
Das erfϊndungsgemäße Ortungsgerät weist typischerweise ein Kunststoffgehäuse auf, in dem die diversen technischen Funktionen des Gerätes integriert sind. So beinhaltet das Gehäuse des Ortungsgerätes einen Messkopf in Form eines kapazitiven Impedanzsensors, elektronische Bauelemente zur Erzeugung der notwendigen elektrischen Signale, eine Steuer- und Auswerteeinheit zur Erzeugung des Mess-Signals bzw. zur Auswertung des Mess-Signals, sowie ein grafisches Display zur Wiedergabe der von der Steuer- undThe locating device according to the invention typically has a plastic housing in which the various technical functions of the device are integrated. The housing of the locating device contains a measuring head in the form of a capacitive impedance sensor, electronic components for generating the necessary electrical signals, a control and evaluation unit for generating the measuring signal or for evaluating the measuring signal, as well as a graphic display for displaying the from the tax and
Auswerteeinheit errechneten Messergebnisse des Gerätes. Das erfindungsgemäße Ortungsgerät ist kompakt aufgebaut und ermöglicht einen handgehaltenen Betrieb.Evaluation unit calculated measurement results of the device. The locating device according to the invention is of compact construction and enables hand-held operation.
Figur 1 zeigt eine Detailansicht des Messkopfes des erfindungsgemäßen Ortungsgerätes. Von dem Gehäuse des Ortungsgerätes ist in Figur 1 nur ein Ausschnitt aus einerFIG. 1 shows a detailed view of the measuring head of the locating device according to the invention. Of the housing of the locating device is only a section of a in Figure 1
Gehäusewand 10 der Unterseite des Ortungsgerätes dargestellt. Mit dieser Unterseite wird das Ortungsgerät über die zu vermessende Fläche, beispielsweise eine Wand, ein Boden oder eine Decke, geführt. Gehäuseinnenseitig an der Gehäusewand 10 befestigt ist die kapazitive Sensorvorrichtung 12 zur Erzeugung und Detektion des Mess-Signales. Die kapazitive Sensorvorrichtung 12 besitzt ein Gehäuse 14 mit einer leitfähigenHousing wall 10 shown the bottom of the locator. With this underside, the locating device is guided over the area to be measured, for example a wall, a floor or a ceiling. The capacitive sensor device 12 for generating and detecting the measurement signal is fastened on the inside of the housing to the housing wall 10. The capacitive sensor device 12 has a housing 14 with a conductive
Oberfläche. Das Gehäuse 14 lässt sich beispielsweise aus einem Metall als einstückiges Druckgussteil oder aber auch durch einen Formgebungsprozess aus metallisiertem Kunststoff realisieren. Auch metallisch leitende Beschichtungen sind für das Gehäuse 14 der kapazitiven Sensorvorrichtung 12 möglich.Surface. The housing 14 can be realized, for example, from a metal as a one-piece die-cast part, or else through a shaping process from metallized plastic. Metallically conductive coatings are also possible for the housing 14 of the capacitive sensor device 12.
Das Gehäuse 14 ist einseitig, in Richtung auf die untere Gehäusewand 10 offen und umschließt ansonsten die wesentlichen Komponenten der kapazitiven Sensorvorrichtung 12. Die Sensorvorrichtung 12 weist im Wesentlichen zwei Bauteilgruppen auf. Die erste Gruppe umfasst elektrische Schaltkreise zur Erzeugung und Verarbeitung der Mess- Signale. Die zweite Baugruppe der kapazitiven Sensorvorrichtung besteht aus dem
eigentlichen kapazitiven Sensor, der im erfϊndungsgemäßen Ortungsgerät durch einen speziell gestalteten Mess-Kondensator 16 realisiert wird. Die beiden genannten, unterschiedlichen Baugruppen der kapazitiven Sensorvorrichtung 12 sind in zwei voneinander getrennten Teilräumen 20 und 22 des Sensorgehäuses 14 angeordnet. Die beiden Teilräume 20 und 22 sind durch eine Leiterplatte 18 derart voneinander getrennt, dass ein erster, offener Teilraum 20 sowie ein zweiter, geschlossener Teilraum 22 gebildet wird. Die Leiterplatte 18 ist an ihren Rändern 19 an dem Gehäuse 14 fixiert. Das Gehäuse 14 der kapazitiven Sensorvorrichtung besitzt dazu in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine charakteristische Schulter 42, auf die die Leiterplatte 18 aufgelegt und mit dem Gehäuse 14 verschraubt ist. Das Gehäuse 14 der Sensorvorrichtung ist durchThe housing 14 is open on one side, in the direction of the lower housing wall 10 and otherwise encloses the essential components of the capacitive sensor device 12. The sensor device 12 essentially has two component groups. The first group includes electrical circuits for generating and processing the measurement signals. The second assembly of the capacitive sensor device consists of the actual capacitive sensor, which is realized in the locating device according to the invention by a specially designed measuring capacitor 16. The two named, different assemblies of the capacitive sensor device 12 are arranged in two separate sub-spaces 20 and 22 of the sensor housing 14. The two subspaces 20 and 22 are separated from one another by a printed circuit board 18 in such a way that a first, open subspace 20 and a second, closed subspace 22 are formed. The circuit board 18 is fixed at its edges 19 to the housing 14. For this purpose, the housing 14 of the capacitive sensor device in the exemplary embodiment in FIG. 1 has a characteristic shoulder 42, on which the printed circuit board 18 is placed and screwed to the housing 14. The housing 14 of the sensor device is through
Verbindungsmittel, die in Figur 1 in Form von Schrauben dargestellt sind, mit dem Kunststoffgehäuse des Ortungsgerätes verbunden.Connecting means, which are shown in the form of screws in Figure 1, connected to the plastic housing of the locating device.
