DE3743180A1 - Elektronischer detektor zum lokalisieren eines gegenstandes hinter einer wandflaeche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Detektor zum Lokalisieren eines Gegenstandes hinter einer Wandflä­ che, insbesondere einen Detektor, der zwischen metalli­ schen Gegenständen und nicht metallischen Gegenständen, die hinter einer Wandfläche verborgen sind, unterschei­ den kann.

Es ist bereits ein elektronischer Detektor bekannt, der entlang einer Wandfläche bewegt wird, um Bolzen oder dgl. hinter einer Wandfläche zu entdecken.

Auf die US-PS 40 99 118 wird hingewiesen. Diese Patent­ schrift zeigt einen Sensor, der das Vorhandensein eines Bolzens hinter der Wandfläche durch Messung einer Ande­ rung der Kapazität der Wandfläche aufgrund des Vorhan­ denseins dieses Bolzens anzeigt. Obwohl der Detektor in manchen Situationen nützlich ist, ist es dort nicht ausreichend, wo es erforderlich ist, zwischen einem nicht metallischen Gegenstand und einem metallischen Gegenstand wie einem Metallrohr oder in der Wand gezo­ genen elektrischen Kabeln zu unterscheiden, da derarti­ ger metallische Objekte zu beachten sind, wenn ein Nagel oder dgl. in die Wand eingetrieben werden sollen. Es ist daher wünschenswert, zwischen metallischen Ob­ jekten und nicht metallischen Objekten, die jeweils hinter der Wand verborgen sind, zu unterscheiden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Detektor zum Lokalisieren eines Gegenstandes hinter einer Wandfläche zu schaffen, der zwischen metallischen Gegenständen und nicht metallischen Gegenständen unterscheiden kann.

Ein Detektor nach der Erfindung weist einen Kapazitäts­ sensor zum Messen einer Änderung der Kapazität in der zu untersuchenden Wand auf, entlang der Detektor bewegt wird, so daß ein elektrisches, diese Änderung anzeigen­ des Signal erzeugt wird. Der erste Steuerkreis wirkt mit einem Kapazitätssensor zusammen, um das elektrische Signal zu analysieren und ein zweiten Steuersignal zu erzeugen, wenn der Pegel des ersten elektrischen Sig­ nals einen ersten Bezugswert erreicht. Ein erster Indi­ kator ist mit dem ersten Steuerkreis verbunden, so daß eine Anzeige gegeben wird, bei Anliegen des ersten Steuersignals zur Anzeige des Vorhandenseins entweder eines metallischen oder eines nicht metallischen Gegen­ standes hinter der Wandfläche. Der Detektor weist wei­ ter einen magnetischen Feldsensor auf, zum Erzeugen eines magnetischen Feldes in diesem Bereich und Erken­ nen einer Änderung des magnetischen Feldes, so daß ein zweites elektrisches Signal eine solche Änderung an­ zeigt.

Das elektrische Signal wird einem Steuerkreis zuge­ führt, wo es analysiert wird zur Erzeugung eines zwei­ ten Steuersignals wenn der Pegel des elektrischen Sig­ nals einen zweiten Bezugswert erreicht. Mit dem zweiten Steuerkreis ist ein zweiter Indikator verbunden, der eine Anzeige erzeugt bei Anliegen des zweiten Steuer­ signals zur Angabe des Vorhandenseins eines metalli­ schen Objekts in der Nähe des magnetischen Feldsensors. Der erste und der zweite Indikator zeigen so gleichzei­ tig an, wenn ein metallisches Objekt hinter der Wand­ fläche erkannt worden ist, während lediglich der erste Indikator anzeigt, wenn ein nicht metallischer Gegen­ stand erkannt ist, wodurch einfach zwischen metalli­ schen und nicht metallischen Objekten unterschieden werden kann, die jeweils mit lediglich einem Detektor erkannt worden sind.

Der erste und der zweite Steuerkreis sind mit inviduel­ len Empfindlichkeiteinstelleinrichtungen versehen, in denen der erste Bezugspegel und der zweite Bezugspegel variabel gehalten werden, so daß sie bei dem Einschal­ ten der Schaltkreise auf einen Wert gesetzt werden, bei dem der erste und der zweite Indikator umschalten von der Anzeigestellung in die Nicht-Anzeigestellung.

Vorteilhaft ist damit, daß der Detektor zum Lokalisie­ ren eines Gegenstandes hinter einer Wand nach der Er­ findung selbsteichend ist zur Schaffung einer optimalen Empfindlichkeit entsprechend der jeweilig zu untersu­ chenden Wand, so daß größtmögliche Zuverlässigkeit metallische und nicht metallische Gegenstände hinter der Wand erkannt werden können.

