用于检测可导电物体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于检测可导电物体的装置，包括：第一和第二线圈或第一和第二线圈部分，该第一和第二线圈或者线圈部分能够同时产生具有相反极性的磁场；以及第三线圈，该第三线圈设置在相反的磁场的区域中；以及电子器件，该电子器件在给第一和第二线圈或第一和第二线圈部分供给以在时间上可变的电流形式的激励期间和/或之后，采集在第三线圈中的对激励的响应，或者在给第三线圈供给以在时间上可变的电流形式的激励期间，所述电子器件采集在第一和第二线圈或第一和第二线圈部分中的对激励的响应；从而可导电物体在存在于所述磁场之一的区域中时在所采集的对激励的响应中产生可检测的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测可导电物体的装置
本专利技术涉及一种用于检测可导电物体的装置。
技术介绍
由DE4102542A1已知一种感应式接近开关。该感应式接近开关包含振荡器，该振荡器产生交变磁场并且该振荡器在触发器进入到该交变场中时改变该振荡器的振荡状态，评价电路利用这点来获取用于操控负载开关的开关信号。振荡状态的可采集的改变不仅与触发器的材料典型的特性有关而且与其相对于开关的距离和位置有关。这些开关因此相对非特定地对不同的材料产生反应并且基本上仅对在该触发器与该开关之间的距离产生反应。由DE3934593C2已知一种传感器，在该传感器中施加三角形信号到初级线圈上，从而根据电磁感应定律在次级线圈的输出端上产生具有三角信号的频率的矩形信号。该变型方案用于设计一种输出可靠信号的传感器。这通过按照三角形信号的连续的上升或下降来实现。此外，由EP0936741A1已知一种感应式接近开关，该接近开关使用一个单独的线圈，利用该线圈借助于发送电流脉冲在要采集的物体中产生感应电压，该感应电压在该物体中引起电流，该电流在电流脉冲结束之后的衰减在线圈中感应出电压，该电压可以被相应地处理。所述发送电流脉冲在100μs至200μs之间的范围中。在该方法中，同一个线圈不仅用于产生涡流而且用于采集衰减的涡流。用于该传感器的金属壳体必须是非铁磁体的并且具有相对高的特定的电阻。文献WO01/71387A1示出一种电磁式目标区分系统和一种用于检测和识别金属的方法。DE102004047190A1示出一种用于定位金属对象的检测器。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，创造一种装置和一种方法，利用该装置和方法检测要采集的物体的特定的特点、如例如物体的材料特性、材料组分或大小，并且这优选(尽可能地)与在所述装置与物体之间的距离无关。该任务利用一种如下所述的装置来解决。按照本专利技术的用于检测可导电物体的装置包括线圈配置结构和电子器件，所述线圈配置结构包括：a)第一线圈和第二线圈，该第一和第二线圈在在时间上可变的电流形式的激励时同时产生具有相反极性的磁场，所述磁场在设置在相反的磁场的区域内的第三线圈中对激励产生响应；或者b)第一线圈和第二线圈，在该第一线圈和第二线圈中，在第三线圈中的以在时间上可变的电流形式的激励产生对所述激励的响应；在给第一线圈和第二线圈或第三线圈供给以在时间上可变的电流形式的激励期间和/或之后，所述电子器件采集第三线圈对激励的响应或第一线圈和第二线圈对激励的响应；可导电物体在存在于所述磁场的区域中时在所采集的响应中产生可检测的信号；其特征在于，所述电子器件构成为，该电子器件在激励期间和/或在激励之后的多个不同的时间采集响应的时间曲线，并且为此在响应的时间曲线中确定最大点的和/或最小点的和/或交零点的和/或拐点的时刻和/或在最大点的和/或最小点的和/或拐点的时刻的响应和/或确定在激励开始之后预定时刻的响应。