DE19504841A1

DE19504841A1 - Indicating instrument for magnetometer for locating metallic interference body

Info

Publication number: DE19504841A1
Application number: DE1995104841
Authority: DE
Inventors: Gerhard Vallon
Original assignee: Vallon GmbH
Current assignee: Vallon GmbH
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1996-08-22
Also published as: ATA25896A

Abstract

The digital indicating dial (17) is connected with the magnetometer (1) across an electronic circuit (15) and selectively indicates different functions of measurement results. An analogue indicating dial (14) is also provided. The electronic circuit (15) evaluates two successive measurements (M1,M2), carried out at different distances to the earth surfaces (2), for determining the depth of the interference body (7) buried in the ground, and indicates the depth of the object at the digital indicating dial.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeneinrichtung für ein Magnetometer gemäß der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a display device for a Magnetometer according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 43 33 121 A1 ist ein Ortungssystem mit einem Magnetometer bekannt. Das Magnetometer besitzt eine Meßeinrichtung, mit der Meßdaten festgehalten und in einer optischen Anzeige, als akustisches Signal oder über einen Drucker/Plotter zur Anzeige gebracht werden können. Die Messung der Feldstärke, die von einem Störkörper, der sich im Erdreich befindet, herrührt, ist in der DE 39 22 303 A1 beschrieben.DE 43 33 121 A1 is a location system with a Magnetometer known. The magnetometer has one Measuring device, with the measurement data recorded and in one visual display, as an acoustic signal or via a Printer / plotter can be displayed. The Measurement of field strength by an interfering body that is is in the ground, originates, is in DE 39 22 303 A1 described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeneinrichtung für ein Magnetometer zu schaffen, die es auf einfache Weise ermöglicht, mehr Information in Kombination mit einem analogen Zeigerinstrument anzuzeigen, wie z. B. unterschiedliche Meßbereiche, unterschiedliche Empfindlichkeit, tatsächlich gemessener Feldstärkewert, Kompensationswert, Ergebnis der Berechnung der Objekttiefe und vieles mehr.The invention has for its object a To create a display device for a magnetometer that it easily allows more information in Display in combination with an analog pointer instrument, such as B. different measuring ranges, different Sensitivity, actually measured field strength value, Compensation value, result of the calculation of the object depth and much more.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Das Anzeigeninstrument des Magneto meters besitzt ein analoges Zeigerfeld und ein digitales Anzeigenfeld, so daß die Bedienperson beim Absuchen eines Geländes anhand des analogen Zeigerausschlags, wie bekannt besonders einfach, Feldstärkeänderungen erkennen kann. Die digitale Anzeige bietet dagegen die Möglichkeit, unter schiedliche Informationen, wie Empfindlichkeitsbereiche der rechnerisch ermittelte Meßergebnisse digital zur Anzeige bringen zu können. Die Wahl der unterschiedlichen Empfindlichkeitsstufen kann über eine einfache Tastatur in der Weise erfolgen, daß schrittweise die einzelnen Empfindlichkeitsstufen nacheinander angewählt werden. Bisherige Magnetometer verwenden zur Einstellung unterschiedlicher Empfindlichkeitsstufen Drehschalter, die somit aufgrund ihrer mechanischen Konstruktion nur eine sehr begrenzte Anzahl unterschiedlicher Empfindlichkeits stufen zulassen.The solution to this problem is obtained by the claim 1 specified characteristics. The display instrument of the Magneto meters has an analog pointer field and a digital one Display field so that the operator when searching a Terrain based on the analog pointer deflection, as is known particularly easy to detect changes in field strength. The digital display, on the other hand, offers the possibility of various information, such as sensitivity areas the calculated measurement results digitally for To be able to report. The choice of different Sensitivity levels can be set using a simple keyboard the way that gradually the individual Sensitivity levels can be selected one after the other. Previous magnetometers used for the adjustment different sensitivity levels rotary switches that therefore only one due to their mechanical construction very limited number of different sensitivity allow levels.

