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EP0700528B1

Electromagnetic hidden object detector

Abstract

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EP0700528B1, drawing sheet 1
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Expired 9 May 2014, 12.4 years ago.

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20 claims: 20 independent, 0 dependent

  1. 1
    An electromagnetic detector (1, 100) for locating an object (22, 122) or a cavity behind a separator (24), comprising in combination means for transmitting (18, 118) electromagnetic signals in the direction of the separator (24);means for receiving (20, 120) electromagnetic signals reflected from the object (22, 122) or the cavity and the separator (24);means for detecting (26, 36, 38, 50, 126, 130) a change in the electromagnetic reflectance of the separator, the detector being characterized in that:the means for detecting a change in the electromagnetic reflectance of the separator detects changes in amplitude of the reflected electromagnetic signals from a predetermined/fixed detection range behind the separator (24). Détecteur électromagnétique (1, 100) destiné à localiser un objet (22, 122) ou une cavité derrière un élément de séparation (24) comprenant, de manière associée : un moyen destiné à émettre (18, 118) des signaux électromagnétiques dans la direction de l'élément de séparation (24) ;un moyen destiné à recevoir (20, 120) des signaux électromagnétiques réfléchis par l'objet (22, 122) ou la cavité et l'élément de séparation (24) ;un moyen destiné à détecter (26, 36, 38, 50, 126, 130) une variation du facteur de réflexion électromagnétique de l'élément de séparation, le détecteur étant caractérisé en ce que :le moyen destiné à détecter une variation du facteur de réflexion électromagnétique de l'élément de séparation détecte une variation de l'amplitude des signaux électromagnétiques réfléchis par rapport à une plage de détection prédéterminée/fixe derrière l'élément de séparation (24). Elektromagnetischer Detektor (1, 100) für die Ortung eines Gegenstands (22, 122) oder eines Hohlraums hinter einem Separator (24), wobei der Detektor in Kombination folgendes umfaßt: eine Einrichtung zum Senden (18, 118) elektromagnetischer Signale in Richtung des Separators (24);eine Einrichtung zum Empfangen (20, 120) elektromagnetischer Signale, die von dem Gegenstand (20, 120) oder Hohlraum und dem Separator (24) reflektiert worden sind;eine Einrichtung zur Erfassung (26, 36, 38, 50, 126, 130) einer Veränderung der elektromagnetischen Reflexion des Separators, wobei der Detektor dadurch gekennzeichnet ist, daß:die Einrichtung zur Erfassung einer Veränderung der elektromagnetischen Reflexion des Separators Änderungen der Amplitude der reflektierten elektromagnetischen Signale von vorbestimmten/festen Erfassungsbereich hinter dem Separator (24) erfaßt.
  2. 2
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung (10, 16, 104, 106) elektromagnetischer Impulse als Teil der genannten elektromagnetischen Signale. Détecteur (1, 100) selon la revendication 1, caractérisé, en outre, par un moyen de production (10, 16, 100, 106) d'impulsions électromagnétiques en tant qu'une partie desdits signaux électromagnétiques. The detector (1, 100) according to claim 1, further characterized by means for generating (10, 16, 104, 106) electromagnetic impulses as part of said electromagnetic signals.
