[发明专利]用于检测可导电物体的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测可导电物体的装置和方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明的任务在于，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。

该任务利用一种根据权利要求1的装置以及一种根据权利要求15的方法来解决。优选的实施形式在从属权利要求中公开。

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。