CN112437888A - 用于检测导电材料的检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测导电材料的检测器(10)。检测器(10)包括：至少一个发射器(11)，其具有发射器线圈(12)和电源(13)；接收器(14)，其具有接收器线圈(15)；以及评估单元(16)。其中，发射器线圈(12)连接到电源(13)，该电源(13)被配置成在运行期间提供交流电压或交流电流，接收器(14)被配置成无谐振电路接收器，该接收器(14)连接到评估单元(16)，并且该评估单元(16)被配置成对在接收器线圈(15)中感应到的信号进行检测。

Description

用于检测导电材料的检测器

提供了一种用于检测导电材料的检测器。

金属检测器能够用于检测移动的金属物体。出于此目的，金属检测器可以具有带有一个或更多个线圈的振荡电路。金属物体在线圈的磁场中的移动导致了线圈的阻抗的变化。如果存在多个线圈，则金属物体在线圈附近的移动也会引起线圈的耦合的变化。由于一个或多个线圈被设置在振荡电路中的事实，因此即使低激励也导致能够容易地被检测到变化的高振幅。然而，其他因素(例如温度影响或部件老化)也可能导致幅值变化。这就是在对金属物体的检测中暴露于较大温差或已经长时间使用的金属检测器可能出现大的误差的原因。

要解决的一个任务是提供一种用于检测导电材料的检测器，该检测器能够有效地工作。

提供独立权利要求的主体来解决该任务。在从属权利要求中阐述了有利的实施例和进一步的改进。

根据用于检测导电材料的检测器的至少一个实施例，检测器包括至少一个发射器，该发射器具有发射器线圈和电源。电源可以是电压源或电流源。发射器线圈可以具有导电材料。发射器线圈可以被电连接到电源。电源被配置成在运行期间提供交流电压或交流电流。交流电压的幅值和频率能够预先给定。

检测器还包括具有接收器线圈的接收器。接收器线圈可以具有导电材料。发射器和接收器能够彼此分开地布置。这能够意味着，发射器和接收器不通过例如电缆或其他导电连接件来连接。

检测器还包括评估单元。评估单元被配置成用来检测在接收器线圈中感应的信号。该信号可以是电压或电流。接收器被连接到评估单元。接收器可以被电连接到评估单元。评估单元可以是信号评估单元。评估单元可以被配置成用来检测电压或电流。作为示例，评估单元可以具有第一输入端和第二输入端。接收器线圈可以具有第一端子和第二端子，其中，第二端子被布置在接收器线圈的背向第一端子的一侧上。接收器线圈的端子中的每个能够电连接到评估单元的输入端之一。评估单元可以被配置成用来测量施加在接收器线圈两端的电压。评估单元也能够被配置成在评估单元的输出端处提供所测量的电压的值。

接收器被配置成无谐振电路接收器。这意味着，接收器是无谐振电路接收器。此外，在检测器运行期间，接收器不作为振荡电路工作。接收器线圈能够直接电连接到评估单元。这能够意味着，接收器线圈的端子中的每一个分别与评估单元的输入端之一直接电连接。

除此之外，在此描述的检测器基于能够在检测器附近检测导电材料的思想。如果接收器线圈被放置在磁场中，则当磁场改变时能够在接收器线圈中感应电压。例如，如果导电材料在磁场中移动，则磁场能够改变。由于如果铁磁材料在磁场中移动，则磁场也能够改变，因此检测器也能够用于检测铁磁材料。评估单元被设计成用来检测在接收器线圈中感应的信号，例如电压。因此，在接收器线圈中感应的信号中的变化指示导电材料、导电物体、铁磁材料或铁磁物体在磁场中移动或正在接近检测器。

由于接收器被设计为无谐振电路接收器，因此接收器优选地不具有谐振频率。在振荡电路中，在振荡电路的线圈中感应的电压的幅值能够以非线性的方式取决于感应电压以及其他参数，例如温度影响或部件老化。与此相反，在此描述的在接收器线圈中感应的电压的幅值仅取决于接收器线圈的电感。在接收器线圈中感应的电压的幅值与接收器线圈的电感的依赖关系可以是平方根形式的。接收器线圈的电感取决于接收器线圈的几何形状和接收器线圈附近的磁性材料或导电材料。由于在检测器的运行期间，接收器线圈的几何形状在大多数情况下不改变或仅略微改变，因此在接收器线圈中感应的电压的幅值仅取决于接收器线圈附近的材料。

