探測儀的製作方法
2023-10-04 14:18:34 1
專利名稱：探測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的用於探測在介質中被包圍物體的探測儀，特別是手持式探測儀。
背景技術：
探測儀用於尋找例如在牆壁、天花板或者地板中敷設的導線、管、金屬架、木樑或者其它的物體。在此其中使用了感應式的設備，這種設備產生一種磁場，該磁場受到在介質中被包圍物體的幹擾。除了感應的設備外，此外還使用了電容式設備、電源電壓探測器以及高頻探測器。
這些探測儀的大多數必須在接通時或者按有規律的距離進行校準。為此大多進行一次內部的電子補償，這種電子補償必須在一個測量環境中完成，在該測量環境中在測量儀的傳感器附近不得有待探測的物體。這樣，例如金屬探測儀必須遠離附近的任何金屬進行校準。為此人們例如將探測儀遠離待探測的牆壁並放置在自由空間中。
一種特別是在感應的和電容式的探測儀中出現的問題是雖然校準了測量儀但所採用的傳感器仍然存在巨大的動態性。除了在包圍的介質中的待測量的物體的深度外例如也通過被探測金屬的種類產生這類傳感器的測量信號的很大的動態區。例如深埋在一個牆壁中的銅電纜比例如敷設2釐米深的鐵管所產生的傳感器信號要小多個數量級。按照現有技術這樣一種動態性只能很差地顯示在探測儀的有限的顯示面上。
時至今日現有技術公開了兩種能解決與大的動態區相關的問題的方法。
其中之一是能如此地設計測量儀的顯示器，從而顯示整個動態區。這點例如可通過用於與測量信號相關的顯示參數的對數刻度實現。然而這種表示方法的缺陷在於，分別在所顯示刻度的動態區的開始處或者結尾處出現弱的或者很強的物體，因此不能很好地確定位置，因為在測量儀的顯示屏上所顯示的變化太小。
此外，現有技術還公開了如此地設計測量儀，即這種測量儀自動地檢測所要求的靈敏度。在這種情況下如此地控制測量儀，即開始將測量儀調節到最大的靈敏度，當發現強的測量信號時靈敏度退回，從而測量儀的與測量信號相關的輸出參數的再現總是保持在測量儀顯示器的可能顯示區域的中央。然而為了進行所要求的靈敏度設定，該測量儀必須在待測量的物體上多次移動。除此以外使用人還要丟失有關絕對信號強度的信息。
發明內容
根據本發明的探測儀能以有利的方式通過它的輸出單元在再現與已存在的傳感器的測量信號相關的輸出參數時圖示至少兩個動態區。因此在輸出單元的再現區域中可以充分利用設置在測量儀中的輸出單元，從而就可很容易地探測到最大測量信號的位置。
通過在從屬權利要求中所列的特徵可對根據本發明的探測儀進行有利地改進。
為了更好地表示具有很高動態性的測量信號，將探測儀配設一個第一以及至少一個第二動態區是有利的，其中，至少一個第二動態區相具有相比測量信號與測量信號相關的輸出參數的提高的靈敏度。通過這種方式，就有可能在充分利用第一動態區的情況下進行初步測量，並且在與測量信號相關的輸出參數的量大值的區域內主動地，也就是由操作人員控制地轉換到一個第二動態區。因為在使用第二動態區時探測儀的輸出參數具有比測量信號提高的靈敏度，因此能保證發現測量信號的絕對最大值，並且因此保證準確地給產生測量信號的被包圍物體定位。
可以如此有利地設計測量儀的輸出單元，即同時在第一動態區和至少一個第二動態區內再現與測量信號相關的輸出參數。
因此可以以有利的方式採用光學方法再現與測量信號相關的輸出參數，特別是通過一個在測量儀中設置的顯示器。與測量信號相關的輸出參數的光學圖示可以同時在第一動態區中和在一個具有提高靈敏度的第二動態區中顯示測量信號。
