CN101156083B - 用于定位被包围在介质中的物体的方法以及用于执行该方法的检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于定位被包围在介质(10)里面的物体(12)的方法,其中产生一个与被包围的物体(12)对应的测量信号(UM),由它产生一个信号(Z),它至少能够区别第一状态“检测到物体”(Z=a)与至少第二状态“没有检测到物体”(Z=b)。按照本发明建议,如果实际测得的测量信号(UM)的大小以给定的第一百分比P1区分一个事先已经测得的局部的测量信号最大值(UMax,n),则从第一状态“检测到物体”转换到第二状态“没有检测到物体”。此外本发明还涉及一个用于执行按照本发明方法的检测仪、尤其是一个便携式定位仪(24,124)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测被包围在介质中的物体的方法以及用于执行该方法的检测仪,尤其是便携式定位仪。
背景技术
长期以来,为了检测被包围在介质、如墙体、屋顶或基础里面的物体如电导线、水管、管道、金属架或者木梁使用定位仪。在此可以使用感应仪,即产生一个磁场的仪器,它受到被包围在介质中的金属物体的干扰。除了这种感应仪以外还使用电容仪、电压检测器以及高频检测器。对于电压检测器或者AC检测器仅仅使用一个接收导体回线***,用于检测所期望的信号并由此定位相应的物体。
一个在这些仪器中产生的问题是,尽管校准检测仪也存在的、所使用传感器的巨大动态特性和随之而来的在检测测量信号的信号强度中的变化。为了通过金属定位仪可以检测出尽可能多的不同尺寸和嵌入深度、即被包围的物体与检测仪的距离的金属物体,必需覆盖大的动态范围。除了要被测量的物体在被包围介质中的深度以外这种传感器的测量信号的大动态范围也由各种要被检测材料的特征特性给出。因此例如一个深入在墙体里面的铜电缆比例如一个2cm深度敷设的铁管产生更大数量级的感应或测量信号。
因此对于已知的定位仪、尤其是金属定位仪经常存在这种可能性,可以手动地、即由使用者给出的再调节传感器的灵敏度。为此使用例如具有相应的、在定位仪外壳上构成的旋转度的旋转电位器。
对于其它定位仪可以通过对现有物体的重新校准调节传感器的灵敏度并因此调节检测测量信号的强度。
但是通过这种仪器通过调节仪器难以检测或者准确定位不同大小的物体如铜电缆和钢支架。检测测量信号的太大信号强度导致这种传感器的接收强度的过控制并因此这样地关键,因为在这种情况下在一个宽范围上不再能够识别信号增加和减小,这种信号增加和减小对于准确定位被包围物体是必需需要的。在这种情况下被包围物体在一个宽的范围上提供检测仪的最大振幅,因此对于使用者还是不明确物体的准确位置。此外不再能够将紧密相邻的物体识别为两个分开的物体。
由现有技术已知许多解决方案,用于检测具有大动态范围的信号。
由DE 42 00 518 A1已知一个寻找金属检测仪,其中通过一个配有两个旋涡副的传感器可以感觉到在墙体中隐藏的金属并且获得其深度。DE 42 00 518 A1的传感器的两个旋涡副分别与一个振动体连接并且以不同的频率连续地振动。检测受金属影响的信号并且为了评价进行权衡。检测仪的强度指示表示金属对于使用者的位置。为了检测隐藏金属的深度、即为了确定被包围的物体相对于墙体、地面或类似物体表面的深度在感觉到金属以后操纵检测仪上的一个升降装置,它使寻找金属检测仪以一个确定的数值抬起。通过再一次进行测量在考虑给定的变化的与墙体表面的间距的条件下计算隐藏金属的深度。一个手动操纵的标记装置能够实现测量位置或被包围的物体的标识。
通过权衡所接收的信号可以自动调节DE 42 00 518 A1的检测仪的灵敏度,由此特别精确地确定隐藏金属的位置。
发明内容
本发明的目的是,给出一种用于定位被包围在介质中的物体的方法,它可以保证尽可能准确地定位物体。
本发明的目的通过一种用于定位被包围在介质中的物体的方法以及一种检测仪得以实现。所述方法包括产生与被包围的物体对应的测量信号,由测量信号产生能够区别第一状态“检测到物体”与第二状态“没有检测到物体”的信号,其特征在于,如果实际测得的测量信号的大小以给定的第一百分比P1低于事先已经测得的局部的测量信号最大值,则从第一状态“检测到物体”转换到第二状态“没有检测到物体”。所述检测仪用于执行方法,其具有输出装置,所述输出装置能够再现相应测量的状态。