因此，在此描述的检测器允许在温度或部件老化对测量感应电压的影响很小或没有影响的情况下对在接收器线圈中感应的电压进行较精确地测量，其中。在检测器运行期间不需要重新调节发射器或接收器的参数。

此外，有利的是，因为接收器是无谐振电路接收器，所以不需要对振荡电路或两个耦合的振荡电路的参数进行精确调节。

使用具有尽可能高的电感的接收器线圈也是可行的。接收器线圈的电感越高，在接收器线圈中感应的电压就越高。在接收器线圈中感应的电压越高，感应电压就越容易被评估单元检测并且被测量的越精确。因为接收器线圈不在振荡电路中使用，因此所使用的接收器线圈的质量对于测量感应电压的精度不是决定性的。因此，能够使用具有尽可能高的电感的接收器线圈，而无需考虑接收器线圈的质量水平。有利地，因此，例如设置在印刷电路板上的线圈(所谓的“印刷电路板PCB线圈”)能够用作接收器线圈。在此，评估单元应具有高输入阻抗。

在此描述的检测器能够用作例如轨道上的车轮检测器以检测火车的车轮。在这种情况下，检测器能够设置为使得当火车通过检测器的位置时，火车的车轮在磁场中移动，并且在接收器线圈中感应的电压由于车轮在磁场中的移动而发生变化。在接收器线圈中感应的电压及其变化能够被评估单元检测。因此，评估单元能够检测火车通过了检测器的位置。

根据检测器的至少一个实施例，在运行期间由电源提供的交流电压或由电源提供的交流电流被耦合到发射器线圈中。电源可以具有第一输出端和第二输出端。在第一输出端与第二输出端之间能够存在所提供的交流电压。发射器线圈可以具有第一端子和第二端子，其中，第二端子布置在发射器线圈的背向第一端子的一侧上。发射器线圈的端子中的每一个可以分别电连接到电源的输出端之一。因此，在运行期间由电源提供的交流电压或者由电源提供的交流电流被耦合到发射器线圈中。

根据检测器的至少一个实施例，发射器线圈通过将电压或电流施加到发射器线圈来产生发射器磁场。作为示例，如果由电源提供的交流电压被施加到发射器线圈，则发射器线圈能够产生发射器磁场。发射器磁场能够取决于交流电压的频率和发射器线圈的参数。发射器磁场可以用作磁场，以检测发射器磁场中的金属或铁磁物体。

根据检测器的至少一个实施例，发射器线圈和接收器线圈被设置为使得由发射器线圈产生的发射器磁场在接收器线圈中感应信号。该信号可以是电压或电流。这能够意味着，接收器线圈被布置在发射器磁场中。发射器线圈和接收器线圈还可以设置为使得由发射器线圈产生的发射器磁场在接收器线圈中感应信号，该信号能够被评估单元检测到。因此，接收器线圈能够被布置在发射器线圈附近。例如，接收器线圈与发射器线圈之间的距离少于1m或少于20cm。发射器线圈和接收器线圈可以布置为使得它们彼此耦合。如果发射器磁场改变，则接收器线圈中感应的信号也改变。这允许对发射器磁场中的导电材料或铁磁材料进行检测。

根据检测器的至少一个实施例，发射器线圈与接收器线圈之间的耦合少于5％。发射器线圈与接收器线圈之间的耦合可以少于1％。发射器线圈与接收器线圈之间的耦合越大，则在接收器线圈中感应的电压就越大。与发射器线圈与接收器线圈之间的较高耦合的情况相比，在低耦合的情况下，由于发射器磁场中导电材料和/或铁磁材料的移动而引起的发射器线圈与接收器线圈之间的耦合的变化，相对于没有影响的耦合，对在接收器线圈中感应的电压的影响较大。

