(57)【要約】  本発明は、少なくとも1つの容量性高周波センサ（６０）を用いて、第1の高周波検出信号を形成し、該第1の高周波検出信号は、検査すべき前記媒体に作用を及ぼし、従って、第1の高周波検出信号の測定及び評価によって、殊に、容量性のセンサ装置（６０）のインピーダンス測定によって、媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得ることができる、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法に関する。  本発明によると、媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得るために、少なくとも1つの別の第2の検出信号を評価する。  更に、本発明は、本発明の方法による測定装置（６２）に関する。
2006528777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法であって、少なくとも1つの容量性高周波センサ（６０）を用いて、第1の高周波検出信号を形成し、該第1の高周波検出信号は、検査すべき前記媒体に作用を及ぼし、従って、前記第1の高周波検出信号の測定及び評価によって、殊に、容量性のセンサ装置（６０）のインピーダンス測定によって、前記媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得ることができる、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法において、
媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得るために、少なくとも1つの別の、第2の検出信号を評価することを特徴とする、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法。
【請求項２】
少なくとも1つの別の検出信号を、少なくとも1つの別のセンサ装置（６４，６５，６６，６８，７０，９２）によって形成する請求項１記載の位置探査用測定方法。
【請求項３】
少なくとも1つの第1の検出信号と少なくとも1つの第2の検出信号を、並行して測定する請求項１又は２記載の位置探査用測定方法。
【請求項４】
少なくとも1つの第1の検出信号と少なくとも1つの第2の検出信号を、ほぼ並行して測定する請求項１又は２記載の位置探査用測定方法。
【請求項５】
少なくとも1つの第1の検出信号と少なくとも1つの第2の検出信号を、連続して測定する請求項１又は２記載の位置探査用測定方法。
【請求項６】
多数のセンサの各検出信号を測定及び評価し、前記各センサを、少なくとも容量性センサ（６０，６５，６６）、誘導性センサ（６４）、測光センサ（７０，９４）及びレーダセンサ（６８）を含むグループから構成する請求項１から５迄の何れか１記載の、殊に、請求項１記載の位置探査用測定方法。
【請求項７】
センサ（６４，６５，６６，６８，７０，９２）の少なくとも１つの検出信号を、少なくとも１つの別の検出信号の測定及び評価によって最適化する位置探査用測定方法。
【請求項８】
媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定用の測定装置、殊に、携帯測定装置であって、少なくとも1つの容量性高周波センサ（６０）を用いて、検査すべき前記媒体に作用を及ぼすための第1の高周波検出信号を形成し、前記第1の高周波検出信号の測定及び評価によって、殊に、容量性のセンサ装置（６０）のインピーダンス測定によって、前記媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得ることができる、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定装置において、
媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得るために、少なくとも1つの別の第2の検出信号を形成するための少なくとも１つの別のセンサ（６４，６６，６８，７０，９２）が設けられている、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定装置。
【請求項９】