  3. 3
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zur Erzeugung folgendes umfaßt:einen Impulsfolgefrequenzgenerator (10, 104);einen Stufengenerator (16, 106) zur Erzeugung eines Impulssignals;wobei der genannte Stufengenerator (16, 106) zwischen den genannten Impulsfolgefrequenzgenerator (10, 104) und die genannte Sendeeinrichtung (18, 118) geschaltet ist;undwobei ein Bereichsverzögerungsgenerator (30) zwischen den genannten Impulsfolgefrequenzgenerator (10, 104) und die genannte Erfassungseinrichtung (26, 126) geschaltet ist. Détecteur (1, 100) selon la revendication 2, caractérisé, en outre, en ce que ledit moyen de production comprend: un générateur PRF (de fréquence de répétition d'impulsions) (10, 104) ;un générateur d'échelon (16, 106) destiné à produire un signal impulsionnel ;ledit générateur d'échelon (16, 106) étant relié entre ledit générateur PRF (10, 104) et ledit moyen de transmission (18, 118) ;etun générateur de plage de retard (30) relié entre ledit générateur PRF (10, 104) et ledit moyen de détection (26, 126). The detector (1, 100) according to claim 2, further characterized in that said means for generating includes: a PRF generator (10, 104);a step generator (16, 106) for generating a pulsed signal;said step generator (16, 106) being connected between said PRF generator (10, 104) and said transmitting means (18, 118);anda range delay generator (30) connected between said PRF generator (10, 104) and said detecting means (26, 126).
  4. 4
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Erfassungseinrichtung eine Stichproben- und Haltestromkreiseinrichtung (26, 126) aufweist, die zwischen eine Empfangsantenne (20, 120) und eine Austasteinrichtung (34) geschaltet ist;und wobei die genannte Austasteinrichtung (34) über einen zweiten Stufengenerator (32) mit dem genannten Bereichsverzögerungsgenerator (30) verbunden ist. Détecteur (1, 100) selon la revendication 3, caractérisé, en outre, en ce que ledit moyen de détection comprend un moyen formant circuit échantillonneur bloqueur de valeur moyenne (26, 126) relié entre une antenne de réception (20, 120) et un moyen de déclenchement (34) ;et dans lequel ledit moyen de déclenchement (34) est relié audit générateur de plage de retard (30), par l'intermédiaire d'un second générateur d'échelon (32). The detector (1, 100) according to claim 3, further characterized in that said detecting means includes an average sample and hold circuit means (26, 126) connected between a receive antenna (20, 120) and a gating means (34);and wherein said gating means (34) is connected to said range delay generator (30), via a second step generator (32).
  5. 5
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 2, 3 oder 4, ferner gekennzeichnet durch einen Homodynoszillator (102), der mit dem genannten Stufengenerator (16, 106) zur Modulation der genannten Impulse verbunden ist;wobei die Sendeeinrichtung (18, 118) die genannten modulierten Signale in Richtung des Separators (24) überträgt;wobei die Empfangseinrichtung (20, 120) die von dem Gegenstand reflektierten Signale empfängt;und mit einer Einrichtung (129) zur deutlichen Reduzierung des wandnahen Nachbarschaftseffekts in der genannten Empfängereinrichtung (20, 120). Détecteur (1, 100) selon les revendications 2, 3 ou 4, caractérisé, en outre, par un oscillateur homodyne (102) relié audit générateur d'échelon (16, 106) afin de moduler lesdites impulsions ;un moyen d'émission (18, 118) émettant ledit signal modulé dans la direction du séparateur (24) ;un moyen de réception (20, 120) recevant les signaux réfléchis par l'objet ;etun moyen (129) destiné à réduire sensiblement l'effet de proximité à proximité de la paroi avec ledit moyen de réception (20, 120). The detector (1, 100) according to claims 2, 3, or 4, further characterized by a homodyne oscillator (102) connected to said step generator (16, 106) for modulating said impulses;transmitting means (18, 118) transmitting said modulated signal in the direction of the separator (24);receiving means (20, 120) receiving the signals reflected from the object;andmeans (129) for significantly reducing near wail proximity effect with said receiving means (20, 120).
  6. 6
    Detektor (1, 120) nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zur Reduzierung des wandnahen Nachbarschaftseffekts einen wechselstromgekoppelten Verstärker (129) aufweist, der Gleichstrom-Vorspannungsverschiebungen in der genannten Empfängereinrichtung (20, 120) heraus filtert. Détecteur (1, 100) selon la revendication 5, caractérisé, en outre, en ce que ledit moyen destiné à réduire l'effet de proximité à proximité de la paroi comprend un amplificateur à couplage alternatif (AC) (129) qui filtre des glissements de niveau de polarisation continue (DC) dans ledit moyen de réception (20, 120). The detector (1, 100) according to claim 5 further characterized in that said means for reducing the near wall proximity effect includes an AC coupled amplifier (129) which filters out DC bias level shifts in said receiving means (20, 120).
