专利名称：用于检测被包围在介质中的物体的方法以及用于执行该方法的检测仪的制作方法
用于检测被包围在介质中的物体的方法以及 用于执行该方法的检测仪
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于检测被包围在 介质中的物体的方法。
背景技术：
长期以来，为了检测被包围在介质、如墙体、屋顶或基础里面的 物体如电导线、水管、管道、金属架或者木梁使用定位仪。在此可以 使用感性仪器，即产生一个磁场的仪器，它受到被包围在介质中的金 属物体的干扰。除了这种感性仪器以外还使用容性仪器、电网电压检 测器以及高频检测器。
一个专门在感性和容性定位仪中产生的问题是，尽管校准测量仪 也存在的、所使用传感器的巨大动态特性和随之而来的在检测测量信 号的信号强度中的变化。为了通过金属定位仪可以检测出尽可能多的 不同尺寸和嵌入深度、即被包围的物体与测量仪的距离的金属物体， 必需覆盖大的动态范围。除了要被测量的物体在被包围介质中的深度 以外这种传感器的测量信号的大动态范围也由各种要被检测材料的 特征特性给出。因此例如 一 个深入在墙体里面的铜电缆比例如 一 个
2cm深度敷设的铁管产生更大数量级的感应或测量信号。
因此对于已知的定位仪、尤其是金属定位仪经常存在这种可能 性，可以手动地、即由使用者给出的再调节传感器的灵敏度。为此使 用例如具有相应的、在定位仪外壳上构成的旋转度的旋转电位器。
对于另 一 已知的定位仪可以通过对现有物体的重新校准调节传 感器的灵敏度并因此调节检测测量信号的强度。
但是通过这种仪器通过调节仪器难以检测或者准确定位不同大 小的物体如铜电缆和钢支架。检测测量信号的太大信号强度导致这种 传感器的接收强度的过调并因此是关键的，因为在这种情况下在一个 宽范围上不再能够识别信号增加和减小，这种信号增加和减小对于准 确定位被包围物体是必需需要的。在这种情况下被包围物体在一个宽 的范围上提供测量仪的最大振幅，因此对于使用者还是不明确物体的
准确位置。此外不再能够将紧密相邻的物体识别为两个分开的物体。 由现有技术已知许多解决方案，用于检测具有大动态范围的信
号。因此已知例如使用下面的方法
使用具有高分辨率的AD转换器。但是这种转换器引起高的元件
成本o
使用具有可变放大系数的放大器(所谓的VGA)。这种放大器一 般相对于温度漂移是敏感的并且比具有固定放大系数的放大器昂贵。
根据在不同放大级上的信号振幅使用附加的测量信号放大级和 分支。
这些已知解决方案的共同点是，其在金属检测器中的转化导致增 加的电路费用或者引起明显的增加成本。还导致其它缺陷，它们与上 述的可选择解决方案由原理引起的较大温度漂移相关(尤其是对于 VGA)。这些已知解决方案在元件分散性方面并因此在金属检测器间 断加工以内的分散性方面在大批量加工中同样是不利的。
本发明的目的是，给出一种用于检测被包围在介质中的物体的方 法，它可以保证尽可能准确地定位物体。
本发明的目的通过具有权利要求1特征的用于检测被包围在介质 中的物体的方法以及通过具有权利要求9特征的测量仪得以实现。
发明的优点
在按照本发明的用于检测被包围在介质中的物体的方法中通过 相互间感应耦联的至少 一个发射线圏和至少 一 个接收导体回线系统 (Empfangsleiterschleifensystem )产生一个测量4言号，它能够获 得关于被包围物体位置的信息。这个信号例如是一个在接收导体回线 系统中感应的电压。在此以有利的方式根据检测的测量信号的信号强 度改变测量信号的频率。本发明的认识基础是，与在检测器一侧上补 偿动态性不同可以更加经济地在激励器一侧获得动态适配。在这种方 法中使用的发射线圈是激励振荡回路的一部分，它产生一个测量信号 并且发射到要被检查的介质。这种除了发射线圈还具有电容的振荡回 路可以优化到一个频率上。如果现在改变测量信号的频率，则发射线 圏连同从属的电容的配置不再优化到实际使用的测量信号，由此不仅
