DE4005791A1

DE4005791A1 - Einrichtung zur ortung von metall enthaltenden objekten

Info

Publication number: DE4005791A1
Application number: DE4005791A
Authority: DE
Inventors: Jurij Michailovic Mamontov; Vladimir Rubenovic Andrianov; Vladimir Jurevic Danilov; Igor Gennadevic Romanov; Boris Sergeevic Chubarov; Ivan Andreevic Voblov; Vladimir Vasilevic Melnikov
Original assignee: INZENERNYJ CENTR VNII STR MAGI
Current assignee: INZENERNYJ CENTR VNII STR MAGI
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1991-08-29
Also published as: US5038106A; FR2658921B1; FR2658921A1; GB2241333A; GB9003893D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Ortung Metall enthaltender Objekte unter Benutzung elektromagne tischer Felder und betrifft insbesondere eine Einrichtung zur Ortung Metall enthaltender Objekte.

Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung findet eine weitgehende Verwendung auf verschiedenen Gebieten der Industrie und der wirtschaftlichen Tätigkeit, beispiels weise in der Geodäsie, der Landwirtschaft, in dem Betrieb von Ingenieuranlagen, in der Archäologie, Geologie und anderen Industriebereichen, zur Erkennung von ebenfalls auf Geländekarten angegebenen Metall enthaltenden Verbin dungsleitungen wie, z. B. Rohrleitungen, elektrischen Kabeln, geodätischen Nivellementzeichen, Stahlbetonplat ten, Deckeln unterirdischer Brunnen und anderen Metall enthaltenden Objekten, darunter auch solche aus Bunt metallen, finden.

Die vorliegende Erfindung kann auch in der Holzbearbei tungs-, Nahrungsmittelindustrie und anderen Industrie bereichen sowie in der Landwirtschaft zur Ermittlung von Metalleinschlüssen in Rohstoffmitteln, Materialien und Futtermitteln angewendet werden.

Gegenwärtig ist die Aufgabe recht aktuell, auf einer Geländekarte nicht angegebene Metall enthaltende Objekte, darunter solche aus nichtferromagnetischen Metallen, zu orten. Eine der möglichen Lösungen der gestellten Aufgabe ist die Benutzung von kompakten Induktionseinrichtungen, in welchen die Funktionen der Ausstrahlung eines primären elektromagnetischen Feldes und des Empfanges eines sekun dären elektromagnetischen Feldes, das von dem metallent haltenden, in der Wirkungszone des primären Feldes der Einrichtung befindlichen Objekt induziert wird, vereinigt sind.

Bekannt sind Einrichtungen zur Ortung von unterirdischen Metall enthaltenden Objekten, die analog ausgeführt sind, von welchen jede folgende Einheiten enthält: einen Genera tor, an den ein Erregungsrähmchen angeschlossen ist, ein zu diesem orthogonal angeordnetes Empfangsrähmchen, an welches in Reihe geschaltet ein Selektionsverstärker, eine Informationsverarbeitungseinheit und ein akustischer Signalisator angeschlossen sind. Die Einrichtung ist mit einem Mittel zur geometrischen Kompensation des durch die Wirkung des primären elektromagnetischen Feldes des Erre gungsrähmchens bedingten Singals in dem Empfangsrähmchen versehen.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtungen beruht darauf, daß durch das Erregungsrähmchen ein primäres elektromagneti sches Feld erzeugt wird, das sich in der zu untersuchenden Zone ausbreitet, und das von dem Metall enthaltenden Ob jekt induzierte sekundäre Elektromagnetfeld empfangen wird.

Solche Einrichtungen haben eine geringere Sicherheit vor Störungen, die durch den Einfluß äußerer elektromagneti scher Felder sowie Metall enthaltender Objekte, zum Bei spiel in der Nähe der Ortungszone befindlicher Verbin dungsleitungen, bedingt sind, da diese ebenfalls ein se kundäres elektromagnetisches Feld erzeugen, wenn auf sie das primäre elektromagnetische Feld des Erregungsrähmchens einwirkt.

Darüber hinaus ist die Sicherheit der Ortung von Verbin dungsleitungen, die sich unter einem Winkel von unter 20° zur Bewegungsrichtung der Einrichtung befinden, gering. Dies ist durch den niedrigen Wert des in der Verbindungs leitung von dem Erregungsrähmchen induzierten Signal be dingt.

Auch sind weitgehend Einrichtungen zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten bekannt, die auch ein Erregungsrähm chen und zwei starr mit diesem verbundene orthogonal ange ordnete und differential geschaltete, symmetrisch zu dem Erregungsrähmchen zu beiden Seiten von diesem liegende Empfangsrähmchen aufweisen. In dem einen Fall ist das Er regungsrähmchen horizontal, während die Empfangsrähmchen vertikale Anordnung haben. In dem anderen Fall sind die Rähmchen in umgekehrter Weise angeordnet. Die Schaltung zur Registrierung der elektrischen Signale ist für diese Varianten wie oben beschrieben ausgeführt.

Es ist zu bemerken, daß die Verstellungsrichtung der Einrichtungen mit der Achse der Stange, die die Empfangs rähmchen verbinden, übereinstimmt.

Für solche Einrichtungen ist eine geringe Sicherheit vor durch den Einfluß äußerer elektromagnetischer Felder und in der Ortungszone befindlicher, Metall enthaltender Ob jekte bedingten Störungen kennzeichnend. Dies ist durch den großen Abstand zwischen den Empfangsrähmchen bedingt, der zur Sicherung einer ausreichenden Empfindlichkeit und einer erforderlichen Tiefe der geometrischen Kompensation erforderlich ist. Darüber hinaus ist im Falle einer Anord nung der Verbindungsleitungen unter einem Winkel von unter 20° zur Verstellungsrichtung die Sicherheit deren Ortung nicht hoch, was für die erste Anordnungsvariante der Rähm chen durch den geringen Wert des durch die Verbindungslei tung bedingten elektromagnetischen Feldes und für die zweite Anordnungsvariante durch den geringen Wert des in der Leitung von dem Erregungsrähmchen induzierten Signals bedingt ist.

Es ist zu bemerken, daß wegen der geringen Störsicherheit sämtlicher oben beschriebener Einrichtungen diese nicht bei der Anordnung auf einem Transportmittel, das selbst eine Störungsquelle für solche Einrichtungen darstellt, betrieben werden können, weshalb der Wirkungsgrad der Ortungsarbeiten nicht hoch ist.

