DE1548158B2 - Schaltungsanordnung zur Betriebsspannungsüberwachung in einem Metallsuchgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Betriebsspannungsüberwachung in einem Metallsuchgerät, das aus einem Meßtongenerator und einem Meßtonverstärker besteht und mit Batterien betrieben wird.

Tragbare Metallsuchgeräte sind häufig mit einem Anzeigeinstrument ausgerüstet, welches zusätzlich zu der optischen Metallanzeige zur Überwachung dient. Derartige Instrumente sind jedoch mit erheblicher Störanfälligkeit behaftet, die durch Schlag, Stoß und Kondenswasserbildung bedingt ist. Nachteilig ist weiterhin der Raumbedarf einer optischen Spannungsüberwachungseinrichtung, der insbesondere dann hemmend entgegenwirkt, wenn ein leichtes und handliches Metallsuchgerät verlangt wird.

Es sind bereits elektronische und elektromechanische Spannungsüberwachungseinrichtungen bekannt, w.elche das Unter- oder Überschreiten der zu überwachenden Spannung durch ein Signal melden. Alle diese Einrichtungen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und durch ihren mitunter hohen Stromverbrauch für ein tragbares Metallsuchgerät wenig geeignet.

Bekannt ist ein Kabelsuchgerät mit einem Sender, dessen im Tonfrequenzbereich liegende Frequenz mit einer Glimmröhrenkippschaltung periodisch unterbrochen wird. Die Kippfrequenz hängt von der Höhe der Batteriespannung ab. Aus dem Rhythmus, mit dem die Sendefrequenz durch die Kippfrequenz unterbrochen wird, läßt sich damit auf die Höhe der Batteriespannung schließen. Diese bekannte Schaltung arbeitet mit Röhren, und die Kippschaltung enthält die Glimmröhre, einen Kondensator und drei Widerstände. Sie enthält somit fünf Bauteile, die zusätzlich zur Überwachung der Batterie bzw. der Betriebsspannung des Senders oder Meßtongenerators benötigt werden. Die Schaltung ist daher aufwendig (deutsche Patentschrift 865 493).

Bekannt ist weiter eine Schaltung zum Messen der

ίο Tiefe von eingegrabenen Erdkabeln. Diese Schaltung enthält eine Einrichtung, mit der der Ladezustand der Batterien durch Drücken einer Taste und anschließendes Aufleuchten einer Prüflampe festgestellt werden kann. Diese optische Anzeige ist ungenau, da sie von der Tageshelligkeit abhängt. Bei starkem Sonneneinfall einerseits und bei starker Dunkelheit andererseits werden trotz gleichen Batteriezustandes unterschiedliche Meßergebnisse vorgetäuscht. Die Prüfschaltung versagt auch völlig bei dem häufig auftretenden Bruch des Glühfadens der Prüflampe (Bell Laboratories Record, Nov. 1965, S. 399 bis 401).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit wenigen zusätzlichen Bauteilen die Spannung der Batterie genau und einfach überprüfen zu können. Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung liegt die Lösung für diese Aufgabe gemäß der Erfindung in einem zwischen der Batterie und dem Meßtongenerator liegenden jRC-Glied, wobei er Widerstand im Längszweig zwischen Batterie und Meßtongenerator und die Kapazität zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand und dem Meßtongenerator einerseits und Masse andererseits liegt. Bei dieser Schaltung wird eine abfallende Batteriespannung durch ein akustisches Signal angezeigt. Dies hat zwei Vorteile. Der eine Vorteil liegt darin, daß die in dem Metallsuchgerät sowieso schon vorhandenen Einrichtungen zum Erzeugen des akustischen Suchtones zusätzlich zum Erzeugen des akustisehen Warnsignals eingesetzt werden können,. so daß sowohl preislich wie baulich keine zusätzlichen Schaltungselemente notwendig sind. Der zweite Vorteil liegt darin, daß das akustische Warnsignal sofort wahrgenommen wird, ohne daß man, wie bei einer optischen Anzeige, das Anzeigegerät beobachten muß.

Beim Absinken der Batteriespannung unter ihren

Sollwert setzt der Meßtongenerator aus. Wegen des

. im Längszweig liegenden Widerstandes setzt der Meßtongenerator etwas eher aus als er ohne diesen Widerstand aussetzen würde. Sobald der Meßtongenerator aussetzt und damit einen unendlich hohen Innen widerstand annimmt, liegt die volle Batteriespannung an der Kapazität, die sich darauf über den im Längszweig liegenden Widerstand auflädt. Sobald sich diese bis auf die Betriebsspannung des Meßtongenerators aufgeladen hat, tritt dieser kurzzeitig in Aktion und erzeugt Schwingungen, bis sich die Kapazität wieder so weit entladen hat, daß die Ladespannung unter die Betriebsspannung absinkt. Es entstehen also intermittierende Schwingungen, die im Kopfhörer oder Lautsprecher des Metallsuchgerätes angezeigt werden.