少なくとも１つの別のセンサは、誘導性センサ（６４）である請求項８記載の位置探査用測定装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの別のセンサは、容量性センサ（６０，６５，６６）である請求項８記載の位置探査用測定装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの別のセンサは、レーダセンサ（６８）である請求項８記載の位置探査用測定装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの別のレーダセンサ（６８）は、広帯域パルスレーダセンサである請求項１１記載の位置探査用測定装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの別のセンサは、測光センサ（９２，７０）である請求項８記載の位置探査用測定装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの別のセンサは、赤外線センサ（７０）である請求項１３記載の位置探査用測定装置。
【請求項１５】
少なくとも２つのセンサ（６０，６４，６６，６８，７０，９２）は、測定装置（６２）の共通のケーシング内に統合されている請求項８〜１４の何れか１記載の位置探査用測定装置。
【請求項１６】
少なくとも２つのセンサ（６０，６４，６６，６８，７０，９２）は、共通のプリント配線板（１８）に統合されている請求項１５記載の位置探査用測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法であって、少なくとも1つの容量性高周波センサを用いて、第1の高周波検出信号を形成し、該第1の高周波検出信号は、検査すべき媒体に作用を及ぼし、従って、第1の高周波検出信号の測定及び評価によって、殊に、容量性のセンサ装置のインピーダンス測定によって、媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得ることができる、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法に関し、乃至、本発明は、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用の測定装置、殊に、携帯測定装置であり、少なくとも1つの容量性高周波センサを用いて、検査すべき媒体に作用を及ぼすための第1の高周波検出信号を形成し、第1の高周波検出信号の測定及び評価によって、殊に、容量性のセンサ装置のインピーダンス測定によって、媒体内に閉じ込められた対象物についての情報を得ることができる、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定装置に関する。
【０００２】
従来技術
そのような媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定装置、乃至、相応の方法は、ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０７４２４号公報から公知である。ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０７４２４号公報記載の測定装置は、媒体内に閉じ込められた対象物を、閉じ込められた対象物によって形成される容量性センサ装置の電気キャパシタンスの変化を用いて検出される。媒体内に閉じ込められた対象物により、媒体の誘電特性が変化し、その結果、対象物の近くに設けられた測定コンデンサは、対象物に起因して容量乃至インピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化は、例えば、容量性センサ装置の測定コンデンサの変位電流によって測定することができる。ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０７４２４号公報記載の位置探査用測定装置は、ほぼ２つのコンデンサ電極を備えた測定コンデンサからなる容量性センサを有する。電圧の印加により、測定コンデンサの各電極間に高周波電界が形成される。各コンデンサ電極間には、印加された交流電圧によって、所謂変位電流（Ｖｅｒｓｃｈｉｅｂｅｓｔｒｏｍ）が流れる。固定した電圧の場合に、インピーダンス、つまり、測定コンデンサの複素インピーダンスが小さくなるにつれて、この変位電流は大きくなる。測定コンデンサのインピータンスは、ほぼ、各コンデンサ電極間に設けられている材料によって特定される。そのような測定コンデンサを備えた位置探査用測定装置が、閉じ込められた対象物の近くに位置すると、測定コンデンサの電界によって形成された領域内の材料の成分を示す信号が変化する。殊に、閉じ込められた対象物によって、材料の変化した誘電率、従って、測定装置の変化したインピーダンスが生じる。