Als leistungsfähigere und gegen Einwirkungen von äußeren elektromagnetischen Feldern bedingten Störungen gesicherte Einrichtung ist eine Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten zu bezeichnen, die ein Erregungs rähmchen, das starr mit zwei gleichachsig und parallel zueinander angeordneten symmetrisch und orthogonal zu dem in der durch die gemeinsame Achse der Empfangsrähmchen verlaufenden Ebene liegenden Erregungsrähmchen montierten Empfangsrähmchen verbunden ist, einen elektrisch mit dem Erregungsrähmchen verbundenen Wechselspannungsgenerator und - in Reihe geschaltet - eine Einheit zur Symmetrierung der Signale von dem Empfangsrähmchen, die eingangsseitig an die Empfangsrähmchen angeschlossen ist, und einen Dif ferentialverstärker, an dessen Ausgang der Dateneingang einer Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Einwirkung des primären elektromagnetischen Feldes des Erregungsrähmchens auf die Empfangsrähmchen bedingten Signals gelegt ist, deren Steuereingang elektrisch mit dem Wechselspannungsgenerator und dessen Ausgang mit dem Ein gang eines Selektivverstärkers verbunden sind, an dessen Ausgang der Eingang einer Informationsverarbeitungseinheit gelegt ist, deren Ausgang an ein Registriergerät geschal tet und elektrisch mit einer Signalisiereinheit verbunden ist, enthält.

Die beschriebene gegenseitige Anordnung des Erregungs rähmchens und der Empfangsrähmchen, die das Induktions system der Einrichtung bilden, gestattet es, ihre Stör sicherheit wesentlich zu erhöhen, da die Pegel der Signale von den Fremdmagnetfeldquellen (Stromübertra gungsleitungen, elektrifizierte Eisenbahnen, Nachrichten übertragungsleitungen usw.) in den Empfangsrähmchen im wesentlichen gleich groß sind und dank deren gegensinniger Schaltung kompensiert werden.

Die bekannte Einrichtung zeichnet sich durch die geringe Breite des Einfangbandes, d. h. derjenigen Zone aus, in der die Empfangsrähmchen befähigt sind, das durch das Metall enthaltende Objekt induzierte sekundäre elektro magnetische Feld aufzufangen. Bekanntlich wird die Breite des Einfangbandes durch die Empfindlichkeit der Einrich tung und den Abstand zwischen den Empfangsrähmchen be stimmt. Da die Vergrößerung dieses Abstandes und die Er höhung der Empfindlichkeit zu einer Senkung der Stör sicherheit führt, ist die Breite des Einfangbandes begrenzt.

Darüber hinaus ist bei einer Lage der Metall enthaltenden Objekte (Verbindungsleitungen) unter einem Winkel von weniger als 20° zu der Suchrichtung, die senkrecht zur Stange, die die Empfangsrähmchen und das Erregungsrähmchen verbindet, gewählt ist, die Wahrscheinlichkeit einer Or tung der Verbindungsleitung gering, was durch den geringen Pegel des durch das Erregungsrähmchen in der Verbindungs leitung induzierten primären Magnetfeldes bedingt ist.

Zur Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Ortung von Ver bindungsleitungen ist eine doppelte Profilierung ein und der selben Zone bei einer verschiedenen Lage des Induk tionssystems gegenüber der Verstellungsrichtung erforder lich. Jedoch ist selbst dabei die Wahrscheinlichkeit einer Ortung ungenügend, was durch die Schwierigkeit, die glei che Suchrichtung bei der Profilierung in umgekehrter Rich tung sowohl bei der manuellen Suche durch eine Bedienungs person als auch bei der Aufstellung der Einrichtung auf einem Transportmittel einzuhalten, bedingt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten zu schaffen, bei der durch eine Vergrößerung der Einfangbandbreite die Ortungswahrscheinlichkeit Metall enthaltender Objekte ohne Senkung der Störsicherheit der Einrichtung erhöht wird, was die Wirksamkeit der Sucharbeiten erhöht.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ein richtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten, die ein Erregungsrähmchen, das starr mit zwei gleichachsig und parallel zueinander, symmetrisch und zu dem in der durch die Achse der Empfangsrähmchen verlaufenden Ebene liegen den Erregungsrähmchen, orthogonal aufgestellten Empfangs rähmchen verbunden ist, einen elektrisch mit dem Erre gungsrähmchen verbundenen Wechselspannungsgenerator und eine Reihenschaltung einer Einheit zur Symmetrierung der Signale des Empfangsrähmchens, die eingangsseitig an die Empfangsrähmchen gelegt ist, und eines Differentialver stärkers, an dessen Eingang der Dateneingang einer Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des primären Magnetfeldes des Erregungsrähmchens auf die Emp fangsrähmchen bedingten Signals, deren Steuereingang elek trisch mit dem Wechselspannungsgenerator und deren Ausgang mit dem Eingang eines Selektivverstärkers verbunden sind, an dessen Ausgang der Eingang einer Informationsverarbei tungseinheit angeschlossen ist, deren Ausgang mit einem Registriergerät und elektrisch mit einer Signalisierungs einheit verbunden ist, enthält, gemäß der Erfindung zwei zusätzliche mit den Haupträhmchen starr verbundene symme trisch und orthogonal an entgegengesetzten Seiten, gleich achsig und parallel zueinander angeordnete identische Emp fangsrähmchen, eine Reihenschaltung einer Einheit zur Symmetrierung der Signale von den zusätzlichen Empfangs rähmchen, die eingangsseitig an den zusätzlichen Empfangs rähmchen angeschlossen ist, und eines zusätzlichen Diffe rentialverstärkers, eine Einheit zur elektrischen Kompen sation des durch die Wirkung des primären Magnetfeldes des Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signals, deren Dateneingang an den Ausgang des zusätzlichen Differentialverstärkers gelegt ist und deren Steuereingang elektrisch mit dem Wechselspannungsgenerator verbunden ist, eine Reihenschaltung aus einem zusätzlichen Selektionsverstärker, dessen Eingang elektrisch mit dem Ausgang der Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des primären Magnetfeldes des Erregungs rähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signals, einer Informationsverarbeitungseinheit und einem Registriergerät und einem logischen ODER-Glied, das ein gangsseitig an die Ausgänge der Haupt- und der Zusatzin formationsverarbeitungseinheit und ausgangsseitig an die Signalisiereinheit angeschlossen ist, aufweist.