Die elektronischen Bauelemente zur Erzeugung und Auswertung des Mess-Signals sind im zweiten, geschlossenen Teilraum 22 des Gehäuses 14 der Sensorvorrichtung 12 angeordnet, der Übersicht halber jedoch in Figur 1 nicht dargestellt. Der zweite Teilraum 22 wird gebildet durch eine Ausbuchtung 28 des Gehäuses 14 sowie durch die Leiterplatte 18, die fest mit dem Gehäuse 14 verbunden ist. In vorteilhafter Weise ist eine metallisierte Schicht 30 auf bzw. in der Leiterplatte 18 integriert, so dass der Teilraum 22 des Gehäuses 14 von einer geschlossenen elektrisch leitenden Oberfläche eingeschlossen ist. Auf diese Weise bildet der Teilraum 22 einen „Faraday' sehen Käfig", der es ermöglicht, die im Teilraum 22 angeordneten elektronischen Bauelemente gegen elektromagnetische Störungen zu isolieren.The electronic components for generating and evaluating the measurement signal are arranged in the second, closed subspace 22 of the housing 14 of the sensor device 12, but for the sake of clarity they are not shown in FIG. 1. The second subspace 22 is formed by a bulge 28 of the housing 14 and by the printed circuit board 18, which is firmly connected to the housing 14. A metallized layer 30 is advantageously integrated on or in the printed circuit board 18, so that the subspace 22 of the housing 14 is enclosed by a closed, electrically conductive surface. In this way, the subspace 22 forms a “Faraday 'see cage”, which makes it possible to isolate the electronic components arranged in the subspace 22 from electromagnetic interference.
Der erste Teilraum 20 des Gehäuses 14 der kapazitiven Sensorvorrichtung wird imThe first subspace 20 of the housing 14 of the capacitive sensor device is in the
Wesentlichen gebildet durch die Leiterplatte 18 sowie die Seitenwände 34 des Gehäuses 14, ist dabei einseitig geöffnet und lediglich von dem Kunststoffgehäuse des Messgerätes abgedeckt. Der erste Teilraum 20 beinhaltet im Wesentlichen den Messkondensator 16 der Sensorvorrichtung 12. Auf der dem zweiten Teilraum 22 abgekehrten Seite der Leiterplatte 18, trägt diese eine erste Elektrode 24 des Messkondensators 16. Die ersteEssentially formed by the printed circuit board 18 and the side walls 34 of the housing 14, it is open on one side and is only covered by the plastic housing of the measuring device. The first subspace 20 essentially contains the measuring capacitor 16 of the sensor device 12. On the side of the printed circuit board 18 facing away from the second subspace 22, the latter carries a first electrode 24 of the measuring capacitor 16. The first
Elektrode 24 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ein einstückiges, flächiges Blechstanzteil 48, welches durch einen entsprechende Formgebungsprozess in die gewünschte Form gebracht ist. Der Messkondensator 16 wird darüber hinaus gebildet durch die Innenfläche 38 des Gehäuseteilraums 20 und Teilen der dem Teilraum 20 zugekehrten Oberfläche der Leiterplatte 18. Die metallische bzw. metallisierte
Innenfläche 38 bzw. eine entsprechende Beschichtung auf der dem ersten Teilraum 20 zugewandten Oberfläche der Leiterplatte 18 wirkt dabei als zweite Elektrode 25 des Messkondensators 16. Die zweite Elektrode 25 des Messkondensators 16 wird somit im erfindungsgemäßen Ortungsgerät in vorteilhafter Weise durch das vorhandene Gehäuse 14 der kapazitiven Messvorrichtung sowie die ebenfalls notwendige Leiterplatte 18 selbst gebildet. Auf diese Weise ist es möglich, den Messkondensator 16 lediglich durch ein weiteres Bauteil, die erste Elektrode 24, zu realisieren.In the exemplary embodiment in FIG. 1, electrode 24 is a one-piece, flat sheet-metal stamped part 48, which is brought into the desired shape by a corresponding shaping process. The measuring capacitor 16 is also formed by the inner surface 38 of the housing subspace 20 and parts of the surface of the printed circuit board 18 facing the subspace 20. The metallic or metallized one The inner surface 38 or a corresponding coating on the surface of the printed circuit board 18 facing the first subspace 20 acts as the second electrode 25 of the measuring capacitor 16. The second electrode 25 of the measuring capacitor 16 is thus advantageously in the locating device according to the invention by the existing housing 14 of the capacitive Measuring device and the necessary circuit board 18 itself formed. In this way, it is possible to implement the measuring capacitor 16 only by means of a further component, the first electrode 24.