Zu diesem Zweck ist jede Empfindlichkeitseinstellein­ richtung dazu eingerichtet, den ersten Indikator und den zweiten Indikator nach dem Einschalten in den An­ zeigezustand zu bringen, und den ersten Bezugspegel und den zweiten Bezugspegel in einer Richtung zum Umschal­ ten jedes Indikators in den Nicht-Anzeigezustand umzu­ schalten, um jeden einzelnen Bezugspegel zu bestimmen und den Wert zu halten, bei dem der Indikator erstmalig in den Nicht-Anzeigezustand umgeschaltet hat. Bei die­ ser Ausbildung kann der Verwender den Abschluß des Empfindlichkeiteinstellvorgangs einfach dadurch fest­ stellen, daß die Indikatoren von dem Anzeigezustand in den Nicht-Anzeigezustand umschalten.

Durch die Erfindung wird somit weiter ein Detektor zum Lokalisieren eines Gegenstandes hinter einer Wandfläche geschaffen, bei dem eine Eingangsempfindlichkeitsein­ stellabfolge für den ersten Steuerkreis und den zweiten Steuerkreis stattfindet, der einfach erkannt werden kann, unter Verwendung der jeweiligen Indikatoren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Kommunikations- Detektors zum Erkennen metallischer und nicht metallischer Gegenstände hinter einer Wandfläche nach einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Detek­ tors;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Detektors;

Fig. 4A bis 4H jeweils typische Wellenformdarstel­ lungen, die die Arbeitsweise eines er­ sten, auf ein metallisches oder nicht metallisches Objekt ansprechenden Steu­ erkreises;

Fig. 5A bis 5E Wellenformen, die die Betriebsweise eines zweiten Steuerkreises, der auf metallische Gegenstände anspricht; ver­ deutlichen;

Fig. 6 eine erläuternde Darstellung der Ar­ beitsweise des Detektors beim Erkennen von nicht metallischen Objekten;

Fig. 7 eine erläuternde Darstellung der Ar­ beitsweise des Detektors bei dem Erken­ nen eines metallischen Gegenstandes;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Abwandlung des oben angegebenen Ausfüh­ rungsbeispiels;

Fig. 9 ein Schaltbild eines Kommunikations- Detektors zum Lokalisieren metallischer und nicht metallischer Gegenstände hin­ ter einer Wandfläche in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeipsiel der Erfindung; und

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Detektors nach Fig. 9.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Kombinations-Detektor zum Lokalisieren von metallischen und nicht metallischen Gegenständen hinter einer Wandfläche nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der Detektor weist eine Anzahl von den in Fig. 1 dargestellten Schaltkreis bildenden elektrischen Komponenten auf, die von einem flachen Gehäuse 1 mit einem rechteckigen Griffstück 2 und einem runden Kopf 3 aufgenommen wer­ den, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Der Detektor wird bei Verwendung entlang der Wandfläche geführt, wobei seine flache Bodenfläche nahe an dieser vorbeigeführt wird, um metallische und nicht metalli­ sche Gegenstände hinter der Wandfläche zu lokalisieren. Das Griffstück 2, daß von der Hand des Verwenders ergriffen wird, ist mit einem Schaltknopf 4 versehen, um den Schaltkreis über eine Batterie, die weiter in dem Griffstück 2 montiert ist, zu betreiben. Ein Paar von lichtemittierenden Dioden (LEDs) 7 und 8 sind auf der Oberfläche des Kopfstücks 3 ausgerichtet mit der Längsachse des Gehäuses 1 angeordnet und definieren einen Mittelpunkt des Detektors.

Fig. 1 zeigt, daß der Schaltkreis im wesentlichen aus einem (rechts dargestellten) Abschnitt zum Erkennen von beliebigen Gegenständen und einem (links dargestellten) Abschnitt 30 zum Erkennen von metallischen Gegenständen besteht. Die Abschnitte 10 und 30 werden von derselben Batterie 5 als Spannungsquelle versorgt. Ein gemeinsa­ mer Hauptschalter 6 wird von dem Schalter 5 betätigt zur gleichzeitigen Versorgung beider Abschnitte 10, 30.

Der Abschnitt 10 zum Erkennen beliebiger Gegenstände weist einen Kapazitätssensor 11 auf, der jede Änderung in der Kapazität der Wand erkennt. Der Sensor 11 weist einen Satz von Kondensatorplatten 12 und 13 auf, die mit Widerständen 14 und 17 individuelle Zeitkonstanten bestimmende Schaltkreise bilden. Der Sensor 11 ist mit einem ersten Steuerkreis 20 verbunden, der einen ersten Bezugspegel schafft bei dem Einschalten des Schaltkrei­ ses und die von dem Sensor 11 gemessene Kapazität analysiert, um einen Steuerausgang auf einen Treiber 27 abzugeben, der die LED 7 zum Aufleuchten bringt, wenn die Kapazität den ersten Bezugspegel erreicht. Obwohl hier eine LED 7 als Anzeigemittel verwendet wird, kann auch ein anderes optisches oder akustisches Mittel verwendet werden, wenn dies wünschenswert ist.