Es ist zweckmäßig, daß die Einrichtung zwei zusätzliche Erregungsrähmchen, von welchen das erste starr mit den Hauptempfangsrähmchen verbunden und zu diesen symmetrisch und orthogonal in der durch die gemeinsame Achse der Emp fangsrähmchen unter verlaufenden Ebene unter einem Winkel zum Hauptempfangsrähmchen angeordnet ist und das zweite starr mit den zusätzlichen Empfangsrähmchen verbunden und zu ihnen symmetrisch und orthogonal in der durch die ge meinsame Achse der zusätzlichen Empfangsrähmchen verlau fenden Ebene unter einem Winkel zum Haupterregungsrähmchen angeordnet ist, eine Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die Hauptempfangs rähmchen bedingten Signals, deren Dateneingang an den Ausgang des Hauptdifferentialverstärkers angeschlossen ist, eine Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des zweiten zusätz lichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signals, dessen Dateneingang an den Ausgang des zusätzlichen Differentialverstärkers ange schlossen ist, einen zweiten und dritten zusätzlichen Se lektivverstärker, eine Schalteinheit, die eingangsseitig an den Wechselspannungsgenerator und die Ausgänge der Ein heiten zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupterregungsrähmchens und des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die Hauptemp fangsrähmchen bedingten Signale und der Einheiten zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Pri märmagnetfeldes des Haupterregungsrähmchens und des zwei ten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signale und ausgangsseitig an das Haupterregungsrähmchen und das erste und zweite zu sätzliche Erregungsrähmchen, an die Steuereingänge der Einheiten zur elektrischen Kompensation der durch die Wir kung des Primärmagnetfeldes des Haupterregungsrähmchens und des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die Hauptempfangsrähmchen bedingten Signale, der Einheiten zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Pri märmagnetfeldes des Haupterregungsrähmchens und des zwei ten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signale und die Ausgänge des Hauptselektionsverstärkers und des ersten, zweiten und dritten zusätzlichen Selektionsverstärkers angeschlossen ist und einen Reihenanschluß an den Wechselspannungsgene rator zuerst des Haupterregungsrähmchens und der Steuer eingänge der Einheiten zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupterre gungsrähmchens auf die Hauptempfangsrähmchen und die zu sätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signale und deren Ausgänge an die Eingänge des Hauptselektionsverstärkers und des ersten zusätzlichen Selektivverstärkers, dann des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens und des Steuer eingangs der Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des ersten zusätzlichen Erregungsrähm chens auf die Hauptempfangsrähmchen bedingten Signals und deren Ausganges an den Eingang des zweiten zusätzlichen Selektivverstärkers und sodann des zweiten zusätzlichen Erregungsrähmchens und des Steuereinganges der Einheit zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des zwei ten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signals und deren Ausganges an den Eingang des dritten zusätzlichen Selektivverstärkers bewirkt, eine zweite und dritte zusätzliche Informations verarbeitungseinheit, die eingangsseitig an die Ausgänge des zweiten und dritten zusätzlichen Selektivverstärkers und ausgangsseitig an die zusätzlichen Eingänge eines logischen ODER-Gliedes angeschlossen sind, ein zweites und drittes zusätzliches Registriergerät, die an die Ausgänge der zweiten und dritten zusätzlichen Informationsverarbei tungseinheit angeschlossen sind, aufweist.

Vorzugsweise liegt der Winkel zwischen dem Haupterregungs rähmchen und dem ersten zusätzlichen Erregungsrähmchen, zwischen dem Haupterregungsrähmchen und dem zweiten zu sätzlichen Erregungsrähmchen im Bereich von 60 bis 120°.

Es ist günstig, daß die Schalteinheit sieben Schalter und eine Steuereinheit für das Umschalten, die ausgangsseitig an deren Steuereingänge gelegt ist, enthält.

Es ist vorteilhaft, daß die Steuereinheit für das Umschal ten der Schalter eine Reihenschaltung aus einem Rechteck impulsgenerator, einem Modulo-3-Zähler und einem Dekodie rer drei Zeitverzögerungsschaltungen, die eingangsseitig an die Ausgänge eines Dekodierers, welche die einen Ausgänge der Steuereinheit bilden angeschlossen sind, und drei logische UND-Glieder, deren eine Eingänge an die Aus gänge des Dekodierers und deren andere Eingänge an die Ausgänge der Zeitverzögerungsschaltungen angeschlossen sind, während deren Ausgänge als andere Ausgänge der Steuereinheit für das Umschalten der Schalter dienen, aufweist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet es, die Wirk samkeit der Sucharbeiten durch die Vergrößerung der Ein fangbandbreite und die einmalige Profilierung des zu untersuchenden Geländeabschnitts zu erhöhen.

Darüber hinaus wird die Ortungssicherheit von Metall ent haltenden Objekten unabhängig von deren Lage gegenüber der Suchrichtung erhöht.

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung kon kreter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten;

Fig. 2 eine gegenseitige Anordnung der Empfangs- und der Erregungsrähmchen (in Axonometrie) mit schematischer Darstellung des Primär- und des Sekundärmagnetfeldes und mit teilweisem Schnitt durch das Erregungsrähmchen und das Empfangsrähmchen für die Ausführungsform der Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 1, mit drei Erregungsrähmchen;

Fig. 4 eine Darstellung wie in Fig. 2 (ohne teilwei sen Schnitt durch die Erregungs- und die Empfangsrähmchen) für die Ausführungsform gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Gesamtansicht der Ausführungsform der Einrichtung gemäß Fig. 1, die auf einem Transportmittel angeordnet ist;

Fig. 6 (a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p) Zeitdiagramme, die die Funktion der Schaltein heit für die Auführungsform der Einrichtung gemäß Fig. 3 veranschaulichen.

Die Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objek ten enthält ein Erregungsrähmchen 1 (Fig. 1) und zwei Paare Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5, die ein gemeinsames Induktionssystem 6 bilden, und einen an das Erregungsrähm chen 1 angeschlossenen Wechselspannungsgenerator 7.

An die Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5 sind jeweils die Eingänge 8, 9 und 10, 11 von Einheiten 12, 13 zur Symme trierung der Signale von den Empfangsrähmchen angeschlos sen. Mit den Einheiten 12, 13 sind in Reihe jeweils Diffe rentialverstärker 14, 15 Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Erregungsrähmchens auf die Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5 bedingten Signale, Selektivverstärker 18, 19 und Informationsverarbeitungseinheiten 20, 21 geschaltet. An die Ausgänge der Einheiten 20, 21 sind Registriergeräte 22, 23 und die Eingänge eines logischen ODER-Gliedes 26, an dessen Ausgang eine Signalisierungseinheit 27 gelegt ist, angeschlossen.

An den Wechselspannungsgenerator 7 sind die Steuereingänge 28, 29 der Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation angeschlossen, bei welchen als Dateneingänge 30, 31 die Ausgänge der Differentialverstärker 14, 15 dienen.

Die Signalsymmetrieeinheiten 12, 13 sind analog ausgeführt und dienen zum Ausgleichen der von den Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5 eintreffenden Signale, die bei der Einwirkung auf das Induktionssystem 6 von äußeren Magnetfeldern, die Störungen erzeugen, entstehen und die durch die Nichtiden tität der elektromagnetischen Parameter der Empfangsrähm chen 2, 3 und 4, 5 bedingt sind.

Die Signalsymmetrieeinheiten 12, 13 können nach einer der bekannten Schaltungen ausgeführt werden und enthalten bei der beschriebenen Variante je einen Phasendreher 32, dessen Eingang als Eingang 9 der Einheit 12 und als Ein gang 11 der Einheit 13 dient, ein Potentiometer 33, das mit dem Eingang 8 und mit einem Ausgang der Einheit 12 oder mit dem Eingang 10 und mit einem der Ausgänge der Einheit 13 verbunden ist, und ein Potentiometer 34, das mit dem Ausgang des Phasendrehers 32 und den anderen Aus gängen der Einheiten 12, 13 verbunden ist.

Die Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation der Signale sind identisch ausgeführt und enthalten je einen Phasendreher 35, dessen Eingang als Steuereingang 28 der Einheit 16 oder als Steuereinheit der Einheiten 17 dient, ein Potentiometer 36, das an den Ausgang des Phasendrehers 35 angeschlossen ist, und einen Differentialverstärker 37, dessen einer Eingang an das Potentiometer 36 angeschlossen ist und dessen anderer Eingang als Dateneingang 30 der Einheit 16 oder als Dateneingang 31 der Einheit 17 dient.

