具有横向线圈的双检测器的制作方法

本发明涉及检测目标物体的领域并且更具体地检测炸药(比如埋置在地里的地雷)的领域。

背景技术：

为了检测炸药，已知的是使用双技术检测器(“双检测器”)，其包括容纳感应传感器和探地雷达的检测头，因为这些技术关于所检测的材料的类型是互补的(金属：相对于材料的介电常数的差异的感应传感器；并且相对位置：雷达)。

然而，在使用中，申请人已经注意到，从电磁的观点上来看，地并不是中性的，并且因此可能干扰绕组之间的耦合。此外，地很少是有均匀磁性的，使得在由操作者使用检测器扫描地的期间，所检测到的信号可能仅由于金属碎屑的存在或者由于地的本身组分而变化或者甚至触发误报。

此外，使用这些检测器的操作者可能未充分训练，并且可能未恰当地把持检测器，或者执行了不适当的扫描动作。检测头那么可能与地形成侧向角，使得线圈中的一个比线圈中的另一个更靠近地，这形成了对信号的强烈调制并且因此有触发误报的风险。并且即使在操作者训练良好并且在扫描动作中的任何时刻都努力保持检测头基本平行于地，那么他可能无法局部地更改其倾斜度来考虑地中的不均匀性。

为了克服这些困难，制造商倾向于降低这些检测器的灵敏度。然而，风险就是所述检测器将不再能够检测埋在地中的目标，并且因此将操作者的生命置于危险之中。

技术实现要素：

因此本发明的一个目的是提出一种包括容纳感应式传感器和另一种传感器的检测头的双检测器，所述另一种传感器，比如探地雷达，其能够减小在使用检测器对地进行扫描期间可能生成的误报同时具有更高的灵敏度。

为此，本发明提出了一种双检测器，其具有借助于机械连接件紧固至手柄的检测头，所述检测头包括：

壳体，所述壳体包括：盖，机械连接件附接在所述盖上；以及基部，其与盖相对并且被构造成面向待探测的地，

感应式传感器，其固定地安装在壳体中，

探地雷达，其固定地安装在壳体中。

雷达定位在壳体中，以便在感应式传感器和基部之间延伸。此外，感应式传感器包括不同的发射线圈和接收线圈，每个都形成环，并且其中，发射天线容纳在发射线圈和接收线圈中的一个的中心中，并且接收天线容纳在发射线圈和接收线圈中的另一个中的中心中。