Der erste Steuerkreis 20 weist ein Paar von monostabi­ len Multivibratoren 21, 22 auf, die von einem Oszilla­ tor 23 angetrieben werden, um gleichzeitig mit einer konstanten Rate betrieben zu werden. Die Hauptkapazi­ tätsplatte 12 bildet mit dem Widerstand 14 den Schalt­ kreis zur Bestimmung der Zeitkonstante, die eine Zeit­ gebereingabe (Fig. 4A) an den Multivibrator 21 anlegt, so daß der Multivibrator 21 einen Impuls (Fig. 4C) erzeugt, dessen Breite bestimmt wird durch die Kapazi­ tät der Platte 12 und den Widerstand 14. Die Hilfskon­ densatorplatten 13 bilden mit den Widerständen 15, 16 und 17 weitere zeitbestimmende Schaltkreise, die eine Zeitgebereingabe (Fig. 4B) an den anderen Multivibrator 22 geben. Der Multivibrator 22 bildet einen Impuls (Fig. 4D), dessen Breite durch die Kapazität der Plat­ ten 13 und die Widerstände 15, 16 und 17 bestimmt wird. Die Platten 13 sind in ihrer Gesamtfläche kleiner als die Hauptplatte 12 und dafür verantwortlich, daß der Multivibrator 22 einen Impuls (Fig. 4D) in einer Ein­ heitsbreite abgibt, mit der der Ausgangsimpuls (Fig. 4C) des Multivibrators 21 verglichen wird zum Identifi­ zieren oder zum Erkennen des Vorhandenseins eines Ge­ genstandes hinter der Wand, der eine Änderung der di­ elektrischen Konstante der Wand verursacht.

Die Ausgangssignale der Multivibratoren 21 und 22 wer­ den auf einen Zeitdifferenz-Detektor 24 gegeben, wo sie verrechnet werden zur Gewinnung einer Zeitdifferenz deren Enden. Die Zeitdifferenz wird in der Form eines Ausgangssignals (Fig. 4E) wiedergegeben, aus der zu erkennen ist, daß ein Impuls nur erzeugt wird, während die Ausgänge der Multivibratoren 21 und 22 gleichzeitig auf einen tiefen Pegel sind und daß die Pegel des Impulses proportional zu der Zeitdifferenz zwischen dem Ende der Ausgangsimpulse der Multivibratoren 21 und 22 ist.

Mit dem Zeitdifferenz-Detektor 24 ist gekoppelt eine Kombination von Schalter- und Integrationsmittel 25, die die Doppelfunktion hat, eine Beurteilungseinrich­ tung 26 dazu zu veranlassen, ein Steuersignal zum Ein­ schalten der LED 7 bei dem Erkennen einer solchen Zeitdifferenz (bei X in Fig. 4E) zu veranlassen nur einmal nach dem Einschalten des Zeitkreises und zur Versorgung der Beurteilungs-Mittel 26 mit einer Aus­ gangsspannung (Fig. 4F), die der Zeitdifferenz ent­ spricht unter der Voraussetzung, daß die vorangehend angegebene Funktion erfüllt worden ist. An der Beurtei­ lungs-Einrichtung 26 wird die Ausgangsspannung der Schalt- und Integrationsmittel 25 mit einem vorgegebe­ nen Schwellenwert verglichen, so daß der Treiber 27 das Steuersignal zum Einschalten der LED 7 liefert, wenn die Ausgangsspannung unterhalb des Schwellwertes liegt, ansonsten bleibt die LED 7 ausgeschaltet. Es ist hier zu beachten, daß die Schalt- und Integrationsmittel 25 eine Ausgangsspannung (Fig. 4F) liefern, der Pegel ge­ ring genug ist, um die LED einzuschalten, bis es einen ersten Impuls X sieht, der das Auftreten einer leichten Zeitdifferenz zwischen den Ausgangsimpulsen der Multi­ vibratoren 21 und 22 angibt. Wenn der erste Impuls X anliegt, geht die Ausgangsspannung des Schalt- und Integrationsmittels 25 auf einen Pegel oberhalb des Schwellwertes DH, woraufhin die Ausgangsspannung redu­ ziert wird um einen Betrag entsprechend einer Zeitdif­ ferenz zwischen den Multivibratoren 21 und 22.

In der ersten Steuereinheit 20 ist weiter eine Eichein­ richtung 28 vorgesehen, die aktiv wird bei dem Ein­ schalten des Schaltkreises zum Aufbringen einer anstei­ genden Spannung (Fig. 4I) an die Schaltung der zur Bestimmung der Zeitkonstante der mit dem Multivibrator 22 verbundenen Kondensatorplatten 13, was die Zeitkon­ stante oder die Breite des Standard-Ausgangsimpulses (Fig. 4D) des Multivibrators 22 reduziert, bis zum ersten mal eine Zeitdifferenz X auftritt zwischen den Enden der Ausgangssignale der Multivibratoren 21 und 22. Wenn dies auftritt wird die Eicheinrichtung 28 in einem Zustand gehalten, in dem eine konstante Spannung zu dem zeitbestimmenden Schaltkreis des Multivibrators 22, so daß die Breite jeden Impulses (Fig. 4D) von dem Multivibrator 22 gehalten wird auf einem konstanten Wert, um vorbereitet zu sein für die nachfolgende Beob­ achtung jeder Änderung einer Kapazität des Sensor 11 oder der zu untersuchenden Wand.