Die Selektivverstärker 18, 19 bewirken die Verstärkung der elektrischen Signale auf der Arbeitsfrequenz des Wechselspannungsgenerators 7.

Die Informationsverarbeitungseinheiten 20, 21 sind nach einer der bekannten Schaltungen ausgeführt und enthalten bei der beschriebenen Ausführungsform jeweils - in Reihe geschaltet - einen logarithmischen Verstärker 38, der die Möglichkeit einer Erweiterung des Bereiches der zu orten den Objekte nach deren Größe ohne Regelung der Empfind lichkeit während des Suchvorganges sichert, einen Demodu lator 39 und einen Minimumbegrenzer 40, der das Ausblenden vor ständig wirkenden Faktoren (Geräusche der Apparatur, Vibrationseinwirkungen u. dgl.) sichert:

Als Registriergeräte 22, 23 können Analog- oder Digital anzeigegeräte (Voltmeter) benutzt werden.

Die Signalisiereinheit 27 kann auf der Grundlage einer Schallsignalquelle und einer Anzeigelampe nach einer der bekannten Schaltungen ausgeführt werden und bewirkt die Schall- und Lichtsignalisierung über die Ortung Metall enthaltender Objekte.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Einrichtung sind die Empfangsrähmchen 2 (Fig. 2), 3 und 4, 5 des Induk tionssystems 6 identisch ausgeführt und zueinander paar weise gleichachsig und parallel und symmetrisch gegenüber dem Erregungsrähmchen 1 auf beiden Seiten desselben ange ordnet. Das Erregungsrähmchen 1 liegt in der Ebene, die durch die gemeinsamen Achsen 41, 42 jeweils der Empfangs rähmchen 2, 3 und 4, 5, die paarweise untereinander und mit dem Erregungsrähmchen 1 mittels Stangen 43, 44 verbunden sind, verläuft. Somit stellt das Induktions system 6 eine starre Konstruktion dar.

Die angenommene Anordnung des Erregungsrähmchens und der Empfangsrähmchen 1, 2, 3, 4, 5 zueinander sichert eine minimale elektromagnetische Kopplung zwischen dem Erre gungsrähmchen und den Empfangsrähmchen 1, 2, 3, 4, 5. Den Abstand L₁ zwischen dem Erregungsrähmchen und den Emp fangsrähmchen 1, 2, 3, 4, 5 wählt man ausgehend von der erforderlichen Stabilität des Induktionssystems 6, die durch die Unveränderlichkeit der gegenseitigen Anordnung der Rähmchen 1, 2, 3, 4, 5 und der Tiefe der geometrischen Kompensation des primären Magnetfeldes, die von dem Ab stand zwischen dem Erregungsrähmchen und den Empfangs rähmchen 1, 2, 3, 4, 5 abhängt, bestimmt wird. Bekanntlich wird die Tiefe der geometrischen Kompensation bei sonst gleichen Bedingungen bei Vergrößerung des Abstandes L₁ und die Stabilität - bei Verminderung des Abstandes L₁ ge sichert. Deshalb wird in Abhängigkeit von der konkreten Bestimmung der Einrichtung (portable oder auf einem Trans portmittel angeordnete Einrichtung) oder von den möglichen konstruktiven Ausführungen (verwendbare Werkstoffe, Her stellungstechnologie) für jeden Fall individuell, aus gehend von der erforderlichen Einfangbandbreite gewählt, jedoch müssen die erforderliche Stabilität und Tiefe der geometrischen Kompensation gesichert werden. Das Einfang band wird stets größer als 2L₁ sein.

Das Erregungsrähmchen 1 und die Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 sind aus Leitern 45 gebildet, deren Windungen in Fig. 2 dargestellt sind, in der auch durch ausgezogene Linien die Kraftlinien 46 des primären Magnetfeldes, das von dem Erregungsrähmchen 1 in der Ortungszone induziert wird, und punktierte Kraftlinien 47 des sekundären Magnetfeldes, das von dem unterirdischen Metall enthaltenden Objekt 48 induziert wird, angedeutet sind.

Die Suchrichtung (Verstellung des Induktionssystems 6) ist durch den Pfeil A dargestellt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Einrichtung enthält diese zur Sicherung der Ortung von Metall enthaltenden Ob jekten - unabhängig von deren Lage zur Suchrichtung - zusätzlich ein zweites und drittes Erregungsrähmchen 49 (Fig. 3) bzw. 50 und Einheiten 51, 52 zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des primären Magnet feldes jeweils der Erregungsrähmchen 49 bzw. 50 auf die Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5 bedingten Signale, die über ihre Dateneingänge 53, 54 an die Ausgänge der Differen tialverstärker 14, 15 gelegt sind.

Für den abwechselnden Anschluß der Erregungsrähmchen 1, 49, 50 und der Steuereingänge 28, 29, 55, 56 der Einheiten 16, 17, 51, 52 zur elektrischen Kompensation an den Wech selspannungsgenerator 7 ist die Einrichtung mit einer Schalteinheit 57 versehen, die über ihre Eingänge 58, 59, 60 an den Wechselspannungsgenerator 7 und über die Ein gänge 61, 62, 63, 64 an die Ausgänge der Einheiten 16, 17, 51, 52 angeschlossen ist. An die Ausgänge 65, 66, 67 der Schalteinheit 57 sind die Erregungsrähmchen 1, 49, 50 und die Steuereingänge 28, 29, 55, 56 der Einheiten 16, 17, 51, 52 gelegt.

Die Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objek ten enthält bei der beschriebenen Ausführungsform zusätz lich zwei Selektivverstärker 68, 69, die an die Ausgänge 70, 71 der Schalteinheit 57, deren Ausgänge mit den Eingängen der Selektivverstärker 18, 19 in Verbindung steht, angeschlossen sind.

Entsprechend dem Anschluß der Erregungsrähmchen 1, 49, 50 und der Steuereingänge 28, 29, 55, 56 der Einheiten 16, 17, 51, 52 an den Ausgang des Wechselspannungsgenerators 7 bewirkt die Schalteinheit 57 das Anlegen der Ausgänge der Einheiten 16, 17, 51, 52 an die Eingänge der Selektivver stärker 18, 19, 68, 69.

Die Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objek ten enthält zusätzlich zwei Informationsverarbeitungsein heiten 74, 75, die an die Ausgänge der Selektivverstärker 68, 69 gelegt sind, und zwei Registriergeräte 76, 77, die mit den Ausgängen der Einheiten 74, 75 verbunden sind, an welche über seine zusätzlichen Eingänge ein logisches ODER- Glied 26 angeschlossen ist.

Die Einheiten 51, 52 zur elektrischen Kompensation sind analog den Einheiten 16, 17 und die Informationsverarbei tungseinheiten 74, 75 analog den Einheiten 20, 21 ausge führt.

