Detector de metales.

Sensor para localizar objetos metálicos, especialmente detector de metales que funciona en modo PI, con varias bobinas de emisión

(2.1, 2.2) y al menos una bobina de recepción (1.9) que están acopladas inductivamente una con otra y dispuestas solapándose parcialmente para producir un desacoplamiento de la interacción entre ellas, pudiendo alcanzarse un punto (1.3) de extinción óptima de la interacción,

así como con una electrónica sensora para alimentar corriente a las bobinas de emisión y para evaluar una señal de recepción (1.11) de la bobina de emisión,

caracterizado por que

- las bobinas de emisión (2.1, 2.2) solapan al menos parcialmente a la al menos una bobina de recepción,

- las bobinas de emisión (2.1, 2.2) ejercen, con una misma alimentación de corriente, una acción sobre la al menos una bobina de recepción (1.9) en la que se produce un punto local (1.3) de extinción óptima,

- con alimentación de corriente a una primera bobina de emisión (2.1) el punto de extinción óptima se mueve en una primera dirección, mientras que con alimentación de corriente a una bobina de emisión adicional (2.2) el punto de extinción óptima se mueve en otra dirección, y

- está previsto un circuito de regulación para regular las corrientes de las partes de bobina de emisión que conduce a un movimiento del punto local de extinción óptima que provoca una extinción de la señal de recepción (1.11).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/003005.

Solicitante: REIME, GERD.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KLOTZBERGSTRASSE 60 I 77815 BÜHL ALEMANIA.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > GEOFISICA; MEDIDA DE LA GRAVITACION; DETECCION DE... > Prospección o detección eléctrica o magnética;... > G01V3/10 (utilizando cercos inductores)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > GEOFISICA; MEDIDA DE LA GRAVITACION; DETECCION DE... > Prospección o detección eléctrica o magnética;... > G01V3/15 (especialmente adaptada para la utilización durante el transporte, p. ej. por una persona, un vehículo o un barco)

PDF original: ES-2421264_T3.pdf

 

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Detector de metales.

Fragmento de la descripción:

Detector de metales.

La invención concierne a un sensor para localizar objetos metálicos, especialmente un detector de metales que funciona en modo PI, con las características del preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento correspondiente con las características del preámbulo de la reivindicación 10.

Se conoce por el documento DE 32 25 166 A1 un detector de metales que funciona en el modo de procedimiento de inducción de impulsos (PI) y que posee varias bobinas de emisión y una bobina de recepción, circulando en las bobinas de emisión una corriente de la misma dirección. Las bobinas de emisión están colocadas de modo que se compensen en el caso de un campo no distorsionado en la bobina de emisión. La intensidad de corriente de ambas bobinas de emisión puede regularse individualmente. Las bobinas están dispuestas concéntricamente.

Se conoce por el documento DE 103 01 951 A9 un detector de metales que funciona en el modo de procedimiento de inducción de impulsos (PI) y que sirve de base al preámbulo de la reivindicación 1. La interacción de las bobinas primarias y secundarias es desacoplada por un solapamiento parcial de los sistemas de bobinas coplanarios. Se efectúa un ajuste del desacoplamiento por medio de masas mecánicamente desplazables en la zona del solapamiento o con ayuda de medios auxiliares eléctricos de compensación, por ejemplo en forma de señales de compensación adicionales enviadas del generador al circuito de recepción. Éstos compensan la porción no completamente desacoplada de la energía de emisión introducida en la bobina de recepción. No se presenta un “reacoplamiento” entre la señal detectada de la bobina de recepción y la acción de compensación, es decir que no se produce una regulación cerrada.

Se conoce por el documento DE 103 18 350 B3 una disposición comparable en la que varias bobinas están encajadas una en otra en posiciones contiguas y decaladas, solapándose respecto de su campo magnético alterno. Una bobina muy grande, preferiblemente la bobina de recepción, determina la periferia de la disposición de bobinas.

Se conoce por el documento DE 36 19 308 C1 una inversión del principio anteriormente citado, es decir, una bobina de emisión circundante con dos bobinas de recepción configuradas como un “ocho”, en las que se extinguen mutuamente los campos emitidos.

