[發明專利]金屬的或磁性對象的檢測

有效

• 申請號: 201180022828.1
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102870013A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: T.齊博爾德;A.阿爾布雷希特
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;盧江

技術領域

在對工件的確定的加工時存在風險：隱藏在工件中的物體通過加工被損壞。例如，在向墻鉆孔時可能損壞在墻內伸展的輸水管道、電流管線或氣體管道。在相反的情況下可能值得期望的是，恰好如此執行加工，使得隱藏在工件中的物體被一起加工，例如當來自上面的例子中的孔應該通過墻內的鋼筋或支承結構伸展時。

背景技術

為了檢測這種隱藏的物體，基于線圈的金屬探測器在現有技術中是已知的。這種探測器在測量區域中產生磁場。如果金屬物體位于測量區域中，則物體由于其對所產生的磁場的影響而被識別出。經常，為了確定所產生的磁場使用至少兩個接收線圈，所述接收線圈這樣取向和相互連接，使得當在測量區域中不存在金屬對象情況下由兩個接收線圈共同提供的測量信號趨于零（差動測量）。在一種變型方案中，使用多個用于產生磁場的發送線圈，所述發送線圈如此被操控，使得與在測量區域中金屬對象的存在無關地，在兩個接收線圈中測量的信號趨于零（場補償測量）。

DE?10?2007?053?881?A1描述了一種用于確定線圈關于兩個另外的線圈的位置或角度的測量方法。為此，借助于兩個有角地相互布置的發送線圈生成磁交變場。接收線圈被帶到磁交變場中并且發送線圈的操控這樣改變，使得在接收線圈中由發送線圈中的每一個感生相同的電壓。輸送給發送線圈的電流值的比例（Verhaeltnis）用作用于接收線圈關于發送線圈的位置和/或角度確定的尺度。

具有印刷線圈的金屬搜索設備在DE?10?2004?047?189?A1中被公開。

發明內容

本發明所基于的任務是提供用于金屬對象的簡單的和精確的探測器。本發明的另一任務在于說明用于確定金屬對象的方法。

本發明借助于具有權利要求1的特征的測量設備和具有權利要求9的特征的方法來解決所述任務。從屬權利要求說明優選的實施方式。

根據本發明，用于檢測金屬對象的測量設備包括兩個用于產生疊加磁場的發送線圈、在兩個磁場的范圍中的接收線圈和控制裝置，所述控制裝置用于這樣給發送線圈供應交變電壓，使得使在接收線圈中感生的與交變電壓時鐘同步的交流電壓在數值上最小化。在此，控制裝置被設立用于當交變電壓的比例不對應于（korrespondiert）接收線圈發送線圈的間距的比例時檢測到金屬對象。

如果系統被金屬對象干擾，則在接收線圈中感生與交變電壓時鐘同步的交流電壓。調節系統如下被設計用于在數值上最小化該時鐘同步的交流電壓分量（也即使其為零）。直流電壓分量或者還有非時鐘同步的交流電壓分量通過外部耦合輸入保持不被考慮。由此可以有利地減小測量設備的易受干擾性。

有利地，從而在使用僅三個線圈的情況下可以不僅差動地而且場補償地測量。由此可以在測量設備的高靈敏度時減少制造耗費，成本優點可以與此相關聯。

優選地，交變電壓是彼此移相的交流電壓，用以周期性地在數值上和相位上改變發送線圈的磁場。交流電壓能夠實現同步解調，由此可以非常有效地抑制具有與調制頻率不相等的頻率的干擾性信號。此外，可以通過交流電壓產生交變磁場，以便在非磁性材料諸如銅中感生渦流，基于所述渦流于是可以探測這些非磁性材料。

接收線圈可以對稱地布置在發送線圈之間。由此根據金屬對象的接近方向，測量值的符號可以是不同的并且基于符號可以判定，是否對對象作反應。可以通過這種方式避免誤測量。

在發送線圈的磁場的范圍中也可以布置另外的接收線圈，其中控制裝置被設立用于基于在接收線圈中和在另外的接收線圈中感生的電壓交替地給發送線圈供應電壓。

接收線圈和該另外的接收線圈可以關于發送線圈采取不同的位置和/或基于其形狀、伸展或其構造具有不同的靈敏度。在發送線圈和接收線圈的相應的構造和布置時，從而能夠可能的是，通過利用多個接收線圈的比較式測量來確定金屬對象的方向、距離和/或大小。

盡管可以使用任意的線圈類型，但是優選地線圈中的至少一個是空氣線圈。由此可以如此構建測量裝置，使得所述測量裝置僅非常弱地對溫度或老化影響作反應，由此可以在測量設備的制造范圍中一次地進行校準。

優選地，線圈中的至少一個被構造為電路板上的印刷電路（“印刷線圈”）。由此可以在小生產耗費的情況下實現一個或多個印刷線圈的精確制造。在此，可以在同一電路板上構建控制裝置。通過最小化布線和裝配成本從而可以節省另外的制造成本。

也可設想的是，通過磁場傳感器代替接收線圈。例如可以使用磁阻磁場傳感器，例如霍爾傳感器。