Procedimiento y dispositivo detector de objetos metálicos.

Procedimiento para la localización de objetos, particularmente objetos metálicos,

en el que- en un lado primario de un dispositivo detector (1), un oscilador excita a una bobina de emisión (3; 13) y la bobinade emisión (3; 13) emite un campo electromagnético alterno,

- en un lado secundario del dispositivo detector (1), en al menos una bobina de recepción (4, 5; 14, 15) se induceun campo electromagnético alterno,

- la bobina de emisión (3; 13) y la bobina de recepción (4, 5; 14, 15) están dispuestas de manera espacialmenteseparada,

- al menos a partir del campo alterno inducido en la o las bobinas de recepción (4, 5; 14, 15) se obtienen señalespara la indicación y/o valoración de objetos detectados, y

- al menos la(s) bobina(s) de recepción (4, 5; 14, 15) del lado secundario se acciona o accionan de manera nosintonizada, particularmente sin circuito oscilante,

caracterizado porque el dispositivo detector se acciona en un canal (11) o múltiples canales (11, 12),

porque la detección se realiza como procedimiento absoluto, relativo o diferencial,

porque el acoplamiento de la bobina de emisión (3; 13) y la bobina de recepción (4, 5; 14, 15) se realiza de maneramodificable,

y

porque se acciona el dispositivo detector con una bobina de emisión central y con dos bobinas de recepciónexteriores, disponiéndose las bobinas esencialmente de manera coplanar una con respecto a la otra.

Procedimiento y dispositivo detector de objetos metálicos.

La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo detector según el preámbulo de la reivindicación 1 o de la reivindicación 12.

Un procedimiento y un dispositivo de este tipo se conocen por el documento EP 0 957 377 A1. Este procedimiento activo para la localización de objetos metálicos o dieléctricos muestra ya bobinas de exploración ajustables, de modo que pueda conseguirse un mejor acoplamiento entre bobina de emisión y de recepción en cuanto a la supresión de interferencias.

Otro procedimiento activo y un correspondiente dispositivo detector se describen en la solicitud de patente no publicada previamente 100 45 697.9. Aunque este procedimiento mencionado en último lugar y el dispositivo permiten considerables mejoras en caso de la localización de objetos y también están diseñados en cuanto a la supresión de interferencias de las más diversas inducciones, son deseables las mejoras en cuanto a dispositivos de detector y sondas extensivos.

Ha resultado particularmente como que requiere mejoras que, en caso del diseño de estos dispositivos detectores y procedimientos con circuitos oscilantes en lados primarios y/o en lados secundarios, puede establecerse una dependencia de la temperatura relativamente alta en cuanto a la frecuencia de resonancia o a la amplitud de la frecuencia de resonancia. Con la modificación de la frecuencia se modifican sin embargo también las condiciones de fases, exponiéndose también éstas entonces igualmente a una derivación mayor debido a la temperatura.

Por el documento US 5 698 982 se conoce un sistema de frecuencia múltiple para la medición de la conductividad en una perforación. En caso de esta sonda de perforación se intenta suprimir interferencias indeseadas con ayuda de preparativos y seguimientos complejos de las señales.

El documento US 4 249 128 describe un sistema similar en el que se intenta suprimir interferencias de este tipo por medio del procedimiento de muestreo conocido. Según esto es especialmente importante garantizar una forma de señal correspondiente en caso de emisión.

Otra disposición de bobinas adaptada especialmente para el uso subacuático se conoce por el documento US 4 912

414. Según esto se intenta la compensación de interferencias mediante una disposición extremadamente compleja de bobinas de emisión y de recepción una con respecto a otra. Además se somete la señal recibida a otro procesamiento para suprimir el ruido o similares.

El documento EP 0 212 324 se refiere a un procedimiento para la medición sin contacto de objetos eléctricamente conductores. El detector descrito en este documento funciona según el procedimiento de corriente de Foucault, en el que están previstas varias bobinas a una distancia fija una con respecto a otra.

Por el documento EP 0 337 939 se conoce un procedimiento que funciona con una compensación de tensión en el lado del receptor. Para ello es necesario estabilizar las bobinas en una proporción fija una con respecto a otra, para poder realizar la compensación de tensión mediante una correspondiente disposición de los conductores individuales.

Otro detector de metales estacionario se describe en el documento US 5 304 927. Éste sirve para examinar alimentos en objetos metálicos. Este detector de metales está construido por un sistema de bucle fijo que compensa la tensión.

Por tanto, la invención se basa en el objetivo de concebir un procedimiento y un dispositivo detector de modo que puedan evitar, particularmente en caso de detectores grandes, la dependencia de la temperatura y la derivación y puedan suprimir en lo posible inducciones parásitas.