在根據本發明的測量儀的一些替代實施方式中可以有利地規定按照願望在第一動態區或者至少一個第二動態區中交替地顯示與測量信號相關的輸出參數。為此根據本發明的探測儀具有開關機構。它們能使用戶在至少兩個動態區來回地接通，或者同時使用兩個動態區。按照這種方式就可以手動地使測量的靈敏度與已存在的測量信號的實際強度相適配，並且因此精細分辨地輸出與測量信號相關的輸出參數。手動地匹配靈敏度的優點的原因在於可以充分地利用設置在探測儀中的輸出單元，該輸出單元可有利地是一個光學顯示器。通過這一措施可明顯簡單地精確地確定物體例如金屬物體或者木材物體的準確位置，在必要時甚至它們的中心位置，因為這個位置和測量信號的最大值相一致。通過這樣一種方便用戶的靈敏度設定用戶就可無複雜的或者不清楚的操作元件地完全掌握探測儀，並且可以以明確的方式得到他所需要的信息。
在根據本發明的一種有利的實施方式中與測量信號相關的輸出參數的再現是以離散的、單個地分層次地進行。在光學的輸出單元中例如圖示可以以扇形圖的形式進行。
在根據本發明的探測儀的一種實施方式中可以給第一動態區的離散的輸出值配設至少一個用於再現與測量信號相關的輸出參數的第二動態區。特別有利的是如此地選擇第二動態區的尺寸，使該第二動態區和輸出單元的第一動態區的圖示中的僅一個分段的動態區一致。這樣對於根據本發明的探測儀的用戶來說實現一種「變焦功能」或者「放大鏡功能」，這種功能將輸出單元的第一動態區中的輸出參數的大小藉助一個提高的靈敏度傳輸到輸出單元的一個第二動態區中。
在下面的附圖以及所屬的說明中公開了根據本發明的探測儀的其它優點。
在附圖中示出一個根據本發明的探測儀的一個實施例，在下述說明中將詳細介紹這個實施例。附圖、它們的說明以及權利要求包含許多特徵組合。技術人員既可單獨地考慮這些特徵，也可總結成其它有意義的組合。因此，這些組合也應視為在該文本中所公開的內容。
這些附圖是圖1給在介質中被包圍物體定位的典型測量狀況示意圖，圖2根據圖1的探測儀在待探測物體的相應位置上按現有技術的傳統的探測儀的顯示器的示意顯示情況，圖3根據本發明的探測儀的輸出參數的一個顯示實施例。
具體實施例方式
圖1表示一個探測儀的典型的測量狀況。探測儀10在例如可以是一個建築物的牆壁、地板或者天花板的待探測介質12的表面上移動，以探測在該介質12中所包圍的物體14的位置。這種物體例如可以是電導線、管道，例如水管、金屬架、木樑或者其它物體。
根據本發明的探測儀10特別是具有一個感應傳感器以及一個電容式傳感器，這些傳感器能根據通過這些傳感器產生的磁場或者電場確定在介質12中被包圍的物體14的位置，並且在必要時也能識別它們。除了相應的電子控制裝置、所屬的電源以及用於所探測的測量信號的計算單元以外，圖1的實施例中的根據本發明的探測儀10還具有一個圖形顯示器16，它再現與探測儀的測量信號的強度相關的輸出參數。藉助條形圖18表示輸出參數，其中在最小值和最大值之間的被照亮的柱條的數量表示測量信號的程度。除了在圖1中所示的藉助條形圖18表示的輸出參數外還可以有其它的輸出形式，特別是其它的光學扇形圖。這樣，例如可以使用圓滑的、特別是圓形的顯示區，其中該顯示器的被照亮的角度區域與測量信號的信號強度相關。在這種表示方式中測量儀的全擺幅相當於360°的顯示器全部照明。比較小的測量信號則通過一個相應比較小照亮的角度區域表示。這種替代的顯示器可以由離散的，例如分別為5度或10度的角度元件構成，也可以是一個連續待照明的區域。