发出的测量信号而且检测的测量信号都在其信号强度上减小。在按照 本发明的方法中利用这一 点，用于以所期望的方式影响检测的测量信 号的信号强度。通过这种方式能够使按照本发明的方法的动态范围适配于实际 要被定位的物体或者说由这个物体产生的信号强度。通过在从属权利要求中描述的特征实现按照本发明的定位方法 的有利改进方案。以有利的方式可以直接或间接地从一个数字频率发生器通过脉宽调制得到控制(ansteuernd)所述装置的发射线圈的信号，其中根 据检测的测量信号的信号强度(Um)相应地改变信号的测量特性。也可以借助于一个数字信号、尤其是矩形信号给定测量信号、即 控制发射线圏的信号的频率(fw)并且通过一个数字控制单元、尤其 是一个微处理器的配置变化实现频率的变化。为此以有利的方式可以 使用一个适合的控制程序。在按照本发明的方法中可以规定至少 一个用于检测的测量信号 的第一阈值，在超过该阈值时改变测量信号的频率。如果例如对于只 产生检测测量信号微小的信号强度的小物体以尽可能高的灵敏度工 作，方式是使测量频率优化到激励线圈的振荡回路上和/或接收支路 上，由此对于产生相应大的信号强度的大物体以较小的灵敏度工作。 为此在超过检测的信号强度的阈值时改变测量信号的频率。由于变化 的测量频率使发射线圏或接收支路的振荡回路失调，由此仅仅由于这 个效应降低测量信号的强度。因此按照本发明的方法能够仅仅通过改变测量频率引起测量灵 敏度的变化。由此减小接收信号并且否则可能导致接收支路过调、即 可能导致接收放大器放大饱和的物体提供测量信号，它们能够实现可 靠的位置分辨率。因此对于这种定位方法例如接收放大器的过调是关 键的，因为在这种情况下不再能检测到继续的信号增加或减小并因此 使一个测量仪在宽的范围或者说最大的信号强度上检测，由此不再可 能准确地定位物体。在按照本发明的方法中以有利的方式在超过一个检测的测量信 号的阈值时提高测量信号的频率。这种提高的典型值位于测量信号频 率的10至100%之间的范围。在按照本发明的方法的一个特别有利的实施形式中在检测的测量信号强度超过第 一 阈值时使测量信号的频 率提高约4 0°/o。在另 一 实施形式中当然同样可以在超过测量信号的信号强度的 第 一 阈值时使测量信号的频率降低。在按照本发明的方法中规定，在低于检测的测量信号强度的第二 阈值时也改变测量信号的频率。只要检测的测量信号的信号强度达到 第二阈值，尤其是可以使测量信号的频率再降低到初始使用的值。除了上述第 一和第二阈值以外还可以通过类似的方式在按照本 发明的方法中必要时在规定其它阈值。必要时也有利的是，在按照本发明的方法中使已经改变 一 次的、 即提高或降低的测量频率在达至)j阔值时再次提高或降低，用于避免信 号强度变得太大或太小。在按照本发明的方法的有利实施形式中以间断的频率步骤实现测量信号频率的频率变化AfM。在此例如可以^见定，使测量信号在两个、三个或者多个间断的频率之间往复接通。按照本i明的;法能够实现 一 个;i仪、尤其是 一 个便携式定位仪，它能够在一个宽的动态范围上以高的局部精度检测被包围在介质 中的物体。以有利的方式对于这种测量仪可以规定，对于测量仪的使 用者基于测量频率变化的测量仪测量灵敏度的改变不可见地进行，因 为自动地通过仪器本身控制。如果测量仪检测到一个信号强度，它位 于事先确定的闹值以上，则测量仪的 一个控制程序自动地转换到 一个 变化的测量频率例如 一 个提高的测量频率上。