DE2161138A1

DE2161138A1 - Anordnung zum aufspueren kleiner metallgegenstaende

Info

Publication number: DE2161138A1
Application number: DE19712161138
Authority: DE
Inventors: H Dipl Ing Dr Tiefenbach
Original assignee: H Tiefenbach & Co Dr
Current assignee: H Tiefenbach & Co Dr
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-06-14

Description

Anordnung zum Aufspüren kleiner Metallgegenstände Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum AufspUren kleiner, einen bestimmten Raum durchquerender Metallgegenstände.
Dabei wird insbesondere an das AufspUren von Waffen gedacht, die von Personen mitgefilhrt werden, welche den Raum durchqueren. Der genannte Raum kann zum Beispiel der Zugang zu einem Gebäude oder einem anderen Objekt sein, welches gegen Oberfälle geschützt werden soll.
Es sind Anordnungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Verstimmung eines elektrischen Schwingungskreises zum Aufspilren der Metallgegenstände herangezogen wird, Die Spule des Schwingungskreises umgibt dabei den genannten Raum. Ihre Induktivität und damit die Eigenfrequenz des Schwingungskreises ändern sich, wenn ein Metallgegenstand, insbesondere ein Gegenstand aus Eisen, in den Raum gebracht wird. Mit Hilfe einer solchen norung kann aber allenfalls eine Aussage Uber die Größe, nicht aber tiber die räumliche Lage und die Form des Metallgegenstandes gemacht werden.
Uz genauere AufachlUsse Uber die Art eines den Raum durchquerenden Metallgegenstandes zu gewinnen, kann man Röntgenstrahlen verwenden, die den Raum durchqueren, wobei in deren Strahlengang geratende Metallgegenstände auf einem Leuchtschirm sichtbar gemacht werden können. Auf diese Weise lassen sich die betreffenden Metallgegenstände ziemlich genau identifizieren. Nachteilig sind bei einer solchen Anordnung jedoch die Nebenwirkungen, zum Beispiel die gesundheitliche Gefährdung der den genannten Raum durchquerenden Menschen oder die ungewollte Schwärzung von Filmmaterial, welches in den Raum gebracht wird Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für Menschen und Sachen unschädlich ist, aber trotzdem eine hinreichend genaue Identifizierung von den genannten Raum durchquerenden Metallgegenständen ermöglicht Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in bzw. hinter einer den Raum begrenzenden, etwa parallel zur Durchquerungsrichtung verlaufenden Seitenfläche in dieser verteilt eine Vielzahl von Empfängern und auf der diesen gegenüberliegenden Begrenzung des Raumes Sender für elektromagnetische Wellen angeordnet sind, wobei die Abstehlrichtung der Sender auf die Empfänger gerichtet ist und wobei die Empfänger init einer Auswerte- und Signalvorrichtung verbunden sind, die auf eine Schwächung der Empfangssignale anspricht, Durchquert ein Metall gegenstand den Raum, so wird mindestens der Empfang eines der Empfänger ge3chwächt, was dann von der Auswerte- und Signalvorrichtung angezeigt wird. Je nachdem, welcher und wie viele der Empfänger ein abgeschwächtes Signal empfangen und wie rtark diese Abschwächung ist, kann auf die Masse, die räumliche Ausdehnung und die Lage des Metallgegenstandes in dem genannten Raum geschlossen werden.
Dadurch ist eine hinreichend g.ute Identifizierung des Metallgegenstandes möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß Sender und Empfänger mit relativ niedrigen Frequenzen, vorzugsweise im Tonfrequenzbereich, arbeiten Dies bedingt einen geringen konstruktiven Aufwand für Sender und Empfänger und schließt Störungen des Funkverkehrs ause Es können dabei weniger Sender als Empfänger vorhanden sein.
Bezüglich der Ausbildung von Sendern und Empfängern ist vorgesehen, daß die Sendeantenne bzw. Empfangsantenne jedes Senders bzw. Empfängers im wesentlichen aus einem spulenumwickelten, stabförmigen ferromagnetischen Kern besteht, der vorteilhaft ein Ferritstab istc Auf diese Weise erhält man auch bei niedrigen Frequenzen eine gute Richtwirkung der Antennen, Die Auswerte- und Signalvorrichtung ist im einfachsten Falle so ausgebildet, daß sie bei einer vorbestimmten Schwächung der Summe der Empfangssignale aller Empfänger anspricht Dies reicht aus, um cinen Metallgegenstand aufzuspüren, der eine bestimmte Größe überschreitet Zur genaueren Identifiziert des Metallgegenstandes, zum Beispiel nach räumlicher Lage oder räumlicher Ausdehnung ist vorgesehen, daß die Auswerte- und Signalvorrichtung bei einer vorbestimmten Schwächung des Empfangssignals mindestens eines Empfängers und/oder bei Schwächung der Empfangssignale einer vorbestimmten Anzahl von Empfängern anspricht. Eine besonderes genaue Identifizierung des Metallgegenstandes, insbesondere nach seiner räumlichen Lage in dem überwachten Raum, wird erreicht, wenn die Anzei.gew und Signalvorrichtung die räumliche Lage derjenigen Empfänger anzeigt, deren Empfangssignal geschwächt ist@ Die von der Signalvorrichtung abgegebenen Signale können optisch oder akustisch sein.