【０００３】
相応の評価アルゴリズムを介して、ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０７４２４号公報記載の測定装置により、閉じ込められた対象物の位置を特定することができる。測定装置内に統合されたモニタを介して、処理された情報をユーザに更に転送することができる。従って、ユーザは、例えば、壁内に閉じ込められた対象物を穿孔する恐れなしに、壁内に穿孔する必要がある場所及び程度を推定することができる。使用されている高周波周波数、ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０７４２４号公報記載の位置探査用測定装置では約２ＧＨｚの領域内の高周波周波数に基づいて、隠れた対象物によって生じることがある、極めて小さな誘電体の影響を検出することもできる。このようにして、この測定装置を用いて、例えば、壁又は底部内の金属の影響の他に非金属の対象物、例えば、木部又はプラスチックも検知することができる。
【０００４】
発明の利点
本発明の、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定方法では、高周波の容量性センサ装置の検出信号の他に、少なくとも１つの別の検出信号も処理する。そのような方法は、一方では、容量性センサ装置を利用し、この容量性センサ装置は、高周波検出信号を、電磁場の形式で形成し、その結果、この電磁場は、被検媒体内に作用する。媒体内に閉じ込められた対象物は、特に、媒体の誘電率に作用し、従って、測定に用いる容量性センサ装置の誘電率にも作用する。高周波検出信号の評価によって、殊に、容量性センサ装置のインピーダンス測定によって、媒体内に閉じ込められた対象物の位置についての情報を得ることができる。
【０００５】
更に、本発明の方法では、更に少なくとも１つの別の付加的な検出信号が評価される。付加的な検出信号を用いて、有利には、閉じ込められた対象物についての、付加的な情報を得ることができる。
【０００６】
少なくとも２つの検出信号から得られた情報を組み合わせることによって、例えば、対象物の純然たる位置探査用測定の他に、即ち、対象物の位置乃至対象物の深さの測定の他に、対象物の材料を識別することもできる。このようにして、例えば、種々異なる材料を区別することができる。そのような測定装置が、例えば、壁内に深く穿孔する前に使用されると、対象物の純然たる位置探査用測定の他に、媒体内に閉じ込められた対象物の「危険性」についての情報も得ることができる。つまり、場合によっては、通電線を、木の角材等から区別することができる。
【０００７】
相応の回路によって、容量性高周波センサを通常の、つまり、低周波容量性センサとして、スタッドファインダ（Ｓｔｕｄｆｉｎｄｅｒ）の形式で使用することができる。そのために、例えば、所属の測定コンデンサの制御を、高周波励起と低周波作動方式との間で切換接続されるように変調することができる（「準並列作動」）。例えば、容量性高周波センサの各電極を、本発明により、例えば、電源電圧線路の交流電圧場を容量的に検出することができる電源電圧検出器の形式で作動するように制御することもできる。この場合、容量性センサは、受動的に、つまり、電場を形成せずに作動し、従って、例えば、壁内での電源電圧線路の位置及び経過を指示することができる。
【０００８】
従って、本発明の方法によると、単に１つのセンサだけを使って、種々異なる一連の検出信号を形成し、この検出信号を評価することによって、閉じ込められた対象物についての付加的な情報を、相応の測定装置のユーザに通知することができる。
【０００９】
更に、付加的な検出信号を用いて、閉じ込められた対象物の位置を一層精確に測定することができる。と言うのは、第１の検出信号を形成するセンサは、第２の検出信号の測定結果に基づいて最適化され、特殊な測定状況に適合させることができるからである。例えば、容量性センサは、誘電インピーダンスの測定によって材木の柱壁を検出することができる。装置内に統合されたレーダセンサは、空気の封入体を測定するが、装置の表示部には指示されないように作動することができる。これは、例えば、レーダセンサの後ろ側に接続された信号処理部によって、空気の封入体の信号を通常の平均化方法を介して平均化するようにして達成することができる。このようにして、レーダセンサを最適化して作動することもできる。