Se conoce por el documento DE 43 39 419 C2 un detector de metales con una bobina de emisión y una bobina de recepción que se superponen parcialmente de modo que sea mínimo el coeficiente de inducción alterna. Las bobinas se hacen funcionar alternativamente como bobina de emisión y como bobina de recepción.

Para reducir una diafonía capacitiva de la bobina de emisión hacia la bobina de recepción cuando la bobina de emisión y la bobina de recepción están muy próximas una a otra, tal como ocurre en bobinas impresas, se prevé en el documento DE 10 2004 047 189 A1 una medida de apantallamiento en forma de un electrodo de apantallamiento entre las bobinas de emisión y de recepción. Se han previsto también devanados auxiliares para realizar un ajuste de precisión.

Se conoce en sí por el documento EP 706 648 B1 una regulación de amplitud en la que se capturan señales luminosas con compensación de influencias externas tales como influencias de luz extraña, de temperatura o de envejecimiento entre el emisor de luz y el receptor de luz. Los emisores de luz se hacen funcionar a intervalos y alternativamente por medio de un generador de cadencia. La luz regulada en la amplitud de al menos un trayecto de luz actúa sobre el receptor de luz, eventualmente junto con la luz de otro emisor de luz tal como, por ejemplo, una fuente de luz de compensación, de modo que se origine una señal de recepción sin porciones de señal síncronas en cadencia. La señal de recepción del receptor de luz es alimentada a un desmodulador síncrono que descompone asu vez la señal de recepción en las componentes de señal correspondientes a las dos fuentes de luz. Éstas se comparan una con otra en un comparador, obteniéndose un estado del valor de regulación que corresponde a un estado nulo. Si no se aplica a la salida del comparador una señal correspondiente a este estado nulo, se emplea este valor de regulación para regular la potencia de radiación que se alimenta a las fuentes de luz hasta que se alcance este estado.

Partiendo de este estado de la técnica, la presente invención se basa en el problema de proporcionar un sensor sencillo y efectivo y un procedimiento correspondiente.

Este problema se resuelve por medio de un sensor con las características de la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento con las características de la reivindicación 10.

El sensor presenta al menos una bobina de recepción y varias bobinas de emisión o partes de bobina de emisión que dividen una bobina de emisión de una manera determinada, preferiblemente como mitades simétricamente especulares. Debido a la interacción de varias bobinas de emisión y al menos una bobina de recepción, estando dispuestas las bobinas de emisión de manera que solapen parcialmente a la bobina de recepción, se obtiene en las bobinas de recepción un punto local de extinción óptima de los campos emitidos por las bobinas de emisión. Las bobinas están dispuestas aquí de modo que las partes de bobina de emisión ejerzan, con igual alimentación de corriente, una acción sobre al menos una bobina de recepción en la que se origina en las bobinas de recepción un punto local de extinción óptima de los campos emitidos. Sin embargo, este punto se desplaza o se mueve en una primera dirección con una alimentación de corriente de principal a única de una primera bobina de emisión o una primera parte de la bobina de emisión, mientras que, con una alimentación de corriente de principal a única de otra bobina de emisión o de otra parte de la bobina de emisión, dicho punto se desplaza o se mueve en otra dirección preferiblemente opuesta a la primera dirección. Este punto local de extinción óptima es influenciado por la aproximación de un metal. Un circuito de regulación para regular las corrientes de las partes de bobina de emisión conduce en general a un desplazamiento del punto local de extinción óptima que conduce a una extinción de la señal de recepción. El valor de regulación necesario para ello o su variación se emplea preferiblemente como medida de la aproximación de un metal.

Con esta solución se obtiene un sencillo reajuste del desacoplamiento entre los sistemas de emisión y de recepción incluso en condiciones ambientales continuamente cambiantes, tal como, por ejemplo, al aproximarse un metal o producirse variaciones mecánicas del cuerpo de bobina o ante la presencia o variaciones de efectos del suelo.

