金属传感器制造技术

金属传感器包括布置在第一层面中的初级线圈、布置在第二层面中的第一补偿线圈、布置在第三层面中的第二补偿线圈以及布置在第四层面中的磁场传感器。在此所述第一层面、所述第二层面、所述第三层面和所述第四层面彼此平行地并且相应地垂直于共同的z方向定向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】金属传感器包括布置在第一层面中的初级线圈、布置在第二层面中的第一补偿线圈、布置在第三层面中的第二补偿线圈以及布置在第四层面中的磁场传感器。在此所述第一层面、所述第二层面、所述第三层面和所述第四层面彼此平行地并且相应地垂直于共同的z方向定向。【专利说明】金属传感器
本专利技术涉及一种按权利要求1所述的金属传感器以及一种按权利要求10所述的、用于运行金属传感器的方法。
技术介绍
用于发现在墙壁、地板中或者在土层中的金属的或者其它的能磁化的物体的金属传感器应用了用于磁场激励并且用于测量磁通量变化的线圈。通过以下方式来识别物体:所测量的通量变化根据是否存在物体而进行区分。所测量的通量变化一部分是激励的磁场的直接结果并且一部分是基于物体的次级磁场的结果。基于物体的次级磁场一般是激励的磁场的结果。已知基于线圈的金属传感器，所述金属传感器可以估算所探测到的物体的距离。这种仪器在现有技术中根据脉冲感应方法来工作并且从所测量的通量变化的衰减特性中估算所述距离。然而，这种估算取决于物体的材料特性并且取决于物体的直径。从在申请日未公开的、具有文件登记号DE 10 2010 043 078.1的专利申请中公开了一种具有两个线圈和一个磁场传感器的金属传感器。在此所述线圈如此布置，使得所述线圈在待发现的物体的位置处产生较高的磁场，但是在磁场传感器的位置处没有能探测到的物体时各个线圈的磁场相互抵消。在存在能探测到的物体时，由物体发出的次级磁场在磁场传感器的位置处引起了不消失的磁场，该磁场可以由磁场传感器来探测。由此产生有利的信号噪声比。但是不能对待探测的物体的距离进行估算。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种进一步改进的金属传感器。所述目的通过一种具有权利要求1的特征的金属传感器来实现。此外，本专利技术的目的是，给出一种用于运行所述金属传感器的方法。所述目的通过一种具有权利要求10的特征的方法来实现。此外，本专利技术的目的是，提供一种具有改进的金属传感器的测量仪。所述目的通过一种具有权利要求11的特征的测量仪来实现。优选的改进方案在从属权利要求中给出。按本专利技术的金属传感器包括布置在第一层面中的初级线圈、布置在第二层面中的第一补偿线圈、布置在第三层面中的第二补偿线圈以及布置在第四层面中的磁场传感器。在此所述第一层面、所述第二层面、所述第三层面和所述第四层面彼此平行地并且相应地垂直于共同的z方向定向。有利地，这种金属传感器不仅允许探测金属的或者能磁化的物体的存在，而且允许估算其距离。在此，所述金属传感器的一种简单的实施方式在下述情况下得出:所述初级线圈、所述第一补偿线圈和所述第二补偿线圈构造为圆形并且彼此同轴地布置。有利地，通过不同的线圈产生的磁场以明了的并且可容易地控制的方式相互叠加。在所述金属传感器的一种实施方式中，所述第三层面与所述第一层面或者所述第二层面相同。有利地，由此得出了所述金属传感器的一种紧凑的并且简单的实施方式。在所述金属传感器的另一种实施方式中，所述第四层面与所述第一层面、所述第二层面或者所述第三层面相同。这也能够有利地实现所述金属传感器的一种紧凑并且简单的实施方式。在所述金属传感器的一种特别优选的实施方式中，所述第三层面与所述第四层面彼此间具有小于2_的第一间距。在此所述第四层面布置在所述第一层面与所述第二层面之间并且分别大致同样远地与所述第一层面和所述第二层面隔开，优选以同样小于2_的间距隔开。此外，所述初级线圈和所述第一补偿线圈具有大致相同的直径和大致相同的匝数。其中所述直径彼此相差不超过5%。所述匝数彼此间相差不超过10%。此外，能够向所述初级线圈加载第一电流，能够向所述第一补偿线圈加载第二电流并且能够向所述第二补偿线圈加载第三电流，其中所述第一电流、所述第二电流和所述第三电流具有大致相同的绝对值。