在按照本发明的用于定位被包围在介质中的物体的方法中产生一个测量信号,它能够获得关于被包围物***置的信息。这个信号例如是一个在按照本发明的方法工作的检测仪的传感器的接收导体回线***中感应的电压。在此通过相对信号强度可以定位或检测被包围的物体。
由所获得的具有关于被包围物***置信息的测量信号产生一个输出信号,输出信号使按照本发明的方法的或按照这种方法工作的检测仪的使用者能够在定位时区分至少两个检测状态。由此使按照本发明的方法产生第一信号,它对应于“检测到物体”的状态。通过同样由测量信号产生的第二信号可以区分第二状态“没有检测到物体”。
以有利的方式在按照本发明的方法中如果实际测得的测量信号的大小以给定的第一百分比低于一个测量信号的事先已经测得的局部的最大值,则从第一状态“检测到物体”转换到第二状态“没有检测到物体”。
如果测量信号超过一个给定的用于识别物体的测量信号阈值,则现有技术的仪器一般传递检测到物体的信息。这种固定的测量信号阈值导致,对于一个物体的测量信号位于这个阈值以下的情况不能识别物体。但是如果一个物体具有非常大的测量信号,其中已经非常提前地、即与要被定位的物体有大的距离地超过这个固定的测量信号阈值,则尽管可以识别物体,但是不能特别准确地定位物体。
而按照本发明的方法将“检测到物体”的状态限定在关于以前在相同的测量过程中测得的测量信号最大值的相对信号强度,该状态通知使用者,已经定位一个物体。如果检测到测量信号最大值(它一般伴随被包围物体的定位),则如下限定对应被定位的、即被检测的被包围物体的间距范围,即测量信号低于事先测得的测量信号最大值的一个确定的百分比。
通过这种方式例如能够区分相互紧密布置的物体,它们在按照现有技术的方法中以恒定的测量信号阈值导致一个信号,该信号在两个被包围的物体的整个范围上位于测量信号阈值以上。
因此通过按照本发明的方法以有利的方式保证准确地定位被包围在介质中的物体。
通过在从属权利要求中描述的特征能够实现按照本发明的定位方法的有利改进方案。
在按照本发明的方法的一个特别有利的实施例中,如果实际测得的测量信号的大小超过一个给定的第一阈值,但不是以给定的第一百分比低于局部的先前测量的测量信号的最大值,则可选边从第一状态“检测到物体”转换到第二状态“没有检测到物体”。
按照本发明的用于定位物体的方法在这个实施例中最好具有一个相对微小的第一阈值。只要在这个阈值以上就可以识别并因此定位一个物体。
因此在这个实施例中如果测量信号低于第一固定的阈值或者测量信号以最后测得的测量信号最大值的确定百分比减小(根据哪个值在实际测得时首先被超过),则从状态“检测到物体”转换到状态“没有检测到物体”。
以有利的方式在按照本发明的方法中如果实际测得的测量信号的大小以给定的第二百分比超过一个事先测得的局部的测量信号最小值,则从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。因此在按照本发明的方法中状态“检测到物体”不是仅仅等同于超过一个固定的测量信号阈值,而是如果以一个给定的第二百分比超过事先测得的局部的测量信号最小值,视为识别或定位一个物体,即,本方法通知状态“检测到物体”。如果测量信号通过一个最小值并且接着再增加,则由此出发,这个增加推断出另一同样被包围的物体。通过这种方式也能够定位相互紧邻的被包围物体。
在按照本发明方法的一个特别有利的实施例中选择第一给定百分比大于第二给定百分比。因为在超过最小值时百分比比在低于最大值时小,所以例如可能在重复驶过一个物体时更小,其能够比在一次驶过时更加精确地定位。为此当从状态“检测到物体”转换到状态“没有检测到物体”被通知时,正好转换执行按照本发明方法的定位仪的移动方向。由于对应于各状态转换的不同百分比也能够仅仅通过状态信号以高精度获得测量信号最大值的准确位置,而无需信号强度描述。
通过按照本发明的能够准确定位被包围物体的方法,使用者可以仅仅通过状态“检测到物体”或“没有检测到物体”的转换就可以非常准确地定位被包围的物体,而不必知道准确的测量信号变化。