Si se prevén varias bobinas de recepción y varias bobinas de emisión, se pueden disponer cada vez al menos una bobina de emisión y al menos una bobina de recepción en planos diferentes. Las bobinas en un plano se giran con respecto a las bobinas en al menos otro plano hasta que se extinga la interacción de las bobinas en un ángulo central determinado que depende de la respectiva clase de utilización. Para posibilitar una intervención de regulación en la que el valor de regulación sea al mismo tiempo el valor de medida, se desplazan las bobinas al menos insignificantemente en paralelo una a otra, preferiblemente, por ejemplo, en una distancia de 0, 1 a 2 por ciento del diámetro de las bobinas, o bien se las gira correspondientemente una con respecto a otra. Las bobinas de emisión y de recepción están así superpuestas de una manera casi congruente en lo que respecta a su perímetro, de modo que se obtiene una estructura extraordinariamente compacta.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sensor para localizar objetos metálicos, especialmente detector de metales que funciona en modo PI, con varias bobinas de emisión (2.1, 2.2) y al menos una bobina de recepción (1.9) que están acopladas inductivamente una con otra y dispuestas solapándose parcialmente para producir un desacoplamiento de la interacción entre ellas, pudiendo alcanzarse un punto (1.3) de extinción óptima de la interacción,

así como con una electrónica sensora para alimentar corriente a las bobinas de emisión y para evaluar una señal de recepción (1.11) de la bobina de emisión,

caracterizado por que

- las bobinas de emisión (2.1, 2.2) solapan al menos parcialmente a la al menos una bobina de recepción,

- las bobinas de emisión (2.1, 2.2) ejercen, con una misma alimentación de corriente, una acción sobre la al menos una bobina de recepción (1.9) en la que se produce un punto local (1.3) de extinción óptima,

- con alimentación de corriente a una primera bobina de emisión (2.1) el punto de extinción óptima se mueve en una primera dirección, mientras que con alimentación de corriente a una bobina de emisión adicional (2.2) el punto de extinción óptima se mueve en otra dirección, y

- está previsto un circuito de regulación para regular las corrientes de las partes de bobina de emisión que conduce a un movimiento del punto local de extinción óptima que provoca una extinción de la señal de recepción (1.11) .

2. Sensor según la reivindicación 1, caracterizado por que las bobinas de emisión están formadas por varias partes de bobina de emisión que presentan juntas aproximadamente la forma de una bobina de emisión correspondiente preferiblemente a la al menos una bobina de recepción (1.9) .

3. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que preferiblemente dos bobinas de emisión (2.1, 2.2) cubren la bobina de recepción (1.9) con medidas de superficie diferentes.

4. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que están previstas varias bobinas de recepción (8.1, 8.2) y varias bobinas de emisión (2.1, 8.3) , estando dispuestas en cada caso al menos una bobina de emisión (2.1; 8.3) y al menos una bobina de recepción (8.2; 8.1) en un primer plano (10.2) y en al menos un plano adicional (10.3) , estando giradas las bobinas dispuestas en el primer plano con respecto a las bobinas dispuestas en al menos un plano adicional para extinguir la interacción de las bobinas en la medida de un ángulo central respecto de su supuesto eje medio común (M1, M2) , estando los ejes medios (M1, M2) decalados o desplazados uno con respecto a otro.

5. Sensor según la reivindicación 4, caracterizado por que el perímetro de las bobinas de emisión (2.1, 8.3) es aproximadamente casi congruente con el perímetro de las bobinas de recepción (8.1, 8.2) .

6. Sensor según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por que las bobinas de emisión (2.1, 8.3) y/o las bobinas de recepción (8.1, 8.2) están formadas por varias partes de bobina o por dos mitades de bobina de tamaños sustancialmente iguales.

7. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un eje (3.2) , preferiblemente un eje de simetría, de la disposición de bobinas de emisión que comprende las bobinas de emisión (2.1, 2.2) , está inclinado en un ángulo (W) con respecto a un eje (3.1) , preferiblemente de simetría, de la bobina de recepción (1.9) .

8. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los puntos medios de una disposición de las bobinas de emisión (2.1, 2.2) y de la bobina de recepción (1.9) están espaciados uno de otro en una distancia (A) que, con corrientes de igual magnitud en las bobinas de emisión, determina aproximadamente la zona en el que viene a quedar situado el punto local (1.3) .

9. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está previsto un comparador

(4.7) para comparar las señales de tensión asociadas a las bobinas de emisión (2.1, 2.2) a fin de obtener un valor de regulación y por que está prevista al menos una fuente de corriente regulada (4.9, 4.10) en la que el valor de regulación para regular la amplitud de la corriente alimentada a las bobinas de emisión regula de preferencia continuamente la amplitud de modo que las amplitudes de las señales de tensión en las entradas del comparador

(4.7) sean sustancialmente iguales o de modo que a partir de ambos segmentos de cadencia de un ciclo de cadencia no exista ninguna diferencia de las señales de tensión en las entradas del comparador (4.7) .