Die erste Elektrode 24 besteht aus einem einstückig ausgeformten, flächigen Blechstanzteil, das einen ersten Abschnitt 32 aufweist, der parallel zur Gehäusewand 10, sowie parallel zur Leiterplatte 18 verläuft. Dieser erste Abschnitt 32 der Elektrode 24 ist durch zwei, an gegenüberliegenden Seiten der Elektrode ausgebildeten, flächigen Anschlussleitungen 35 bzw. 36 mit elektrischen Verbindungsleitungen, die sich auf der Leiterplatte 18 befinden, kontaktiert. Dazu besitzt die erste Elektrode 24 an den, der Leiterplatte zugewandten Enden der Anschlussleitungen 35 beziehungsweise 36The first electrode 24 consists of a one-piece, flat sheet metal stamped part which has a first section 32 which runs parallel to the housing wall 10 and parallel to the printed circuit board 18. This first section 32 of the electrode 24 is contacted by two flat connecting lines 35 and 36, which are formed on opposite sides of the electrode, with electrical connecting lines which are located on the printed circuit board 18. For this purpose, the first electrode 24 has at the ends of the connecting lines 35 and 36 facing the printed circuit board
Kontaktfinger 38, die durch entsprechende Öffnungen der Leiterplatte gesteckt werden und durch Lötpunkte mechanisch fixiert und elektrisch mit der Leiterplatte verbunden werden. Die Lötfmger 38 sorgen zudem für eine definierte Position der ersten Elektrode 24 auf der Leiterplatte 18Contact fingers 38 which are inserted through corresponding openings in the circuit board and mechanically fixed by soldering points and electrically connected to the circuit board. The solderers 38 also ensure a defined position of the first electrode 24 on the printed circuit board 18
Zwischen der Leiterplatte 18 und der ersten Elektrode 24 ist ein Abstandshalter 40 vorgesehen, der sich an der dem ersten Teilraum 20 zugewandten Oberfläche der Leiterplatte 18 abstützt und den ersten Abschnitt 32 der ersten Elektrode 24 gegen die Innenseite 40 der Gehäusewand 10 drückt. Der Abstandshalter 40 ist mechanisch mit der Leiterplatte 18 verbunden und verfügt über mehrere, den Abstand definierendeA spacer 40 is provided between the circuit board 18 and the first electrode 24, which is supported on the surface of the circuit board 18 facing the first subspace 20 and presses the first section 32 of the first electrode 24 against the inside 40 of the housing wall 10. The spacer 40 is mechanically connected to the printed circuit board 18 and has a plurality that defines the distance
Distanzelemente 44, die einstückig mit dem Abstandshalter ausgebildet sind.Spacers 44 which are integrally formed with the spacer.
Die erste Elektrode 24 wird vor der Montage des erfindungsgemäßen Ortungsgerätes auf dem Abstandshalter 40 fixiert, der zu diesem Zweck über Schnapphaken 46 verfügt, in die die erste Elektrode 24 einrasten kann. Bei der Montage wird das Blechstanzteil, welches die erste Elektrode 24 bildet, in den Abstandshalter 40 eingerastet. Dadurch kann die erste Elektrode 24 leicht auf der Leiterplatte 18 positioniert und definiert verlötet werden. Für die Montage der kapazitiven Sensorvorrichtung 12 des erfindungsgemäßen Ortungsgerätes braucht daher lediglich die Leiterplatte 18, auf der die elektrischen Schaltkreise und die erste Elektrode 24 des Messkondensators 16 bereits in Vormontage
aufgebracht worden sind, in das Gehäuse 14 eingebracht werden. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer fertigungstechnischen Vereinfachung sowie auch zu einer Materialeinsparung, da die elektrischen Schaltkreise sowie die Kondensatoranordnung in einem gemeinsamen Gehäuse eingebracht sind.The first electrode 24 is fixed on the spacer 40 before the assembly of the locating device according to the invention, which has for this purpose snap hooks 46 into which the first electrode 24 can snap. During assembly, the sheet metal stamped part, which forms the first electrode 24, is snapped into the spacer 40. As a result, the first electrode 24 can be easily positioned on the printed circuit board 18 and soldered in a defined manner. For the assembly of the capacitive sensor device 12 of the locating device according to the invention, therefore, only the printed circuit board 18 on which the electrical circuits and the first electrode 24 of the measuring capacitor 16 are already in pre-assembly have been applied, are introduced into the housing 14. This advantageously leads to a simplification in terms of production technology and also to material savings, since the electrical circuits and the capacitor arrangement are incorporated in a common housing.