根据检测器的至少一个实施例，在接收器线圈中感应的信号取决于接收器线圈附近的导电材料。发射器磁场取决于发射器磁场中的导电材料。例如，如果导电材料在发射器磁场中移动或者如果导电材料移动到发射器磁场中，则发射器磁场改变。通过发射器磁场的改变在接收器线圈中感应的信号也发生变化。因此，在接收器线圈中感应的信号取决于导电材料是否在发射器磁场中移动并且因此在接收器线圈附近移动。这也适用于铁磁材料。

因此，检测器能被用于检测导电材料。能够在发射器磁场的区域中检测导电材料。如果导电物体(例如火车的车轮)移动到发射器磁场中，则在接收器线圈中感应的信号发生变化。在这种情况下，发射器线圈和导电物体被感应耦合。能够通过评估单元来检测在接收器线圈中感应的信号的变化，并且因此指示在发射器磁场中导电物体的存在。例如，检测器能被布置在铁轨上，并且能被设计成在车轮具有导电或铁磁材料的情况下，通过检测火车车轮的存在来在检测器的位置处检测火车。

根据检测器的至少一个实施例，评估单元被设计成用来提供输出信号，该输出信号取决于在接收器线圈中感应的信号的变化。能够在评估单元的输出端处提供输出信号。如果导电材料或铁磁材料在发射器磁场中移动，则在接收器线圈中感应的信号可以改变。因此，输出信号可以包含如下信息，即已经在发射器磁场中检测到导电材料或铁磁物体。因此，检测器能够用于检测导电材料或铁磁材料。

根据检测器的至少一个实施例，评估单元被设计成用来确定在接收器线圈中感应的信号的幅值和/或相位。这能够意味着，评估单元被设计成用来确定在接收器线圈中感应的电压或电流的值。评估单元可以被设计成连续地或以预先确定的时间间隔确定在接收器线圈中感应的信号的幅值和/或相位。因此，能够检测在接收器线圈中感应的信号的变化。

根据检测器的至少一个实施例，评估单元被设计成用来确定在接收器线圈中感应的信号的相位。通过将在接收器线圈中感应的电压的相位与施加到发射器线圈的电压的相位进行比较，能够得出关于发射器磁场中的损耗(例如涡流损耗)或关于外部干扰的结论。

根据检测器的至少一个实施例，检测器包括具有附加发射器线圈和附加电源的附加发射器。附加发射器可以与发射器具有相同的结构。发射器和附加发射器能够彼此间隔开地布置。发射器和附加发射器能够被布置得与接收器相距大约相同的距离。附加电源可以是电压源或电流源。

根据检测器的至少一个实施例，附加电源被设计成在运行期间提供交流电压或交流电流，该交流电压或交流电流的频率与由电源提供的交流电压的频率或由电源提供的交流电流不同。附加电源在运行期间提供的交流电压或交流电源可以具有与电源在运行期间提供的交流电压或交流电源相比较大的频率或较小的频率。通过将由附加电源提供的交流电压或交流电流耦合到附加发射器线圈中来创建附加发射器磁场。附加发射器线圈和接收器线圈可以被设置为使得附加发射器线圈产生的附加发射器磁场在接收器线圈中感应电压。因此，附加电源使得能够利用交流电压的产生附加发射器磁场的附加频率来对导电材料进行检测。通过使用具有不同频率的两个发射器能够确定特定频率下的干扰，并且因此能够避免不希望的频率范围。

发射器和附加发射器能够同时工作。因此，能够在不同频率下同时检测导电材料。例如，如果在频率范围内出现外部或内部干扰频率，则这是有利的。在这种情况下，能够使用干扰频率不在所提供的交流电压的频率的范围内的相应的其他发射器。也可以通过比较在接收器线圈中感应的两个电压来确定干扰。因此，检测器能够更可靠地工作，并且能够提高精度。