Während der Einschaltperiode T bleibt die LED 7 einge­ schaltet, um anzugeben, daß der Eichablauf stattfindet. Während dieses Ablaufes kann die auf das Beurteilungs­ mittel 26 aufgegebene Ausgangsspannung automatisch bestimmt werden auf einen Wert direkt oberhalb des Schwellenwerts TH, mit dem es nachfolgend zu verglei­ chen ist, wodurch der erste Bezugswert auf einen beson­ ders empfindlichen Wert zur Bestimmung jeder Änderung der Kapazität der Wand eingestellt werden, da sich die Änderungseigenschaften von Wand zu Wand unterscheiden. Es wird zu eine zuverlässige Erkennung des Vorhanden­ seins eines metallischen oder nicht metallischen Gegen­ standes hinter einer Wandfläche geschaffen.

Nachdem der Eichablauf abgeschlossen ist, kann der Abschnitt 10 zum Erkennen beliebiger Gegenstände vorbe­ reitet werden zur andauernden Beobachtung einer Ände­ rung der Kapazität der Wand. Während dieses Zeitraums wird die LED eingeschaltet, wenn festgestellt wird, daß Änderungen aufgrund des Vorhandenseins eines metalli­ schen oder nicht metallischen Gegenstandes in der Nähe des Kapazitätssensors 11 gemessen worden ist, wie dies zu dem Zeitpunkt D in Fig. 4E angegeben ist.

Zurück zu Fig. 1. Der Abschnitt 30 zum Erkennen metal­ lischer Objekte weist einen Oszillator 31 auf, der ein alternierendes magnetisches Feld erzeugt und wiederum jede Änderung in der Stärke des magnetischen Feldes mißt, um ein zweites elektrisches Signal zu erzeugen, daß diese Veränderung darstellt. Der Abschnitt 30 dient so als magnetischer Feldsensor. Mit dem magnetischen Feldsensor 31 ist ein zweiter Steuerkreis 30 verbunden, der bei dem Einschalten des Schaltkreises einen zweiten Bezugspegel schafft und das zweite, von dem magneti­ schen Feldsensor 31 erzeugte zweite elektrische Signal analysiert, um ein Ausgangssignal für einen Treiber 44 zu schaffen, um die LED 8 einzuschalten, wenn das zweite elektrische Signal einen Pegel hat, der größer ist als das zweite Bezugssignal. Obwohl auch hier eine LED 8 als Anzeigeeinrichtung angegeben wird, können andere optische oder akustische Einrichtungen verwendet werden, wenn dies gewünscht wird.

Der magnetische Feldsensor oder Oszillator 31 weist einen Transformator 32 auf, dessen Primärwindung über einen Kondensator 35 unter Bildung eines Resonanzkrei­ ses verbunden ist, ein Transistor 36 ist mit seinem Kollektor mit dem Resonanzkreis verbunden. Die Sekun­ därwindung 34 des Transformators 32 ist an seinem einen Ende negativ rückgeführt zu der Basis des Transistors 36 und mit dem anderen Enden an einer Reihe von Dioden 37 und 38 angeschlossen. Diese Diode 37, 38 sind fur eine geeignete Vorspannung des Transistors 36 vorgese­ hen, um den Oszillator 31 zu betätigen bei dem Schließen des Hauptschalters 6 als auch zum Kompensie­ ren möglicher Änderungen in dem mit dem Emitter des Transistors 36 gekoppelten Widerstand 39. Der Oszilla­ tor oder magnetische Feldsensor 31 erzeugt ein elektri­ sches Schwingungssignal an der Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors 36 und dem Resonanzkreis, der von der Sekundärwicklung 34 und dem Kondensator 35 gebildet wird. Wenn ein metallisches Objekt innerhalb des Bereiches des magnetisches Feldes, das um den Transformator 32 erzeugt wird, vorhanden ist, entsteht eine Beeinträchtigung des elektrischen Feldes aufgrund des Vorhandenseins des metallischen Objekts der Kopp­ lungskoeffizient zwischen der Primärwindung 33 und der Sekundärwindung 34 ändert sich unter Reduzierung des Ausgangspegels des elektrischen Signals von dem magnti­ schen Feldsensor 31.