Die erste Elektrode 24 wird vom Abstandshalter 40 so gestützt, dass die Position, insbesondere die Positionierung des ersten, parallelen Abschnitts 32 der ersten Elektrode 24 auf der Leiterplatte 18 für alle so hergestellten Ortungsgeräte mit hoher Genauigkeit fertigungstechnisch reproduzierbar ist. Insbesondere ist so sicher gestellt, dass der parallele Abschnitt 32 der ersten Elektrode 24 mit der erforderlichen Parallelität sowohl zur Oberfläche der Leiterplatte 18 als auch parallel zur Gehäusewand 10 eingebaut werden kann. Unterschiedliche Höhen auf der Leiterplatte 18 aufgrund unterschiedlicher Lötpunkte an den Kontaktfingern 38 sind bei diesem Verfahren der Montage ebenfalls nahezu auszuschließen. Da optimale Messergebnisse mit einem solchen kapazitiven Sensor nur erzielt werden können, wenn die erste Elektrode 24 in exakt definiertemThe first electrode 24 is supported by the spacer 40 in such a way that the position, in particular the positioning of the first, parallel section 32 of the first electrode 24 on the printed circuit board 18 can be reproduced with high accuracy in terms of production technology for all locating devices produced in this way. In particular, this ensures that the parallel section 32 of the first electrode 24 can be installed with the required parallelism both to the surface of the printed circuit board 18 and parallel to the housing wall 10. Different heights on the printed circuit board 18 due to different soldering points on the contact fingers 38 can also be virtually excluded in this assembly method. Since optimal measurement results can only be achieved with such a capacitive sensor if the first electrode 24 is in a precisely defined manner
Abstand und paralleler Ausrichtung zur zweiten Elektrode und damit zur Oberfläche der Leiterplatte 18 eingelötet bzw. angeordnet ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung der Elektroden 24 beziehungsweise 25 des Messkondensators 16 eine hohe Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Messgerätes.Distance and parallel alignment to the second electrode and thus to the surface of the circuit board 18 is soldered or arranged, the arrangement of the electrodes 24 and 25 of the measuring capacitor 16 according to the invention enables a high measuring accuracy of the measuring device according to the invention.
Insbesondere wird die erste Elektrode 24 mit leichtem, permanentem Druck an die Innenseite der Gehäusewand 10 angedrückt, um einen Luftzwischenraum zwischen der Oberfläche der ersten Elektrode 24 und der Gehäusewand 10 des Ortungsgerätes zu vermeiden. Ein solcher Luftzwischenraum und insbesondere ein keitlförmiger Luftzwischenraum über der ersten Elektrode 24 würde zwangsläufig zu einem Sprung bezieungsweise zu einem veränderlichen Verlauf der Dielektrizitätskonstanten für den Messkondensator führen, der fälschlicherweise einem Messobjekt zugeordnet werden würde, was zu einer Fehlinterpretation der mit der Vorrichtung erzielbaren Messergebnisse führt. Als besonders nachteilhaft hat sich dabei ein keilförmiger Luftspalt erwiesen, so dass der Abstandshalter 40 derart ausgestaltet ist, dass sichergestellt ist, dass die erste Elektrode 24 parallel zur Gehäusewand 10 verläuft und in vorteilhafter Weise gleichmäßig gegen die Innenseite der Gehäusewand gedrückt wird.In particular, the first electrode 24 is pressed onto the inside of the housing wall 10 with slight, permanent pressure in order to avoid an air gap between the surface of the first electrode 24 and the housing wall 10 of the locating device. Such an air gap and in particular a conical air gap above the first electrode 24 would inevitably lead to a jump or to a variable course of the dielectric constant for the measuring capacitor, which would be incorrectly assigned to a measurement object, which leads to a misinterpretation of the measurement results achievable with the device. A wedge-shaped air gap has proven to be particularly disadvantageous, so that the spacer 40 is designed in such a way that it is ensured that the first electrode 24 runs parallel to the housing wall 10 and is advantageously pressed uniformly against the inside of the housing wall.
Die erste Elektrode 24 darf ihre Position auch nach einem starken Stoss oder bei einem Fall des Ortungsgerätes aus einer Höhe nicht verändern. Der Abstandshalter 40 zwischen
der ersten Elektrode 24 und der die die zweite Elektrode 25 bestimmenden Leiterplatte 18 verhindert in vorteilhafter Weise ein Verschieben oder Verkippen der beiden Elektroden des Messkondensators gegeneinander. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Eigenschaften des Messkondensators über lange Zeit und von Gerät zu Gerät konstant bleiben.The first electrode 24 must not change its position even after a strong impact or if the locating device falls from a height. The spacer 40 between the first electrode 24 and the circuit board 18 determining the second electrode 25 advantageously prevent the two electrodes of the measuring capacitor from shifting or tilting relative to one another. This ensures that the properties of the measuring capacitor remain constant over a long period and from device to device.
Der die kapazitiven Eigenschaften des Messkondensators 16 beeinflussende Abstandshalter 40 ist typischerweise aus einem elektrisch inaktiven Kunststoff hergestellt, so dass es zu keinerlei Störeinflüssen der zwischen den Kondensarorelektroden 24 und 25 angeordneten Vorrichtung kommt.The spacer 40 influencing the capacitive properties of the measuring capacitor 16 is typically made of an electrically inactive plastic, so that there is no interference from the device arranged between the capacitor electrodes 24 and 25.