  7. 7
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch eine Gleichrichter-Stromkreiseinrichtung (130S, 130C), die mit dem genannten Homodynoszillator (102) und dem genannten wechselstromgekoppelten Verstärker (129) verbunden ist, um die genannten über die genannte Sendeeinrichtung (18, 118) übermittelten modulierten Signale synchron gleichzurichten. Détecteur (1, 100) selon la revendication 6, caractérisé, en outre, par un moyen formant circuit de redressement (130S, 130C) relié audit oscillateur homodyne (102) et audit amplificateur à couplage alternatif (AC) (129) afin de redresser de manière synchrone lesdits signaux modulés émis par ledit moyen d'émission (18, 118). The detector (1, 100) according to claim 6, further characterized by rectifier circuit means (130S, 130C) connected to said homodyne oscillator (102) and to said AC coupled amplifier (129) for synchronously rectifying said modulated signals transmitted over said transmitting means (18, 118).
  8. 8
    Detektor (1, 100) nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Homodynoszillator das genannte Impulssignal mit einem ungedämpften Signal moduliert. Détecteur (1, 100) selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 7, caractérisé, en outre, en ce que ledit oscillateur homodyne module le signal impulsionnel avec un signal à onde continue (CW). The detector (1, 100) according to any one of claims 5, 6, or 7, further characterized in that said homodyne oscillator modulates said pulsed signal with a continuous wave (CW) signal.
  9. 9
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der genannte wechselstromgekoppelte Verstärker (129) mit einem um das genannte ungedämpfte Signal zentrierten Durchlaßbereich arbeitet. Détecteur (1, 100) selon la revendication 6, caractérisé, en outre, en ce que ledit amplificateur à couplage alternatif (AC) (129) fonctionne avec une bande passante centrée sur ledit signal CW. The detector (1, 100) according to claim 6, further characterized in that said AC coupled amplifier (129) operates with a passband centered on said CW signal.
  10. 10
    Detektor (1, 100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch eine Anzeige (40, 106), die eine Mehrzahl von Indikatoren (42, 162A, 162B) umfaßt, die sequentiell im Verhältnis zu einer diesen zugeführten Spannung erregt werden;und wobei die genannte zugeführte Spannung linear im Verhältnis zu der Größe des reflektierten elektromagnetischen Signals ist. Détecteur (1, 100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, par un dispositif d'affichage (40, 106) qui comprend une pluralité de témoins indicateur (42, 162A, 162B) qui sont alimentés de manière séquentielle, proportionnellement à une tension qui leur est appliquée ;et dans lequel ladite tension appliquée est linéairement fonction de l'amplitude du signal électromagnétique réfléchi. The detector (1, 100) according to any one of the above claims, further characterized by a display (40, 106) which comprises a plurality of indicators (42, 162A, 162B) that are sequentially energized in proportion to a voltage applied thereon;and wherein said applied voltage is linearly related to the magnitude of the reflected electromagnetic signal.
  11. 11
    Detektor (1, 100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor im wesentlichen unabhängig von Baumaterialien ist. Détecteur (1, 100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le détecteur est sensiblement indépendant des matériaux de construction. The detector (1, 100) according to any of the above claims, further characterized in that the detector is substantially independent of building materials.
  12. 12
    Detektor (1, 100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch:zwei oder mehr allgemein identische Detektoren (151, 152), die an einem Werkzeuggehäuse (155) angebracht sind;undwobei die genannten Detektoren (151, 152) distal zueinander mit Zwischenabstand angeordnet sind. Détecteur (1, 100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, par: deux ou plusieurs détecteurs sensiblement identiques (151, 152) montés sur un boîtier d'outillage (155) ;etpar le fait que lesdits détecteurs (151, 152) sont séparés de manière distale l'un de l'autre. The detector (1, 100) according to any of the above claims, further characterized by: two or more generally identical detectors (151, 152), mounted on a tool housing (155);andsaid detectors (151, 152) being distally separated from each other.