一个按照本发明的方法工作的检测仪不再在大的移动范围显示状态“检测到物体”。尤其是例如在多次变换检测仪的移动方向时总是进一步限制对应于被定位物体的测量范围。
在按照本发明方法的一个实施例中如果实际测得的测量信号的大小超过一个给定的第二阈值,但不是以给定的第二百分比超过局部的测量信号最小值,则可选择地从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。
如果例如重新开始测量过程,则根本不呈现测量值尤其是根本不呈现已经测得的测量信号最大值或最小值。在这种情况下按照本发明的方法如果实际测得的测量信号的大小超过给定的第二阈值,则从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。
以有利的方式在按照本发明的方法中使第一阈值等于第二阈值,由此使按照本发明的方法具有一个唯一的恒定的相对较小的测量信号阈值。
以另外有利的方式作为一个传感器的侧向位移的函数检测测量信号。这种传感器例如可以具有接收导体***和一个或多个发射线圈。在可选择的实施例中这种传感器例如可以只具有一个接收导体回线***,用于例如能够定位交流电。也可以使用一个例如用于寻找木梁的电容式传感器。这些传感器可以分别单个地组合在一个的检测仪里面,或但也可以多个地以任意组合联合到单个检测仪里。在此例如可以使执行本发明方法的检测仪在墙体上移动,由此可以定位相应的物体,例如金属部件、电导线或者木梁,它们被包围在这个墙体里面。在此对检测仪的每个位置配置一个确定的测量信号大小。
一种用于执行按照本发明方法的检测仪(它尤其是由便携式定位仪构成)以有利的方式具有输出装置,它们能够再现所测量的状态“检测到物体”或“没有检测到物体”。在此对于每个现有的传感器可以具有一个自身的输出单元,或者通过检测仪的中央输出单元、例如一个图形显示器实现所有组合在检测仪中的传感器的状态信号的输出。也能够实现声学的输出。因此通过再现各传感器的各自状态(“检测到物体”或“没有检测到物体”)可以通知使用者,检测仪是否位于已定位物体的范围里面并且可能是哪种物体。
以有利的方式在按照本发明的检测仪中以光学途经实现各状态“检测到物体”或“没有检测到物体”的再现。在这里例如可以通过不同颜色编码不同的状态。也可以使不同的状态通过光学信号的不同的重复频率区别。
除了光学地再现状态以外当然也可以声学的再现,例如同样能够实现以音调区别的状态或者相同声音的不同重复频率。按照本发明的检测仪具有至少一个传感器,它具有至少一个接收导体***,例如一个接收线圈。在按照本发明的检测仪的其它实施例中同样可以具有其它发射或接收线圈或者其它传感器。在此调节这种传感器,使在定位物体时可以测量在仪器相对于物体移动时的信号变化。通过按照本发明的方法或者通过执行按照本发明方法的检测仪、例如一个便携式定位仪在定位被包围在介质中的物体时可实现高精度。尽管由传感器产生的测量信号的非常高的动态范围,也能够通过动态的状态配置按照本发明的方法实现改进的、准确的物体定位。
通过按照本发明的能够准确定位被包围物体的方法仅仅通过变换状态“检测到物体”或“没有检测到物体”使用者就可以实现非常准确地定位被包围的物体,而不必知道准确的测量信号变化。
由下面对于一个实施例的描述以及附图给出按照本发明的方法以及用于执行这种方法的检测仪的其它优点。
附图说明
在附图中示出一个按照本发明的方法的实施例,在下面的描述中要详细解释该方法。附图、其描述含有大量的特征组合。专业人员可以逐个地考虑这些特征并且概括成其它有意义的组合。
附图中:
图1以示意图示出用于定位被包围在介质中的物体的典型测量状况,
图2a以示意图示出在使用按照现有技术的方法时作为位置函数的检测的测量信号的过程和再现的状态,
图2b以示意图示出以图2a的测量信号过程所基于的测量状况,
图3a以示意图示出在使用按照本发明的方法时作为位置函数的检测的测量信号过程以及再现的状态,
图3b以示意图示出以图3a的测量信号过程所基于的测量状况,
图4示意示出在要被定位物体附近的测量信号过程和由此获得的状态信号的细节图示意图,
图5以立体图示出一个按照本发明的检测仪的可能的实施例。
具体实施方式