Die zweite Steuereinheit 40 weist einen Verstärker 41 auf, der die Wechselstromkomponente des elektrischen Signals von dem Sensor 31 verstärkt. Ein Integrator 42 verarbeitet das verstärkte elektrische Signal unter Schaffung eines Ausgangssignals proportional zu dessen Pegel. Ein Beurteilungsmittel 43 schafft ein Steueraus­ gangssignal für den Treiber 44, der das LED dazu veran­ laßt, aufzuleuchten, wenn festgestellt worden ist, daß die Ausgangsspannung auf einen bestimmen Schwellenwert abfällt.

Der zweite Steuerkreis 40 weist eine Eicheinrichtung 45 auf, die den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 41 auf ein Minimum einstellt bei dem Einschalten des Schalt­ kreises, wodurch das Beurteilungsmittel 43 dazu veran­ laßt wird, ein Steuersignal zum Einschalten der LED 8 vorzusehen, wenn der Spannungsausgangspegel von dem Verstärker 41 niedrig genug gehalten wird, um die Ver­ ringerung des Pegels des elektrischen Signals von dem magnetischen Feldsensor 31 zu sumulieren oder aber das Vorhandensein eines metallischen Objekts in der Nähe des Sensors 31. Die Eicheinrichtung 45 wird also be­ trieben unter zunehmenden Ansteigen des Verstärkungs­ faktors des Verstärkers 41, bis dieser von dem Beurtei­ lungsmittel 43 ein Signal erhält, das angibt, daß das Beurteilungsmittel 43 damit endet, das Steuersignal auszugeben, oder das der Ausgangspegel des Indikators 42 ansteigt gerade oberhalb des Schwellenwertes, um die LED 8 einzuschalten. Unmittelbar nach dem Aufnehmen eines solchen Ausgangssignals von dem Beurteilungsmit­ tel 43 hält die Eicheinrichtung 45 den Verstärkungsfak­ tor des Verstärkers 41 auf diesen Wert, wodurch der Abschnitt zum Erkennen eines magnetischen Objekts zum tatsächlichen Arbeiten vorbereitet ist.

Die Betriebsweise des Abschnitts 30 zum Erkennen eines metallischen Objekts wird unten beschrieben. Bei Ein­ schalten des Schaltkreises durch Schließen des Haupt­ schalters 6 wird der Verstärker 41 von der Eicheinrich­ tung 45 gesteuert, um zunächst mit einem minimalen Verstärkungsfaktor zu arbeiten zur Erzeugung eines elektrischen Signals mit einem reduzierten Pegel (Fig. 5B), entsprechend dem elektrischen Signal (Fig. 5A), das von dem Sensor 31 gewonnen wird und auf einem konstanten Pegel gehalten wird bei dem Fehlen eines metallischen Objekts in der Nähe des Sensors 31. In diesem Zustand antwortet das Beurteilungsmittel 43 unter Schaffung eines geringen Pegelsignals (Fig. 5C), das auf den Treiber 44 gegeben wird, um die LED 8 einzuschalten (Fig. 5E). Unmittelbar danach wird die Eicheinrichtung 45 zur Aufbringung einer zunehmend abnehmenden Spannung auf den Verstärker 41 und zum entsprechenden Anstieg des Pegels des elektrischen Signals (Fig. 5B) und damit des Pegels für die Aus­ gangsspannung des Integrators 42, bis dieses direkt oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Wenn dies auftritt (zu dem Zeitpunkt A Fig. 5B), hält die Eicheinrichtung 45 die auf den Verstärker 41 aufgege­ bene Ausgangsspannung. Der Verstärkungsfaktor des Ver­ stärkers 41 ist damit so, daß der Sensorausgang vergli­ chen wird mit dem Schwellwertpegel basierend auf diesen gehaltenen Verstärkungsfaktors. Jetzt liefert das Beur­ teilungsmittel 43 das Ausgangssignal mit hohem Pegel (Fig. 5C) um die LED auszuschalten, was die Einschalt­ bzw. Eichabfolge beendet.

In dieser Abfolge kann der Ausgangspegel des Integra­ tors 43 automatisch justiert werden im Bereich des Schwellwertes, mit dem es nachfolgend zu vergleichen ist, wodurch der zweite Bezugswert so bestimmt wird, daß er ein besonders empfindlicher Wert ist zum Erken­ nen eines metallischen Objekts hinter einer Wand in Abhängigkeit von der jeweils zu untersuchenden Wand. Nachdem der Eichablauf beendet ist, kann der Abschnitt 30 zum Erkennen eines metallischen Objekts eingerichtet werden zur weiteren Beobachtung des Ausgangssignals des Sensors 31. Während dieses Zeitraums wird die LED 8 eingeschaltet werden, wenn eine Abnahme des Ausgangspe­ gels des Sensors 31 aufgrund des metallischen Objekts in der Nähe des Sensors 31 gemessen wird, wie dies zu dem Zeitpunkt B in Fig. 5A und 5B dargestellt ist.