Zweckmäßig ist das RC-Gli&d in bezug auf den Innenwiderstand des Meßtongenerators aus dem Innenwiderstand von dessen Transistor und dem Widerstand von dessen beiden Widerständen im Betriebs- und Ruhezustand so bemessen, daß der

3 4

Widerstand bei voller Batterie und damit in Betrieb R14, sowie dem parallel daneben liegenden Kollekbefindlichen Meßtongenerator dessen Betriebsspan- tor-Emitterwiderstand RCE des Transistors Γ 4, als nung nur unwesentlich vermindert, dagegen dessen auch durch die Kapazität des Kondensators C12 beBetriebsspannung bei abnehmender Batteriespan- stimmt und liegt je nach Batteriespannung bei 0,2 bis nung bis unter dessen Arbeitsspannung absenkt und s 0,8 Sekunden. Nach Ablauf dieser Zeit hat sich der die Kapazität ist so bemessen, daß die Zeitkonstante Kondensator C12 auf eine Spannung aufgeladen, die des i?C-Gliedes zu einem intermittierenden Schwin- den Schwingungseinsatz des Generators bewirkt, wogen des Meßtongenerators führt. mit sich der gleiche Vorgang wiederholt. Diese

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Eigenschaft stellt erfindungsgemäß eine automatische Zeichnung ein Schaltplan eines erfindungsgemäß io Überwachung der Batteriespannung dar, die zur ausgebildeten Metallsuchgerätes dargestellt. Dieses Funktionssicherheit des Suchgerätes beiträgt. Der beMetallsuchgerät ist konventionell aufgebaut, so daß sondere Vorteil besteht nicht nur in seinem minimasich die folgende Beschreibung auf eine Erläuterung len Schaltungsaufwand, sondern auch darin, daß eine der erfindungswesentlichen Merkmale beschränken entladene Batterie durch ein impulsartiges Signal gekann. 15 meldet wird. Hierdurch wird der Bedienungsperson

Das erfindungsgemäße .RC-Glied besteht aus dem des Suchgerätes in eindeutiger Weise angezeigt, daß

Widerstand R12 und dem Kondensator C12. Diese die Batterie zu erneuern ist und kein Defekt in der

Elemente liegen im Längs- und Querzweig zwischen Gerätefunktion z. B. durch Bruch oder Kurzschluß in

er Batterie B und dem Meßtongenerator. Dieser be- der Geräteverkabelung, Ausbleiben der Gerätefunk-

steht aus dem Transistor T 4, den beiden Widerstän- 20 tion durch defektes Bauelement u. dgl. vorliegt. Von

den R13 und R 14, einer Induktivität und dem Kon- Wichtigkeit ist weiterhin, daß der Stromverbrauch

densator C13. des Suchgerätes gering bleibt, da zur Erzeugung der

Bei voll geladener Batterie macht sich das Meßfrequenz und zur Überwachung der Batteriei?C-Glied kaum bemerkbar. Sinkt die Batteriespan- spannung nur ein einziges aktives Bauelement erfornung unter einen bestimmten Wert, setzt der Meß- 25 derlich ist. Von Vorteil ist weiterhin, daß die vorlietongenerator aus, so daß praktisch die volle Batterie- gend beschriebene Schaltung als Steuersender in spannung bzw. die sich aus dem Spannungsteilerver- einem Rohr- und Kabelsuchgerät verwendet werden hältnis von R12 auf der einen und R13 und R14 kann. Da der Generator je nach Höhe der Arbeitsauf der anderen Seite ergebende Spannung am Kon- spannung ein Dauersignal oder Signalimpulse erdensator C12 liegt. Dieser lädt sich auf. 30 zeugt, können die bisher üblichen Impulsunterbre-

Die Geschwindigkeit des Aufladens und damit die eher entfallen, wodurch der Stromverbrauch des Sen-

Zeitdauer des Schwingungsaussatzes wird durch das degerätes sich vermindert und Materialkosten für

Spannungsteilerverhältnis von R12 mit R13 und elektronische Schalter u. dgl. entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Betriebsspannungsüberwachung in einem aus einem Meßtongenerator und einem Transistor-Meßtonverstärker bestehenden batteriebetriebenen Metallsuchgerät, gekennzeichnet durch ein zwischen der Batterie (B) und dem Meßtongenerator (T 4, R13, R14) liegendes ÄC-Glied, wobei der Widerstand (R 12) im Längszweig zwischen Batterie (B) und Meßtongenerator (T 4, R 13, R 14) und die Kapazität (C 12) zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (R 2) und dem Meßtongenerator (Γ 4, R13, R 14) einerseits und Masse andererseits liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 2?C-Glied in bezug auf den Inneriwiderstand des Meßtongenerators aus dem Innenwiderstand von dessen Transistor (T 4) und dem Widerstand von dessen Widerständen (R 13, R 14) in Betriebs- und Ruhezustand so bemessen ist, daß der Widerstand (R 12) bei voller Batterie (B) und damit in Betrieb befindlichem Meßtongenerator (T 4, R13, R14) dessen Betriebsspannung nur unwesentlich vermindert, dagegen dessen Betriebsspannung bei abnehmender Batteriespannung bis unter dessen Arbeitsspannung absenkt, und die Kapazität (C 12) so bemessen ist, daß die Zeitkonstante des i?C-Gliedes zu einem intermittierenden Schwingen des Meßiongenerators führt.