【００１０】
従属請求項に記載した各要件によって、請求項１記載の本発明の方法の有利な実施例が可能となる。
【００１１】
本発明の測定装置、乃至、測定装置に基づく方法の実施例では、評価及び情報獲得のために利用される、少なくとも１つの別の検出信号が、少なくとも１つの別のセンサから形成される。種々異なる検出信号用の別個のセンサを用いることによって、各測定を並行して実行することができ、つまり、特に、測定時間を低減することができるのである。
【００１２】
つまり、誘導性センサを用いて、金属の対象物と非金属の対象物とを区別することができる。更に、例えば、誘導性センサを予め較正しておく作業をやらないで済む。と言うのは、例えば、容量性高周波センサによって、対象物が存在しないことが検出される場合、較正は、例えば自動的に実行することができるからである。
【００１３】
本発明の方法は、有利には、所定の対象物を所期のようにサーチすることもできる。つまり、予め定義されたサーチルーチンを制御する相応の回路によって、例えば、特に電気ケーブル又は金属をサーチすることができる。同様に、壁内にある中空空間又は別の対象物（サーチ基準に相応しない）を、測定装置の表示部上で例えばフェードアウトすることができ、その結果、ユーザは、所望の情報だけを得ることができる。つまり、本発明の方法により、測定装置の表示部に、例えば、順次連続して、又は、同時に、金属、通電状態の電気線路、プラスチック又は木材の対象物又は中空空間を表示することができる。このようにして、例えば、鉄筋コンクリート構造物のコンクリート被覆部の材料の厚み測定、又は、床暖房装置のたたき部分の厚み測定（Ｅｓｔｒｉｃｈｄｉｃｋｅｎｍｅｓｓｕｎｇｅｎ）を行うこともできる。
【００１４】
本発明の方法の有利な実施例では、全ラインの検出信号が各センサによって評価のために利用される。これらのセンサは、例えば、容量性センサ、誘導性センサ、測光センサ、例えば、赤外線センサ、又は、レーダセンサ又は超音波センサにするとよい。これらのセンサは、個別又はグループにまとめて接続される。これは、例えば、マニュアルにより、又は、自動的に、つまり、測定装置のメモリ素子内に記憶された相応のルーチンによって制御することができる。
【００１５】
本発明の方法の有利な評価ルーチンでは、アクティブな全てのセンサの検出信号を評価し、明瞭な信号のセンサだけを後ろ側に接続されたデータ処理部用に専ら使用するようにされている。別のセンサの測定結果は、その際、無視される。床暖房装置の測定時に、床内の種々異なった大きさの金属対象物を誘導性センサが検出する場合、比較的弱い信号をフェードアウトすることができる。と言うのは、この比較的弱い信号は、コンクリート内の構造用鋼マットから生じているからである。しかし、誘導性センサが一種類の金属の対象物だけを検出し、且つ、レーダセンサが付加的な対象物を検出しない場合でも、誘導性センサによって検出された信号は、床暖房装置の金属製パイプに起因する信号である。しかし、レーダセンサが別の対象物を検出すると、この付加的な対象物は、床暖房装置のプラスチック製パイプである。その際、金属の対象物は、測定結果の表示の際にここでも相応にフェードアウトするとよい。このようにして、重要な情報だけを可視にすることができる。
【００１６】
殊に、有利には、１つのセンサ、又は、測定に使用するセンサの検出信号を、少なくとも１つの別の検出信号の評価及び検出によって最適化してもよい。本発明の方法の実施例では、個別センサの制御部に、各々種々異なる「プログラム（”Ｐｒｏｇｒａｍｍ”）」、例えば、「メタルプログラム（”Ｍｅｔａｌｌｐｒｏｇｒａｍｍ”）」、「空洞レンガプログラム（”Ｈｏｈｌｚｉｅｇｅｌｐｒｏｇｒａｍｍ”）」、「プラスチックプログラム（”Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｐｒｏｇｒａｍｍ”）」等を書き込むようにしてもよい。そのような特殊なサーチプログラムは、そのような対象物の検出時に特別な利点を有している個別センサに配属させることができる。１つ又は複数のセンサの測定時に、プログラミングされた特殊なシナリオを検出された場合、即ち、１つ又は複数のセンサが、例えば、特殊な材料を指示した場合、全てのセンサが、このプログラムに調整され、乃至、センサ制御及び評価が既知の材料に最適化される。このようにして、一層精確な結果を提供することができる。と言うのは、例えば、識別された対象物に同調された、個別センサの感度で作動することができるからである。