下面是单独采用或组合采用的上文所述的双检测器的具体优选而非限定性的特征：

雷达和基部之间的最小距离小于或等于一厘米，优选地在约一毫米和约五毫米之间。

感应式传感器和基部之间的最大距离被包括在约15毫米和约30毫米之间。

检测器还包括连接至雷达的阻抗适配器。

阻抗适配器被容纳在壳体中，位于感应式传感器和盖之间。

发射线圈和接收线圈是不同的并且是不同心的。

发射线圈和接收线圈中的至少一个在给定方向上具有细长形状，发射天线和接收天线在所述方向上也具有细长形状以便使其辐射表面最大化。

发射线圈和接收线圈二者在给定方向上都具有细长形状。

发射线圈和接收线圈是单极的。

发射线圈和接收线圈包括缠绕导线，发射线圈具有比接收线圈更大数量的匝数。

发射线圈和接收线圈直接被印刷在平台上，该平台然后形成印刷电路。

雷达包括以下类型之一的发射天线和接收天线：四脊喇叭无线电天线、蝶形天线、矩形蝶形天线、阿基米德螺旋天线、对数螺旋天线、维瓦第天线、细长对数螺旋天线。

发射天线和接收天线至少部分地由镍或铬制成。

发射天线和接收天线的中心部分由铜制成，并且在其表面上包括由金制成的保护层。

发射天线和接收天线具有一定厚度，该厚度被包括在一百纳米和一微米之间，例如等于约200nm。

附图说明

本发明的其它特征、目标和优点将在阅读以下详细描述并参考通过非限制性示例给出的附图时变得更清楚，并且在附图中：

图1是根据本发明的检测器的示例性实施例的透视图。

图2是图1的检测器的检测头的分解俯视透视图。

图3是图1的检测器的检测头的分解仰视透视图。

图4是图1的检测器的检测头的沿着平面p1的截面图。

具体实施方式

根据本发明的双检测器1包括检测头10，其借助于机械连接件21紧固至手柄20。

检测头10对应于旨在靠近地以便检测目标产品的部件。为此，所述检测头包括：

壳体18，所述壳体包括：盖15，机械连接件紧固在所述盖上；以及，基部16，其与盖15相对并且被构造成面向待探测的地，

感应式传感器12、13，其固定地安装在壳体18中，以及，

探地雷达60，其固定地安装在壳体18中。

这里“固定地安装”所意指的是在正常操作情况下感应式传感器12、13和雷达60相对于壳体18不可移动。感应式传感器12、13和雷达60可以在不受损伤的情形下被移除，例如，用于维护操作，或者相反地被永久地紧固在壳体18中。

感应式传感器12、13包括形成发射部和接收部的单线圈，或者彼此不同的发射线圈12和接收线圈13。那么发射线圈12和接收线圈中的每一个形成环。在一个实施例中，发射线圈12的环和接收线圈的环形成为使得发射线圈12的环至少部分地与接收线圈13的环重叠以形成耦合区域14。这种构造允许获得相互感应是最小化的感应式传感器。

通过比较，与包括单线圈(其构成发射部和接收部并且由一系列相反方向上的两个环形成以便抵消外部干扰的影响)的感应式传感器相比，使用用于发射线圈12和接收线圈13的两个不同的线圈12、13可以放大信号，并且因此并不需要减小检测阈值以避免误报的风险。

在下文中，将在感应式传感器包括彼此不同的发射线圈12和接收线圈13的情况下更具体地描述本发明。然而，这并不是限制性的，本发明还应用于感应式传感器包括单线圈的情形。

发射线圈12和接收线圈13是单极线圈。以本身已知的方式，发射线圈12和接收线圈13被构造成发射和接收具有被包括在300hz和180khz之间的频率的波。

探地雷达60包括发射天线61和接收天线62，其被构造成发射或接收地中的电磁波，例如处于被包括在100mhz和8ghz之间的频率的电磁波。当这些波遭遇介质改变时，波的一部分返回至表面，并且被接收天线62记录。

为了优化雷达60与地之间的耦合，雷达60被定位在壳体18中以便在感应式传感器12、13与基部16之间延伸。事实上，对于由雷达发射和接收的高频率的电磁波(1ghz及以上)来说，对应的波长在大约十厘米左右，使得总的来说，电磁波的波谷遵循着每二至五厘米就有一个波谷。因此，通过将雷达60放置成邻近基部16，在由操作者扫描期间，雷达60位于地附近处，并且因此位于其灵敏度最大的位置处。

此外，通过将感应式传感器12、13放置在距基部16一定距离处，感应式传感器在扫描期间保持远离地，这减小了其对地上存在的磁性碎片或磁性地的灵敏度。事实上，所述目标大于碎片，在感应式传感器11、12转移时，该目标的信号减小地更慢。在目标信号的幅值与碎片信号的幅值之间的比值因此提高了。

最终，感应式传感器12、13和雷达60的这种空间构造提高了它们的解耦并且限制或者甚至避免了干扰的风险。

雷达60和感应式传感器12、13相对于基部16的相应的位置因此确保了最佳耦合，并且因此增加了检测器1的灵敏度。

优选地，雷达60被放置成尽可能地靠近基部16，或者甚至与基部16接触。例如，雷达60定位在壳体18中，使得雷达60与基部16之间的最小距离d小于一厘米，优选地在约一毫米和约五毫米(10％之内)之间。

发射天线61和接收天线优选地被定位成在检测期间平行于地延伸。事实上，这种类型的空间构造优化了通过雷达60对介质变化的检测。为此，发射天线61和接收天线62优选地被放置在壳体18中，以便在平行于壳体18的基部16的平面中延伸。因此，雷达60和壳体18的基部16之间的最短距离等于分隔它们的空气间隙的厚度。

感应式传感器12、13可以被放置成靠近盖15，并且特别是靠近盖15的包括机械连接件的部分，以便在检测器1的使用期间使感应式传感器12、13保持成远离地。例如，感应式传感器12、13可以被放置在距基部16几个厘米的距离d处，通常在约十五毫米与约三十毫米之间(在10％以内)。