In vorteilhafter Weise verfügt der Gesamtaufbau des Messkondensators 16 über eine gewisse Elastizität und Nachgiebigkeit, um beispielsweise auch starke Stöße kompensieren zu können. Die Elastizität wird einerseits durch die geschwungene Formgebung der ersten Kondensatorelektrode 24, insbesondere auch durch die alsAdvantageously, the overall structure of the measuring capacitor 16 has a certain elasticity and resilience, in order, for example, to be able to compensate for strong impacts. The elasticity is determined on the one hand by the curved shape of the first capacitor electrode 24, in particular also by the
Federelemente ausgebildeten, flächigen Anschlussleitungen 34 und 35 und zum anderen durch eine entsprechende Elastizität des Abstandshalters 40 ermöglicht. So kann beispielsweise zwischen der der Gehäusewand 10 zugewandten Oberfläche der ersten Elektrode 24 und der dem Messkondensator zugewandten Innenseite der Gehäusewand 10 eine elastische Schicht vorgesehen sein, in die die erste Elektrode 24 durch denSpring elements formed, flat connecting lines 34 and 35 and on the other hand made possible by a corresponding elasticity of the spacer 40. Thus, for example, an elastic layer can be provided between the surface of the first electrode 24 facing the housing wall 10 and the inside of the housing wall 10 facing the measuring capacitor, into which the first electrode 24 can be inserted
Abstandshalter 40 eingedrückt ist und mit dieser zusammen gegen die Gehäusewand 10 angedrückt wird. Auch können die Distanzelemente 44 des Abstandhalters 40 mit elastischen Eigenschaften ausgebildet sein, um starke Stöße auf den Messkondensator aufzufangen. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Elektrode 24 zusätzlich auch über eine klebende Verbindung mit dem Kunststoffgehäuse der Vorrichtung verbunden sein. Eine solche klebende Verbindung ermöglicht zudem auch eine Impedanzanpassung zwischen der Elektrode und dem, die Messvorrichtung umgebenden Kunststoffgehäuse.Spacer 40 is pressed in and is pressed together with it against the housing wall 10. The spacer elements 44 of the spacer 40 can also be designed with elastic properties in order to absorb strong impacts on the measuring capacitor. In other exemplary embodiments, the electrode 24 can also be connected to the plastic housing of the device via an adhesive connection. Such an adhesive connection also enables impedance matching between the electrode and the plastic housing surrounding the measuring device.
Figur 2 zeigt die auf den Abstandshalter 40 vormontierte erste Elektrode 24. Das Stanzblech 48, welches die erste Elektrode 24 bildet, ist durch einen Formungsprozess in seine gewünschte Form gebracht worden. Anschließend wird das Stanzblech über den Abstandshalter 40 gebracht und mit diesem verbunden. Dazu dienen Rastelemente in Form von Schnapphaken 46, mit denen das Stanzblech 48 auf dem Abstandshalter 40 fixiert werden kann. Diese Vormontage ermöglicht es, dass die Einheit aus erster Elektrode 24 und Abstandshalter 40 auf die Leiterplatte 18 aufgebracht werden kann und
die erste Elektrode 24 über die Kontaktfinger 38 mit den elektrischen Verbindungsleitungen, die auf der Leiterplatte 18 aufgebracht worden sind, verbunden werden kann. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass es zu keinerlei Verschiebung der ersten Elektrode 24 auf der Leiterplatte kommt. Die Lage der ersten Elektrode 24 im Gehäuse 14 der kapazitiven Sensorvorrichtung ist somit reproduzierbar und wohldefiniert, so dass selbst im Rahmen einer Großserie die kapazitiven Eigenschaften des Messkondensators 16 bei den einzelnen Ortungsgeräten einer sehr geringen Streuung unterliegen.FIG. 2 shows the first electrode 24 preassembled on the spacer 40. The stamping plate 48, which forms the first electrode 24, has been brought into its desired shape by a molding process. The punching plate is then brought over the spacer 40 and connected to it. For this purpose, locking elements in the form of snap hooks 46 are used, with which the punching plate 48 can be fixed on the spacer 40. This preassembly enables the unit comprising the first electrode 24 and the spacer 40 to be applied to the printed circuit board 18 and the first electrode 24 can be connected via the contact fingers 38 to the electrical connecting lines which have been applied to the printed circuit board 18. This ensures that there is no displacement of the first electrode 24 on the circuit board. The position of the first electrode 24 in the housing 14 of the capacitive sensor device is thus reproducible and well-defined, so that the capacitive properties of the measuring capacitor 16 in the individual locating devices are subject to very little variation even in the context of a large series.