但是在用于执行按照本发明的方法的测量仪的可选择实施形式 中也可以具有连接通装置，其能够在超过检测的测量信号的阈值时亲 自改变测量信号的频率，用于由此引起测量仪测量灵敏度的变化。按照本发明的方法能够以高的位置精度实现被包围在介质中的 物体的定位，因为测量系统的动态范围能够以简单的方式适配于实际 测量信号的强度。这 一 点能够在 一 个测量仪中以简单的方式没有大的 附加电路技术费用地实现。借助于频率变化尤其能够实现动态范围变 化，因为在较高频率时大多数磁性材料快速降低磁化率，由此使工作 频率的提高引起接收的测量信号的减小。 另外对于非铁磁物体、如铜工作频率的提高尽管导致较高的检测 品质，但是因为对于这些材料在传感器装置的线圏上的反作用本来就 是相当微小的，这一点在实际应用中在极少的情况下导致测量信号的 过提高并由此可能导致放大器饱和。由下面对于 一 个实施例的描述以及附图给出按照本发明的方法 以及用于执行这种方法的测量仪的其它优点。
在附图中示出一个按照本发明的方法的实施例，在下面的描述中 要详细解释该方法。附图、其描述以及权利要求含有大量的特征组合。 I n " " 、、 、、附图中图1以示意图示出用于定位被包围在介质中的物体的典型测量状况，图2a以示意图示出在使用按照本发明的方法时作为位置函数的检测的测量信号的曲线，图2b以示意图示出以图2a的测量信号曲线为基础的测量状况， 图3以细节图示出按照本发明的方法用于产生和评价测量信号的电路，图4以立体图示出一个按照本发明的测量仪的可能的实施例。
具体实施方式
图1示出一个用于定位被包围在介质10或者说墙体、基础或屋 顶里面的物体的典型测量状况。 一个定位仪24在要被检查的介质10 表面26上移动，用于检测、即定位被包围在介质10中的物体12的 位置。这个物体12例如可以是一个电导线、管或者说水管、金属架 或者也可以是其它物体。这种定位仪24尤其具有一个感应传感器， 它具有至少 一个发射线圈以及作为接收单元的接收导体回线系统。除 了相应的控制电路、相应的电源以及检测的测量信号的分析评价单元 以外这种定位仪24例如还具有一个图形的显示器28，它给出一个与 检测的测量信号强度相关的输出参数。该输出参数例如以条形图30
的形式表示，其中在最小值与最大值之间的发光条形的数量表示测量 信号强度的程度。除了在图1中所示的通过条形图30的输出参数的 表示以外其它的输出形式，尤其是其它光学表示也是可以的。这种定位仪24例如具有一个补偿传感器。这种传感器包括例如三个线圈，其中第一发射线圈连接在第一发射器上， 一个必要时存在 的第二发射线圈连接在第二发射器上并且一个作为接收线圈的接收 导体回线系统连接在接收器上。两个发射线圈由其发射器被馈入频率fM以及相反的相位的交流电。在此第一发射线圈在接收线圈中感应》兹通，该磁通与由第二发射线圏在接收线圈中感应的磁通相反。因此两 个在接收线圈中感应的磁通相反地补偿，由此如果没有外部的金属物 体位于这个线圈结构附近的话，接收器在接收线圈中根本检测不到接收信号。由各个发射线圈在接收线圈中产生的磁通O取决于不同的参 数，如线圏的圏数和几何形状以及馈入到两个发射线圏中的电流幅值 和其相互间的相位。这些参数对于这种检测器最终被优化，从而在不 存在金属物体时在接收线圏中激励一个尽可能微小的磁通O。也可以选择，只使用一个发射线圈并且使接收线圏系统定位在空 间里面，从而在不存在金属物体时在接收导体结构中不感应电压。如果现在一个金属物体位于这种接收几何图形状附近，则这个物 体改变由发射几何图形产生的场，由此在接收线圈中感应出一个生成 的磁通，在接收线圈或接收导体回线系统中感应的磁通可以作为测量 电压例如在线圏或者后接的测量放大器上分接出。感应的传感器越靠 近被包围的物体，检测的测量信号、例如分接出的测量电压Um越大。