检测器1的电路具有高电阻(即，大约五十欧姆)，检测器1还包括连接至发射天线61和接收天线62的阻抗适配器30。优选地，阻抗适配器30连接至每个天线61、62的中心部分。

阻抗适配器30尤其可以容纳在壳体18中，在盖15与感应式传感器12、13之间。

在第一实施例中，发射线圈12和接收线圈13被直接印刷在平台11的面上。平台11以及发射线圈与接收线圈12、13因此形成了印刷电路。本实施例具有减少检测头10中的感应式传感器的紧凑度以及检测器1的总体重量的优点。然而，其成本是重要的。因此，在第二实施例(其在图2和3中示出)中，发射线圈12和接收线圈13包括缠绕导线，发射线圈12具有比接收线圈13更大数量的匝数。

机械连接件21可以包括嵌入、枢转或球接头类型的连接部。优选地，如图中所示，机械连接件21包括枢转部。

可选地，检测器1还包括用于由操作者握持检测器1的装置40。通常，握持装置40可以包括被构造成用于滑动地接收操作者的臂的卡箍41以及被构造成被操作者抓住的握持部42。

手柄20可以是伸缩式的和/或包括被构造成在通过例如旋拧紧固在一起之前彼此组装的多个不同部分。

以本身已知的方式，检测器1还包括：处理装置50，其尤其包括被构造成处理由感应式传感器12、13检测到的信号的微处理器，比如一个或更多个电子板；存储器；以及，如果必要的话，警报装置和/或显示设备51。

处理装置50可以被整体或部分地容纳在握持装置40中。

发射线圈12和接收线圈13的环可以具有细长形状，即它们在平台11的平面中具有大于另一尺寸的尺寸。当发射天线61和接收天线62两者相应地被容纳在发射线圈12和接收线圈13的环中的一个的中心时，发射和接收12、13天线61、62也具有沿着发射线圈12和接收线圈13的环的较大尺寸的细长形状，以便使其辐射表面以及由此的它们的发射能力最大化。例如，发射天线61和接收天线62可以具有被延长的对数螺旋的形状，以便最大化天线的辐射表面和增益，同时最小化形成天线61、62的螺旋的每股线63的长度，以便不增加脉冲。在细长对数螺旋天线中，螺旋的股线63之间的间距事实上更大并对数地增加。例如，形成天线61、62的细长对数螺旋可以具有约150cm或80cm的高度。作为变型，雷达60的发射天线61和接收天线62可以是以下类型中的一种：四脊喇叭无线电天线、蝶形天线、矩形蝶形天线、阿基米德螺旋天线、对数螺旋天线、维瓦第(vivaldi)天线。

以本身已知的方式，发射天线61和接收天线62可以由铜制成，这是一种良好的电导体。

然而，为了减小天线的氧化的风险，发射和接收12、13天线61、62可以部分地由镍和/或铬制成，并且部分地由铜制成。实际上，镍和铬是不随时间氧化的，同时是电传导的。

例如，每个天线61、62的中心64可以由铜制成，并且由包括金的层保护，而天线61、62的剩余部分65由镍和/或铬制成。在每个天线61、62的中心64与天线61、62的剩余部分之间延伸的区域可以由铜制成，并且覆盖有镍(和/或铬)层。

此外，为了限制与发射线圈和接收线圈12、13的相互作用，发射天线61和接收天线62的厚度小于线圈12、13的吸收深度。以这种方式，天线61、62对于感应式传感器的磁场来说不可见。然而注意的是，发射天线和接收天线12、13的厚度必须保持大于一定阈值厚度以保证天线61、62的足够的鲁棒性并避免任何破损的风险。发射天线和接收天线61、62的厚度因此被选取成被包括在一百纳米和一微米之间。例如，发射天线61和接收天线62可以具有大约200nm的厚度(10％以内)。

为了生产具有该厚度的天线61、62，尤其可以使用物理气相沉积(pvd)技术。事实上，该技术允许以高尺寸精度来获得非常小厚度的天线61、62，并且一次生产多个天线。