  13. 13
    Detektor nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch eine Nagelpistole. Détecteur selon la revendication 12, caractérisé, en outre, par un pistolet à clouer. The detector according to claim 12 further characterized by a nail gun.
  14. 14
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch:eine Sendereinheit (164);mindestens zwei separate Empfängereinheiten (165, 166), die allgemein equidistal auf jeder Seite der genannten Sendereinheit (164) angebracht sind;wobei die genannten Sender- und Empfängereinheiten (164, 165, 166) an einem Werkzeuggehäuse (155) angebracht sind;wobei die genannte Sendereinheit (164) einen Homodynoszillator (102), einen Impulsfolgefrequenzgenerator (104), zwei Stufengeneratoren (32, 106) und eine Sendeantenne (118) aufweist;wobei jede Empfängereinheit (165, 166) eine Empfangsantenne (120), einen Stichproben- und Haltestromkreiseinrichtung (126), einen wechselstromgekoppelten Verstärker (129), einen Synchrongleichrichter (130), einen Addierer (36), einen gleichstromgekoppelten Verstärker (38) und eine Anzeige (106) aufweist;undwobei die genannte Sendereinheit (164) einen gemeinsamen Austastimpuls an beide Empfängereinheiten (165, 166) sendet. Détecteur (1, 100) selon la revendication 1, caractérisé, en outre, par: une unité émettrice (164) ;au moins deux unités réceptrices distinctes (165, 166) disposées sensiblement de manière équidistante de chaque côté de ladite unité émettrice (164) ;lesdites unités émettrice et réceptrices (164, 165, 166) étant montées sur un boîtier d'outillage (155) ;ladite unité émettrice (164) comprenant un oscillateur homodyne (102), un générateur PRF (104), deux générateurs d'échelon (32, 106) et une antenne d'émission (118) ;chaque unité réceptrice (165, 166) comprenant une antenne de réception (120), un circuit échantillonneur bloqueur (126), un amplificateur à couplage alternatif (129), un redresseur synchrone (130), un élément d'addition (36), un amplificateur à couplage continu (38) et un dispositif d'affichage (106) ;etpar le fait que ladite unité émettrice (164) émet une impulsion de déclenchement commune sur les deux unités réceptrices (165, 166). The detector (1, 100) according to claim 1, further characterized by : a transmitter unit (164);at least two separate receiver units (165, 166) disposed generally equidistally on either side of said transmitter unit (164);said transmitter and receiver units (164, 165, 166) being mounted on a tool housing (155);said transmitter unit (164) including a homodyne oscillator (102), a PRF generator (104), two step generators (32, 106), and a transmit antenna (118);each receiver unit (165, 166) including a receive antenna (120), a sample and hold circuit (126), an AC coupled amplifier (129), a synchronous rectifier (130), a summer (36), a DC coupled amplifier (38), and a display (106);andsaid transmit unit (164) transmitting a common gate pulse to both receiver units (165, 166).