【００１７】
本発明の測定装置の有利な実施例では、複数のセンサが、測定装置の共通のケーシング内に統合されている。その際、センサは、例えば、共通のプリント配線板上に設けることができる。有利には、例えば、センサは全て、共通軸の方に配向され、その結果、相応の検出信号は、同一の点に配向されることになる。
【００１８】
装置が経路センサを有している場合、種々異なるセンサの実際の信号レベルを測定することができるのみならず、更に、信号の経過特性も検出及び表示することができる。そうすることによって、測定装置のディスプレイに２次元表示することもでき、つまり、経路情報の他に深さ情報も表示することができる。これは、有利には、たいてい、１つ又は複数の光学信号ランプを介して、測定個所での実際の測定結果が表示される、従来技術の金属位置探査用測定装置から区別される。
【００１９】
本発明の測定装置の択一的な実施例では、しかし、センサを部分的に共通の基板上及び測定装置のケーシング内の別の個所に、例えば、装置のケーシング底部に統合することもできる。
【００２０】
測定装置の特に有利な実施例では、装着モジュール及び相応のインターフェースを用いて、測定装置及び当該測定装置内に設けられているセンサと接続することができる外部センサが用いられる。
【００２１】
例えば、全てのラインの種々異なるセンサを測定装置に統合して、相応のソフトウェアを介して制御することができる。このようにして、量産の際に、種々異なるユーザの種々異なる要求を考慮することができるようになる。
【００２２】
媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定用の本発明の方法、乃至、相応の測定装置の別の利点について、図示の実施例を用いて以下詳述する。
【００２３】
図面
図には、媒体に閉じ込められた対象物の位置探査用の、本発明の測定装置乃至基礎となっている方法の実施例が示されており、以下、詳細に説明する。図示の実施例及び請求項には、多数の要件が組み合わされている。当業者は、これらの各要件を個別に考察したり、更に、有意義に組み合わせて統合したりすることができ、これらも同様に本願明細書に記載されているものとする。
【００２４】
その際：
図１は、本発明の位置探査用測定装置の構成略図、
図２は、本発明の測定装置の第１の実施例のセンサ装置の断面図、
図３は、図２の本発明の測定装置の実施例を下から見た図、
図４は、本発明の測定装置の第２の実施例のセンサユニットを、図３と同様に下から見た図、
図５は、本発明の測定装置のセンサユニットの別の実施例を、図３及び図４と同様に図示した図
である。
【００２５】
実施例の説明
図１には、本発明が基礎とする方法、乃至、本発明の方法のための測定装置の原理的な構成が略示されている。容量性高周波センサ６０の他に、図１の実施例の本発明の測定装置６２は、誘導性センサ６４、別の容量性センサ６６、レーダセンサ６８並びに測光センサ（９２）を赤外線検出器７０の形式で有している。別のセンサを、相応の実施例で設けてもよい。
【００２６】
中央制御ユニット７２によって、個別センサが制御され、評価される。本発明の方法では、各センサは、個別にもグループにまとめて接続しても、乃至、全て一緒に接続してもよい。作動形式の選択、即ち、所定の測定用にどのセンサを利用すべきかの選択は、一方では、マニュアル作動セレクトスイッチ７４を介して行うことができ、このスイッチは、測定装置の操作フィールド内に統合されていて、ユーザによってユーザの選択に応じて操作することができる。このような、ユーザによる作動方式のマニュアルによる選択の他に、測定装置のメモリ媒体内に記憶されている相応の制御プログラムを介して自動的に作動形式を選択してもよい（「自動作動（”ａｕｔｏｍａｔｉｓｃｈｅｒ  Ｂｅｔｒｉｅｂ”））。
【００２７】
本発明の方法によると、種々異なるセンサを並列して使用してもよいし、ほぼ並列して使用してもよいし、直列して使用してもよい。その際、ほぼ並列して作動する形式では、非常に迅速に各個別センサ間で切り換えて、相応の検出信号を形成し、測定し、評価し、乃至、評価のために場合によっては一時記憶するようにしてもいい。ここでは、同様に、自動的なセンサの選択と、ユーザによる予め設定された、センサの選択との間で選択してもよい。
【００２８】