Das Auflösungsvermgen der erfindungsgemäßen Anordnung bezUglich der Konturen eines aufzuspürenden Metallgegenstandes ist um so besser, je größer die Anzahl der verwendeten Empfänger ist und te höher die verwendete Frequenz ist, Allerdings steigt in beiden Fällen mit der Verbesserung des Auflösungsvermögens auch der technische Aufwand, so daß man das Auflösungsvermögen nur so hoch wählen wird, wie es unbedingt erforderlich- ist0 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. t schematisch und teilweise perspektivisch eine Anordnung zum Aufspüren von Metallgegenständen gemäß der Erfindung Fig. 2 einen Sender bzw. Empfänger, wie er in der Anordnung nach Fi.go j verwendet werden kann0 In Fig. 1 ist mit 1 ein etwa türgroßer Rahmen bezeichnet der von Personen durchschritten werden kann0 Der Rahmen 1 besteht aus dielektrischem Material und umschließt eine Durchgangsöffnung 2. Auf der in der Zeichnung linken Seite des Rahmens sind auf der der Durchgangsöffnung 2 abgewandten Seite gemäß dem vorliegenden eibpiei neun untereinander gleiche Sender 3 angeordnet, die elektromagnetische Wellen durch den Rahmen 1 hindurch in die Durchgangsöffnung 2 abstrahlen können. Die Sender 3, die gleichmäßig auf der die Durchgangsöffnung 2 begrenzenden Seitenfläche des Rahmens 1 verteilt sind, sind an eine gemeinsame Energieversorgung 4 angeschlossen.
Auf der dem Sender 3 gegentiberliegenden Seite des Rahmens 1 sind auf dessen der Durchgangsöffnung 2 abgewandten Seite eine Vielzahl von Empfängern 5 angeordnet, die zum Empfang der von den Sendern 3 ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen eingerichtet sind. Die Empfänger 5 sind übereinander und nebeneinander in gleichmäßigen Abständen angeordnet und zwar derart, daß sie auf der entsprechenden Seitenfläche des Rahmens 1 etwa gleichmäßig verteilt sind, alle im Abstrahlbereich der Sender 3 liegen und etwa gleiche Anteile der Sendeleistung empfangene Die Empfänger 5 sind mit einer gemeinsamen Auswerteschaltung 6 verbunden, an die sie je nach Intetsität des empfangenen Sendesignals ein mehr oder weniger starkes Empfangssignal abgeben. Solange sich in der Durchgangsöffnung 2 keine Metallgegenstände befinden, sind die Empfangssignale aller Empfänger 5 annähernd gleich große Wird jedoch ein Metallgegenstand in die Durchgangsöffnung 2 gebracht, so wird das Empfangssignal eines oder mehrerer Empfänger 5 geschwächt, da ein Teil der Sendeenergie in dem Metallgegenstand durch Wirbelstrom- oder Ummagnetisierungsverluste in Wärmeenergie umgewandelt wird oder weil der Metallgegenstand eine Abschirmung für die elektromagnetischen Wellen darstellt.
In der Auswerte@@haltung 6 wird die Schwächung des bzw. der Empfangssignale festgestellt und daraufhin ein Signal an eine Anzeigevorrichtung 7 abgegeben, Die Anzeigevorrichtung 7 besteht im einfachsten Fall aus einer Anzeigeleuchte, die aufleuchtet, wenn sich ein Metallgegenstand in der Durchgangsöffnung 2 befindet0 Anstelle der Anzeigeleuchte kann auch eine akustische Signalvorrichtung verwendet werden.
Auch können durch die Auswerteschaltung 6 weitere Maßnahmen, wie awa Bespiel das Schließen von Türen, ausgelöst werden.
Die Auswerteschaltung 6 kann auch so ausgebildet sein, daß sie, je nachdem welche Empfänger 5 ihr ein geschwächtes Empfangssignal zuführen, verschiedenartige Ausgangssignale an die Anzeigevorrichtung 7 abgibt Die Anzeigevorrichtung 7 kann dann zum Beispiel anzeigen, in welcher H6he und Tiefe sich der Metallgegenstand in der Durchgangsöffnung 2 befindet undRoder welche ungefähre Größe er hat Dazu reicht es, wenn die Anzeigevorrichtung 7 mit mehreren Anzeigeleuchten ausgestattet ist, die einzeln oder gruppenweise aufleuchten, je nachdem, welcher der Empfänger 5 ein durch den Metallgegenstand geschwäches Sendesignal empfängt, Im Beispiel gemäß Fig. 1 ist jedem Empfänger 5 eine Anzeigeleuchte zugeordnet, wobei die Anzeigeleuchten in der Anzeigevorrichtung 7 räumlich entsprechend den Empfängern 5 angeordnet sind.