图1示出一个用于定位被包围在介质10例如说墙体、地面或屋顶里面的物体的典型测量状况。一个定位仪24在要被检查的介质10表面26上移动,用于检测、即定位一个被包围在介质10中的物体12的位置。这个物体12例如可以是一个电导线、管例如水管、金属架或者也可以是其它物体,例如木梁。这种定位仪24尤其可以具有一个感应传感器,它具有至少一个发射线圈以及一个作为接收单元的接收导体回线***。但是这种检测仪例如也可以是一个电压检测器,它仅仅具有一个接收导体回线***、例如一个线圈作为用于检测测量信号的传感器。该检测仪还可以具有不同的传感器组合。
如果现在一个相应的物***于接收几何体附近,则这个物体例如改变由发射几何体产生的场,由此在接收线圈中感应出一个生成的磁通,在接收线圈或接收导体回线***中感应的磁通可以作为测量电压例如在线圈或者后接的测量放大器上量取。感应的传感器越靠近被包围的物体,检测的测量信号、例如量取的测量电压UM越大。
如果这种定位仪24接近一个被包围的物体12,例如通过按照图1的视图在箭头32方向上移动时是这种情况,则检测的测量信号增加。
尤其是在现有技术的仪器中现在可在被包围的物体12附近产生测量状况,其中在定位仪24的较大移动行程上在要被检测的物体12处测量信号增强,使得在整个范围中给出输出参数、例如量取的测量电压UM的最大振幅。在这种情况下不能实现被包围物体12位置的精确定位。除了相应的致动电路、相应的电源以及检测的测量信号的分析单元以外这种定位仪24例如还具有一个图形的显示器28,它给出一个与检测的测量信号强度相关的输出参数。该输出参数例如以方格图30的形式表示,其中在最小值与最大值之间的发光方格的数量表示测量信号强度的程度。除了在图1中所示的通过方格图30表示的输出参数以外也可以实现其它形式的输出形状,尤其是其它光学图形。因此例如可以通过相应的发光部件22表示状态“检测到物体”或“没有检测到物体”。
图2a示出在按照现有技术的定位方法中测量信号UM曲线和可能的状态“检测到物体”或“没有检测到物体”再现。在此状态“检测到物体”对应于范围Z=a而状态“没有检测到物体”在图2a中以Z=b表示。
图2b给出所基于的测量状况。在介质36中包围着不同的物体12如水管、电线或类似物体。通过定位仪24要定位这个被包围物体12的位置。为此该定位仪24在箭头32的方向上在表面26例如墙体34上移动。图2a示出测量信号UM的相应信号曲线,它例如可以是一个在检测仪线圈中感应的电压,作为检测仪24在要被检查的墙体表面26上的侧向平移X的函数。
如果检测仪与其传感器还远离被包围的物体12,则相应的测量信号是微弱的。按照现有技术的检测仪具有至少一个检测阈值US。如果一个物体的测量信号位于这个阈值US以下,则这个物体不识别为物体并且因此可能不定位。在这种情况下检测仪给出再映状态“没有检测到物体”(Z=b)的信息。这种状态“没有检测到物体”对于在图2中所示的测量状况中占据侧向平移路径X的范围b。如果用检测仪24接近被包围在介质36里面的物体12时,则测量信号UM加大。如果实际测得的测量信号UM超过测量信号阈值US,则状态Z从“没有检测到物体”(Z=b)转换到“检测到物体”(Z=a)。由此通知使用者,检测仪定位一个被包围的物体。
在按照图2的现有技术的方法中通过检测仪24的大的侧向移动路径显示状态“检测到物体”,因为各实际的测量值UM在这个整个范围中位于检测阈值US以上。尤其是通过在图2中所示的方法不能够检测到两个分开的、被包围的物体121和122,它们使测量信号UM在宽的范围中位于检测阈值US以上。通过这种方法不能够准确定位物体121和122。
此外通过这种方法不能够定位一个物体123,它产生的测量信号UM位于用于识别物体的测量信号阈值以下。如果实际测得的测量信号UM低于测量信号阈值US,如同在图2a中侧向位置X2所示的那样,则从状态“检测到物体”(Z=a)转换到状态“没有检测到物体”(Z=b)。因为实际测得的测量信号UM在检测仪34继续移动时保持在测量信号阈值US以下,则在整个范围b上保持第二状态“没有检测到物体”,尽管物体123引起一个明显的测量信号UM信号振幅。