相応の評価ユニット７６によって、センサの個別測定信号を評価し、相互に比較し、それに続いて、例えば、個別センサを他のセンサの測定結果に依存して最適化してもよい。つまり、本発明の方法の実施例では、個別センサの制御部に、各々種々異なる「プログラム（”Ｐｒｏｇｒａｍｍ”）」、例えば、「メタルプログラム（”Ｍｅｔａｌｌｐｒｏｇｒａｍｍ”）」、「空洞レンガプログラム（”Ｈｏｈｌｚｉｅｇｅｌｐｒｏｇｒａｍｍ”）」、「プラスチックプログラム（”Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｐｒｏｇｒａｍｍ”）」等を書き込むように設けられている。そのような特殊なサーチプログラムは、個別センサに対応付けることができる。１つ又は複数のセンサの測定時に、プログラミングされた特殊なシナリオが検出されると、即ち、１つのセンサが、例えば、特殊な材料との指摘を示す場合、全てのセンサがこのプログラムに切り換えられ、従って、一層精確な、最適化された測定結果を供給する。つまり、例えば、最適に同調された感度で作動することができる。
【００２９】
本発明の方法の有利な評価ルーチンでは、全てのアクティブなセンサの検出信号を評価し、明瞭な信号のセンサだけを専ら後続のデータ処理用に使用するようにされる。他のセンサの測定結果は、その際、別の評価のために無視される。
【００３０】
評価ユニット７６の後ろ側には、データ処理用のユニットと表示部７８とが接続されている。評価ユニット７６のデータは、処理されて、ユーザが直観的にアクセスできるような表示形式にされている。つまり、測定結果は、例えば、実際の測定状況をグラフィック表示する形式に処理することができる。測定装置に統合されたディスプレイを介して、測定信号は、特にリアルタイムで、ユーザに、例えば検査される壁の断面表示の形式で知らされる。
【００３１】
つまり、データ処理部には、例えば、センサ信号全てをニューラルネットワークの主成分分析を用いて評価され、パターン認識を介して最も確率の高い結果が表示部を介して送出されるように設けられている。相応のルーチンを設けて、各センサの検出限界値に相応して各センサを重み付けして検出結果に反映されるようにすることもできる。こうすることよって、各個別センサは、固定した検出限界値を有しているにも拘わらず、結果全体を「ソフトな」限界値にすることができる。ここでは、例えば、ファジィロジックを用いると有利である。
【００３２】
この方法で、個別センサを、全て測定装置のケーシング内に統合してもよく、特に、本発明の測定装置を適合的に変形して構成してもよい。その際、付加検出器、例えば、赤外線検出器７０を、容量性高周波検出器６０と、例えば、誘導性検出器６４を有する測定装置６２にモジュール状に装着してもよい。その際、共通のインターフェースを介して、赤外線センサの制御及び評価を、本来の測定装置を介して行ってもよい。
【００３３】
図２には、本発明の測定装置のフロントエンドの断面、即ち、センサヘッド１０の断面が示されている。図２の実施例の測定装置６２は、容量性高周波センサ６０並びに誘導性センサ６４をコイルの形式で有している。
【００３４】
その際、センサ装置１０は、導電性の表面を有するケーシング１４を有している。ケーシング１４は、例えば、金属製の一体的な鋳込み成型部品として、又は、成型処理によって、金属化されたプラスチック製にしてもよい。同様に、センサ装置のケーシング１４に金属導電コーティングすることもできる。センサのケーシングは、一方の側が、測定対象物の方向に開かれており、センサ装置の主要なコンポーネントを囲んでおり、それ自体、装置の統合された構成部品である。
【００３５】
センサ装置１０は、主として３つの構成部品群を有している。これらの構成部品群の第１の群は、測定乃至検出信号の形成及び処理用の電気回路４８である。センサ装置の第２の構成群は、容量性高周波センサを有しており、このセンサは、本発明の位置探査用測定装置では、特殊に構成された測定コンデンサ１６によって構成されている。センサ装置のケーシング１４の周囲には、第３の構成群としてコイル装置１２が設けられており、このコイル装置は、相応の電子回路及び構成素子４８と一緒に、殊に金属化された対象物の検出用の誘導性センサを形成している。
【００３６】