如果这种定位仪24接近一个被包围的物体12,例如通过按照图1 的视图在箭头32方向上移动时是这种情况，则检测的测量信号增加。尤其是在现有技术的仪器中现在可能在被包围的物体12附近产 生测量状况，其中在定位仪24的较大移动行程上在要被检测的物体 12区域上测量信号增强，使得在整个范围中给出输出参数、例如分接 出的测量电压Um的最大振幅。在这种情况下不能实现被包围物体12位置的精确定位。图2以示意图示出一个定位仪在接近或者远离一个被包围的物体 时检测的测量信号Um的曲残，如果这个定位仪按照本发明的方法工作 的话。在图2a中再一次示出测量状况。该定位仪24在箭头32的方向 上在表面26例如墙体34上移动。在位置Si—个被包围的物体12、 例如一个水管隐藏地位于这个墙体34后面。图2b作为定位仪24在 墙体34上的移动运动函数示出测量信号UM的检测的信号曲线。所述测量信号Um例如可以是一个在传感器接收线圈系统中分接 出的测量电压。如果定位仪还远离被包围的物体，如同在图2a中给出的那样， 则相应的测量信号是微弱的。在这种测量状况下按照本发明的方法利 用第一频率fM1,定位仪的振荡回路和滤波器协调并被优化到该频率。 这个频率一般在1kHz至10kHz之间的范围，其中尤其是5kHz的频率 可被视为是有利的。因此在使用这个频率fm的测量信号时测量仪以 尽可能高的灵敏度工作。当测量仪现在接近一个被包围的物体时， 即，定位仪在按照图2a的视图中在箭头32方向上移动时，测量信号 以频率fku相应强烈地增加，如图2b所示的那样。如果以相同的测量 频率U不变化地继续测量，则可能在按照图2的示例中在可能还远 离被包围的物体的实际位置S。的位置Si上产生在接收传感器分析评 价电路中的信号饱和。因此一个接在接收线圏之后的放大器例如可能 陷入放大饱和。如果对于这种配置该定位仪24继续在被包围物体12 的方向上移动，则由于放大饱和使测量信号Uw不再继续增加，测量信 号的信号强度恒定地保留在一个水平Us上，如同在图2b中所示的那 样。在这种状况下定位仪可能移动经过被包围物体的位置S。，而不会 通过测量信号Uw的显著信号变化识别这个位置。如果在检测的信号强 度中不产生饱和，例如当所使用的测量放大器的动态范围不受局限的 时候，具有其在被包围物体位置S。上的最大值的虛线表示的曲线42 显示曲线变化。但是由于在检测的测量信号放大时有限的动态范围出现上述的 饱和特性。这一点在图2b中通过在点S!与S3之间的恒定测量信号范 围表示。只有当定位仪24在箭头32的方向上继续足够远地离开被包 围的物体12时，即在图2的视图中达到及越过位置S3时，检测的测 量信号UM才再微弱得这个信号不再导致放大饱和，由此再出现变化的 测量信号Um，它随着与被包围的物体12的位置S。的距离的增加再减 小，如图2b中所示的那样。
在点S!与S3之间的有限范围上(该范围根据被包围的物体12的 性质可能直到数分米)通过常见的定位仪将测量到一个恒定的信号水平Us,它阻碍精确地定位被包围物体12的位置S"而在4妄月褒本发曰月^々方-去中在达至'J第"阈"f直 UM(SchweIU) 时使测量信号 UM从频率fwi转换到频率fM2。在此该阈值UM(S。hwem)位于将导致放大雄;和的信号强度Us以下。通过这种方式可以防止，例如所使用的定位^义的测量放大器过调。因为不仅在激励器或者说发射器一侧而且在接收器一侧都优化 到频率"，频率fm以数值Af调到频率fM2 ( "2 = f" + 导致纟全测测量信号Um的信号強度威小。因此在转换测量频率时检测的测量信号 强度下降，如通过图2b中的箭头38所示的那样。