圖2以A到E的示意圖示順序表示按現有技術的測量儀的顯示器16，在這樣一種測量儀的方法中按圖1中的箭頭20的方向進行。在此A至E的顯示的圖示大體相當於圖1中的測量儀10的相應的位置。若測量儀10離一個待探測的物體14很遠，使得用相應的傳感器所得到的測量信號是這麼的小，或者根本就不存在，這樣，與測量信號相關的輸出參數被置為零(在圖2中為A顯示圖示)。若現在該探測儀10靠近在介質12中被包圍的物體14，則測量信號上升，並且因此與測量信號相關的輸出參數也上升。這樣，例如在顯示圖示B中表示一個中間值，這個中間值以離散的條形圖示18例如通過三個被照明的柱條再現。若現在將探測儀10移過物體14，則出現測量信號的明顯升高，並且由此在探測儀的顯示器16上出現最大擺幅(C顯示圖示)。
特別是在現有技術的探測儀中，在被包圍的物體14附近的這種測量狀況中會出現這樣的情況，即在待探測的物體14的區域內在探測儀10的比較大的行程路線上測量信號是如此地強，即根據測量儀的顯示器C的圖示僅輸出參數的最大擺幅28再現在整個區域中。因為在這種情況中該探測儀在大的移動距離上總是例如顯示例如全擺幅，因此不可能精確地探測到被包圍物體14的位置。
若現在將探測儀越過待探測的物體14沿圖1的箭頭方向20繼續移動，則測量信號並且因此輸出參數逐漸又下降，如在圖2的所屬的顯示圖示D和E中所示。
採用根據本發明的探測儀10可以有利地特別是在待定位物體14的附近產生的信號強度大的區域中，通過探測儀10的輸出單元16可以顯示至少一個另一比第一動態區(相當於顯示器A到E的圖示)靈敏度提高的動態區。
為此在根據本發明的探測儀上設置了開關機構22，該開關機構以一種「變焦」功能或者「變焦」按鈕的形式將第一條形圖18的信號-該信號相當於在第一動態區30中表示的測量信號-「凍結」，並且將探測儀10的靈敏度調節到恰好存在的信號強度。同時如圖3的實施例所示同樣以條形圖的形式插入一個更精細的第二刻度24，該刻度具有一個動態區26，相對於測量信號的變化該動態區具有明顯更高的靈敏度。特別有利的是將藉助精刻度24表示的第二動態區26如此設置，即它正好僅相當於第一動態區30的所達到的最大的離散的顯示值28的動態區，如藉助條形圖18所示的那樣。
圖3在一個示意圖中表示在一個待探測的物體14的近區域根據本發明的探測儀的光學顯示器16的情形。現有技術的測量儀的顯示(參見圖2)在整個區域具有一個最大擺幅(參見顯示圖示C或圖3中的「粗刻度」18)，而根據本發明的測量儀通過第二動態區26的接通和顯示能夠準確地發現測量信號的最大值。
第一條形圖18依據第一動態區30為所有三個在圖3中通過測量信號的相應顯示(C1、C2、C3)所再現的探測儀的位置顯示最大值28。精刻度24在測量參數的輸出參數的靈敏度方面與測量參數的實際存在的信號強度相適配，並且因此對信號變化的反應要敏感得多，藉助這個精刻度24使得根據本發明的探測儀的使用人能夠探測到測量信號的信號最大值的精確位置(圖3中的顯示C2)。因此，藉助第二動態區26，或者藉助它的通過精刻度24的圖示使得使用人能夠精確地確定物體14的準確位置，甚至可能物體14的中心。
也可以如此地設計開關機構22(「變焦」按鈕)的操作，即僅在操作按鈕22時才在測量儀10的顯示器16中插入精刻度24。人們把這樣一種結構方案比作一種「放大鏡功能」，因為它比必須覆蓋整個可能的粗刻度能更加準確地使在實際測量表面上存在的信號成象。
在根據本發明的探測儀10的顯示器16的一些替代的實施方式中可以規定，使用人可通過相應的開關機構在第一動態區30和第二動態區26的兩種顯示模式之間切換，使得每次只有一個條形圖出現在測量儀的顯示器16上。
當然這種所描述的通過使用一個第二動態區進行敏感度設定的模式不得藉助一種數字顯示進行轉換。相應的實施方式也必須以模擬儀器的形式實現。