因此在图2中所示的按照现有技术的方法存在缺陷,产生位于测量信号阈值以下的测量信号的物体根本不能被识别为物体。而如果涉及一个具有非常大的测量信号的物体,对于该测量信号已经提前、即在与要被定位的物体较大的距离时超过测量信号阈值,尽管可以识别物体,但是不能够准确的定位或者区分不同的物体。
图3a和3b示出在使用按照本发明的方法时的相应测量状况。在图3b中的测量状况对应于图2b的测量状况。一个按照本发明方法工作的检测仪24在箭头方向32上在墙体、地面或屋顶表面26上移动。在介质36里面包围有物体12,它们例如可以是水管、电导线或木梁。
图3a一方面示出由检测仪检测的测量信号UM的曲线以及一个信号Z,它由测量信号UM产生并且它区别两个状态“检测到物体”(Z=a)和“没有检测到物体”(Z=b)。
按照本发明的用于识别和定位物体的方法具有相对微小的固定阈值US。只有在这个阈值US以上才将物体识别为物体。如果按照本发明的方法工作的检测仪在箭头32的方向上在表面26上移动,则如图3a所示实际测得的测量信号UM加大。当实际测得的测量信号UM超过给定的测量信号阈值US时,则产生一个信号,它表示状态Z=a(“检测到物体”)。这个信号Z=a告诉使用者,定位一个物体。为了再现状态Z=a或者对立的状态Z=b例如使用两个不同发光二极管38的色彩信号,它们作为输出手段组合在检测仪24里面。如果从状态Z“检测到物体”(Z=a)转换到状态“没有检测到物体”(Z=b),则例如可以从一个红色发光二极管转换到绿色发光二极管,用于给使用者发出信号,而他推断出没有被包围的物体。
在检测仪24在图3b中的箭头32方向上继续移动时测量信号UM继续加大并且传递给使用者的状态保留在Z=a。在位置xMax1对于测量信号UM达到第一最大值UMax1。测量信号的加大可以传递给使用者或者也可以不传递给使用者。
如果在按照本发明的方法中实际测量信号UM例如由于检测仪在箭头方向21上继续移动以一个给定的百分比相对于最后测得的最大值UMax1再下降,则表征***的相应状态的信号Z从状态a(“检测到物体”)转换到状态b(“没有检测到物体”)。因此通过检测仪的输出给使用者一个信号,它已经离开所发现的物体的定位范围。如果实际测得的测量信号UM以15%相对于前面测得的最大值UMax1下降,在图3a的实施例中从状态Z=a1转换到状态Z=b1。15%的数值仅仅是一个典型的例如可能的数值,它根本不限制。其它数值同样是可以的。尤其是能够使这个在状态Z=a与状态Z=b之间的转换阈值对于检测仪的不同检测程序根据被包围物体的材料组分优化到被包围物体的不同响应特性上。也可以按照所使用的传感器原理(例如感应传感器、电容传感器、AC传感器)优化这个第一百分比P1。要注意,这个第一百分比P1如同还要描述的的第二百分比P2一样不是绝对的数值,而是与各事先测得的最大值UMax的数值相关或者在百分比P2的情况下与测量信号UM的最小值Umin相关。因此在测量信号UM中从状态Z=a转换到Z=b或者反之所必需的相应信号变化不是绝对的,而是取决于现有测量信号的大小。通过这种方式使较小的、例如由较小的物体如物体122产生的或者由深埋在介质中的物体如物体123引起的测量信号相对于如通过物体121产生的强烈信号充分地分清,由此能够单独地定位单独的物体。
如果检测仪24在图3b的箭头方向32上超过物体121继续移动,则测量信号UM继续下降并且在一个位置xMin1上达到最小值UMin1。如果检测仪还在箭头方向32上继续移动,则测量信号由于被包围物体122的作用又加大并且在一个侧向位置xMax2上达到第二局部最大值UMax2。该位置xMax2与被包围物体122的精确位置一致。
如果实际测得的测量信号UM从事先检测的最小值UMin1开始以一个给定的第二百分比加大,则按照本发明的方法使信号状态Z从Z=b1(“没有检测到物体”)转换到状态Z=a2(“检测到物体”)。在图3a的实施例中第二百分比P2为10%,其中这个10%仅仅要再现一个典型的数值并且根本不是数值的限制。
但是以有利的方式选择第二百分比P2小于第一百分比P1,如同结合图4还要描述的那样。