在此选择频率变化 Af，使通过测量信号Um在頻率fM2时产生的电压水平更低，且尤其明显位于放大系统饱和极限Us以下。为此可以〗吏工作频率例如^是高40-50%。如果将一个定位仪在使用按照本发明的方法的条件下超过点S！ 靠近被包围的物体12,则这个定位仪显示测量信号Um的一个在圉2b 中以测量曲线FRQ2给出的变化。该测量信号从位置S!起在接近寻找 被包围物体的位置S。时继续提高，在位置S。达到最大值并且在定位仪 在点S3方向上移动时又下降。通过这种方式能够通过检测的测量信号 Um的最大但U,识别被包围物体12的位置S。.如果一个按照本发明方法工作的定位仪超过被包围物体12的位 置S。在图2a箭头32方向上移动，则在低于实际检测的测量信号Um 的第二阈值U m(Schwe112) 时fM2的测量频率再回调到初始测量频率fm。因 为不仅激励器或发射器一侧而且接收器一侧都优化到频率f^a上，这一点又导致信号增加，如同在图2b中以箭头40表示的那样。当定位 仪24在箭头方向32上从位置S3开始继续远离被包围物体12时，则 在信号强度连续下降，如同在图2b中看到的那样。因此在按照本发明的方法中通过测量信号频率的调节在要定位 的被包围物体附近的范围中降低测量系统的灵敏度，用于避免例如放 大饱和。这种在测量信号频率中的失调Af的典型值可以在10至100% 的范围。测量信号频率失调的优选值位于约40-50%。在此测量信号的 变化Af不仅可以是正的也可以是负的。但是在优选的实施形式中利
用测量频率的提高("2>"0。因为对于提高的频率大多数磁性材料的 磁化率快速下降，工作频率的提高可以引起接收的测量信号的减小。 对于非铁磁物体例如铜工作频率的提高尽管导致更高的检测品质，但 是因为对于这些材料在传感器装置线圈上的反作用本来就相当微 小，这一点在实际应用中在极少的情况下导致测量信号的过高并由此 导致预期的放大饱和。对于测量信号频率的变化可以使用不同的原理上公知的方法。例 如可以在两个分开的频率之间往复接通或者也可以实现工作频率的 连续失调。不仅单个的离散频率被视为本发明意义上的测量频率，而 且例如有限宽度的频率带的强度最大值也可以视为本发明意义上的 测量频率。因此例如工作频率也可以用有限宽度频谦带宽上移动的滤 频器上连续地或者也可以间断地变化。 一个设置在激励器或者发射部 件上的、从属于激励线圏的振荡回路或者接收支路可以在使用滤波 器、例如有源滤波器时通过频率变化失调。由此以所述方式减小接收 信号，从而可以通过检测的测量信号的局部最大值精确地定位物体， 该物体的测量信号的信号强度否则例如将导致具有所述缺陷的放大 饱和。如果一个被包围的物体对于一个已经变化的频率"2仍然引起一 个这样高的信号水平，使检测的测量信号UM仍然接近饱和的临界界限Us,对于一个阈^直，例如仍然可以是阈-f直UM(s由em),可以转换另一例 如同样较高的频率。原则上，对于检测的测量信号所使用频率的数量 以及其相互间的相对值是不受限制的并且可以根据测量目的优化。图3示出按照本发明的用于产生、分析评价和加工信号电压的电 路的细节图，该信号电压以总和在按照本发明的传感器的各个接收绕 组中感应。在图3中的感应线圏262例如表示传统的由金属线缠绕的按照本 发明的方法工作的用于定位仪的传感器的激励绕组。与电容264形成 一个振荡回路的感应线圈262通过一个电阻266通过连接装置260与 电源268连接，该电源例如通过使用矩形波发生器能够激励不同频率 fM的测量电压。在图3的视图中这个连接装置260由一个在两个位置256， 258 之间间断的开关表示，两个位置应分别象征性地表示不同频率的测量