根據本發明的探測儀並不局限於光學的輸出單元。例如也可採用聲學輸出實現可選擇的動態區的原理。
根據本發明的探測儀並不局限於在圖中所示的實施方式。
特別是根據本發明的探測儀並不局限於使用感應傳感器或者電容式傳感器。可有利地實現一種具有至少一個感應傳感器、至少一個電容式傳感器和可選的其它探測器，例如一個電源電壓探測器、一個高頻探測器或者一個雷達傳感器的探測儀。
因此，根據本發明的探測儀能使使用人當物體已被發現時能手動地使探測儀的靈敏度和信號強度相適配，以便因此可以精細分辨地再現測量信號。
權利要求
1.用於探測在介質(12)中被包圍的物體(14)的探測儀，特別是手持式探測儀，具有一個用於再現至少一個與至少一個傳感器的測量信號相關的輸出參數的輸出單元(16)，其中，該輸出單元(16)具有一個用於再現與該測量信號相關的輸出參數的第一動態區(30)，其特徵在於，通過該輸出單元(16)可再現至少一個另外的動態區(26)，該動態區(26)相對於第一動態區(30)改變了靈敏度。
2.按照權利要求1所述的探測儀，其特徵在於，相對於第一動態區(30)至少一個第二動態區(26)具有一個相比測量信號與測量信號相關輸出參數的提高了的靈敏度。
3.按照權利要求1或2所述的探測儀，其特徵在於，同時在輸出單元(16)的第一動態區(30)和至少一個第二動態區(26)內再現與測量信號相關的輸出參數。
4.按前述權利要求1至3中任一項所述的探測儀，其特徵在於，有選擇地在輸出單元(16)的第一動態區(30)或者一個第二動態區(26)內再現與測量信號相關的輸出參數。
5.按照權利要求4所述的探測儀，其特徵在於，由使用人控制在第一動態區(30)和至少一個第二動態區(26)之間的切換。
6.按照權利要求5所述的探測儀，其特徵在於，所述探測儀(10)具有開關機構(22)，它能讓使用人使測量的靈敏度與測量信號的實際強度相適配。
7.按照前述權利要求中任一項所述的探測儀，其特徵在於，以離散的輸出值(18、24)再現與測量信號相關的輸出參數。
8.按照權利要求7所述的探測儀，其特徵在於，至少一個用於再現與測量信號相關的輸出參數的第二動態區(26)配屬給第一動態區(30)的至少一個離散的輸出值(28)。
9.按照前述權利要求中任一項所述的探測儀，其特徵在於，光學地再現與測量信號相關的輸出參數。
10.按照權利要求9所述的探測儀，其特徵在於，以至少一個扇形圖(18、24)的形式再現與測量信號相關的輸出參數。
11.按照權利要求10所述的探測儀，其特徵在於，可選擇至少一個第二動態區(26)，使得該第二動態區和輸出單元(16)的第一動態區(30)中的一個分段(28)的動態區一致。
12.按照權利要求1至8中任一項所述的探測儀，其特徵在於，採用聲音再現和測量信號相關的輸出參數。
全文摘要
本發明涉及一種用於探測在介質(12)中被包圍的物體(14)的探測儀(10)，特別是手持式探測儀(10)，其具有一個用於再現至少一個和探測儀(10)至少一個傳感器的測量信號相關的輸出參數的輸出單元(16)，其中，該輸出單元(16)具有一個用於再現和測量信號相關的輸出參數的第一動態區(30)。根據本發明建議，通過輸出單元(16)可表示具有相對於第一動態區(30)改變了靈敏度的至少一個另一動態區(22)。
文檔編號G01V3/15GK1930493SQ200580008001
公開日2007年3月14日 申請日期2005年2月1日 優先權日2004年3月12日
發明者U·施庫爾特蒂-貝茨, B·哈澤, R·克拉普夫 申請人:羅伯特·博世有限公司