根据检测器的至少一个实施例，发射器具有与发射器线圈形成振荡电路的电容器。电容器可以与发射器线圈并联地电连接。振荡电路可以具有谐振频率。振荡电路还可以具有至少两个谐振频率。振荡电路的一个或多个谐振频率可以是可调节的。由电源提供的交流电压可以等于或近似等于振荡电路的谐振频率或多个谐振频率之一。所提供的交流电压的频率越接近振荡电路的谐振频率，则发射器线圈中的电流强度就越大。如果由电源供应的交流电压的频率等于或近似等于振荡电路的谐振频率或谐振频率之一，则振荡电路能够被有效地激励。发射器线圈中的电流强度越高，则发射器磁场的磁场强度就越高。发射器磁场的大的磁场强度能够提高对在接收器线圈中感应的信号的检测的精度。

根据检测器的至少一个实施例，接收器具有附加接收器线圈。附加接收器线圈可以具有与接收器线圈相同的结构。附加接收器线圈可以具有第一端子和第二端子，其中，第二端子布置在附加接收器线圈的背向第一端子的一侧上。评估单元可以具有第三输入端和第四输入端。附加接收器线圈的第一端子能够电连接到评估单元的第三输入端，并且附加接收器线圈的第二端子能够电连接到评估单元的第四输入端。替代地，附加接收器线圈的第一端子还可以电连接到评估单元的第四输入端，并且附加接收器线圈的第二端子还可以电连接到评估单元的第三输入端。

根据检测器的至少一个实施例，接收器线圈和附加接收器线圈具有相同的结构。作为示例，接收器线圈和附加接收器线圈可以具有相同的匝数。接收器线圈和附加接收器线圈也可以具有相同的大小和相同的横截面。接收器线圈和附加接收器线圈能够由相同的材料制成。

根据检测器的至少一个实施例，接收器线圈和附加接收器线圈具有相同的缠绕方向。如果接收器线圈的信号和附加接收器线圈的信号被彼此相减，则能够抑制共模干扰。

根据检测器的至少一个实施例，评估单元包括差分放大器。差分放大器可以具有第一输入端和第二输入端。接收器线圈的端子之一能够电连接到差分放大器的第一输入端。附加接收器线圈的端子之一能够电连接到差分放大器的第二输入端。接收器线圈的端子之一还可以电连接到差分放大器的第二输入端，并且附加接收器线圈的端子之一还可以电连接到差分放大器的第一输入端。差分放大器能够被设计成使在输入端处接收到的两个信号相减。

如果接收器被放置在均匀的电干扰场中，则因为接收器线圈和附加接收器线圈具有相同的结构，所以相同的电压以电容的方式被耦合到接收器线圈和附加接收器线圈中。在差分放大器中，耦合的电压彼此相减。由于相同的电压以电容的方式被耦合到接收器线圈和附加接收器线圈中，所以耦合的电压彼此补偿。如果接收器线圈和附加接收器线圈具有相同的结构和相同的缠绕方向，则尤其是这种情况。因此，使用差分放大器能够通过均匀的电干扰场来减少或防止电容耦合。

如果接收器被放置在均匀的磁干扰场中，则因为接收器线圈和附加接收器线圈具有相同的结构和相同的缠绕方向，所以在接收器线圈和附加接收器线圈中感应相同的电压。在差分放大器中，这些感应电压能够彼此相减。由于在接收器线圈和附加接收器线圈中感应的电压相同，所以感应电压彼此补偿。如果接收器线圈和附加接收器线圈具有相同的结构和相同的缠绕方向，则尤其是这种情况。因此，能够通过使用差分放大器来抑制或防止均匀的磁干扰场的电感耦合。

差分放大器可以具有带通滤波器。在此，施加到发射器线圈的交流电压的频率能够是带通滤波器的通过频率。因此，仅干扰场被抑制，而待检测信号不被抑制。

差分放大器的共模抑制比越高并且结构的相似度越高，就能够越有效地抑制均匀的电或磁干扰场的影响。

根据检测器的至少一个实施例，差分放大器被设计成成提供输出信号，其中，该输出信号取决于在接收器线圈中感应的信号的幅值和相位以及在附加接收器线圈中感应的信号的幅值和相位。这能够意味着，在减去可能的干扰场的影响之后，输出信号取决于在接收器线圈中感应的信号的幅值和相位以及在附加接收器线圈中感应的信号的幅值和相位。