电压。但是这些连接装置也可以例如是 一 个有源或无源的滤波元件， 它们隔绝源自较宽频谱的相应工作频率。因此连接装置的概念既不局 限于一个开关，也不局限于各个频率之间的间断转换。实际上为了产生激励信号例如使用一个矩形波发生器。由这个矩 形波发生器的频谱借助于激励振荡回路可以有效地过滤较高的频 率，由此对于产生的信号振幅仅仅对基频保留矩形波发生器的振幅。 对于这种矩形波发生器例如微控制器已经提供完善的硬件模块、即所 谓的计时器。这个矩形波发生器的工作频率变化通过这个计时器模块的简单 转换编程实现并由此对于结果不生成元件成本。在微控制器中常见的计时器模块也可选择地提供这种可能性，使 所谓的矩形输出的"占空比"改变，即改变接通时间与断开时间的比 例。例如能够平滑地从对称的矩形(接通时间与断开时间相同长度) 过渡到 一 个越来越象脉冲形的信号(例如只短时接通并较长时的断 开)，其中接通-断开循环的周期长度可以保持恒定，即所谓的P麵模 式(脉宽调制)。如果将这种脉宽调制的信号以恒定的频率给到一个 协调的振荡回路上，则也可以借助于占空比改变激励线圏中激励电流 的振幅，因为随着脉冲变短傅立叶分量对于基频减少。但是仅4叉这个 基频在与基频协调的激励振荡回路中对于在线圈中流动的电流是决 定性的。但是与通过频率改变振幅改变相比在占空比变化时只需容忍，该 t匕例在激励频率的基本模式与高次谐频之间移动。这 一 点对于接收信 号数字的继续处理由于重要的奎斯特-镜像频率在下扫描时可能导致 问题。这个问题在频率以这种形式变化时不产生。但是同样可选择地设想，通过适当的硬件连接装置实现频率转 换。它也可以经济地实现。在使用数字式产生的矩形信号时还起到使 频率变化非常确定的作用，因为该变化只能以间断的级实现。该变化 尤其不受温度漂移，或者说频率只以微控制器节拍的漂移程度漂移。 但是在使用陶瓷谐振器或石英时非常温度稳定地保持这个变化。除了使用数字信号也可以选择地借助于数-模转换器产生 一 个其 它形状的信号。对于在激励回路中有效的电流，激励频率的变化导致，在激励线 圏内部流动的电流明显减小，只要偏离谐振频率并因此使在接收器电 路中分接出的测量信号在振幅中迅速降低。如果实现同样具有显著频 率特征(例如作为带通)的接收器电路，则在接收器放大器输出上的 振幅由于这个频率特征可能还继续降低。所述连接装置260例如通过相应的电连接导线252与控制装置 254连接，该控制装置仍然对应于检测的信号水平调节连接装置260。 作为控制装置254的输入信号例如可使用测量放大器输出上的信号水 平，如同在图3中以象征性方式示出的那样。所述感应线圏270在图3中表示接收导体回线系统，它用于检测 测量信号。在这个接收导体回线系统上分接出感应电压形式的检测的 测量信号。在图3的实施例中分析评价电路由具有两个运算放大器2 72 和274的两级放大器组成，在其输出端上例如可以连接一个模数转换 器(ADC) 276。第一特别低噪声设计的放大器272首先放大测量信号， 接着在具有带通特征的第二级274中加工该信号。由此可以使第二放 大级保证，由测量信号可以滤出激励场的更高次谐波。在第一放大级272的前面有一系列开关2481至2484,它们可以 使不同的输入信号278接通到放大级272的输入280上。由此例如在 按照本发明的传感器的测量运行中可以通过接通开关2482使在检测 线圏270中感应的电压接通到放大级272的输入上。其它电路元件能 够实现参考信号和检查信号的接通并由此能够实现测量系统的校 准。以有利的方式对于按照本发明的传感器实现一个具有数字噪声 抑制的分析评价方法。对于这种滤波使测量放大器输出上的测量信号 首先通过模数转换器(ADC,图3中的276 )同步地数字化并且通过后 接的数字电路或者微处理器数字地继续处理。以适宜的方式使这个数 字电3各部分也产生驱动电压(Treiberspannung ),它控制激励器线圏 或发射器线圈。特别适宜的是，使测量信号以激励磁场(例如5kHz) 的数倍频率(例如10kHz)数字化。然后能够使施加在接收支路中的 放大级输出上的电压与激励电压相位同步地数字化并且通过这种方 式计算地实现数字噪声滤波。通过这种方式能够没有附加高成本和没有大费用地实现几赫兹数量级的有效噪声带宽。这样构成的按照本发明的传感器可以通过有利的方式组合在一