如果检测仪超过位置xMax2,则测量信号UM随着与被包围物体122的距离的增加又下降。如果实际测得的测量信号UM以百分比P1(在图3a示例性地为15%)下降到测量信号的事先测得的最大值UMax2以下,则状态信号Z从条件Z=a2转换到状态Z=b2。由此给使用者发出信号,他已经又离开检测到的物体122的定位范围。尤其是产生这个信息“没有检测到物体”,尽管测量信号UM位于测量信号阈值US以上。通过这种方式能够比仅仅使用恒定的测量信号阈值时更精确地定位被包围的物体。
如果按照本发明的检测仪24继续在箭头32的方向上移动,则在位置xS上实际测得的测量信号UM小于测量信号阈值US,但是不导致状态Z变化,因为状态和因此输出信号已经置于Z=b2(“没有检测到物体”)。
当检测仪24在箭头32方向上继续移动超过位置xS时测量信号UM通过位置xMin2上的另一局部最小值并且接着由于变得明显的另一物体123的影响(参见图3b)又加大。在这种测量信号UM加大时状态从Z=b2转换到Z=a3(“检测到物体”),如果实际测得的测量信号UM超过阈值US。以有利的方式在按照本发明的方法中从状态Z=b(“没有检测到物体”)转换到状态Z=a(“检测到物体”),如果以确定的百分比P2超过测量信号最后测得的最小值或者实际测得的测量信号UM的大小加大到第一阈值US以上。因为在图3a的实施例中阈值US小于最后测得的测量信号最小值的数值UMin2增加的10%,所以在超过阈值US时状态从Z=b转换到Z=a。
在检测仪24在箭头方向32上继续移动时实际测得的测量信号UM由于接近被包围物体123而加大并且在位置xMax3上达到另一局部最大值,其位置与被包围物体123的位置一致。如果检测仪超过这个位置xMax3在箭头方向32上移动,则实际测得的测量信号UM由于与产生信号的被包围物体123的距离的增加又减小。如果实际测得的测量信号UM以固定的百分比P1、在图3a的实施例中以15%相对于最后测得的测量信号最大值UMax3下降,则由于所呈现的测量信号强度使状态Z=a3转换到状态Z=b3。由此又通知使用者,他已经又离开了物体123的定位范围。
以有利的方式使作为从状态Z=b(“没有检测到物体”)到状态Z=a(“检测到物体”)的转换条件的第二给定百分比P2在数值上选择小于第一给定百分比P1,它作为从状态Z=a到状态Z=b的转换条件。因为在超过最小值时的百分比小于在低于最大值时的百分比,在重复地在相同物体上移动时还可以使这个物体比在一次移动时更精确地定位。在图4中借助于一个单独的物体12再一次表示这个关系。
如果检测仪从起始位置x0开始在箭头32的方向上在墙体34的表面26上移动,则测量信号UM首先加大。当实际测得的测量信号UM超过一个阈值US时,则由测量信号产生一个状态信号Z,它表示状态Z1=a(“检测到物体”)。因此使用者获得信息,已经定位一个被包围物体12。如果检测仪继续在箭头32的方向上移动,则实际测得的测量信号UM在位置xMax上通过一个最大值,其位置xMax与被包围物体12的精确的位置一致。如果检测仪超过位置xMax在箭头32的方向上在墙体34的表面26上继续移动,则实际测得的测量信号UM相对于最大值UMax又减小,而不会首先引起状态Z1=a的变化。如果实际测得的测量信号UM以给定的百分比P1(它在图4的实施例中为15%)相对于最大值UMax减小,则由测量信号UM产生一个状态信号Z1=b(“没有检测到物体”)。因此通知使用者,他离开被包围物体12的定位范围。
如果使用者使检测仪的移动方向接着从箭头方向32转换到箭头方向33上,则最后测得的测量信号UM数值UU (反向点)作为测得的最小值。如果现在检测仪继续在箭头33方向上向被包围物体12移动,则状态Z2=b按照本发明保持,直到实际测得的测量信号UM的测量值超过最后测得的最小值UU的百分比P2。在按照图4的实施例中相对于最后测得的最小值UU必需增加10%,用于实现从状态Z2=b(“没有检测到物体”)到状态Z2=a(“检测到物体”)的转换条件。在图4的实施例中在位置x2达到这个信号水平。即,在检测仪在箭头33的方向上返回时继续限制侧向范围,在该范围上按照本发明的方法将信息和信号Z=a(“检测到物体”)通知使用者。
如果现在检测仪继续在箭头33的方向上移动,则实际测得的测量信号UM在位置xMax上又通过一个最大值,以当在箭头33的方向上继续移动时接着连续地减小。如果实际测得的测量信号的数值下降到最大值UMax的给定的固定百分比P1以下,则信号Z从状态Z2=a(“检测到物体”)转换到状态Z2=b。这个百分比P1在图4的实施例中例如为15%,但是原则上可以使用任意的数值。有利的是,要注意,选择百分比P1大于百分比P2。