Um zu vermeiden, daß bereits geringe Schwächungen der Empfangssignale, wie sie zum Beispiel durch äußere Störfelder oder dielektrische Materialien verursacht werden können, zu einer Signalabgabe an die Anzeigevorrichtung 7 führen, können in der Auswerteschaltung 6 geeignete Schwellwertschaltungen vorgesehen sein, die erst auf Signal abschwächunger besti@@ter Au@@@es ansprechen.
In Fig. 2 ist mit 31 das Gehäuse eines in der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendeten Sendere für elektromagnetische Wellen bezeichnet. Das Gehäuse 31 ist zylinderförmig ausgebildet. Im Inneren des Gehäuses 31 befindet sich konzentrisch zu diesem ein @erritstab 32, der von einer Spulenanordnung 33 umgeben ist Die Spulenanordnung 33 enthält die Induktivität des Senderschwingungskreises sowie die Rückkopplungs induktivität. Ferritstab 32 und Spulenanordnung 33 sind in einer Vergußmasse 34 eingebettet. Im Gehäuse 31 sind weiterhin oberhalb des Ferritstabes 32 die übrigen elektrischen Bauelemente des Senders untergebracht Mit 35 ist eine Anschlußvorrichtung zum Anschluß einer Leitung für die elektrische EnergieversoLgung des Senders bezeichnet. Die Anschlußvorrichtung 36 ragt im oberen Bereich des Gehäuses 31 in der Nähe eines Flansches 36 aus dem Gehäuse 31 heraus.
Dar Flansch 36 dient zur Befestigung des Senders an einer Befestigungsplatte 37.
Die gemäß Fig. 1 terwendeten Fmfänger sind wie die Sender untereinander- gleich Der räumliche Aufbau eines jeden Empfängers ist mit dem des Senders gemäß Fig. 2 weitgehend identisch. Anstelle der in Fig. 2 nicht dargestellten elektrischen Bauteile des Senders sind jedoch im Gehäuse 31 entsprechendeEmpfängerbauteile enthalten.
Sender 3 und Empfänger 5 arbeiten im Tonfrequenzbereich und sind daher genehmigungsfrei, Die Reichweite der Sender 3 ist gering, reicht aber zur Überbrückung der Durchgangs-Öffnung 2 Öliig aus Die Empfänger sind auf die Sendefrequenz abgestimmt Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Aufspürch k@einer, einen bestimmten Raum durchquerender Me@@@@@g@@@@@@@@@. d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dzw. hinter einer den Raum (2) begrenzenden, etwa parallel zur Durchquerungsrichtung verlaufenden S@itenfläche (1) in dieser verteilt eine Vielzahl von Empfängern (S) und auf der diesen gegenüberliegenden Begrenzung des Raumes (2) Sender (3) für elektromagnetische Wellen angeordnet sind, wobei die Abstrahlrichtung der Sender (3) auf die Empfänger (5) gerichtet ist und wobei die Empfänger (5) mit einer Auswerte- und Signalvorrichtung (6, 7) verbunden sind, die auf eine Schwächung der Empfangssignale anspricht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß Sende@ (3) und Empfänger (5) mit relativ niedrigen Freque@@en arbeiten.
3. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß Sender (@) und Empfänger (5) im Tonfrequenzbereich arbeiten
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß meh@ Empfänger (5) als Sender (3) vorhanden sind.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i e h n e t, daß die Sendeantenne jedes Senders (3) im wesentlichen aus einem spulenumwickelten, sta@förmigen ferromagnetischen Kern (32) bes-teht
6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Empfangsantenne jedes Empfängers (5) im wesentlichen aus einem spulenumwickelten, stabförmigen ferromagnetischen Kern (37) besteht.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6 , d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Kern (32) ein Ferritstab (32) ist,
8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswerte- und Signalvorrihtung (6, 7) bei einer vorbestimmten Schwächung der Summe der Empfangssignale aller Empfänger (5) anspricht.
9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertet und Signalvorrichtung (8, 7) bei einer vorbestimmten Schwächung der Empfangssignals mindestens eines Empfängers (5) und. er bei Schwächung der Empfangssignale einer vorbestimmten Anzahl von Empfängern (5) anspricht.
10. Anordnung nach Anspruch 9) d a d u r e h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Auswerte- und Signalvorrichtung (6, 7) die räumliche Lage derjenigen Empfänger (5) anzeigt, deren Empfangssignal geschwächt ist
11, Anordnung nich einem der Ansprüche 8 - 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalvorrichtung (7) optische Signale abgibt.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 - 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalvorrichtung (7) akustische Signale abgibt L e e r s e i t e