Die Schalteinheit 57 enthält bei der beschriebenen Ausfüh rungsform sieben Schalter 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 und eine Steuereinheit 87 für das Umschalten der Schalter, die an die Steuereingänge 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94 der Schalter 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 angeschlossen ist. Hierbei dienen die Eingänge und die Ausgänge der Schalter 80, 81, 82 als Eingänge 58, 59, 60 und Ausgänge 65, 66, 67 der Schalteinheit 57, deren Eingänge 61, 62, 63, 64 und Ausgänge 72, 73, 70, 71 die Eingänge und Ausgänge der Schalter 86, 83, 85, 84 bilden.

Die Steuereinheit 87 für das Umschalten der Schalter ent hält bei der beschriebenen Ausführungsform - in Reihe ge schaltet - einen Rechteckimpulsgenerator 95, einen Modulo- 3-Zähler und einen Dekodierer 97.

An die Ausgänge 98, 99, 100 des Dekodierers 97 sind Zeit verzögerungsschaltungen 101, 102, 103 gelegt, an deren Ausgänge einer der Eingänge der logischen UND-Glieder 104, 105, 106 angeschlossen ist, deren anderer Eingang mit den Ausgängen 98, 99, 100 des Dekodierer 97 in Verbindung steht.

Die Ausgänge 98, 99, 100 des Dekodierers 97 dienen jeweils als Steuereingänge 88, 89, 90 der Schalter 80, 81, 82 der Schalteinheit 57 und die Ausgänge der logischen UND-Glie der 104, 105, 106 als Steuereingänge 91, 92, 93, 94 der Schalter 83, 86, 85, 84.

Bei der beschriebenen Einrichtung wird in der Steuerein heit 97 ein Rechteckimpulsgenerator 95 verwendet, dessen Tastverhältnis gleich zwei ist. Dies sichert die gleiche Anschlußdauer für die Erregungsrähmchen 1, 49, 50 an den Wechselspannungsgenerator. Hierbei ist die Frequenz des Generators 95 kleiner als 0,1f gewählt, wobei f die Ar beitsfrequenz des Generators 7 ist. Bei einer solchen Frequenz des Generators 95, die die Anschlußdauer der Erregungsrähmchen 1, 49, 50 an den Wechselspannungs generator 7 unter Berücksichtigung des Übergangsvorganges bestimmt, wird eine Fixierung der Signale, die durch die Wirkung des von dem Metall enthaltenden Objekt induzierten Magnetfeldes bedingt ist, gewährleistet.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Erregungs rähmchen 49, 50 des in Fig. 4 dargestellten Induktions systems 6 orthogonal und symmetrisch zu den Empfangsrähm chen 2, 3 und 4, 5 in Ebenen, die durch die gemeinsamen Achsen 41, 42 dieser Rähmchen 2, 3 und 4, 5 verlaufen unter einem Winkel α zum Erregungsrähmchen 1 angeordnet. Der Winkel α liegt im Bereich von 60 bis 120° und wird in Abhängigkeit von dem konkreten Verwendungszweck der Ein richtung gewählt.

Bei der Befestigung des Induktionssystems 6 an einem Träger vor dem Transportmittel ist es erwünscht, zur Sicherung einer hohen Geländegängigkeit den Winkel α gleich 60° oder 120° (Bild 5) zu wählen. Im Falle einer erhöhten Forderung an die kompakte Ausführung des Induk tionssystems 6 wird der Winkel zwischen dem Erregungs rähmchen 1 und den Erregungsrähmchen 49, 50 gleich 60° gewählt. Die Rähmchen 49, 50 sind in einem Abstand L₂ von den Achsen 41, 42 der Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5 angeordnet und starr mit diesen mittels einer Stange 107 verbunden.

Der Anschaulichkeit halber sind in Fig. 4 die Kraftlinien 46 des durch sämtliche Erregungsrähmchen 1, 49, 50 erzeug ten Magnetfeldes dargestellt.

Es ist zu bemerken, daß die Erregungsrähmchen 49, 50 gegenüber den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 derart ange ordnet sind, daß zwischen den Rähmchen 49 und 4, 5 oder den Rähmchen 50 und 2, 3 sich eine minimale elektromagne tische Kopplung einstellt.

Bei einem beliebigen Winkel α aus dem gewählten Bereich (60 . . . 120°) wird eine hohe Ortungssicherheit Metall enthaltender Objekte 48, zum Beispiel Verbindungsleitungen erreicht, da der Winkel β zwischen der Leitung und der Stange 44, die eines der Erregungsrähmchen 1, 49, 50 (bei der betrachteten Ausführungsform) das Rähmchen 1 mit der Stange 44 verbindet, immer kleiner als 60° ist, was einen hohen Pegel des in der Leitung induzierten Signals sichert.

Den Abstand L₂ zwischen den Erregungsrähmchen 49, 50 und den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 wie auch den Abstand L₁ wählt man ausgehend von der erforderlichen Stabilität und der Tiefe der geometrischen Kompensation des Primärmagnet feldes.

In Fig. 5 ist eine Gesamtansicht einer Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten gezeigt, die ent sprechend der Fig. 1 ausgeführt und auf einem Transport mittel angeordnet ist. Das Induktionssystem 6 wird an der vorderen Stoßstange des Transportmittels mit Hilfe von Trägern 107 befestigt. Der elektronische Teil der Einrich tung, darunter der Wechselspannungsgenerator 7 (Fig. 1) ist in einem Gehäuse 108 (Fig. 5) montiert und in dem Fahrerhaus unmittelbar vor dem Bediener zur bequemen Ablesung der Anzeigen der Registriergeräte 22 (Fig. 1), 23 angeordnet. Die Empfangsrähmchen 2, 3 und 4, 5 sind in einem Gehäuse 109 untergebracht.

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in Fig. 6 (a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p) Zeitdiagramme, die die Funktion der Schalteinheit 57 (Fig. 3) erläutern, gezeigt. So ist in Fig. 6 (a) das Zeitdiagramm der Ausgangssignale U₁ des Rechteckimpuls generators 95 in Fig. 6 (b, c, d) der Ausgangssignale U₂, U₃, U₄ des Dekodierers 97, in Fig. 6 (e, f, g) der Aus gangssignale U₅, U₆, U₇, die von den Verzögerungsschal tungen 101, 102, 103 eintreffen, in Fig. 6 (h, i, j) der Ausgangssignale U₈, U₉, die von den logischen UND-Gliedern 104, 105, 106 eintreffen, in Fig. 6 (k, l, m, n, o, p) das Zeitdiagramm des Zustandes der Schalter 80, 81, 82, 83, 86, 85, 84 dargestellt wobei die Stellung "1" dem offenen Zustand und die Stellung "0" dem gesperrten Zustand der selben entspricht.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Ortung von Metall enthaltenden Objekten funktioniert folgenderweise:

Vor Beginn der Sucharbeiten wird zur Gewährleistung einer hohen Störsicherheit der Einrichtung und einer hohen Sicherheit der Ortung von Metall enthaltenden Objekten eine Symmetrierung der Ausgangssignale von den Empfangs rähmchen 2 (Fig. 1), 3, 4, 5 vorgenommen. Dazu schaltet man von dem Wechselspannungsgenerator 7 das Erregungsrähm chen 1 ab, dann stellt man die Potentiometer 36 der Ein heiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation auf Null ein, während man auf das Induktionssystem 6 der Einrichtung mit einem äußeren Magnetfeld einwirkt. Als Quelle eines sol chen Feldes kann ein dem Erregungsrähmchen analoges Rähm chen dienen, das man an den Generator 7 anschließt und zu den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 möglichst symmetrisch in einer Entfernung, die größer ist als eine dreifache Ortungstiefe Metall enthaltender Objekte, die durch die Leistung des Wechselspannungsgenerators 7 und die elektro magnetischen Parameter des Induktionssystems 6 bestimmt wird, angeordnet. Hierbei erstrebt man mit Hilfe der Potentiometer 33, 34 eine Anzeige der Registriergeräte 22, 23 von nahezu Null.