如同由图4看到的那样,在箭头33的方向上返回移动时被包围物体12被定位的范围(Z2=a)与在箭头32方向上首次移动时物体已经被检测到的初始的范围Z1=a相比明显受到限制。如果使用者在从状态检测到物体(Z2=a)转换到状态没有检测到物体(Z2=b)的位置x3上重新转换移动方向并且使检测仪再一次在箭头32的方向上在要被定位的物体12上移动,因此按照本发明的方法再一次相对于范围Z2=a限制输出信号Z3=a的范围。
因此通过按照本发明的方法能够给使用者定位被包围物体的准确位置(在图4中的位置xMax)而不识别测量信号UM的准确变化。仅仅根据对应于“检测到物体”的***状态(Z=a)或“没有检测到物体”的(Z=b)的按照本发明的信号或尤其是根据转换各状态的转换条件P1或P2的不同大小能够以明显提高的精度定位被包围的物体。因此例如可以使一个检测仪只保证所传导的信号Z的输出并且尽管如此也能够实现准确地定位被包围的物体。对于可选择的检测仪不仅可以输出信号Z而且可以输出测量信号UM。
图5示出按照本发明的检测仪的可能实施例,尤其是按照本发明方法的便携式定位仪。
图5以立体图示出一个按照本发明的检测仪124。该检测仪具有外壳150,它由上半壳和下半壳152和154构成。在外壳内部具有至少一个传感器,它具有接收导体回线***,例如线圈结构。其它传感器如感应的或电容的传感器同样可以组合在检测仪124里面。此外该检测仪124的内部还具有一个信号产生和分析电路,以及一个电源例如通过电池或蓄电池。按照图5的检测仪还具有一个用于输出与测量信号对应的输出信号的显示器128。通过显示器128例如段式方格显示器或者也可以是在使用LCD条件下的图形显示器能够显示检测的测量信号UM的强度。
此外按照本发明的检测仪具有一个操纵区158,它具有一排操纵元件160,它们能够使检测仪接通或断开,以及必要时起动一个测量过程或者校准过程。通过操纵元件156例如可以使一个使用者改变测量信号的频率。此外也可以规定,由检测仪自动地进行测量频率的这种变化并且尤其是当使用者不能接触到的时候。
在操纵区158以下的部位中按照图5的检测仪具有一个部位162,它在其形状和材料设计上构成用于导引按照本发明的检测仪的手柄164。通过这个手柄164使检测仪以其背离图5观察者的底面在要被检查的物体或介质的表面如墙体10的表面26上按照图3的示意图导引。
在与手柄164对面的检测仪124一侧170上这个检测仪具有一个穿过外壳的开孔172。该开孔172至少与传感器的接收导体回线***134同心地设置。通过这种方式使在检测仪中的开孔172的位置对应于定位传感器的中心,由此对于这个检测仪的使用者同时显示也许检测到的物体的准确位置。此外该检测仪附加地在其上侧上具有标记线174,通过它们可以由使用者定位开孔172的准确中心并由此定位被包围物体的位置。该开孔172通过部分透明的套176限制,在其中可以馈入不同的发光二极管的光线。如果检测仪检测到一个测量信号UM,由该信号按照所述方法产生一个状态信号Z=a,即物体被定位,则套例如可以发出红光,用于通知使用者,一个物体被定位在开孔172的位置上并且因此使用者在这个位置上不能钻孔。如果通过按照本发明的方法产生一个按照状态Z=b的信号,则例如可以在套中馈入绿光,用于对使用者发出信号,没有物体被定位,他例如可以在检测仪开孔172的范围里钻孔。
在按照本发明的检测仪的可选择实施例中也可以直接通过输出装置实现状态Z的再现,例如通过发光二极管,它们可见地设置在检测仪外壳里面或上面。
此外也可以并且有利地使按照本发明方法的传感器直接或者作为安装部件组合在一个工具机例如钻孔机里面,用于使使用者能够通过这个设备可靠地工作。
按照本发明的方法或者按照这个方法工作的检测仪不局限于在附图中所示的实施例。