Die Anzeigeneinrichtung steht mit einem Mikroprozessor in Verbindung, der zwei aufeinanderfolgende, in unterschied lichem Abstand zur Erdoberfläche vorgenommene Messungen zur Ermittlung der Objekttiefe eines Störkörpers, beispielsweise einer im Erdreich befindlichen Bombe, auswerten kann. Die Auswertung kann dabei unter Verwendung einer ans ich bekannten mathematischen Formel oder unter Verwendung einer in einem Speicher abgelegten Meßwertetabelle erfolgen. Insbesondere bei einer Lösung ohne Mikroprozessor können die Ergebnisse der Rechnung als Tabelle vorab eingespeichert sein.The display device is in with a microprocessor Connection, the two consecutive, in difference distance to the surface of the earth Determination of the depth of an object, for example a bomb in the ground, can evaluate. The evaluation can be done using a known mathematical formula or under Use a stored in a memory Measured value table take place. Especially with a solution Without a microprocessor, the results of the calculation can be viewed as Be saved in advance.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Magnetometer mit einem zur Erdoberfläche hin ausgerichteten Sondenrohr bei der Durchführung einer ersten Messung, Fig. 1 a magnetometer with the earth's surface oriented toward the probe tube in carrying out a first measurement,

Fig. 2 das Magnetometer gemäß Fig. 1 bei der Durch führung einer zweiten Messung im Abstand von der Erdoberfläche, Fig. 2 shows the magnetometer of FIG. 1 wherein, performing a second measurement at a distance from the surface

Fig. 3 und Fig. 4 die beiden Messungen zur Bestimmung der Objekttiefe eines Störkörpers unter Verwendung eines Magnetometers mit größerem Abstand zwischen unterem und oberem Sensor als bei dem Magnetometer gemäß Fig. 1, Fig. 3 and Fig. 4, the two measurements for the determination of the object depth of a bluff body, using a magnetometer with a larger distance between the lower and upper sensor than for the magnetometer shown in FIG. 1,

Fig. 5 den Verlauf der Störfeldlinien bei kugelförmigem Störkörper, Fig. 5 shows the course of the Störfeldlinien in spherical bluff body,

Fig. 6 den Verlauf der Störfeldlinien bei einem langge streckten Störkörper, Fig. 6 shows the variation of the Störfeldlinien at a Langge stretched bluff body,

Fig. 7 eine Tabelle, die die Abnahme der gemessenen Feld stärke mit zunehmender Entfernung des Störkörpers zeigt, Fig. 7 is a table showing the strength of the decrease in the measured field with increasing distance of the bluff body,

Fig. 8 eine andere Darstellung der mit zunehmender Ent fernung abfallenden Störfeldstärke sowie die Abhängigkeit der Empfindlichkeit von der Sensoren basis b, Fig. 8 shows another representation of the fernung with increasing Ent sloping interference field strength as well as the dependence of the sensitivity of the sensors base B

Fig. 9 eine Tabelle zur Bestimmung der Objekttiefe eines Störkörpers für die beiden unterschiedlichen Magnetometerausführungen gemäß Fig. 1 bzw. gemäß Fig. 3, Fig. 9 is a table for determining the object depth of a bluff body for the two different magnetometer embodiments according to FIG. 1 or FIG. 3,

Fig. 10 ein Anzeigeninstrument mit den zur Ansteuerung erforderlichen Einrichtungen in Form eines Block schaltbildes. Fig. 10 is a display instrument with the devices required for control in the form of a block diagram.

In Fig. 1 und Fig. 2 sind die beiden unterschiedlichen Meßpositionen eines tragbaren Magnetometers 1 dargestellt. Bei der mit Messung 1 bezeichneten Position gemäß Fig. 1 wird die Messung unmittelbar an der Erdoberfläche 2 durchgeführt. Die rohrförmige Sonde 3 mit zwei im Abstand b übereinander angeordneten Sensoren 4, 5 steht auf der Erdoberfläche 2 auf. Der Abstand b wird auch als Sensorbasis bezeichnet.In Fig. 1 and Fig. 2, the two different measuring positions of a portable magnetometer 1 are shown. In the designated measurement position 1 in FIG. 1, the measurement is performed directly on the surface of the earth. 2 The tubular probe 3 with two sensors 4 , 5 arranged one above the other at a distance b stands on the earth's surface 2 . The distance b is also referred to as the sensor base.

Mit a ist die Tiefe des im Erdreich 6 befindlichen Störkörpers 7 angegeben. Bei dem dargestellten Störkörper 7 handelt es sich um eine Bombe.With a the depth of the disturbing body 7 located in the ground 6 is indicated. The disruptive body 7 shown is a bomb.

Das Magnetometer 1 besteht aus der genannten rohrförmigen Sonde 3, einem Meßkopf 8 und einem Tragrohr 9. Am Meßkopf 8 ist eine Anzeigeneinrichtung 10 angebracht, die in Fig. 10 dargestellt ist.The magnetometer 1 consists of the aforementioned tubular probe 3 , a measuring head 8 and a support tube 9 . A display device 10 , which is shown in FIG. 10, is attached to the measuring head 8 .