Zurück zu den Fig. 2 und 3. Eine Mehrzahl von elektri­ schen Komponenten, die den obigen Schaltkreis bilden, werden von einem Gehäuse 1 derart aufgenommen, daß der Kapazitätssensor 11 angeordnet ist entlang der flachen Bodenfläche des Gehäuses 1. Der magnetische Feldsensor 31 ist positioniert an dem vorderen Ende des runden Kopfes 8. Die Batterie 5 ist an dem hinteren Enden des Griffstücks 2 angeordnet. Die anderen Komponenten sind in einer Schaltplatte 9 angeordnet, wobei LEDs 7 und 8 zu der Oberfläche des Kopfes 8 weisen. Der Hauptschal­ ter 6 ist ein Betätigungsschalter, der betätigt wird durch den Schaltknopf 4 zum Betreiben des Schaltkreises nur dann, wenn der Schaltknopf 4 gedrückt wird. Bei Betrieb wird der Detektor gegen eine zu untersuchende Wand gehalten, wobei die flache Bodenfläche des Gehäu­ ses 1 nahe der Wandfläche gehalten wird und entlang dieser bewegt wird. Während dieser Bewegung leuchtet die LED 7 nur dann auf, wenn ein nicht metallisches Objekt hinter der Wandfläche erkannt wird, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn, auf der anderen Seite - ein metallisches Objekt hinter der Wand erkannt wird, wer­ den die LEDs 7 und 8 gleichzeitig aufleuchten, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Der Verwender kann so leicht unterscheiden, ob ein metallisches Objekt oder ein nicht metallisches Objekt vorliegt, wenn er den Detek­ tor entlang der Wand bewegt.

Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiel, das mit dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbei­ spiel übereinstimmt mit der Abweichung, daß ein Rück­ stellstift vorgesehen ist, der von der flachen Rückwand des Gehäuses 1 herausragt, und daß der Hauptschalter ein bistabiler Schalter ist, der von einem entsprechen­ den (nicht gezeigten) Schaltknopf betätigt wird. Der Rückstellstift 50 betätigt gleichzeitig ein Paar von (nicht gezeigten) Rückstellschaltern, die in den Schaltkreis eingebrachte Momentanschalter sind, um die jeweiligen Eicheinrichtungen 28 und 45 zurückzustellen. Bei Verwendung wird der Detektor zunächst durch drücken des Schaltknopfes unter Schließen des Hauptschalters betrieben. Da der Hauptschalter bistabil ist, besteht keine Notwenigkeit, den Schalter während des nachfol­ genden Ablaufs gedrückt zu halten. Nachdem der Detektor so betrieben worden ist, wird er gegen die zu unter­ suchende Wand derart gehalten, daß der Rückstellstift 50 eingedrückt wird von der Wandoberfläche, wodurch die Eicheinrichtungen 28 und 45 gestartet werden. Es wird so die optimale Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der jeweiligen Eigenschaft der zu untersuchenden Wand be­ züglich des Abschnitts zum Erkennen eines beliebigen Objekts und des Abschnitts 30 zum Erkennen eines metal­ lischen Objekts erzielt. Wenn der Detektor auf eine andere Wand mit anderen Eigenschaften umgesetzt wird, ist es nur erforderlich, den Detektor gegen die andere Wandfläche zu bewegen, wodurch der Rückstandslauf 50 betätigt wird, um die einzelnen Eicheinrichtungen zu­ rückzustellen. Die Empfindlichkeit des Detektors kann so automatisch eingestellt werden unter Berücksichti­ gung der Eigenschaften der jetzt zu untersuchenden Wand ohne das eine besondere manuelle Betätigung folglich ware. Weiter stellt der Rückstellknopf 50 sicher, daß der Detektor mit einem gleichbleibenden Abstand von der Wandfläche gehalten wird, während des Betreibens bzw. des Bewegens des Detektors entlang der Wandfläche. Dies ist insbesondere erforderlich, um zuverlässige Ergeb­ nisse zu gewinnen und ein falsches Ergebnis zu vermei­ den, das auftreten würde bei einer erheblichen Verände­ rung der Entfernung zwischen dem Detektor und der Wand­ fläche.

Die Fig. 9 und 10 zeigen ein zweites Ausführungsbei­ spiel der Erfindung, das mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel identisch ist mit der Ausnahme, daß zwei separate Potentiometer 61 und 62 vorgesehen sind in dem Schaltkreis als Ersatz für die Eicheinrichtungen 28 und 45. Die Potentiometer 61 und 62 können jeweils justiert werden über besondere Einstellräder 63 und 64 die an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 1 angeordnet sind. Nach dem Betreiben des Schaltkreises und Ansetzen des Detektors gegen die zu untersuchende Wand, kann der Detektor justiert werden auf eine opti­ male Empfindlichkeit, die für die jeweilige Wand erfor­ derlich ist, durch Justieren der Potentiometer 61 und 62 unabhängig voneinander auf solche Werte, das die LEDs 7 und 8 von dem eingeschalteten Zustand auf den ausgeschalteten Zustand wechseln. Der nachfolgende Beobachtungsablauf kann wie bei dem obigen Ausführungs­ beispiel durchgeführt werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfin­ dung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kom­ bination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