Este objetivo se soluciona según el procedimiento y dispositivo según la invención por medio de las características de la reivindicación 1 o de la reivindicación 12.

Una idea central esencial de la invención es, según esto, que al menos en el lado secundario se acciona de manera no sintonizada la bobina de recepción, o sea no en un circuito oscilante.

Es especialmente ventajoso cuando también en el lado primario se acciona la bobina de emisión sin un circuito LC, o sea de manera no sintonizada, de modo que se evita ampliamente ya en el lado primario una derivación debido a bajos efectos de temperatura.

Esta idea principal de la invención puede usarse en procedimientos accionados en forma pulsada o sinusoidal, o sea con campos alternos continuos o pulsados. De manera preferente se desacopla, según esto, la señal emitida en el lado primario con bajo ohmiaje de la bobina de emisión no sintonizada, en el lado secundario.

La bobina de recepción de bajo ohmiaje puede acoplarse también con un transformador que eleva y selecciona la tensión alterna que se recibe en el lado secundario. En este caso puede conectarse la bobina de recepción también como circuito LC. El transformador puede suprimirse también, pudiéndose usar entonces para el tratamiento posterior de la señal secundaria, por ejemplo filtros activos, conexiones PLL y similares.

De manera correspondiente al objetivo de exploración que sirve de base, si por ejemplo han de detectarse objetos más pequeños o más grandes, si esto debe realizarse en suelos sujetos a interferencias relativamente o en agua, pueden configurarse la bobina de emisión y la bobina de recepción en cualquier dimensión, diseño y posición. Así puede realizarse el dispositivo detector de forma sencilla sólo con un canal absoluto. Por canal absoluto se entiende según esto que, de manera correspondiente a la solicitud 100 45 697.9, se obtiene en el lado primario y en el lado secundario respectivamente, por ejemplo, una señal de tensión que se introduce entonces por ejemplo a través de un acumulador y un rectificador sincrónico posterior de otra valoración en un registrador de datos o a través de un convertidor analógico-digital de una etapa de valoración posterior. También puede realizarse una valoración de fases pura en caso de un canal absoluto de este tipo.

En lugar de un canal absoluto pueden preverse también varios canales absolutos que también pueden acoplarse entre sí a efectos de un aparato para mediciones diferenciales para valorar la detección del objeto. Así pueden introducirse las dos señales de los canales absolutos en un aparato para mediciones diferenciales para la indicación y valoración posteriores.

En cuanto a la estabilidad térmica del dispositivo detector y los circuitos secundarios o bobinas de recepción no sintonizados y/o el circuito primario no sintonizado con la bobina de emisión son ventajosas diversas posibilidades. Así, el circuito primario puede estar controlado por tensión y puede accionarse como bobina de emisión no sintonizada. Otra posibilidad conveniente es una excitación por corriente de fuente no sintonizada en el lado primario, solicitándose la bobina de emisión con una corriente alterna relativamente grande. También es concebible que la bobina de emisión se accione como circuito oscilante en conexión paralela o en serie.

Ha resultado especialmente ventajoso el accionamiento de la bobina de recepción en el estado no sintonizado. Según esto se prefiere particularmente la excitación por corriente de fuente, de modo que pueden reducirse o evitarse en el lado secundario, mediante la entrada de bajo ohmiaje, los ruidos, los efectos dieléctricos y con ello también medidas de apantallamiento especiales. En otra alternativa puede accionarse la entrada del receptor no sintonizada también como entrada de tensión. Por tanto, siempre que la bobina de recepción se accione con bajo ohmiaje, o sea se accione con una entrada de corriente, puede prescindirse, según en cada caso la frecuencia de accionamiento, incluso de un apantallamiento estático de la bobina de recepción. También en este accionamiento, la obtención de señales y la supresión de interferencias son esencialmente más grandes que en otro tipo de accionamiento.

Por tanto, el dispositivo detector y el procedimiento son adecuados tanto para disposiciones de exploración extensivas como para el sondeo profundo. De manera especialmente ventajosa se disponen, a este respecto, las bobinas o los bucles de manera ajustable o de manera desplazable, siendo posible un accionamiento desacoplado, pero también un accionamiento no desacoplado.