根据检测器的至少一个实施例，接收器线圈和附加接收器线圈均在其一端连接到差分放大器，并且在另一端连接到参考电势或电源。这使得能够对均匀的电或磁干扰场的影响进行抑制。

根据检测器的至少一个实施例，控制器连接到差分放大器。控制器能够被设计成控制电压源使得差分放大器的输出信号始终为零，其中接收器线圈和附加接收器线圈连接到该电压源。为此目的，在控制器中确定控制信号。控制信号取决于将由接收器检测的信号。因此，能够根据控制信号确定待检测信号。

根据检测器的至少一个实施例，接收器线圈具有带有两个半线圈的数字八的形状。这意味着，接收器线圈能够是八字形线圈。如果这种线圈设置在均匀的磁干扰场中，则在两个半线圈中感应到具有不同符号的相同电压。因此，有利地，两个感应电压彼此补偿。

在下文中，结合示例性实施例和相应的附图更详细地说明在此描述的检测器。

图1和图2示出了用于检测导电材料的检测器的示例性实施例。

图3示出了接收器的传递函数。

图4示出了具有评估单元的接收器的示例性实施例。

图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13示出了接收器线圈和附加接收器线圈的示例性实施例。

图1示意性地示出了用于检测导电材料的检测器10的示例性实施例。检测器10包括具有发射器线圈12和电源13的发射器11。电源13可以是电压源或电流源。发射器线圈12被电连接到电源13。电源13具有第一输出端27和第二输出端28。发射器线圈12具有第一端子23和第二端子24，其中，第二端子24被布置在发射器线圈12的背向第一端子23的一侧上。发射器线圈12的第一端子23被电连接到电源13的第一输出端27。发射器线圈12的第二端子24被电连接到电源13的第二输出端28。电源13被设计成在运行期间提供交流电压或交流电流。在运行期间由电源13提供的交流电压或交流电流被耦合到发射器线圈12中。发射器线圈12通过将交流电压施加到发射器线圈12来产生发射器磁场。

可选地，发射器11具有与发射器线圈12形成振荡电路的电容器20。由于电容器20是可选的，因此在图1中其被以虚线示出。电容器20并联地电连接到发射器线圈12。

邻近发射器线圈12示意性地示出了：由发射器线圈12产生的发射器磁场具有随时间变化的磁场强度。另外，示意性地示出了定位在发射器磁场的区域中的导电或铁磁物体29。在这种情况下，发射器线圈12和物体29被感应耦合。

检测器10还包括具有接收器线圈15的接收器14。检测器10也具有评估单元16。接收器14被连接到评估单元16，并且接收器14被设计为无谐振电路接收器。接收器线圈15具有第一端子23和第二端子24，其中，第二端子24被布置在接收器线圈15的背向第一端子23的一侧上。评估单元16具有第一输入端25和第二输入端26。接收器线圈15的第一端子23被电连接到评估单元16的第一输入端25。接收器线圈15的第二端子24被电连接到评估单元16的第二输入端26。评估单元16被设计用来检测在接收器线圈15中感应的信号，例如电压或电流。

如图1所示，发射器线圈12和接收器线圈15被设置为使得由发射器线圈12产生的发射器磁场在接收器线圈15中感应电压。在接收器线圈15中感应的电压取决于导电材料或铁磁材料是否位于发射器磁场的区域中或在发射器磁场的区域中移动。示意性地示出了在接收器线圈15中感应交流电压，该交流电压的幅值远低于由电源13提供的交流电压的幅值。例如，发射器线圈12与接收器线圈15的耦合能够少于5％。因此，评估单元16应该足够灵敏以检测小电压。

评估单元16被设计成用来确定在接收器线圈15中感应的电压的幅值和/或相位。此外，评估单元16可以被配置成提供取决于在接收器线圈15中感应的电压的变化的输出信号。由于接收器14被设计为无谐振电路接收器，因此在接收器线圈15中感应的电压的幅值和相位仅取决于接收器线圈15的电感。相反，在振荡电路中，温度变化或部件老化能够对线圈中感应的电压产生影响。在此描述的检测器10的优点在于，在接收器线圈15中感应的电压的幅值和相位仅略微或可忽略地取决于温度变化或部件老化，并且主要取决于待测量的且在接收器线圈15中感应的电压的幅值和相位。