10. Procedimiento para localizar objetos metálicos con un sensor, especialmente con un detector de metales que funciona en modo PI, con varias bobinas de emisión (2.1, 2.2) y al menos una bobina de recepción (1.9) que están acopladas inductivamente una con otra y que están dispuestas solapándose parcialmente para producir un desacoplamiento de la interacción entre ellas, pudiendo alcanzarse un punto (1.3) de extinción óptima en el que se provoca una extinción de la señal de recepción (1.11) , alimentándose corriente a las bobinas de emisión por medio de una electrónica sensora y evaluándose una señal de recepción (1.11) de la bobina de recepción,

caracterizado por que

- se alimenta corriente por la electrónica sensora a varias bobinas de emisión (2.1, 2.2) que solapan al menos parcialmente a la bobina de recepción,

- las bobinas de emisión, con una misma alimentación de corriente, ejercen una acción sobre la al menos una bobina de recepción (1.9) en la que se produce un punto local (1.3) de extinción óptima,

- con alimentación de corriente a una bobina de emisión (2.1) se mueve el punto de extinción óptima en una primera dirección, mientras que con alimentación de corriente a una bobina de emisión adicional (2.2) se mueve el punto de extinción óptima en otra dirección, y

- se regulan las corrientes de las bobinas de emisión de modo que resulte un desplazamiento del punto local de extinción óptima que provoque una extinción de la señal de recepción (1.11) .

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que se emplean como bobinas de emisión varias partes de bobina de emisión que presentan juntas aproximadamente la forma de una bobina de emisión correspondiente preferiblemente a la bobina de recepción (1.9) , y/o se emplean como bobinas de emisión dos mitades de bobina de emisión de tamaños sustancialmente iguales.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que un eje (3.2) , preferiblemente un eje de simetría, de la disposición de bobinas de emisión que comprende las bobinas de emisión (2.1, 2.2) , está dispuesto inclinado en un ángulo (W) con respecto a un eje (3.1) , preferiblemente un eje de simetría, de la bobina de recepción (1.9) .

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que la bobina de recepción es cubierta por las preferiblemente dos bobinas de emisión (2.1, 2.2) con medidas de superficie diferentes.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que, para fabricar el sensor, se prevén varias bobinas de recepción (8.1, 8.2) y varias bobinas de emisión (2.1, 8.3) , de las cuales se disponen siempre al menos una bobina de emisión (2.1; 8.3) y al menos una bobina de recepción (8.2; 8.1) en un primer plano

(10.2) y en al menos un plano adicional (10.3) , girándose las bobinas dispuestas en el primer plano con respecto a las bobinas dispuestas en al menos un plano adicional en la medida de un ángulo central con relación a su supuesto eje medio común (M1, M2) hasta que se extinga la interacción de las bobinas, desplazándose entonces los ejes medios (M1, M2) uno respecto de otro en una distancia (B) .

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado por que se comparan de preferencia continuamente las señales de tensión asociadas a las partes de la bobina de emisión (2.1, 2.2) para obtener un valor de regulación y por que el valor de regulación regula por medio de al menos una fuente de corriente regulada (4.9, 4.10) la amplitud de la corriente alimentada a las partes de la bobina de emisión de modo que las amplitudes de las señales de tensión en las entradas de comparador (4.7) sean sustancialmente iguales.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado por que la variación del valor de regulación que conduce al desplazamiento local del punto (1.3) de extinción óptima, por ejemplo al aproximarse un metal, se emplea como valor de medida, por ejemplo para la aproximación de un metal.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizado por que las bobinas de emisión (2.1, 2.2) se activan con la cadencia de un generador de cadencia (4.8) y por que se exploran con dicha cadencia las señales de recepción de la bobina de recepción (1.9) , pudiendo elegirse libremente los instantes de exploración, regulándose éstos en pequeños pasos de preferiblemente algunos millares de nanosegundos y estando dichos instantes situados en sitios cualesquiera prefijados o prefijables del segmento de cadencia para obtener determinadas informaciones a partir de la señal de recepción.