  15. 15
    A method for detecting an object or cavity behind a separator comprising the steps of transmitting a sequence of pulses in the direction of the separator (24); detecting the pulses reflected from said separator (24); averaging said detected pulses over repeated pulses; and detecting changes in the electromagnetic reflectance of the separator (24), the method being characterized by detecting changes in amplitude of the reflected electromagnetic signals from a predetermined/fixed detection range behind the separator (24). Procédé de détection d'un objet ou d'une cavité derrière un élément de séparation comprenant les étapes d'émission d'une séquence d'impulsions dans la direction de l'élément de séparation (24) ; de détection des impulsions réfléchies par ledit élément de séparation (24), de calcul de moyenne desdites impulsions détectées sur un certain nombres d'impulsions répétées ; et de détection de variations sur le facteur de réflexion électromagnétique de l'élément de séparation (24), le procédé étant caractérisé par la détection de variations sur l'amplitude des signaux électromagnétiques réfléchis par rapport à une plage de détection prédéterminée/fixe derrière l'élément de séparation (24). Verfahren zur Erfassung eines Gegenstands oder eines Hohlraums hinter einem Separator, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:Senden einer Folge von Impulsen in Richtung des Separators (24);Erfassen der von dem genannten Separator (24) reflektierten Impulse;Mittelwertbildung der genannten erfaßten Impulse über wiederholte Impulse;und Erfassen von Veränderungen der elektromagnetischen Reflexion des Separators (24), wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß Veränderungen der Amplitude der reflektierten elektromagnetischen Signale aus dem vorbestimmten/festen Erfassungsbereich hinter dem Separator (24) erfaßt werden.
  16. 16
    Procédé selon la revendication 15, caractérisé par:la production d'un signal impulsionnel ;la modulation de la séquence d'émission d'impulsions dudit signal impulsionnel par un signal homodyne à onde continue (CW) ;l'émission dudit signal modulé en direction de l'élément de séparation (24) ;la réception de signaux réfléchis par l'élément de séparation (24) ;la réduction sensible de l'effet de proximité à proximité de la paroi avec une antenne de réception (120) ;le redressement synchrone desdits signaux modulés. The method of claim 15, further characterized by: generating a pulsed signal;modulating said pulsed signal sequence of transmit pulses with a homodyne continuous wave (CW) signal;transmitting said modulated signal in the direction of the separator (24);receiving signals reflected from the separator (24);significantly reducing near wall proximity effect with a receive antenna (120);synchronously rectifying said modulated signals. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verfahren ferner durch folgendes gekennzeichnet ist: Erzeugen eines Impulssignals;Modulieren der genannten Impulssignalfolge von Sendeimpulsen mit einem ungedämpften Homodynsignal;Senden des genannten modulierten Signals in Richtung des Separators (24);Empfangen der von dem Separator (24) reflektierten Signale;Erhebliches Verringern des wandnahen Nachbarschaftseffekts durch eine Empfangsantenne 8120);Synchrones Gleichrichten der genannten modulierten Signale.
  17. 17
    Detektor (1, 100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Einrichtung zum Empfang der reflektierten elektromagnetischen Signale von dem Gegenstand und dem Separator um eine ungedämpfte Antenne handelt. Détecteur (1, 100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le moyen destiné à recevoir des signaux électromagnétiques réfléchis par l'objet et l'élément de séparation est une antenne non accordée. The detector (1, 100) according to any one of the above claims, further characterized in that the means for receiving reflected electromagnetic signals from the object and separator is a non-ringing antenna.
  18. 18
    Detektor (1, 100) nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Impulse eine Folge unipolarer Impulse erzeugt. Détecteur (1, 100) selon la revendication 2, caractérisé, en outre, en ce que le moyen destiné à produire des impulsions électromagnétiques produit une séquence d'impulsions unipolaires. The detector (1, 100) according to claim 2, further characterized in that the means for generating electromagnetic impulses generates a sequence of unipolar impulses.
  19. 19
    Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé, en outre, par le fait que la séquence d'impulsions est unipolaire. The method of claim 15 or 16, further characterized by the sequence of pulses being unipolar. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Impulsen unipolar ist.
  20. 20
    Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé, en outre, par la réception de signaux électromagnétiques réfléchis à partir de l'objet et de l'élément de séparation avec une antenne non accordée. The method of claim 15 or 16, further characterized by receiving reflected electromagnetic signals from the object and separator by a non-ringing antenna. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierten elektromagnetischen Signale von dem Gegenstand und dem Separator von einer ungedämpften Antenne empfangen werden.
Independent claims20