图2示出了检测器10的另一实施例。除了图1所示的结构之外，检测器10还包括具有附加发射器线圈18和附加电源19的附加发射器17。附加发射器17具有与发射器11相同的结构。发射器11和附加发射器17的不同之处在于，附加电源19被设计成在运行期间提供交流电压或交流电流，所述交流电压或交流电流的频率与发射器11的电源13提供的交流电压或交流电流的频率不同。图2示意性地示出了附加电源19提供的交流电压具有比电源13提供的交流电压低的频率。因此，通过由附加发射器线圈18产生的发射器磁场来在接收器线圈15中感应电压，该电压由评估单元16检测。

附加发射器17下方的点表示：检测器10可以具有附加发射器17。

图3示出了接收器14的传递函数。在x轴上，在接收器线圈15中感应的信号的频率被任意单位对数地绘制。在y轴上，在接收器线圈15中感应的信号的幅值被对数地绘制。优选地使用阴影区域中的频率来确定在接收器线圈15中感应的信号的幅值。在该区域中，在接收器线圈15中感应的信号取决于接收器线圈15的电感。感应的信号可以是电压。

图4示出了接收器14的示例性实施例。接收器14具有接收器线圈15和附加接收器线圈21。接收器线圈15和附加接收器线圈21具有相同的结构和相同的缠绕方向。与接收器线圈15类似，附加接收器线圈21具有第一端子23和第二端子24，其中第二端子24位于附加接收器线圈21的背向第一端子23的一侧上。评估单元16还具有第三输入端30和第四输入端31。附加接收器线圈21的第一端子23被电连接到第三输入端30。附加接收器线圈21的第二端子24被电连接到第四输入端31。另外，评估单元16具有差分放大器22。

图4示意性地示出了在接收器14附近可能出现均匀的干扰信号32。该均匀干扰信号32例如可能由于均匀的电或磁干扰场而出现。在均匀的电干扰场的情况下，由于接收器线圈15和附加接收器线圈21具有相同的结构，因此相同的电压被耦合到接收器线圈15和附加接收器线圈21中。在均匀的磁干扰场的情况下，由于接收器线圈15和附加接收器线圈21具有相同的结构和相同的缠绕方向，因此在接收器线圈15和附加接收器线圈21中感应相同的电压。在差分放大器22中，经耦合或感应的电压彼此相减。因此，耦合或感应的电压彼此补偿。差分放大器22还被设计成提供输出信号，其中该输出信号取决于在接收器线圈15中感应的电压的幅值和在附加接收器线圈21中感应的电压的幅值。有利地，使用差分放大器22来减少或防止干扰场引起的任何电容或电感耦合。

有利地，由于导电材料或铁磁材料的移动而在接收器线圈15和附加接收器线圈21中感应的电压彼此不补偿。接收器线圈15和附加接收器线圈21被设置在发射器磁场中，使得由于接收器线圈15和附加接收器线圈21中的发射器磁场的变化所感应的电压彼此不补偿。因此，接收器线圈15和附加接收器线圈21被并排设置。发射器磁场能够是不均匀的，使得在接收器线圈15和附加接收器线圈21中感应的电压彼此不补偿。

图5示出了带有附加接收器线圈21的接收器线圈15的示例性实施例。接收器线圈15和附加接收器线圈21具有相同的结构和相同的缠绕方向。此外，接收器线圈15和附加接收器线圈21二者均被连接到差分放大器22。接收器线圈15和附加接收器线圈21的各自的另一端被连接到参考电势33。例如，参考电势33是接地。这意味着，接收器线圈15在其端子之一处被连接到差分放大器22，并且在其另一端处被连接到参考电势33。附加接收器线圈21在其端子之一处连接到差分放大器22，并且在其另一端处连接到参考电势33。接收器线圈21在其连接到参考电势33的端子处连接到附加接收器线圈21的端子，该附加接收线圈21的端子也连接到参考电势33。差分放大器22被设计成使接收到的两个电压彼此相减。接收器线圈15和附加接收器线圈21并排设置在发射器磁场中。