所述装置具有两个或三个线圈，可以使用这些线圈中的一个包括两个线圈部分(这两个线圈部分以下同样称为第一和第二线圈并且称为两个线圈)的线圈或两个线圈用于产生磁场和一个线圈用于检测对以在时间上可变的电流形式的激励的响应(该响应以下称为对激励的响应并且例如能够以感应电压或衰减的形式表现)，或者相反地可以使用其中一个线圈用于产生磁场和一个包括两个线圈部分(这两个线圈部分以下同样称为第一和第二线圈并且称为两个线圈)的线圈或两个线圈用于检测对激励的响应。该装置还具有电子器件，该电子器件(特别是)在给产生磁场的线圈供给以在时间上可变的电流的形式的激励期间和/或之后采集对激励的响应。如果可导电物体位于磁场的区域内，则这在采集的对激励的响应中产生可检测的信号。根据所检测的物体的材料特性和大小，所采集的对激励响应可以具有特定的特征。由这些特征也可以推断出物体的材料、物体的材料组分、物体的材料特性和/或物体的大小。所述第一和第二线圈可以相反地或同向地缠绕。这两个线圈可以在空间上相互分开。通过这些线圈的相应的布线连接可以产生具有相反极性的磁场。第一和第二线圈可以串联。但优选地，如果这两个线圈不包括一个线圈的两个部分，这些线圈也可以(相互独立地)由各一个电流源供电。可导电物体在(包括第一、第二和第三线圈的)线圈系统的两侧上产生具有相反符号的信号形状，从而在两侧上消除相同的效果。在此，如下侧面分别称为正面和背面，这些侧面位于第一和第二线圈的朝向外侧的端部上。以在时间上可变的电流形式的激励——以下也称为激励——可以构成为任意形状的脉冲束和/或正弦形状。该激励也可以包括周期性的脉冲和/或多重脉冲束。此外，激励也可以构成为周期性的振荡形状和/或非周期性的脉冲序列。此外，激励可以构成为使得该激励非跳跃式地上升和下降并且因此例如可以不构成为矩形脉冲。激励也可以以如下的形式存在，即，该激励具有跳跃式的上升、但没有展示出跳跃式的下降，或者备选地没有展示出跳跃式的上升、而展示出跳跃式的下降。以在时间上可变的电流形式的激励优选具有跳跃式的上升和/或跳跃式的下降、如例如在矩形脉冲时。在一种优选的实施形式中，以可变的电流形式的激励具有矩形脉冲的形状并且具有在0.1ns至1ms之间、如例如在1μs至50μs之间的持续时间。在其他的实施形式中，以在时间上可变的电流的形式的激励可以表现为具有高电流强度的短的电流脉冲、例如狄拉克脉冲或者包括这样的电流脉冲。以可变的电流形式的激励越短或所述上升或下降越短，用于对激励的响应的激励谱频率就越高并因此带宽就越宽。通过具有不同频率的部分可以特别是区分物体的不同的大小比例，而且可以推断出频率特定的材料特性并因此推断出可导电物体的组分。上升时间——在该上升时间内可以达到(跳跃式上升的)最大电流值的例如90％——和/或下降时间——在该下降时间内，电流从跳跃式下降的起始值下降到该起始值的10％——可以比0.2或0.1μs更短。通过第一和第二线圈产生的在第三线圈中的对激励的响应的效果或通过第三线圈产生的在第一和第二线圈中的对激励的响应的效果可以完全抵消或至少部分地抵消。优选地，这至少达90％或99％地发生。补偿效果可以是使得在不存在要检测的可导电物体时，所采集的对激励的响应基本上为零。这导致了用于检测的装置的高的敏感性，因为可导电物体的每次存在都得到与零不同的对激励的响应或者得到与对激励的参考响应不同的对激励的响应。这优选如此发生，使得各影响在正面和背面上补偿。补偿效果可以通过线圈的对称布置来达到。如果例如第三线圈对称地位于第一与第二线圈之间，则在第一和第二线圈中的产生的对以在时间上可变的电流形式的激励的响应可以抵消。但对于该装置的第三线圈非对称设置的情况，例如也可以在不存在可导电物体时通过另外的修正因子、如例如另外的线圈或者将另外的可导电物体引入到该装置中来匹配对激励的响应，从而如此调整对激励的响应的效果，使得产生前述的补偿效果。也可在出现确定的物体时将对激励的响应调整到零。优选地，在所述第一或第二线圈之一的区域中设有金属的可导电的物体作为所述装置的组成部分，该物体能实现所产生的对激励的响应的校正或者该物体预定参考物体或该物体减小干扰轮廓的影响或者将干扰轮廓的影响校正到零。