Die Symmetrierung nimmt man nur bei Änderung der Arbeits bedingungen der Einrichtung vor, zum Beispiel bei der An ordnung der Einrichtung auf einem anderen Transportmittel oder im Falle, wenn man die Einrichtung zuerst in por tabler Ausführung und dann auf einem Transportmittel oder umgekehrt benutzt.

Jedesmal vor Beginn der Sucharbeiten nimmt man eine Ein stellung der Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensa tion der Signale vor, die durch die Wirkung des von dem Erregungsrähmchen 1 induzierten Primärmagnetfeldes auf die Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 bedingt und weder durch die geometrische Kompensation noch durch die Differential schaltung der Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 kompensiert sind. Die Einstellung der Einheiten 16, 17 geschieht bei einer Anordnung der Einrichtung in einer Zone, wo keine Metall enthaltenden Objekte vorhanden sind, folgender weise.

Unter allmählicher Vergrößerung der Amplitude des Aus gangssignals des Generators 7 regelt man in den Einheiten 16, 17 mit Hilfe des Phasendrehers 35 und des Potentio meters 36 die Phase und Amplitude des Signals von dem Generator 7 und erstrebt eine der Nullanzeige nahe Anzeige der Registriergeräte 22, 23. Diese Operation führt man so lange durch, bis die Amplitude des Ausgangssignals des Generators 7 gleich der Arbeitsamplitude ist.

Beim Fehlen eines Metall enthaltenden Objektes ist das Ausgangssignal dem Wert Null nahe, was durch die geo metrische und elektrische Kompensation des Primärmagnet feldes bedingt ist.

Beim Vorhandensein eines Metall enthaltenden Objektes 48 (Fig. 2) in der Ortungszone induziert das von dem Erre gungsrähmchen 1 erzeugte Primärmagnetfeld, dessen Kraft linien 46 das Metall enthaltende Objekt 48 umfassen, einen Strom in diesem, der seinerseits ein Sekundärmagnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien 47 die Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 des Induktionssystems 6 durchsetzen. Das Sekundär magnetfeld induziert in den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 eine elektromotorische Kraft, deren Größe proportional dem Abstand zwischen jedem der Rähmchen 2, 3, 4, 5 und dem Metall enthaltenden Objekt 48 ist. Da dieser Abstand ver schieden ist, wird am Ausgang der Einheit 16 (Fig. 1) oder 17 zur elektrischen Kompensation ein Differenzsignal, das sich in Abhängigkeit von der Änderung des Abstandes zwi schen den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 und dem Metall ent haltenden Objekt 48 (Fig. 2) ändert, erzeugt. Das Aus gangssignal von einer der Einheiten 16 (Fig. 1), 17 ge langt zum entsprechenden Selektionsverstärker 18, 19, von dessen Ausgang es am Eingang der entsprechenden Informa tionsverarbeitungseinheit 20, 21 eintrifft. In den Ein heiten 20, 21 werden die Signale mit Hilfe des logarithmi schen Verstärkers 38 verstärkt, demoduliert und gelangen zum Miniumbegrenzer 40. Von den Ausgängen der Einheiten 20, 21 gelangen die Signale zum entsprechenden Registrier gerät 22, 23 und zu einem der Eingänge 24, 25 des logi schen ODER-Gliedes 26, von dessen Ausgang zur Signalisie rungseinheit 27.

Die anzeigenden Registriergeräte 22, 23 ändern ihre Anzei gen in Abhängigkeit von der Änderung des Abstandes zwi schen den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 und dem Metall ent haltenden Objekt 48 (Fig. 2) . In der Signalisierungsein heit 27 (Fig. 1) werden ein Lichtsignal und ein akustisches Signal der Ortung des Metall enthaltenden Objektes erzeugt.

Vor Beginn der Arbeit mit einer Einrichtung gemäß Fig. 3 wird analog dem oben beschriebenen eine Symmetrierung der Signale von den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 und eine Ein stellung der Einheiten 16, 17, 51, 52 zur elektrischen Kompensation der Signale, die durch die Einwirkung des von den Erregungsrähmchen 1, 49, 50 induzierten Primärmagnet feldes auf die Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 bedingt sind. Mit Hilfe der auf diese Weise vorbereiteten Einrichtung beginnt man die Ortung Metall enthaltender Objekte.

Der Rechteckimpulsgenerator 95 erzeugt Signale U₁ (Fig. 6a) mit einer Dauer τ₁, die zum Zähler 96 gelangen, der die Funktion eines Teilers mit dem Teilungsverhältnis 3 : 1 erfüllt. Vom Zähler 96 treffen die Signale an den Eingängen des Dekodierers 97, der eine Umsetzung des Binärkodes von den Ausgängen des Zählers in einem Ele mentärpositionskode sichert.

Von den Ausgängen des Dekodierers 97 treffen die Signale U₂, U₃, U₄ (Fig. 6 b, c, d) mit einer Dauer von 2 τ₁ an den Steuereingängen 88, 89, 90 der Schalter 80, 81, 82, an den Eingängen der Zeitverzögerungsschaltungen 101, 102, 103 und an den einen der Eingänge der logischen UND- Glieder 104, 105, 106 ein.

Die Zeitverzögerungsschaltungen 101, 102, 103 erzeugen nach einem Zeitintervall τ₂ aufeinanderfolgend Signale U₅, U₆, U₇ (Fig. 6 e, f, g) mit einer Dauer von 2 τ₁.

Die Schalter 80, 81, 82, werden mit den Steuersignalen U₂, U₃, U₄ (Fig. 6b, c, d) die von den Ausgängen des De kodierers 97 eintreffen, entsperrt und bewirken einen reihenfolglichen Anschluß der Erregungsrähmchen 1 (Fig. 1), 49, 50 für die Zeitperiode 2τ₁ (Fig. 6k, l, m) an den Generator 7 (Fig. 3) über die Ausgänge 65, 66, 67 und die Eingänge 58, 59, 60 der Schalteinheit 57.