尤其是按照本发明的方法不局限于使用仅一个发射线圈或者接收导体回线***。同样能够实现多重***。这种定位仪例如也可以具有一个补偿传感器。这种传感器包括例如三个线圈,其中第一发射线圈连接在第一发射器上,一个必要时存在的第二发射线圈连接在第二发射器上并且一个作为接收线圈的接收导体回线***连接在接收器上。两个接收线圈由其发射器以频率fM以及相反相位的交流电供电。在此第一发射线圈在接收线圈中感应一个磁通,它与由第二发射线圈在接收线圈中感应的磁通相反。因此两个在接收线圈中感应的磁通相互补偿,由此如果没有外部的金属物***于这个线圈结构附近的时候,接收器在接收线圈中根本检测不到接收信号。由各个发射线圈在接收线圈中激励的磁通Φ取决于不同的参数,例如线圈的圈数和几何尺寸以及馈入到两个发射线圈中的电流的振幅和其相互相位。这些参数在这种检测器中最终优化,使得不存在金属物体时在接收线圈中激励一个尽可能微小的磁通Φ。
也可以选择只使用一个发射线圈并且使接收绕组***定位在空间里面,使得不存在金属物体时在接收导体结构中不感应电压。
在检测仪中也可以实现多个传感器的组合。
Claims (13)
1.一种用于定位被包围在介质(10)里面的物体(12)的方法,其中产生与被包围的物体(12)对应的测量信号(UM),由测量信号产生能够区别第一状态“检测到物体”(Z=a)与第二状态“没有检测到物体”(Z=b)的信号(Z),其特征在于,如果实际测得的测量信号(UM)的大小以给定的第一百分比P1低于事先已经测得的局部的测量信号最大值(UMax,n),则从第一状态“检测到物体”转换到第二状态“没有检测到物体”。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,如果实际测得的测量信号(UM)的大小低于给定的第一阈值(US1),但不是以给定的第一百分比P1低于局部的测量信号的最大值(UMax,n),则选择地从第一状态“检测到物体”转换到第二状态“没有检测到物体”。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,如果实际测得的测量信号(UM)的大小以给定的第二百分比P2超过事先测得的局部的测量信号最小值(UMin,n),则从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,如果实际测得的测量信号(UM)的大小以给定的第二百分比P2超过事先测得的局部的测量信号最小值(UMin,n),则从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。
5.如权利要求3或4所述的方法,其特征在于,选择给定的第一百分比P1大于给定的第二百分比P2。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,如果实际测得的测量信号(UM)的大小超过给定的第二阈值(US2),但不是以给定的第二百分比P2超过局部的测量信号最小值(UMin,n),则选择地从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,如果实际测得的测量信号(UM)的大小超过给定的第二阈值(US2),但不是以给定的第二百分比P2超过局部的测量信号最小值(UMin,n),则选择地从第二状态“没有检测到物体”转换到第一状态“检测到物体”。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,第一阈值(US1)等于第二阈值(US2)。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,作为传感器的侧向位移(X)的函数检测测量信号(UM)。
10.一种用于执行如权利要求1至9中任一项所述方法的检测仪,其特征在于,所述检测仪(24,124)具有输出装置(28,38,176),所述输出装置能够再现相应测量的状态。
11.如权利要求10所述的检测仪,其特征在于,光学地实现状态的再现。
12.如权利要求10或11所述的检测仪,其特征在于,所述检测仪(24,124)具有至少一个传感器,它具有至少一个接收导体回线***。
13.如权利要求10所述的检测仪,其特征在于,该检测仪为便携式定位仪(24,124)。
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