图6示出了具有附加接收器线圈21的接收器线圈15的附加示例性实施例。接收器线圈15和附加接收器线圈21具有图5所示的结构，并且如图5的示例性实施例那样被连接到差分放大器22。接收器线圈15和附加接收器线圈21的各自的另一端均被连接到电压源34。电压源34分别连接到参考电势33。能够操作接收器14使得两个电压源34均提供相同的DC电压，并且均将该电压提供给接收器线圈15和附加接收器线圈21。替代地，接收器线圈15和附加接收器线圈21的未连接到差分放大器22的端子可以仅被连接到公共电压源34。也可以操作接收器14使得两个电压源34均提供交流电压，并且分别将该交流电压提供给接收器线圈15和附加接收器线圈21。该交流电压的频率能够与施加在发射器线圈12两端的交流电压的频率相同。通过这种方式，能够补偿接收器线圈15与附加接收器线圈21之间的微小差异。

图7示出了具有附加接收器线圈21的接收器线圈15的附加示例性实施例。与图6所示的示例性实施例相比，差分放大器22被连接到控制器35。控制器35被连接到两个电压源34，并且被设计成对它们提供的电压进行调节。能够操作接收器14使得差分放大器22的输出信号始终为零。这通过控制器35调节电压源34提供的电压来实现，使得在差分放大器22的输出信号不为零的情况下，差分放大器22的输出信号为零。在这种情况下，控制器35的控制信号对应于待检测信号。因为对差分放大器22的温度影响不会对由控制器35输出的信号产生任何影响因此使用控制器35是有利的。

图8示出了具有附加接收器线圈21的接收器线圈15的附加示例性实施例。与图7所示的示例性实施例相比，差分放大器22的输出信号被数字化。差分放大器22被连接到模数转换器36，该模数转换器被设计成将差分放大器22的输出信号转换为数字信号。该模数转换器36被连接到控制器35，并且被设计成向控制器35供应数字化的输出信号。控制器35经由数模转换器36被连接到接收器线圈15的另一端，并且经由附加数模转换器36被连接到附加接收器线圈21的另一端。因此，向接收器线圈15和附加接收器线圈21的未连接到差分放大器22的端子供应交流电压，该交流电压具有与施加在发射器线圈12两端的交流电压相同的频率。数模转换器36还能够用于放大所提供的交流电压。如在图7中的示例性实施例中，控制器35调节所提供的交流电压，使得差分放大器22的输出信号始终为零。在这种情况下，差分放大器22的带通滤波器另外用作模数转换器36的抗混叠滤波器。

图9示出了具有附加接收器线圈21的接收器线圈15的另一示例性实施例。接收器线圈15和附加接收器线圈21具有相同的结构和相同的缠绕方向。此外，接收器线圈15和附加接收器线圈21具有带有两个半线圈的数字八的形状。如果这种线圈被设置在均匀的磁干扰场中，则在两个半线圈中感应出具有不同符号的相同电压。因此，两个感应的电压彼此补偿。接收器线圈15和附加接收器线圈21被连接到差分放大器22。与附加接收器线圈21相比，接收器线圈15的另一半线圈被连接到差分放大器22，使得在接收器线圈15中和附加接收器线圈21中由于均匀场而感应出的电压彼此补偿。在接收器线圈15和附加接收器线圈21下方，以示意性侧视图示出接收器线圈15和附加接收器线圈21。其示出了接收器线圈15和附加接收器线圈21能够彼此偏移设置。

图10示出了接收器线圈15和附加接收器线圈21的附加示例性实施例。在此，接收器线圈15和附加接收器线圈21具有图9所示的结构。另外，接收器线圈15和附加接收器线圈21如图8所示连接到电压源34和控制器35。

图11示出了接收器线圈15和附加接收器线圈21的附加示例性实施例。在此，接收器线圈15和附加接收器线圈21具有图9所示的结构。另外，接收器线圈15和附加接收器线圈21如图7所示连接到电压源34和控制器35。