Zum Zeitpunkt t₁ (Fig. 6a) legt die Schalteinheit 57 (Fig. 3) zum Beispiel das Erregungsrähmchen 1 und die Steuer eingänge 28, 29 der Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation an den Generator 7, während zum Zeitpunkt t₂ (Fig. 6e, h) die Zeitverzögerungsschaltung 101 und das logische UND-Glied 104, welches ein 1-Signal mit einer Dauer von 2 τ₁-τ₂ erzeugt, das an den Steuereingängen 94, 91 der Schalter 86, 83 eintrifft, welche leitend werden (Fig. 6n) und über die Eingänge 61 (Fig. 3), 62 und die Ausgänge 72, 73 der Schalteinheit 57 die Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation an die Selektivver stärker 18, 19 legen. Hierbei sind die Einheiten 51, 52 zur elektrischen Kompensation von den Selektivverstärkern 68, 69 abgeschaltet, mit anderen Worten, es funktionieren gleichzeitig der erste und zweite Empfangskanal, die durch die Einheiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation, die Selektivverstärker 18, 19, die Informationsverarbeitungs einheiten 20, 21 und die Registriergeräte 22, 23 gebildet sind.

Zum Zeitpunkt t₃ (Fig. 6a) werden auf ein Signal der Ein heit 87 (Fig. 3) die Schalter 80, 83, 86 gesperrt (Fig. 6k, n), welche das Erregungsrähmchen 1 (Fig. 3) von dem Generator 7 und die Selektivverstärker 18, 19 von den Ein heiten 16, 17 zur elektrischen Kompensation abschalten. Gleichzeitig wird der Schalter 81 leitend (Fig. 6l), der das Erregungsrähmchen 49 (Fig. 3) und den Steuereingang 55 der Einheit 51 zur elektrischen Kompensation über den Aus gang 66 und den Eingang 59 der Schalteinheit 57 an den Generator 7 legt.

Zum Zeitpunkt t₄ (Fig. 6f, i) sprechen die Zeitverzöge rungsschaltung 102 und das logische UND-Glied 105 an.

Das 1-Signal vom Ausgang des UND-Gliedes gelangt zum Steuereingang 93 des Schalters 85, der (Fig. 60) über den Eingang 63 und den Ausgang 70 der Schalteinheit 57 die Einheit 51 zur elektrischen Kompensation an den Selektiv verstärker 68 legt. Hierbei funktioniert der dritte Empfangskanal, der durch die Einheit 51 zur elektrischen Kompensation, den Selektivverstärker 68, die Informations verarbeitungseinheit 74 und das Registriergerät 76 gebil det ist.

Zum Zeitpunkt t₅ (Fig. 6a) schaltet die Schalteinheit 57 (Fig. 5) das Erregungsrähmchen 49 von dem Generator 7 und den Selektivverstärker 68 - von der Einheit 51 ab und legt gleichzeitig (Fig. 6m) das Erregungsrähmchen 50 und den Steuereingang 56 der Einheit 52 zur elektrischen Kompen sation an den Generator 7.

Zum Zeitpunkt t₆ (Fig. 6j, f) trifft das 1-Signal vom Ausgang des UND-Gliedes 106 am Steuereingang 92 (Fig. 3) des Schalters 84 ein, der geöffnet wird und über den Eingang 64 und den Ausgang 71 der Schalteinheit 57 die Einheit 52 zur elektrischen Kompensation an den Selek tionsverstärker 69 legt. Hierbei funktioniert das vierte Empfangssignal, das durch die Einheit 52 zur elektrischen Kompensation, den Selektivverstärker 60, die Informationsverarbeitungseinheit 75 und das Registrier gerät 77 gebildet ist.

Weiter wird der Signalschaltvorgang in beschriebener Folge fortgesetzt.

Die Zeit τ₂ (Fig. 6e, f, g), um welche die Schaltungen 101, 102, 103 die Verzögerung der Impulsfolge von dem Ge nerator bewirken, wird durch die Dauer der Übergangsvor gänge bestimmt und muß größer als die Dämpfungszeit des Primärmagnetfeldes, das von einer der Erregungsrähmchen 1, 49, 50 nach deren Abschaltung vom Generator 7 erzeugt wird, sein.

Der erste, zweite, dritte und vierte Empfangskanal ist jeweils derart eingestellt, daß beim Fehlen Metall ent haltender Objekte in der Ortungszone an dem jeweiligen Ausgang (an den Registriergeräten 22, 23, 76, 77) ein Signal nahe dem Wert Null liegt.

Beim Vorhandensein eines Metall enthaltenden Objektes 48 (Fig. 4) in der Ortungszone induziert das durch eines der Erregungsrähmchen 1, 49, 50 erzeugte Primärmagnetfeld, dessen Kraftlinien 46 das Metall enthaltende Objekt 48 umfassen, in diesem einen Strom der seinerseits ein Sekun därmagnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien die Empfangs rähmchen 2, 3, 4, 5 durchsetzen. Das Sekundärmagnetfeld induziert in den Empfangsrähmchen 2, 3, 4, 5 eine elektro motorische Kraft, deren Größe dem Abstand zwischen jedem der Rähmchen 2, 3, 4, 5 und dem Metall enthaltenden Objekt 48 proportional ist.

Die Ausgangssignale, die von den Ausgängen der Einheiten 16 (Fig. 3), 17 oder 51 oder 52 eintreffen, werden mit Hilfe der Schalteinheit 57 wie oben beschrieben, auf die Eingänge der entsprechenden Selektionsverstärker 18, 19 oder 68, 69 gegeben. Die weitere Verarbeitung der Signale erfolgt auf ähnliche Weise wie oben beschrieben.

Die Wirksamkeit der Sucharbeiten, die mit Hilfe der erfin dungsgemäßen Einrichtung durchgeführt werden, ist wesent lich höher als mit Hilfe bekannter ähnlicher Einrichtun gen, was durch die Erweiterung des Einfangbandes und die einmalige Profilierung der zu untersuchenden Zone ge sichert wird. Darüber hinaus gewährleistet die erfindungs gemäße Einrichtung eine höhere Ortungssicherung der Metall enthaltenden Objekte unabhängig von deren Lage zur Such richtung.

Claims

1. Einrichtung zur Ortung Metall enthaltender Objekte, mit

- einem Erregungsrähmchen (1), das starr mit zwei gleichachsig und parallel zueinander, symmetrisch und zu dem in der durch die gemeinsame Achse (41) der Empfangsrähmchen (2, 3) verlaufenden Ebene liegenden Erregungsrähmchen (1) orthogonal aufgestellten Emp fangsrähmchen (2, 3) verbunden ist;
- einem elektrisch mit dem Erregerrähmchen (1) verbun denen Wechselspannungsgenerator (7) und
- einer Einheit (12) zur Symmetrierung der Signale der Empfangsrähmchen, die über die Eingänge (8, 9) an die Empfangsrähmchen (2, 3) angeschlossen ist, und
- einem mit der Einheit (12) in Reihe geschalteten Differentialverstärker (14), an dessen Ausgang der Dateneingang (30) einer Einheit (16) zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnet feldes des Erregungsrähmchens auf die Empfangsrähm chen bedingten Signals, deren Eingang elektrisch mit dem Wechselspannungsgenerator (7) und deren Ausgang mit dem Eingang
- eines Selektivverstärkers (18) verbunden ist, an dessen Ausgang der Eingang
- einer Informatorverarbeitungseinheit (20), deren Ausgang an
- ein Registriergerät (22) gelegt und elektrisch mit
- einer Signalisierungseinheit (27) verbunden ist,