Der Abstandshalter 40 besitzt im Ausführungsbeispiel der Figur 2 vier DistanzelementeIn the exemplary embodiment in FIG. 2, the spacer 40 has four spacer elements
44, die den Abstand der ersten Elektrode 24 zur Leiterplatte 18 und damit den Abstand der beiden Elektroden des Messkondensators 16 zueinander definieren. Über elastische Elemente 50 an den Distanzelementen 44 kann erreicht werden, dass der Abstandshalter 40 hinsichtlich eventuell auftretender Stöße von der Leiterplatte 18 entkoppelt ist. Durch entsprechende mechanische Verbindungen 52 kann der Abstandshalter 40 auf der44, which define the distance between the first electrode 24 and the printed circuit board 18 and thus the distance between the two electrodes of the measuring capacitor 16. By means of elastic elements 50 on the spacer elements 44, it can be achieved that the spacer 40 is decoupled from the printed circuit board 18 with regard to possible shocks. Appropriate mechanical connections 52 allow the spacer 40 on the
Leiterplatte 18 fixiert werden. So kann der Abstandshalter 40 beispielsweise mit der Leiterplatte 18 verschraubt werden. Eine laterale Positionierung der ersten Elektrode 24 lässt sich auch durch die exakte Position der Kontaktfinger 38 der Elektrode 24 realisieren, die in entsprechende Öffnungen der Leiterplatte 18 eingebracht werden.Printed circuit board 18 are fixed. For example, the spacer 40 can be screwed to the printed circuit board 18. A lateral positioning of the first electrode 24 can also be achieved by the exact position of the contact fingers 38 of the electrode 24, which are introduced into corresponding openings in the printed circuit board 18.
In vorteilhafter Weise wird die erste Elektrode 24 vom Abstandshalter 40 mit leichtem, permanenten Druck gegen die Innenseite der Gehäusewand 10 des Ortungsgerätes gedrückt. Gegebenenfalls können sich zwischen der Oberfläche der ersten Elektrode 24 und der Gehäuseinnenwand 10 noch eine oder mehrere Schichten befinden, die eine Impedanzanpassung zwischen der Elektrode 24 und dem Gehäuse des Messgerätes unterstützen, so das ein starker Sprung in der Dielektrizitätskonstanten innerhalb des Gehäuses des Messgerätes vermieden wird. Diese Schicht oder Schichten sind in vorteilhafter Weise elastisch ausgebildet, so dass sie auch einen zusätzlichen Schutz des Messkondensators gegenüber mechanischen Stößen gewährleisten. Um die Elektrode 24 gegen die Innenseite der Gehäusewand zu drücken, besitzt der Abstandshalter 40 eineAdvantageously, the first electrode 24 is pressed by the spacer 40 with slight, permanent pressure against the inside of the housing wall 10 of the locating device. If necessary, there may also be one or more layers between the surface of the first electrode 24 and the inner wall 10 of the housing, which support impedance matching between the electrode 24 and the housing of the measuring device, so that a sharp jump in the dielectric constant within the housing of the measuring device is avoided , This layer or layers are advantageously elastic, so that they also ensure additional protection of the measuring capacitor against mechanical shocks. In order to press the electrode 24 against the inside of the housing wall, the spacer 40 has one
Strebenkonstruktion 54, die den Druck des Abstandshalters 40 gleichmäßig auf den ersten Abschnitt 32 der ersten Elektrode 24 verteilt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der erste Abschnitt 32 der Elektrode 24 im hohen Grade sowohl parallel zur Leiterplatte 18, als auch plan an der Innenwand der Gehäusewand 10 anliegt.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Abstandshalters 40 für die erste Elektrode 24 des Messkondensators des erfindungsgemäßen Messgerätes in perspektivischer Darstellung.Strut construction 54 that distributes the pressure of the spacer 40 evenly over the first portion 32 of the first electrode 24. In this way it is ensured that the first section 32 of the electrode 24 lies to a high degree both parallel to the printed circuit board 18 and also flat against the inner wall of the housing wall 10. Figure 3 shows an embodiment of a spacer 40 for the first electrode 24 of the measuring capacitor of the measuring device according to the invention in a perspective view.