In Fig. 2 befindet sich das Magnetometer 1 in einer um einen bestimmten Betrag, im dargestellten Fall um 0,5 m, angehobenen Meßposition, so daß für die Tiefe a, gerechnet ab dem unteren Sensor 4, folgende Gleichung gilt: a = Tiefe des Störkörpers im Erdreich [ m ] + 0,5 m. Anstatt 0,5 m können jederzeit auch 0,2 m, 0,3 m oder andere Strecken benützt werden. Es gelten hierbei nur andere Rechenwerte.In FIG. 2, the magnetometer 1 is in a certain by an amount m in the illustrated case 0.5, raised measuring position, so that the following equation applies to the depth a, calculated from the lower sensor 4: a = depth of the Interference body in the ground [m] + 0.5 m. Instead of 0.5 m, 0.2 m, 0.3 m or other routes can be used at any time. Only other calculated values apply here.

In Fig. 3 und Fig. 4 sind ebenfalls die beiden Meßpositionen als Messung 1 und Messung 2 angegeben, jedoch handelt es sich hierbei um ein Magnetometer 11, welches eine größere Sensorenbasis b aufweist, als dies bei dem Magnetometer gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 der Fall ist.In Fig. 3 and Fig. 4 shows the two measurement positions as a measurement 1 and the measurement 2 are also shown, but these are a magnetometer 11, which has a larger sensors base b than in the magnetometer shown in FIG. 1 and FIG . 2 is the case.

Die mathematisch von einem kugelförmigen Störkörper errechnete Ausdehnung des Störfeldes gilt näherungsweise auch für einen zylindrischen Körper, wenn davon ausgegangen wird, daß das Störfeld erst in einer gewissen Distanz zum Störkörper gemessen wird. Fig. 5 und Fig. 6 veranschaulichen diesen Zusammenhang. Das Störfeld ist dabei näherungsweise umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Entfernung. The expansion of the interference field, calculated mathematically from a spherical interference body, also applies approximately to a cylindrical body if it is assumed that the interference field is only measured at a certain distance from the interference body. FIG. 5 and FIG. 6 illustrate this relationship. The interference field is approximately inversely proportional to the third power of the distance.

Die in Fig. 7 dargestellte Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen der Tiefe a in Metern und dem Faktor der Feldstärkeabnahme, so daß sich daraus die zugehörigen Skalenteile für die Feldstärke H an einem Anzeigeninstrument ergeben.The table shown in FIG. 7 shows the relationship between the depth a in meters and the factor of the decrease in field strength, so that the associated scale divisions for the field strength H result on a display instrument.

Fig. 8 veranschaulicht diesen Zusammenhang nochmals anhand einer anderen Darstellung, wobei unterschiedliche Sensorenbasen b (in Metern) mit den zugehörigen Skalenteilen angegeben sind. Mit Vergrößerung der Sensorenbasis b erhält man eine vergrößerte Empfindlichkeit für das Magnetometer. FIG. 8 illustrates this relationship again using another representation, different sensor bases b (in meters) with the associated scale parts being specified. Increasing the sensor base b results in an increased sensitivity for the magnetometer.

Anhand zweier aufeinanderfolgenden Messungen, wie diese in Fig. 1 und Fig. 2 bzw. in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt sind, läßt sich unter Verwendung der dabei ermittelten Meßergebnisse die Objekttiefe des im Erdreich befindlichen Störkörpers ermitteln. Dies kann anhand einer Tabelle, wie in Fig. 9 dargestellt, erfolgen. Dabei beziehen sich die beiden linken Spalten auf die Tiefenbestimmung gemäß Fig. 1 und Fig. 2, während die beiden rechten Spalten sich auf die Tiefenbestimmung gemäß Fig. 3 und Fig. 4 beziehen.Based on two consecutive measurements, as represented in Fig. 1 and Fig. 2 or in Fig. 3 and Fig. 4, the measuring results determined thereby can be by using the object depth of the bluff body located in the soil determined. This can be done using a table as shown in FIG. 9. The two left columns 1 2, refer to the depth determination shown in Fig. And Fig. While the two right-hand columns relate to the depth determination according to FIG. 3 and FIG. 4.

Die Bestimmung der Objekttiefe des Störkörpers 7 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erfolgt dabei in der Weise, daß die bei beiden Messungen (Messung 1 und Messung 2) ermittelten Meßwerte M1 und M2 dividiert werden. Ergibt die Division (M1/M2) beispielsweise den Wert 1,8, so bedeutet dies, daß die Objekttiefe 3,0 m beträgt, d. h. a₁ = 3,0 m.The determination of the object depth of the bluff body 7 according to Fig. 1 and Fig. 2 is carried out in such a manner that the both measurements (measurement 1 and the measurement 2) measured values determined are divided M1 and M2. If the division (M1 / M2) gives the value 1.8, for example, this means that the object depth is 3.0 m, ie a 1 = 3.0 m.

