[發明專利]金屬傳感器

在審

• 申請號: 201280061242.0
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103975254A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: A.阿爾布雷希特;T.齊博爾德
• 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: 梁冰;楊國治

技術領域

本發明涉及一種按權利要求1所述的金屬傳感器以及一種按權利要求10所述的、用于運行金屬傳感器的方法。

背景技術

用于發現在墻壁、地板中或者在土層中的金屬的或者其它的能磁化的物體的金屬傳感器應用了用于磁場激勵并且用于測量磁通量變化的線圈。通過以下方式來識別物體：所測量的通量變化根據是否存在物體而進行區分。所測量的通量變化一部分是激勵的磁場的直接結果并且一部分是基于物體的次級磁場的結果。基于物體的次級磁場一般是激勵的磁場的結果。

已知基于線圈的金屬傳感器，所述金屬傳感器可以估算所探測到的物體的距離。這種儀器在現有技術中根據脈沖感應方法來工作并且從所測量的通量變化的衰減特性中估算所述距離。然而，這種估算取決于物體的材料特性并且取決于物體的直徑。

從在申請日未公開的、具有文件登記號DE 10 2010 043 078.1的專利申請中公開了一種具有兩個線圈和一個磁場傳感器的金屬傳感器。在此所述線圈如此布置，使得所述線圈在待發現的物體的位置處產生較高的磁場，但是在磁場傳感器的位置處沒有能探測到的物體時各個線圈的磁場相互抵消。在存在能探測到的物體時，由物體發出的次級磁場在磁場傳感器的位置處引起了不消失的磁場，該磁場可以由磁場傳感器來探測。由此產生有利的信號噪聲比。但是不能對待探測的物體的距離進行估算。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種進一步改進的金屬傳感器。所述目的通過一種具有權利要求1的特征的金屬傳感器來實現。此外，本發明的目的是，給出一種用于運行所述金屬傳感器的方法。所述目的通過一種具有權利要求10的特征的方法來實現。此外，本發明的目的是，提供一種具有改進的金屬傳感器的測量儀。所述目的通過一種具有權利要求11的特征的測量儀來實現。優選的改進方案在從屬權利要求中給出。

按本發明的金屬傳感器包括布置在第一層面中的初級線圈、布置在第二層面中的第一補償線圈、布置在第三層面中的第二補償線圈以及布置在第四層面中的磁場傳感器。在此所述第一層面、所述第二層面、所述第三層面和所述第四層面彼此平行地并且相應地垂直于共同的z方向定向。有利地，這種金屬傳感器不僅允許探測金屬的或者能磁化的物體的存在，而且允許估算其距離。

在此，所述金屬傳感器的一種簡單的實施方式在下述情況下得出：所述初級線圈、所述第一補償線圈和所述第二補償線圈構造為圓形并且彼此同軸地布置。有利地，通過不同的線圈產生的磁場以明了的并且可容易地控制的方式相互疊加。

在所述金屬傳感器的一種實施方式中，所述第三層面與所述第一層面或者所述第二層面相同。有利地，由此得出了所述金屬傳感器的一種緊湊的并且簡單的實施方式。

在所述金屬傳感器的另一種實施方式中，所述第四層面與所述第一層面、所述第二層面或者所述第三層面相同。這也能夠有利地實現所述金屬傳感器的一種緊湊并且簡單的實施方式。

在所述金屬傳感器的一種特別優選的實施方式中，所述第三層面與所述第四層面彼此間具有小于2mm的第一間距。在此所述第四層面布置在所述第一層面與所述第二層面之間并且分別大致同樣遠地與所述第一層面和所述第二層面隔開，優選以同樣小于2mm的間距隔開。此外，所述初級線圈和所述第一補償線圈具有大致相同的直徑和大致相同的匝數。其中所述直徑彼此相差不超過5%。所述匝數彼此間相差不超過10%。此外，能夠向所述初級線圈加載第一電流，能夠向所述第一補償線圈加載第二電流并且能夠向所述第二補償線圈加載第三電流，其中所述第一電流、所述第二電流和所述第三電流具有大致相同的絕對值。此外，所述第二補償線圈具有一種匝數，該匝數為所述初級線圈的匝數的一小部分（例如四分之一）。此外，所述第二補償線圈具有一種直徑，該直徑與所述初級線圈的直徑的相同的一小部分（例如四分之一）相差了較小的校正值。有利地，而后對于疊加所述初級線圈和所述第一補償線圈在所述磁場傳感器的位置處的磁場，產生第一階的零位，并且對于疊加所述初級線圈的與所述補償線圈在所述磁場傳感器的位置處的磁場，產生第二階的零位。所述金屬傳感器則有利地相對于該金屬傳感器的組件的制造公差以及較小的誤定位很不敏感。

優選地，可以如此向所述初級線圈和所述第一補償線圈通電，從而產生第一磁場，該第一磁場在遠處（in der Ferne）具有四極形的特征，其中如果在所述金屬傳感器的環境中沒有能磁化的物體，則所述第一磁場沿著z方向的分量在所述磁場傳感器的位置處近乎消失。所述第一磁場則有利地具有取決于間距的四次方的振幅。