个测量仪里面。在此可以使这种测量仪尤其由便携式金属定位仪构成 或者按照本发明的方法作为附加功能包含金属定位性。 图4示出这种测量仪的可能实施例。图4以立体图示出一个按照本发明的测量仪124的实施例。该测 量仪具有外壳150，它由上半壳和下半壳152和154构成。在外壳内 部具有至少一个传感器，它具有用于检测金属的线圏结构。该测量仪 124的内部还具有一个信号产生和分析评价电路，以及一个电源例如 电池或蓄电池。按照图4的测量仪还具有一个用于输出与测量信号对 应的输出信号的显示器128。通过显示器128例如段式条形显示器或 者也可以是在使用LCD条件下的图形显示器，能够显示检测的测量信 号的强度。此外按照本发明的测量仪具有一个操纵区158,它具有一排操纵 元件160，它们能够使测量仪接通或断开，以及必要时起动一个测量 过程或者校准过程。通过操纵元件156例如可以使一个使用者改变测 量信号的频率。此外也可以规定，由测量仪自动地进行测量频率的这 种变化并且尤其是当使用者不知道这种变化。在才喿纵区158以下的部位中按照图4的测量仪具有一个部位 162,它在其形状和材料设计上构成用于手持按照本发明的测量仪的 手柄164。通过这个手柄164使测量仪以其背离图4观察者的底面在 要被检查的物体或介质的表面如墙体10的表面26上按照图1的示意 图导引。在手柄164对面的测量4义124 —侧170上这个测量仪具有一个穿 过外壳的开孔172。该开孔172至少与传感器的接收导体回线系统134 同心地设置。通过这种方式使开孔172在测量仪中的位置对应于定位 传感器的中心，由此对于这个测量仪的使用者同时显示可能被检测的 物体的准确位置。此外该测量仪附加地在其顶面上具有标记线174， 通过它们可以由^f吏用者定位开孔172的准确中心并由此定位一皮包围物除了纯感应的测量仪以外按照本发明的方法也可以用于在测量 仪中的附加传感器，这些测量仪还使用其它的测量方法。因此可以使 按照本发明的方法或者这种传感器例如也作为附加诊断在雷达定位 仪或者在红外定位仪中使用。
此外也能够且有利地使按照本发明方法的传感器直接或者作为 安装部件组合到一个工具机或者钻机里面，用于使使用者能够通过这 个设备可靠地工作。按照本发明的方法或者按照本方法工作的测量仪不局限于在附 图中所示的实施例。尤其是按照本发明的方法不局限于仅仅在发射线圈或者接收导 体回线系统的使用。多重系统同样也是可能的。按照本发明的方法能够使定位传感器的动态范围自动地适配于 目前要被定位的物体。小物体或者产生微小信号强度的物体，然后以 最大可能的灵敏度检查。自动地以较低的灵敏度检测大的物体或者具 有相应较大信号强度的物体。这一点能够宽范围对于不同物体或不同 安装深度的宽范围准确地定位。这一点尤其可以自动地、即通过仪器 内部的控制装置实现。但是在可选择的实施例中也能够使用于改变测 量信号频率的连接装置由使用者接触到，方式是可以操纵在相应定位仪外壳里面或上面的相应操纵元件，如同通过在图1中的操纵元件22表示的那样。对于按照本发明的方法通过改变测量频率引起测量灵敏度的变 化。因此对于其实现无需大的附加的电路技术费用。
权利要求