En caso de dispositivos detectores con bobinas pequeñas o... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la localización de objetos, particularmente objetos metálicos, en el que

- en un lado primario de un dispositivo detector (1) , un oscilador excita a una bobina de emisión (3; 13) y la bobina de emisión (3; 13) emite un campo electromagnético alterno, -en un lado secundario del dispositivo detector (1) , en al menos una bobina de recepción (4, 5; 14, 15) se induce un campo electromagnético alterno, -la bobina de emisión (3; 13) y la bobina de recepción (4, 5; 14, 15) están dispuestas de manera espacialmente separada, -al menos a partir del campo alterno inducido en la o las bobinas de recepción (4, 5; 14, 15) se obtienen señales para la indicación y/o valoración de objetos detectados, y -al menos la (s) bobina (s) de recepción (4, 5; 14, 15) del lado secundario se acciona o accionan de manera no sintonizada, particularmente sin circuito oscilante,

caracterizado porque el dispositivo detector se acciona en un canal (11) o múltiples canales (11, 12) , porque la detección se realiza como procedimiento absoluto, relativo o diferencial, porque el acoplamiento de la bobina de emisión (3; 13) y la bobina de recepción (4, 5; 14, 15) se realiza de manera modificable, y porque se acciona el dispositivo detector con una bobina de emisión central y con dos bobinas de recepción exteriores, disponiéndose las bobinas esencialmente de manera coplanar una con respecto a la otra.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la bobina de emisión (3; 13) se excita mediante el oscilador del lado primario con frecuencia predeterminada en el estado no sintonizado y se acciona sin circuito oscilante.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la bobina de emisión (3) del lado primario se acciona en un circuito oscilante (38) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la señal de la (s) bobina (s) de recepción (4, 5; 14, 15) no sintonizada (s) se introduce respectivamente en un convertidor de tensión-corriente (36) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la señal de la (s) bobina (s) de recepción (4, 5; 14, 15) no sintonizada (s) se introduce respectivamente en un convertidor de tensión (37) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la señal de la bobina de recepción se acopla en un transformador, y

porque por medio del transformador se realiza una selección a la frecuencia predeterminada de la señal de la bobina de emisión.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 4 a 6, caracterizado porque la bobina de emisión (3; 13) se acciona de manera controlada por tensión (41) o de manera controlada por corriente (43) .

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la bobina de emisión y la (s) bobina (s) de recepción se desacoplan previamente de manera geométrica.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el desacoplamiento previo se realiza por medio del desplazamiento relativo de bobina (s) de emisión y de recepción una con respecto a otra.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el lado secundario del dispositivo detector se acciona con banda ancha, de modo que se consigue un acoplamiento ampliamente enclavado en fase entre el lado primario y el lado secundario.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la bobina de emisión se acciona con campos alternos continuos o pulsados.

12. Dispositivo detector para la localización de objetos, particularmente objetos metálicos,

- con un lado primario que presenta un oscilador y una bobina de emisión (3; 13) , -con un lado secundario que presenta al menos una bobina de recepción (4, 5; 14, 15) , -con medios (6, 7, 10) para generar una señal de detección,

particularmente para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque al menos la (s) bobina (s) de recepción (4, 5; 14, 15) del lado secundario está o están diseñadas de manera no sintonizada, porque está previsto un sistema de desacoplamiento previo (33, 34, 35) entre la (s) bobina (s) de emisión y recepción,

porque puede modificarse el acoplamiento de la bobina de emisión y la (s) bobina (s) de recepción, porque están previstas la (s) bobina (s) de emisión y recepción esencialmente de manera coplanar una con respecto a otra, y porque están previstas una bobina de emisión central (3; 13) y dos bobinas de recepción exteriores (4, 5; 14, 15) .

13. Dispositivo detector según la reivindicación 12, caracterizado porque para el desacoplamiento previo está previsto un desplazamiento relativo geométrico (26, 29) entre la (s) bobina (s) de emisión y recepción.

14. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque la bobina de emisión (3; 13) está acoplada de manera no sintonizada a la frecuencia predeterminada del oscilador.

15. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque está previsto un transformador acoplado con la bobina de recepción (4, 5; 14, 15) para la selección a la frecuencia predeterminada de la señal primaria.

16. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque cada bobina de recepción (4, 5; 14, 15) no sintonizada está unida con un convertidor de tensión-corriente (36) posterior, y porque la salida de la bobina de recepción (4) está conectada, particularmente de manera directa, con la entrada negativa de un amplificador operacional (44) del convertidor de tensión-corriente (36) .

17. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque la salida de la bobina de recepción (4) no sintonizada está guiada a un convertidor de tensión (37) .

18. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12, 13 ó 15 a 17, caracterizado porque la bobina de emisión (3) está configurada o puede accionarse en un circuito oscilante (38) .

19. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque está diseñado como sonda de perforación o esencialmente como sonda detectora plana (21; 31) .

20. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque está diseñado como aparato para mediciones absolutas, relativas (31) o diferenciales (1) .

21. Dispositivo detector según una de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizado porque están previstos para la detección tres canales.

22. Dispositivo detector según la reivindicación 21, caracterizado porque están previstos dos canales para generar respectivamente una señal absoluta y un dispositivo para generar una señal diferencial.