假如采集在第一和第二线圈中产生的对激励的响应，则这两个线圈优选如此布线连接，使得对激励的响应至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测可导电物体的装置（1），包括：第一和第二线圈（10、11）或第一和第二线圈部分，但该第一和第二线圈部分以下也称为第一和第二线圈，该第一和第二线圈或线圈部分能够同时产生具有相反极性的磁场（20、21）；以及第三线圈（12），该第三线圈具有一个、两个或更多个线圈部分，该线圈部分以下同样称为第三线圈（12），所述第三线圈设置在相反的磁场的区域中，以及电子器件（25），在给第一和第二线圈（10、11）供给以在时间上可变的电流形式的激励期间和/或之后，所述电子器件采集在第三线圈（12）中的对激励的响应、如例如感应电压，或者在给第三线圈（12）供给以在时间上可变的电流形式的激励期间，所述电子器件采集在第一和第二线圈（10、11）中的对激励的响应；从而可导电物体（30）在存在于所述磁场之一的区域中时在所采集的对激励的响应中产生可检测的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.15 EP 11003197.81.用于检测可导电物体的装置(1)，包括线圈配置结构和电子器件(25)，所述线圈配置结构包括：a)第一线圈(10)和第二线圈(11)，该第一和第二线圈在在时间上可变的电流形式的激励时同时产生具有相反极性的磁场(20、21)，所述磁场在设置在相反的磁场的区域内的第三线圈(12)中对激励产生响应；或者b)第一线圈(10)和第二线圈(11)，在该第一线圈和第二线圈中，在第三线圈(12)中的以在时间上可变的电流形式的激励产生对所述激励的响应，在给第一线圈(10)和第二线圈(11)或第三线圈(12)供给以在时间上可变的电流形式的激励期间和/或之后，所述电子器件采集第三线圈(12)对激励的响应或第一线圈(10)和第二线圈(11)对激励的响应；其中，可导电物体(30)在存在于所述磁场的区域中时在所采集的响应中产生可检测的信号，其特征在于，所述电子器件(25)构成为，该电子器件在激励期间和/或在激励之后的多个不同的时间采集响应的时间曲线，并且为此在响应的时间曲线中确定最大点(M)的和/或最小点的和/或交零点(N)的和/或拐点的时刻和/或在最大点(M)的和/或最小点的和/或拐点的时刻的响应和/或确定在激励开始之后预定时刻的响应。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述以在时间上可变的电流形式的激励是任意形状的脉冲束和/或纯正弦形状和/或周期性的脉冲和/或多重脉冲束和/或周期性的振荡形状和/或非周期性的脉冲序列和/或持续时间在0.1ns至1ms之间的矩形脉冲，和/或跳跃式地或非跳跃式地下降或上升，和/或不是或者不包括矩形脉冲。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述矩形脉冲的持续时间在1μs至50μs之间。4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，在所述第三线圈(12)中的分别通过所述第一线圈(10)和第二线圈(11)产生的对激励的响应至少部分地补偿，其中，在不存在要检测的可导电物体(30)时，得出基本上为零的对激励的响应，或者采集通过所述第三线圈(12)在所述第一和第二线圈(10、11)中产生的对激励的响应，使得这两个对激励的响应至少部分地补偿，其中，在不存在要检测的可导电物体(30)时，这两个对激励的响应基本上互补为零。5.根据权利要求4所述的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·P·施密特，
申请(专利权)人：I控制有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：斯洛伐克;SK