1. 用于检测被包围在介质(10)里面的物体(12)的方法，其 中通过相互间感应耦联的至少一个发射线圏(14)和至少一个接收导 体回线系统(16)产生测量信号(18)，测量信号能够获得关于被包 围物体(12)位置的信息，其特征在于，根据检测的测量信号(18) 的信号强度(Um)改变测量信号的频率(fO 。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，直接或间接地从数 字频率发生器通过脉宽调制得到控制发射线圈(14)的信号，根据检 测的测量信号(18)的信号强度(Um)改变信号的测量特性。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于数字信号、 尤其是矩形信号给定测量信号的频率(")并且通过数字控制单元、 尤其是微处理器的变化改变频率的变化。
4. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，规定至 少一个用于4全测的测量信号UM(实际)的第一阈值UM(Sehwelll)，在超过该阈 值时改变测量信号Uw(詣o的频率fw。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，设置至少一个用于才全测的测量寸￥号 l)m(实际)的第二阅j直 UM(Schwel12), 在j氐于该阈值时改变测量信号UM(实际)的频率fM。
6. 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，以间断的步骤 实现测量信号1)M^w的频率fM的频率变化Afw。
7. 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在超过第一阂值U M(Schwelll) 时提高测量信号的频率("0 ( f m2 = f M+ Af M )。
8. 如权利要求5或7所述的方法，其特征在于，在低于第二阔 值LfM(Schwel 12) 时降^氐测量信号的频率(f们)(fMi = fM2-AfM)。
9. 用于执行如权利要求1至8中任一项所述方法的测量仪、尤 其是便携式定位仪(24， 124)，其特征在于，所述测量仪(24， 124) 具有能够改变测量信号Uw该际)的频率fM的连接装置(260 )。
10. 如权利要求9所述的测量仪，其特征在于，所述测量仪(24, 124)具有控制装置(254 ),当测量信号(18)的信号强度超过或低于 阈值(UM(Schwelll)， UM(Schwell2))的时候，该控制装置改变测量信号Uw(实际)的频率(f m )。
11. 如权利要求9所述的测量仪，其特征在于，存在至少一个操 纵元件(156),它能够通过使用者改变测量信号Um的頻率fM。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测被包围在介质(10)里面的物体(12)的方法，其中通过相互间感应耦联的至少一个发射线圈(14)和至少一个接收导体回线系统(16)产生一个测量信号(18)，它能够获得关于被包围物体(12)位置的信息。按照本发明建议，根据检测的测量信号(18)的信号强度(U<sub>M</sub>)改变测量信号的频率(f<sub>M</sub>)。此外本发明还涉及一个测量仪、尤其是一个用于执行按照本发明的方法的便携式定位仪(24，124)。
文档编号G01V3/10GK101124490SQ200680005408
公开日2008年2月13日 申请日期2006年1月3日 优先权日2005年2月21日
发明者B·哈塞, K·伦茨, R·克拉普夫, U·斯库尔特蒂-贝茨 申请人:罗伯特·博世有限公司