• Bezugszeichenliste:  1 Gehäuse
   2 Griffstück
   3 Kopfstück
   4 Schaltknopf
   5 Batterie
   6 Hauptschalter
   7 LED
   8 LED
   9 Schaltkarte
  10 Abschnitt zum Erkennen beliebiger Gegenstände
  11 Kapazitätssensor
  12 Kondensatorplatte
  13 Kondensatorplatte
  14 Widerstand
  15 Widerstand
  16 Widerstand
  17 Widerstand
  20 Erster Steuerkreis
  21 Multivibrator
  22 Multivibrator
  23 Oszillator
  24 Zeitdifferenzdetektor
  25 Schalt- und Integrationsmittel
  26 Beurteilungsmittel
  27 Treiber
  28 Eicheinrichtung
  30 Abschnitt zum Erkennen metallischer Gegenstände
  31 Oszillator
  32 Transformator
  33 Primärwindung
  34 Sekundärwindung
  35 Kondensator
  36 Transistor
  37 Diode
  38 Diode
  40 Zweiter Steuerkreis
  41 Verstärker
  42 Integrator
  43 Beurteilungsmittel
  44 Treiber
  45 Eicheinrichtung
  50 Rückstellstift
  61 Potentiometer
  62 Potentiometer
  63 Einstellrad
  64 Einstellrad

Claims (8)

1. Detektor zum Lokalisieren eines Gegenstandes hinter einer Wandfläche, mit einem Abschnitt zum Erken­ nen von beliebigen Gegenständen, mit

• - einem Kapazitätssensor (11) zum Messen jeder Ande­ rung der Kapazität der Wand zur Schaffung eines ersten elektrischen Signals, das diese Anderung angibt;
• - einem ersten Steuerkreis (20) zum Analysieren des ersten elektrischen Signals von dem Kapazitätssensor (11) zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, wenn der Pegel des ersten elektrischen Signals den ersten Bezugspegel erreicht; und
• - einem ersten Indikator zum Erzeugen einer ersten Anzeige bei Anliegen des ersten Steuersignals von dem ersten Steuerschaltkreis (20), gekennzeichnet durch
• - einen Magnetfeldsensor (31) zum Erzeugen eines magnetischen Feldes in der Umgebung und zum Erkennen einer Änderung des magnetischen Feldes zur Schaffung eines zweiten, diese Änderung anzeigenden elektrischen Signals;
• - einen zweiten Steuerkreis (40) zum Analysieren des zweiten elektrischen Signals des Magnetfeldsensor (31) zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals, wenn der Pegel des zweiten elektrischen Signals einen zweiten Bezugspegel erreicht;
• - einen zweiten Indikator zur Erzeugung einer zwei­ ten Anzeige bei Anliegen des zweiten Steuersignals von dem zweiten Steuerschaltkreis (40); und
• - eine gemeinsame Batterie (5) zum Versorgen der genannten Elemente, so daß der erste Steuerschaltkreis (20) und der zweite Steuerschaltkreis (40) gleichzeitig betrieben werden, zur Schaffung der ersten und der zweiten Anzeigen, wenn ein metallischer Gegenstand hinter der Wandfläche ist, der Änderungen sowohl des magnetischen Feldes als auch der gemessenen Kapazität verursacht und zur Erzeugung lediglich der ersten An­ zeige, wenn ein nicht-metallischer Gegenstand hinter der Wandfläche ist, der Änderungen lediglich der gemes­ senen Kapazität verursacht.

2. Detektor nach Anspruch 1, wobei der erste Steuer­ schaltkreis (20) und der zweite Steuerschaltkreis (40) Empfindlichkeitseinstelleinrichtungen (28, 45) auf­ weist, durch die der erste Bezugspegel und der zweite Bezugspegel variabel gemacht werden, so daß bei Ein­ schalten ein Arbeitsablauf der Steuer-Schaltkreise (20, 40) gestartet wird auf einen Wert, bei dem die erste und die zweite Anzeige von einem Anzeigezustand auf einen Nicht-Anzeigezustand umschalten.

3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitseinstelleinrichtungen (28, 45) dazu ausgebildet sind, den ersten und den zweiten Indikator in den Anzeigezustand zu bringen bei dem Einschalten der Steuerschaltkreise (20, 40) und zur fortschreitenden Änderung des ersten und des zweiten Bezugspegel in einer Richtung zum Umschalten der ersten Anzeige und der zweiten Anzeige in den Nicht-Anzeigezu­ stand, um den Bezugspegel zu bestimmen und den Wert zu halten, in dem jeder der Indikatoren in den Nicht- Anzeigezustand umschalten.

4. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitseinstelleinrichtungen (28, 45) jeweils einen variablen Widerstand (61, 62) aufweisen, die mit dem Schaltkreis verbunden sind, zur Veränderung des Pegels des ersten elektrischen Signals bzw. des zweiten elektrischen Signals des Magnetfeldsensor (31) und des Kapazitätssensors (11).

5. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (31) einen Schwingkreis auf­ weist, der seinen Ausgangspegel ändern kann in Antwort auf eine Änderung des dadurch erzeugten alternierenden Magnetfeldes.

6. Detektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätssensor (11) Kondensatorplatten (12, 13) aufweist, die dazu einge­ richtet sind, in der Nähe der zu untersuchenden Wand­ fläche angeordnet zu werden, zum Erkennen einer Ände­ rung der Kapazität der Kondensatorplatte (11, 12) auf­ grund einer Änderung der dielektrischen Konstante in der Wand.

7. Detektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikatoren lichtemit­ tierende Dioden (7, 8) aufweisen, die ein Licht erzeu­ gen zur Anzeige des Vorhandenseins eines Objektes hin­ ter der Wandfläche.

8. Detektor zum Lokalisieren eines Gegenstandes hin­ ter einer Wandfläche, mit einem Abschnitt zum Erkennen von beliebigen Gegenständen, mit

• - einem Kapazitätssensor (11) zum Messen jeder Ände­ rung der Kapazität der Wand zur Schaffung eines ersten elektrischen Signals, das diese Änderung angibt;
• - einem ersten Steuerkreis (20) zum Analysieren des ersten elektrischen Signals von dem Kapazitätssensor (11) zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, wenn der Pegel des ersten elektrischen Signals den ersten Bezugspegel erreicht; und
• - einem ersten Indikator zum Erzeugen einer ersten Anzeige bei Anliegen des ersten Steuersignals von dem ersten Steuerschaltkreis (20), gekennzeichnet durch
• - einen Magnetfeldsensor (31) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes in der umgebung und zum Erkennen einer Änderung des magnetischen Feldes zur Schaffung eines zweiten, diese Änderung anzeigenden elektrischen Signals oder angebenden elektrischen Signals;
• - einen zweiten Steuerkreis (40) zum Analysieren des zweiten elektrischen Signals des Magnetfeldsensor (31) zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals, wenn der Pegel des zweiten elektrischen Signals einen zweiten Bezugspegel erreicht;
• - einen zweiten Indikator zur Erzeugung einer zwei­ ten Anzeige bei Anliegen des zweiten Steuersignals von dem zweiten Steuerschaltkreis (40);
• - eine gemeinsame Batterie (5) zum Versorgen der genannten Elemente, so daß der erste Steuerschaltkreis (20) und der zweite Steuerschaltkreis (40) gleichzeitig betrieben werden, zur Schaffung der ersten und der zweiten Anzeigen, wenn ein metallischer Gegenstand hinter der Wandfläche ist, der Änderungen sowohl des magnetischen Feldes als auch der gemessenen Kapazität verursacht und zur Erzeugung lediglich der ersten An­ zeige, wenn ein nicht-metallischer Gegenstand hinter der Wandfläche ist, der Änderungen lediglich der gemes­ senen Kapazität verursacht,
• - ein Gehäuse (1), das die elektrischen Komponenten, die den Kapazitätssensor (11), den Magnetfeldsensor (31), den ersten Steuerkreis (20) und den zweiten Steuerkreis (40) und den ersten und den zweiten Indika­ tor sowie die gemeinsame Batterie (5) aufnehmen, wobei das Gehäuse (1) eine flache Oberfläche hat, innerhalb der der Kapazitätssensor (11) und der Magnetfeldsensor (31) montiert sind, und das dazu eingerichtet ist, bei Verwendung gegen die Wandfläche gehalten zu werden;
• - wobei der erste Steuerkreis (20) und der zweite Steuerkreis (40) jeweils Empfindlichkeitseinstellein­ richtungen (28, 45) aufweisen, die dazu eingerichtet sind, sind, den ersten und den zweiten Indikator in den Anzeigezustand zu bringen bei dem Einschalten der Steuerschaltkreise (20, 40) und zur fortschreitenden Änderung des ersten und des zweiten Bezugspegel in einer Richtung zum Umschalten der ersten Anzeige und der zweiten Anzeige in den Nicht-Anzeigezustand, um den Bezugspegel zu bestimmen und den Wert zu halten, in dem jeder der Indikatoren in den Nicht-Anzeigezustand um­ schalten; und
• - jede Empfindlichkeitseinstelleinrichtung (28, 45) mit jeder der Empfindlichkeitseinstelleinrichtung (28, 45) einen Rückstell-Schalter aufweisen, die durch einen Rückstellstift (50) betätigt werden kann, der sich von der flachen Oberfläche erstreckt und gegen die Wandflä­ che gedrückt werden kann, so daß die Empfindlichkeits­ einstelleinrichtungen (28, 45) rückgestellt werden können, jedesmal, wenn der Detektor gegen die Wandflä­ che mit an diesem anliegender Rückstellstange (50) plaziert wird.