Da bei den beiden Messungen gemäß Fig. 3 und Fig. 4 eine andere Sensorenbasis b zu berücksichtigen ist und eine andere Anhebung benutzt werden kann, ergeben sich für das Verhältnis M1/M2 andere Werte bei gleicher Objekttiefe.Since a different sensor base b has to be taken into account in the two measurements according to FIG. 3 and FIG. 4 and a different increase can be used, different values result for the ratio M1 / M2 with the same object depth.

Die Werte der Tabelle gemäß Fig. 9 können in einem Speicher 12 abgelegt sein, der in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 10 vorgesehen ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß anhand der nachfolgenden Gleichungen die Objekttiefe rechnerisch ermittelt wird.The values of the table according to FIG. 9 can be stored in a memory 12 which is provided in the block diagram according to FIG. 10. However, there is also the possibility that the object depth can be calculated by means of the following equations.

Die Gleichung 1 ist zur Bestimmung der Objekttiefe a zu verwenden, sofern die Messungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 für die beiden Werte M1 und M2 durchgeführt worden sind. Die Gleichung 2 ist dagegen für die Messungen gemäß Fig. 3 und Fig. 4 zu verwenden.Have the equation 1 to be used for determining the object depth a, if the measurements of FIG. 1 and FIG. 2 is performed for the two values M1 and M2. Equation 2, however, is to be used for the measurements shown in FIG. 3 and FIG. 4.

In Fig. 10 ist das Blockschaltbild der elektrischen Meßeinrichtung angegeben, mit der die Meßwerte ausgewertet und zur Anzeige gebracht werden können. Das Magnetometer 1 mit seinen beiden Sensoren 4, 5 gibt die Meßsignale in ansich bekannter Weise an eine Empfangseinrichtung 13 weiter, die das analoge Zeigerfeld 14 mit den aktuell gemessenen Meßwerten beaufschlagt. Die Anzeigeneinrichtung 13 ist mit einer elektronischen Schaltung, beispielsweise einer digitalen Logik oder einem Mikroprozessor 15 verbunden, die über eine mit ihr verbundene Tastatur 16 die Funktionsansteuerung (beispielsweise eine Meßbereichsumschaltung) vornehmen kann und insbesondere zur Berechnung von Meßergebnissen gemäß der oben genannten Gleichungen 1 und 2 geeignet ist. Die ermittelte Objekttiefe wird an einem digitalen Anzeigenfeld 17 des Anzeigeninstruments 10 numerisch oder graphisch (Balkenanzeige) dargestellt.In Fig. 10 is a block diagram of the electrical measuring device is provided, with the evaluated measured values and can be displayed. The magnetometer 1 with its two sensors 4 , 5 forwards the measurement signals in a manner known per se to a receiving device 13 which applies the currently measured values to the analog pointer field 14 . The display device 13 is connected to an electronic circuit, for example a digital logic or a microprocessor 15 , which can carry out the function control (for example a measurement range switchover) via a keyboard 16 connected to it, and in particular for calculating measurement results in accordance with equations 1 and 2 above suitable is. The determined object depth is displayed numerically or graphically (bar display) on a digital display field 17 of the display instrument 10 .

Das digitale Anzeigenfeld 17 kann auch die jeweilige Empfindlichkeitsstufe anzeigen, die für das darunter befindliche analoge Zeigerfeld 14 gerade wirksam ist. The digital display field 17 can also display the respective sensitivity level that is currently active for the analog pointer field 14 located underneath.

Weitere Anzeigemöglichkeiten des digitalen Anzeigenfeldes 17 sind: der aktuelle Meßwert, der aktuelle Kompensations wert, die Objekttiefe, Maximalwerte, Batteriezustand. Sämtliche Funktionen des Magnetometers lassen sich in Worten darstellen. Durch eine graphische Meßwertanzeige, wie z. B. Bargraph oder Kurvenzug, kann die Information des Zeigerinstruments unterstützt werden. Eine automatische Ausgabe von Meldungen über Funktionen, Gerätefehler, Bedienungsfehler oder Hinweise für den elektronischen Abgleich des Magnetometers ist möglich. Ebenso lassen sich statistische Werte wie Tagesleistung, Anzahl der gefundenen Objekte, Zeitangabe anzeigen. Die Anzeige kann mehrsprachig erfolgen. Die Empfindlichkeitsstufen lassen sich über die Tastatur 16, beispielsweise mit den beiden Tasten 18, 19 nacheinander anwählen. Die Taste 20 ist zur Eingabe der Meßwerte M1 und M2 vorgesehen, während die Taste 21 zur Berechnung der Objekttiefe betätigt wird.Further display options of the digital display field 17 are: the current measured value, the current compensation value, the object depth, maximum values, battery condition. All functions of the magnetometer can be represented in words. Through a graphical display of measured values, e.g. B. bar graph or curve, the information of the pointer instrument can be supported. An automatic output of messages about functions, device errors, operating errors or information for the electronic adjustment of the magnetometer is possible. Statistical values such as daily output, number of objects found and time can also be displayed. The display can be multilingual. The sensitivity levels can be selected one after the other using the keyboard 16 , for example using the two keys 18 , 19 . The key 20 is provided for entering the measured values M1 and M2, while the key 21 is actuated for calculating the object depth.