图12示出了接收器线圈15和附加接收器线圈21的附加示例性实施例。在此，接收器线圈15和附加接收器线圈21具有图9所示的结构。另外，接收器线圈15和附加接收器线圈21如图6所示连接到电压源34。

图13示出了接收器线圈15和附加接收器线圈21的附加示例性实施例。在此，接收器线圈15和附加接收器线圈21具有图9所示的结构。另外，接收器线圈15和附加接收器线圈21如图5所示均连接到参考电势33。

附图标记说明

10：检测器

11：发射器

12：发射器线圈

13：电源

14：接收器

15：接收器线圈

16：评估单元

17：附加发射器

18：附加发射器线圈

19：附加电源

20：电容器

21：附加接收器线圈

22：差分放大器

23：第一端子

24：第二端子

25：第一输入端

26：第二输入端

27：第一输出端

28：第二输出端

29：物体

30：第三输入端

31：第四输入端

32：干扰信号

33：参考电势

34：电压源

35：控制器

36：转换器

Claims (18)

1.一种用于检测导电材料的检测器(10)，所述检测器(10)包括：

-至少一个发射器(11)，其具有发射器线圈(12)和电源(13)，

-接收器(14)，其具有接收器线圈(15)，以及

-评估单元(16)，其中：

-所述发射器线圈(12)被连接到所述电源(13)，

-所述电源(13)被配置成在运行期间提供交流电压或交流电流，

-所述接收器(14)被配置成无谐振电路接收器，

-所述接收器(14)被连接到所述评估单元(16)，并且

-所述评估单元(16)被配置成对在所述接收器线圈(15)中感应的信号进行检测。

2.根据权利要求1所述的检测器(10)，其中，在运行期间，由所述电源(13)供应的交流电压或由所述电源(13)供应的交流电流被耦合到所述发射器线圈(12)中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述发射器线圈(12)通过将电压或电流施加到所述发射器线圈(12)来产生发射器磁场。

4.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述发射器线圈(12)和所述接收器线圈(15)被设置为使得由所述发射器线圈(12)产生的发射器磁场在所述接收器线圈(15)中感应信号。

5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，在所述接收器线圈(15)中感应的信号取决于所述接收器线圈(15)附近的导电材料。

6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述评估单元(16)被配置成提供输出信号，所述输出信号取决于在所述接收器线圈(15)中感应的信号的变化。

7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述评估单元(16)被配置成确定在所述接收器线圈(15)中感应的信号的幅值和/或相位。

8.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述检测器(10)包括附加发射器(17)，所述附加发射器具有附加发射器线圈(18)和附加电源(19)。

9.根据前一权利要求所述的检测器(10)，其中，所述附加电源(19)被配置成在运行期间提供交流电压或交流电流，所述交流电压或交流电流的频率与由所述电源(13)提供的交流电压的频率或由所述电源(13)提供的交流电流的频率不同。

10.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述发射器(11)包括电容器(20)，所述电容器与所述发射器线圈(12)一起形成振荡电路。

11.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述接收器(14)具有附加接收器线圈(21)。

12.根据前一权利要求所述的检测器(10)，其中，所述接收器线圈(15)和所述附加接收器线圈(21)具有相同的结构。

13.根据权利要求11或12中任一项所述的检测器(10)，其中，所述接收器线圈(15)和所述附加接收器线圈(21)具有相同的缠绕方向。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的检测器(10)，其中，所述评估单元(16)具有差分放大器(22)。

15.根据前一权利要求所述的检测器(10)，其中，所述差分放大器(22)被配置成提供输出信号，其中，所述输出信号取决于在所述接收器线圈(15)中感应的信号的幅值和相位以及在所述附加接收器线圈(21)中感应的信号的幅值和相位。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的检测器(10)，其中，所述接收器线圈(15)和所述附加接收器线圈(21)均在其一端连接到差分放大器(22)，并且在其另一端连接到参考电势(33)或电压源(34)。

17.根据权利要求16所述的检测器(10)，其中，控制器(35)被连接到所述差分放大器(22)。

18.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(10)，其中，所述接收器线圈(15)具有带有两个半线圈的数字八的形状。

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