[發明專利]用于定位金屬物體的傳感器及相關線圈

有效

• 申請號: 201280049905.7
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN103858023A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 格爾德·賴梅
• 申請（專利權）人: 格爾德·賴梅
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

相關申請的引用

本發明要求于2011年8月10日提交的德國專利申請102011109870.8和于2012年1月24日提交的102012001202.0的優先權，從而其公開的內容清楚地包含在本申請的主題中。

發明領域

本發明涉及根據權利要求1的前序部分所述的一種用于定位金屬物體的傳感器，并涉及根據權利要求13的前序部分所述的一種相關線圈。

現有技術

金屬檢測器按照多種原理進行操作。在一些結構中，僅使用一個線圈，并且例如，這是振蕩器的一部分。隨著金屬接近，振蕩器的振蕩電路處的電壓發生變化。然后，相應地分析此電壓上的變化，并用使用此電壓上的變化來確定金屬。

其他測量原理使用線圈來發射電磁脈沖，該電磁脈沖在待檢測的金屬部分中產生渦流。典型地，此渦流由第二線圈接收，并相應地進行分析。

根據另一方法，使用發射線圈來發射連續的交變場，該交變場由第二線圈接收。相對于第一線圈（發射線圈），此第二線圈布置成使得在沒有由待檢測物體中的金屬產生的影響的情況下，發射線圈的磁性影響在接收線圈中消除。必須將發射線圈和接收線圈的機械布置選擇為是非常穩定的，這是因為任何小的位移或變形將立即在接收線圈中產生輸出信號。

在另一方法中，形成獨立權利要求的前序部分的基礎并在WO2010/084000A1和WO2010/133328A1中公開的布置使用兩個發射線圈，該兩個發射線圈彼此偏離，并且連續地（即，不管存在或不存在金屬）通過電流部件將接收信號調節至零。在此系統中，影響接收線圈和前置放大器的溫度對測量到的檢測值沒有影響。該檢測值來自所調節的發射電流的比例，其結果是，即使發射電流幾乎是相同的，也可能排除影響線圈布置的溫度將影響檢測值的可能性。由于接收信號保持為零，因此線圈布置的機械變形僅導致檢測值的偏離。

在上面最后提到的方法中，使用這樣的線圈布置：在該線圈布置中，發射線圈（或多個發射線圈）的磁場（或多個磁場）在接收線圈（或多個接收線圈）中消除。僅測量到在待檢測金屬物體中產生的分量。為此目的，將線圈布置為重疊的，以使得在沒有來自金屬的影響的情況下，在接收線圈中消除所發射的磁場。線圈僅在小部分的線圈表面上彼此重疊。為了檢測的目的，這部分是最敏感的區域。然而，大部分的線圈表面并不重疊，因此，這使得大的線圈系統僅具有小的敏感區域，典型地，這相對于整個線圈系統來說也是不對稱的。

在所謂的“尋寶”或“探雷器（mine?detector，探礦器）”裝置的情況下，諸如從DE4339419C2中已知的那些，線圈布置頻繁地用于雙D布置中。發射線圈和接收線圈以使得互感系數最小的方式部分地安裝在彼此上方。線圈交替地用作發射線圈和接收線圈。在此情況中，兩個D布置為鏡面對稱且重疊。從圖1中，為什么僅有線圈的一小部分可重疊是顯而易見的。這從側面示出了線圈布置。從發射線圈1.2發出的場線1.3在線圈的中心點上比在線圈周圍的外部區域中更集中。圖1中的布置是以下事實的必然結果：相同數量的場線必須在發射線圈的內部和外部區域中穿過接收線圈1.1。

從DE10301951A9中已知在脈沖感應（PI）模式中操作的金屬檢測器。初級線圈和次級線圈之間的相互作用通過共面線圈系統的局部重疊而解耦（decouple，消除）。該解耦通過重疊區域中的可機械移動的物塊或通過電補償協助（例如，以從發生器（generator）到接收電路的額外的補償信號的形式）來調節。這些可補償發射至未完全解耦的接收線圈的能量的比例。在由接收線圈檢測到的信號與補償作用之間沒有“反饋”，即，沒有閉合環路。

DE10318350B3公開了一種類似的布置，在該布置中，多個線圈嵌套在彼此內，使得這些線圈在彼此附近偏離，并且這些線圈的交變磁場重疊。最大的線圈（優選地，接收線圈）決定線圈布置的周邊（periphery，周緣）。

DE3619308C1中是與上述原理相反的原理，也就是說，周圍的發射線圈具有兩個8字形的接收線圈，這兩個接收線圈相互抵消其發射的場。