Die Strebenkonstruktion 54 des Abstandshalters 40 ermöglicht einen gleichmäßigenThe strut construction 54 of the spacer 40 enables a uniform
Andruck des die erste Elektrode 24 bildenden Stanzbleches 48. Dazu besitzt die Strebenkonstruktion 54 im Ausführungsbeispiel des Abstandshalters 40 nach Figur 3 einen Rahmen 56, der im Wesentlichen die Ausdehnung des flächigen, ersten Abschnittes 32 der ersten Elektrode 24 unterstützt. Zusätzlich zur Rahmenkonstruktion 56 gibt es Diagonalelemente 58 sowie ein tellerförmiges Zentralelement 60. Die der erstenPressure on the stamping plate 48 forming the first electrode 24. For this purpose, the strut construction 54 in the exemplary embodiment of the spacer 40 according to FIG. 3 has a frame 56 which essentially supports the expansion of the flat, first section 32 of the first electrode 24. In addition to the frame structure 56, there are diagonal elements 58 and a plate-shaped central element 60. Those of the first
Elektrode 24 zugewandten Oberflächen der Strebenkonstruktion 54 sind alle mit sehr hoher Genauigkeit ausgearbeitet und liegen zudem in einer Ebene, so dass es beim Andruck der Elektrode zu keinerlei Verspannungen innerhalb des Stanzbleches 48 der ersten Elektrode 24 kommt. Das Tellerelement 60 beispielsweise sorgt für einen Druck, der zentral die erste Elektrode 24 unterstüzt, so dass diese gleichmäßig gegen dieSurfaces of the strut construction 54 facing the electrode 24 are all worked out with very high accuracy and also lie in one plane, so that when the electrode is pressed on, there is no tension within the stamping plate 48 of the first electrode 24. The plate element 60, for example, provides a pressure which supports the first electrode 24 centrally, so that it is evenly pressed against the
Gehäusewand 10 des Ortungsgerätes angedrückt wirdHousing wall 10 of the locating device is pressed
Das erfindungsgemäße Ortungsgerät ermöglicht eine einfache und sehr genaue Montage insbesondere des Messkondensators der kapazitiven Sensorvorrichtung des Ortungsgerätes. Aufgrund dieser genauen Reproduzierbarkeit der Messkonfiguration beim Herstellungsverfahren des Ortungsgerätes sind hochgenaue, reproduzierbare Messergebnisse mit dem erfindungsgemäßen Ortungsgerät möglich, so dass auch kleinste Kapazitätsänderungen aufgrund eines eingeschlossenen Objektes, beispielsweise auch eines nichtmetallischen Objektes sicher detektiert werden können. Das erfindungsgemäße Ortungsgerät ist nicht auf die in den Figuren 1 bis 3 dargestellteThe locating device according to the invention enables simple and very precise assembly, in particular of the measuring capacitor of the capacitive sensor device of the locating device. Due to this exact reproducibility of the measurement configuration in the manufacturing process of the locating device, highly accurate, reproducible measurement results are possible with the locating device according to the invention, so that even the smallest changes in capacitance due to an enclosed object, for example a non-metallic object, can be reliably detected. The locating device according to the invention is not based on that shown in FIGS. 1 to 3
Ausführungsform beschränkt.Embodiment limited.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Ortungsgerät nicht beschränkt auf die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Form des Abstandshalters 40. Vorteilhafte Weiterbildungen der Form des Abstandshalters 40 sowie des Gehäuses 14 der kapazitivenIn particular, the locating device according to the invention is not limited to the shape of the spacer 40 shown in FIGS. 1 to 3. Advantageous further developments of the shape of the spacer 40 and of the housing 14 of the capacitive
Sensorvorrichtung des Ortungsgerätes sind möglich.Sensor device of the locating device are possible.
Das erfindungsgemäße Ortungsgerät mit seiner kapazitiven Sensorvorrichtung 12 ist nicht beschränkt auf das Auffinden dielektrischer Einschlüsse in Wandmaterialien, wie beispielsweise Metallobjekte oder auch Kunststoffleitungen, sondern kann darüber hinaus
bei allen anderen Anwendungen, bei denen eine gerichtete Vermessung der Dielektrizitätskonstanten eines Mediums gewünscht ist, eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auch auf Messungen zur Bestimmung des Feuchtegehalts von Wänden verwiesen.The locating device according to the invention with its capacitive sensor device 12 is not limited to finding dielectric inclusions in wall materials, such as metal objects or plastic lines, but can also be used can be used in all other applications in which a directional measurement of the dielectric constant of a medium is desired. In this context, reference is also made, for example, to measurements for determining the moisture content of walls.
Das erfindungsgemäße Ortungsgerät ist nicht beschränkt auf die Detektion von Einschlüssen in Wänden, Decken und/oder Böden, sondern kann generell zur Detektion und zum Nachweis von eingeschlossenen, dem menschlichen Auge nicht unmittelbar sichtbaren Gegenständen genutzt werden.
The locating device according to the invention is not limited to the detection of inclusions in walls, ceilings and / or floors, but can generally be used for the detection and detection of enclosed objects which are not directly visible to the human eye.
Claims
1. Ortungsgerät, insbesondere handgehaltenes Ortungsgerät zur Detektion von Einschlüssen vorzugsweise in Wänden, Decken und/oder Böden, mit mindestens einer von einem Gehäuse umgebenen kapazitiven Sensorvorrichtung, mit Mitteln zur Erzeugung eines1. Locating device, in particular hand-held locating device for detecting inclusions, preferably in walls, ceilings and / or floors, with at least one capacitive sensor device surrounded by a housing, with means for generating a
Detektionssignals der kapazitiven Sensorvorrichtung, sowie mit einer mit der Sensorvorrichtung verbundenen Steuer- und Auswerteeinheit zur Ermittlung von Messwerten aus dem Detektionssignal, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Messkondensator (16) der kapazitiven Sensorvorrichtung (12) eine erste Elektrode (24) besitzt, die einen parallel zu einer Gehäusewand verlaufenden Abschnitt (32) aufweist, der plan gegen eine Innenseite einer Gehäusewand (10) gedrückt ist.Detection signal of the capacitive sensor device, and with a control and evaluation unit connected to the sensor device for determining measured values from the detection signal, characterized in that at least one measuring capacitor (16) of the capacitive sensor device (12) has a first electrode (24) which has a Has section (32) running parallel to a housing wall, which is pressed flat against an inside of a housing wall (10).
2. Ortungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (24) des Messkondensators (16) aus einem einstückigen Bauteil, insbesondere einem Blechstanzteil (48) besteht, dessen paralleler Abschnitt (32) an einer Innenseite der Gehäusewand (32) aufliegt.2. Locating device according to claim 1, characterized in that the first electrode (24) of the measuring capacitor (16) consists of a one-piece component, in particular a stamped sheet metal part (48), the parallel section (32) of which rests on an inside of the housing wall (32) ,
3. Ortungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Elektrode (24) und einer mit der ersten Elektrode (24) verbundenen Leiterpatte (18) mechanische Mittel (40) zum Andruck der ersten Elektrode (24) des Messkondensators3. Locating device according to claim 1 or 2, characterized in that between the first electrode (24) and a printed circuit board (18) connected to the first electrode (24) mechanical means (40) for pressing the first electrode (24) of the measuring capacitor
(16) an die Innenseite der Gehäusewand (32) vorgesehen sind.(16) are provided on the inside of the housing wall (32).
4. Ortungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Gehäusewand (10) parallele Abschnitt (32) der ersten Elektrode (24) des Messkondensators (16) parallel zu der mit der Elektrode (24) kontaktierten Leiterplatte (18) des Gerätes verläuft.4. Locating device according to claim 3, characterized in that the section (32) of the first electrode (24) of the measuring capacitor (16) parallel to the housing wall (10) runs parallel to the circuit board (18) of the device which is contacted with the electrode (24) ,
5. Ortungsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Mittel (40) sowohl mit der Leiterplatte (18) als auch mit der ersten Elektrode (24) mechanisch verbunden sind.5. Locating device according to claim 3 or 4, characterized in that the mechanical means (40) are mechanically connected both to the printed circuit board (18) and to the first electrode (24).
6. Ortungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Mittel (40) einen Abstandshalter (40) für die erste Elektrode (24) bilden, der den Abstand des parallel zu der Gehäusewand (10) verlaufenden Abschnitt (32) der Elektrode (24) über der Leiterplatte (18) definiert. 6. The locating device according to claim 5, characterized in that the mechanical means (40) form a spacer (40) for the first electrode (24), the spacing of the section (32) of the electrode (32) running parallel to the housing wall (10). 24) defined above the circuit board (18).
7. Ortungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (40) Mittel (46) zur Vormontage der ersten Elektrode (24) auf dem Abstandshalter (40) aufweist.7. Locating device according to claim 6, characterized in that the spacer (40) has means (46) for preassembling the first electrode (24) on the spacer (40).
8. Ortungsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (24) mit der Leiterplatte (18) verlötet und mit dem Abstandshalter (40) verclipst ist.8. Locating device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the first electrode (24) is soldered to the printed circuit board (18) and clipped to the spacer (40).
9. Ortungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der9. Locating device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the
Abstandshalter (40) elastisch, insbesondere federnd ausgebildet ist.Spacer (40) is elastic, in particular resilient.
10. Ortungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (40) aus einem nichtmetallischen Werkstoff gefertigt ist10. Locating device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the spacer (40) is made of a non-metallic material
11. Verfahren zur Herstellung eines Ortungsgerätes, insbesondere eines Ortungsgerätes zur Detektion von Einschlüssen vorzugsweise in Wänden, Decken und/oder Böden, wobei das Ortungsgerät aufweist, mindestens eine von einem Gehäuse des Gerätes umgebene kapazitive Sensorvorrichtung, Mittel zur Erzeugung eines Detektionssignals für die kapazitiven Sensorvorrichtung, sowie eine mit der Sensorvorrichtung verbundenen Steuer- und Auswerteeinheit zur Ermittlung von Messwerten aus dem Detektionssignal, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Elektrode (24) eines Messkondensators (16) der kapazitiven Sensorvorrichtung (12) auf einem als Abstandshalter (40) dienenden Bauelement vormontiert wird, der Abstandshalter (40) mit montierter Elektrode (24) auf einer Leiterplatte (18) des Ortungsgerätes befestigt wird und die Elektrode (24) durch11. Method for producing a locating device, in particular a locating device for detecting inclusions, preferably in walls, ceilings and / or floors, the locating device having at least one capacitive sensor device surrounded by a housing of the device, means for generating a detection signal for the capacitive sensor device , and a control and evaluation unit connected to the sensor device for determining measured values from the detection signal, characterized in that a first electrode (24) of a measuring capacitor (16) of the capacitive sensor device (12) is preassembled on a component serving as a spacer (40) the spacer (40) with the mounted electrode (24) is attached to a printed circuit board (18) of the locating device and the electrode (24)
Setzen von Lötpunkten mit der Leiterplatte (18) elektrische kontaktiert wird. Setting solder points with the circuit board (18) is contacted electrically.
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