此外，所述第二补偿线圈具有一种匝数，该匝数为所述初级线圈的匝数的一小部分(例如四分之一)。此外，所述第二补偿线圈具有一种直径，该直径与所述初级线圈的直径的相同的一小部分(例如四分之一)相差了较小的校正值。有利地，而后对于叠加所述初级线圈和所述第一补偿线圈在所述磁场传感器的位置处的磁场，产生第一阶的零位，并且对于叠加所述初级线圈的与所述补偿线圈在所述磁场传感器的位置处的磁场，产生第二阶的零位。所述金属传感器则有利地相对于该金属传感器的组件的制造公差以及较小的误定位很不敏感。优选地，可以如此向所述初级线圈和所述第一补偿线圈通电，从而产生第一磁场，该第一磁场在远处(in der Ferne)具有四极形的特征,其中如果在所述金属传感器的环境中没有能磁化的物体，则所述第一磁场沿着z方向的分量在所述磁场传感器的位置处近乎消失。所述第一磁场则有利地具有取决于间距的四次方的振幅。同样有利的是，可以如此向所述初级线圈和所述第二补偿线圈通电，从而产生第二磁场，该第二磁场在远处具有偶极形的特征，其中如果在所述金属传感器的环境中没有能磁化的物体，所述第二磁场沿着z方向的分量在所述磁场传感器的位置处近乎消失。所述第二磁场则有利地具有取决于间距的三次方的振幅。在所述金属传感器的一种实施方式中，所述初级线圈、所述第一补偿线圈和所述第二补偿线圈串联。有利地由此保证，所有线圈在每个时刻都由相同强度的线圈电流流经。在所述金属传感器的一种改进方案中，设置了用于对所述初级线圈、所述第一补偿线圈和/或所述第二补偿线圈进行操控的推挽调节器。有利地，推挽调节器在较大的场范围内具有较大的动态范围(Dynamik)并且具有较大的信号-噪声-间距。按本专利技术的、用于运行前面所述类型的金属传感器的方法包括下述步骤:在第一时间间隔中向所述初级线圈和所述第一补偿线圈通电；并且在第二时间间隔中向所述初级线圈和所述第二补偿线圈通电。对在所述第一时间间隔中并且在所述第二时间间隔中由待探测的物体发出的次级磁场进行比较，而后有利地对待探测的物体与所述金属传感器的距离进行估算。【专利附图】【附图说明】现在借助于附图对本专利技术进行详细解释。其中示出了: 图1示出了磁场传感器的示意图； 图2示出了通过磁场传感器产生的磁场的位置相关性； 图3示出了在磁场传感器的位置处的磁场曲线的放大图； 图4示出了推挽调节器的示意性方框图；并且 图5示出了测量仪的视图。【具体实施方式】图1示出了金属传感器100的示意图。所述金属传感器用于发现在墙壁、地板或者土层中的金属的或者能磁化的物体。所述金属传感器100包括初级线圈110、较大的补偿线圈120、较小的补偿线圈130和磁场传感器140。初级线圈110布置在第一层面115中。较大的补偿线圈120布置在第二层面125中。较小的补偿线圈130布置在第三层面135中。所述磁场传感器140布置在第四层面145中。在此第一层面115、第二层面125、第三层面135和第四层面145分别取向为彼此平行并且垂直于共同的z方向105。在图1所示出的实施例中，初级线圈110、较大的补偿线圈120和较小的补偿线圈130构造为平坦的线圈，这些线圈分别完全布置在其各自的层面115、125、135中。但是所述线圈110、120、130也可以沿着z方向105具有有限的高度。在这种情况下，所述层面115、125、135相应于相应的线圈110、120、本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属传感器（100），具有：‑布置在第一层面（115）中的初级线圈（110）；‑布置在第二层面（125）中的第一补偿线圈（120）；‑布置在第三层面（135）中的第二补偿线圈（130）；以及‑布置在第四层面（145）中的磁场传感器（140），其中所述第一层面（115）、所述第二层面（125）、所述第三层面（135）和所述第四层面（145）彼此平行地并且分别垂直于共同的z方向（105）定向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿尔布雷希特，T齐博尔德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE