[发明专利]金属物体的感应分析

说明书

用于感应分析金属物体的测量装置和方法，其包括：具有可借助于励磁电流励磁的励磁线圈(1.1)和至少一个接收线圈(1.2)的线圈装置，励磁线圈和接收线圈彼此感应耦合。借助于评估单元评估测量装置的输出信号(5.4)。设有产生励磁电压(2.5)的斜坡形的电压信号以预设通过励磁线圈的斜坡形的电流的构件。调节单元调节励磁线圈(1.1)的基点处的电流，使得形成斜坡形的励磁电流，励磁电流由金属物体(1.6)调制并且影响励磁电压的变化。由此，产生一种感应式的分析或探测方法，其中，温度影响完全不作用于线圈系统并且该方法还实现在宽的频率范围中对待分析的金属的感应特性进行谱分析。

关联申请的交叉引用

本申请涉及并要求于2018年7月30日提交的德国专利申请10 2018 118 408.5和于2018年8月27日提交的德国专利申请10 2018 120 912.6的优先权，其相应的公开内容的整体通过引用明确地在本申请的主题中。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或8的前序部分的用于分析金属物体的测量装置和方法。

定义

如果在本申请的范畴中提及线圈的“感应特性”，则这是指对能量发出的影响，尤其对在接收线圈处接收到的信号的相位和/或幅值的影响。

在本申请的范畴中，“高阻抗”表示：以高阻抗截取接收线圈的输出信号，使得由于温度导致的线电阻变化对于待评估的输出信号没有影响，或者至多具有能够忽略不计的影响。

背景技术

用于分析金属物体的感应传感器利用线圈产生交变磁场，所述交变磁场浸入到待检查的金属中。根据磁场的影响，例如推断出金属类型或线圈距金属的间距。后者例如在“层厚度测量”中使用，其中，确定金属和线圈之间的不被感应所影响的漆层的厚度。

用于产生交变磁场的线圈能够利用任何频率的矩形或正弦信号被驱控并且被设计为各种类型。因此，典型的金属探测器经常使用“解耦的线圈”。在此，利用交流电流驱控线圈(励磁线圈)，并提供交变磁场。机械地布置第二线圈(接收线圈)，使得励磁线圈的上升和下降的场线在接收线圈中相互抵消，进而该线圈(在没有金属影响的情况下)不提供输出信号。在金属影响的情况下，场线的对称性才移动移，能够在接收线圈处接收相应的电信号。这例如从DE 4339419C2中作为“双D”方法已知。当然，该测量方法的缺点在于：励磁线圈和接收线圈不具有共同的对称轴线。

从构成独立权利要求的前序部分的基础的US 2008/0150537 A1中已知一种脉冲感应类型的金属探测器，金属探测器能够在金属物体与由于吸收和释放能量而模仿金属的矿物之间进行区分。在第一测量间隔期间，待测量物体利用斜坡形上升的磁场被影响，磁场在随后的第二测量期间在待测量物体中还能够施加作用并且由此影响第二测量的测量值。通过比较在线圈励磁脉冲序列的特定间隔期间产生的信号来测量物体中剩余的能量，线圈励磁脉冲序列包括双极电流斜坡，双极电流斜坡在金属靶中感应生成相同的信号，但是在磁性矿物中感应生成不同的信号。但是，金属探测器不用于精确分析金属物体。根据预定标准和电压幅值控制，经由微控制器和DAC将输出信号调节为零。励磁线圈的基点处不发生调节。

从DE 10 2012 001 202 A1已知一种用于利用感应彼此耦合的线圈来定位金属物体的传感器，线圈为了解耦相互作用而部分重叠地布置。在此，励磁线圈和接收线圈基本上具有相同的线圈形状并且相对于彼此扭转和/或偏移地布置，其中，形成多个对称布置的重叠区域。此外，设有蜿蜒的部段，该部段相互重叠。尽管励磁线圈与接收线圈完全解耦，但该方法利用两个线圈系统的共同的对称轴线工作。

其他方法使用两个优选串联的线圈，线圈中的一个是受金属存在所影响的测量线圈，而另一个代表参考线圈，并且优选地远离测量线圈布置。如果对两个线圈由两个彼此偏移180度的正弦信号或矩形信号馈电，则在线圈参数恰好相同的情况下，所馈送的信号在两个线圈的中间抽头处抵消。只有当金属接近测量线圈时，测量线圈的感应特性才改变，并且在中间抽头处能够截取相应的信号。