Die in Fig. 10 dargestellte Anordnung kann für ein Magnetometer 11, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, gleichermaßen Verwendung finden.The arrangement shown in FIG. 10 can equally be used for a magnetometer 11 , as shown in FIGS. 3 and 4.

Über die Tastatur kann das Magnetometer menügeführt werden. Die Tastatur 16 ist insbesondere durch die beiden Auf-Abwärtstasten 18, 19 sehr einfach aufgebaut und ermöglicht das Anwählen einer nahezu unbegrenzten Anzahl unterschiedlicher Empfindlichkeitsstufen mit diesen beiden Tasten 18, 19. Die Bestimmung der Objekttiefe ist in Verbindung mit der Tastatur 16 ebenfalls sehr einfach, da bei den beiden aufeinanderfolgenden Messungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 bzw. gemäß Fig. 3 und Fig. 4 jeder der beiden Meßwerte durch einfache Betätigung der Taste 20 vom Mikroprozessor 15 übernommen wird. Sind beide Meßwerte vom Mikroprozessor 15 übernommen und im Speicher 12 abgelegt, so wird durch Betätigung der Taste 21 die Bestimmung der Objekttiefe initiiert.The magnetometer can be operated using the keyboard. The keyboard 16 is, in particular through the two up-down buttons 18, 19 of very simple construction and allows the addressing of an almost unlimited number of different levels of sensitivity to these two keys 18, 19th The determination of the object depth is also very simple in conjunction with the keyboard 16, as in the two consecutive measurements according to FIG. 1 and FIG. 2 or FIG. 3 and FIG. 4 each of the two measurement values by a simple operation of the button 20 from Microprocessor 15 is taken over. If both measured values are accepted by the microprocessor 15 and stored in the memory 12 , the determination of the object depth is initiated by pressing the key 21 .

Claims

1. Display device for a magnetometer with a properties under earth metal bluff body is located by measuring the disturbance field strength, with one end connected to the magnetometer display instrument (10) indicative of the interference field, characterized in that the display instrument (10) is an analog pointer field (14) and has a digital display field ( 17 ), and that the digital display field ( 17 ) is connected to the magnetometer via an electronic circuit ( 15 ) and optionally displays different functions or measurement results.

2. Display device according to claim 1, characterized in that the circuit ( 15 ) evaluates two successive, at different distances from the earth's surface ( 2 ) measurements (M1, M2) to determine the object depth of the disturbing body ( 7 ) and the object depth on the digital Display field ( 17 ) shows.

3. Display device according to one of claims 1 or 2, characterized in that a measured value table is stored in a memory ( 12 ) connected to the circuit ( 15 ), which for each pair of measured values (M1, M2) has two successive measurements which have different predetermined values Distances from the earth's surface ( 2 ) were made, which indicates the associated object depth of the interfering body.

4. Display device according to claim 3, characterized in that the one of the two successive measurements at a distance a = 0 m and the other measurement at a distance a <0 m, preferably a = 0.5 m, is carried out from the surface of the earth ( 2 ) .

5. Display device according to claim 2, characterized in that the circuit ( 15 ) uses the measured values resulting from the two measurements (M1, M2) in an equation suitable for determining the object depth.

6. Display device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the object depth due to the the measured values (M1, M2) resulting from the two measurements is read from a table.

7. Display device according to one of the preceding claims, characterized in that a keyboard ( 16 ) on the magnetometer ( 1 ) is provided.

8. Display device according to claim 7, characterized in that the keyboard ( 16 ) has two up-down keys ( 18 , 19 ) for selecting a sensitivity range, a key ( 20 ) for entering the two successively determined measured values (M1, M2) and has a further key ( 21 ) with which the determination of the object depth can be initiated taking into account the two determined measured values (M1, M2).