gekennzeichnet durch

- zwei zusätzliche, den Haupterregungsrähmchen identische, mit dem Erregungsrähmchen (1) starr verbundene, symmetrisch und orthogonal an dessen entgegengesetzten Seite, gleichachsig und parallel zueinander angeordnete Empfangsrähmchen (4, 5),
- eine Einheit (13) zur Symmetrierung der Signale von den zusätzlichen Empfangsrähmchen (4, 5), die über die Eingänge (10, 11) an die zusätzlichen Empfangs rähmchen (4, 5) angeschlossen sind, und
- einen mit der Einheit (13) in Reihe geschalteten zusätzlichen Differentialverstärker (15),
- eine Einheit (17) zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Erre gungsrähmchens auf die Empfangsrähmchen bedingten Signals, deren Dateneingang (31) an den Ausgang des zusätzlichen Differentialverstärkers (15) gelegt ist, während der Steuereingang (29) elektrisch mit dem Wechselspannungsgenerator (7) verbunden ist,
- eine Reihenschaltung aus einem zusätzlichen Selektiv verstärker (19), dessen Eingang elektrisch mit dem Ausgang der Einheit (17) zur elektrischen Kompensa tion des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähm chen bedingten Signals verbunden ist, einer Informationsverarbeitungseinheit (21) und einem Registriergerät (23) und durch
- ein logisches ODER-Glied (26), das über seine Ein gänge (24, 25) an die Ausgänge der Haupt- und der Zusatzinformationsverarbeitungseinheit (20 bzw. 21) und über seinen Ausgang an eine Signalisierungsein heit (27) gelegt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- zwei zusätzliche Erregungsrähmchen (49, 50), von welchen das erste starr mit den Hauptempfangsrähmchen (2, 3) verbunden und zu diesen symmetrisch und ortho gonal in der durch die gemeinsame Achse (41) der Hauptempfangsrähmchen (2, 3) verlaufenden Ebene unter einem Winkel (α) zum Haupterregungsrähmchen (1) an geordnet ist und das zweite starr mit den zusätzli chen Empfangsrähmchen (4, 5) verbunden und zu diesen symmetrisch und orthogonal in der durch die gemein same Achse (42) der zusätzlichen Empfangsrähmchen (4, 5) verlaufenden Ebene unter einem Winkel (α) zum Hauptempfangsrähmchen (1) angeordnet ist,
- eine Einheit (51) zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die Hauptemp fangsrähmchen bedingten Signals, deren Dateneingang (53) an den Ausgang des Hauptdifferentialverstärkers (14) angeschlossen ist,
- eine Einheit (52) zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des zweiten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signals, dessen Datenein gang (54) an den Ausgang des zusätzlichen Differen tialverstärkers (15) gelegt ist,
- einen zweiten und dritten zusätzlichen Selektivver stärker (68, 69),
- eine Schalteinheit (57), die über ihre Eingänge (58, 59, 60, 61, 63, 62, 64) an den Wechselspannungsgene rator (7) und die Ausgänge der Einheiten (16, 51) zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupt- und des ersten zusätz lichen Erregungsrähmchens auf die Hauptempfangs rähmchen bedingten Signale und der Einheiten (17, 52) zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupt und des zweiten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signale und über die Ausgänge (65, 66, 67, 72, 73, 70, 71) an das Haupterregungsrähmchen (1), das erste und zweite zusätzliche Erregungsrähmchen (49, 50), die Steuer eingänge (28, 35, 29, 56) der Einheiten (16, 51) zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupterregungsrähmchens und des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens und des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die Haupt empfangsrähmchen bedingten Signale, der Einheiten (17, 52) zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupterregungs rähmchens und des zweiten zusätzlichen Erregungsrähm chens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signale, und an die Ausgänge des Hauptselektivver stärkers (18), des ersten, zweiten und dritten zu sätzlichen Selektivverstärkers (19, 68, 69) ange schlossen ist und einen reihenfolglichen Anschluß an den Wechselspannungsgenerator (7) zuerst des Haupter regungsrähmchens (1) und der Steuereingänge (28, 29) der Einheiten (16, 17) zur elektrischen Kompensation der durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des Haupterregungsrähmchens auf das Hauptempfangsrähmchen und die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signale und deren Ausgänge an die Eingänge des Haupt selektivverstärkers (18) und des ersten zusätzlichen Selektivverstärkers (19), dann des ersten zu sätzlichen Erregungsrähmchens (49) und des Steuerein ganges (55) der Einheit (51) zur elektrischen Kompen sation des durch die Wirkung des Primärmagnetfeldes des ersten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die Hauptempfangsrähmchen bedingten Signals und dessen Ausganges an den Eingang des zweiten zusätzlichen Selektivverstärkers (68) und sodann des zweiten zusätzlichen Erregungsrähmchens (50) und des Steuer einganges (56) der Einheit (52) zur elektrischen Kompensation des durch die Wirkung des Primärmagnet feldes des zweiten zusätzlichen Erregungsrähmchens auf die zusätzlichen Empfangsrähmchen bedingten Signals und deren Ausganges an den Eingang des dritten zusätzlichen Selektivverstärkers (69) bewirkt,
- eine zweite und dritte zusätzliche Informationsverar beitungseinheit (74 bzw. 75), die eingangsseitig an den zweiten und dritten zusätzlichen Selektivver stärker (68, 69) und ausgangsseitig an die zusätzli chen Eingänge (78, 79) des logischen ODER-Gliedes (26) angeschlossen sind, und
- ein zweites und drittes Registriergerät (76, 77), die an die Ausgänge der zweiten und dritten zusätzlichen Informationsverarbeitungseinheit (74 bzw. 75), ange schlossen sind, enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen dem Haupterregungsrähm chen (1) und dem ersten zusätzlichen Erregungsrähmchen (49), zwischen dem Haupterregungsrähmchen (1) und dem zweiten zusätzlichen Erregungsrähmchen (50) im Bereich von 60 bis 120° liegt.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit (57) enthält:

- sieben Schalter (80, 81, 82, 83, 84, 85, 86) und
- eine Steuereinheit (87) für das Umschalten der Schalter, die ausgangsseitig an deren Steuereingänge (88, 89, 90, 91, 92, 93, 94) gelegt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (87) für das Umschalten der Schalter eine Reihenschaltung aus:

- einem Rechteckimpulsgenerator (95),
- einem Modulo-3-Zähler,
- einem Dekodierer (97) und
- drei Zeitverzögerungsschaltungen (101, 100, 103), die eingangsseitig an die Ausgänge des Dekodierers (37) gelegt sind, welche die einen Ausgänge der Steuerein heit (87) aufweist, und
- drei logische UND-Glieder (104, 105, 106), deren eine Eingänge an die Ausgänge des Dekodierers (97) und deren andere Eingänge an die Ausgänge der Zeitver zögerungsschaltungen (101, 102, 103) angeschlossen sind, während deren Ausgänge als andere Ausgänge der Steuereinheit (87) für das Umschalten der Schalter dienen.