上述の３つの異なる構成群は、センサヘッド１０の相互に分離された種々異なる部分空間内に設けられている。誘導性センサのコイル装置１２は、ケーシング１４の外側に設けられており、容量性高周波センサの測定コンデンサは、ケーシング内に設けられているが、プリント配線板１８によって相互に分離されている。プリント配線板１８は、ケーシング１４内の周縁部で、当該ケーシング１４に固定されている。このケーシングは、そのために、図２の実施例では、プリント配線板１８上に載置される特徴的な肩部４２を有している。そのように成型されたケーシング１４は、位置探査用測定装置の更に図示していないケーシング内に、電子回路乃至容量性高周波センサの両部分スペースが上下に重なって設けられるように組み込まれている。これらの部分スペース２０及び２２は、プリント配線板１８によって、容量性センサ用の第１の開いた部分スペース２０と、電子構成部品用の第２の閉じられた部分スペース２２とが形成されるように相互に分離されている。第２の部分スペース２２は、ケーシングと固定して結合されている、ケーシング１４の湾曲部２８並びにプリント配線板１８によって形成されている。有利には、金属化された層３０は、プリント配線板１８上乃至プリント配線板内に統合されており、その結果、ケーシング１４の部分スペース２２は、導電性の表面によって閉じられている。このようにして、部分スペース２２は、「ファラデー箱」２３を形成し、それにより、部分スペース２２内に設けられた電子構成素子を、電磁妨害に対して絶縁するようにできる。プリント配線板１８は、図２に示されているように、その一方の側面上に電気回路及び測定信号の形成及び評価用の構成素子４８が設けられている。プリント配線板１８の他方の側面上には、測定コンデンサ１６の一方の電極２４が取り付けられている。
【００３７】
容量性高周波センサが収容されているセンサ装置１０のケーシング１４の第１の部分スペース２０は、主として、プリント配線板１８の表面３２によって、並びに、ケーシング１４の側壁３４によって形成されている。この側壁３４内には、切欠部３６が統合されており、この切欠部によって、センサ装置のケーシング１４を、位置探査用測定装置のケーシング内に固定することができるようになる。
【００３８】
ケーシング１４の第１の部分スペース２０は、一方の側が開口５４によって開かれており、主として容量性高周波センサの測定コンデンサ１６を有している。測定コンデンサ１６は、測定コンデンサの第１の電極２１を形成するケーシング１４の部分スペース２０の内面３８、並びに、プリント配線板１８上に取り付けられた第２の電極２４によって形成されている。このようにして、測定コンデンサ１６は、単に付加的な電極２４によって構成することができる。測定コンデンサ１６の第１の電極２１は、有利にはケーシング１４自体によって構成されている。
【００３９】
図２の実施例に示されているように、第１の部分スペース２０は、所属の測定装置の壁５０によって閉じることができる（この隔壁が測定コンデンサ１６の電界を妨害しない限り）。この理由から、壁５０は、例えば、本発明の位置探査用測定装置のプラスチックケーシングの一方の側面によって構成することができる。本発明の位置探査用測定装置は、この場合、ケーシング壁５０と共に、測定すべき構造、例えば、カバー又は底部の上に構成される。壁部５０は、更に、測定コンデンサ１６の電極２４を損傷しないように機械的に保護するのに使われる。
【００４０】
センサ装置のケーシング１４の周囲に、本発明の測定装置内の誘導センサ６４のコイル装置１２のコイル要素８０が巻回されている。その際、コイル要素８０は、例えば、コイル坦体８４に取り付けられ、乃至、コイル坦体８４内に鋳込み成型されている。相応の結合手段を介して、コイル要素８０は、制御及び評価のために、更に図示していないエネルギ供給部並びに電子構成素子４８と接続されている。他の実施例では、例えば、誘導性センサ装置を測定装置６２のプラスチック底部５０内に統合してもよい。
【００４１】
図３には、図２の本発明の測定装置のセンサヘッド１０を、保護壁５０を取り除いて下側から見た略図が示されている。高周波コンデンサ１６の電極２４は、センサ基板１８のほぼ真ん中に取り付けられている。センサ基板１８は、その際、センサヘッドのケーシング１４の内側と一緒に測定コンデンサ１６の第１の電極２１を形成している。ケーシング１４の周囲には、本発明の測定装置の誘導センサ６４のコイル要素８０が設けられている。
【００４２】
相応の回路によって、本発明の方法では、容量性高周波センサ６０の測定コンデンサ１６も、通常の、つまり、低周波容量性センサ６６もスタッドファインダの形式で使用することができる。そのために、例えば、測定コンデンサ１６の制御を、高周波励起と低周波作動方式との間で交互に切り換えるように変調することができる。例えば、図２乃至図３の本発明の位置探査用測定装置の測定コンデンサ１６を、当該測定コンデンサ１６が電源電圧検出器６５の形式で、容量的に例えば電源電圧線路の交流電圧場を検出することができるように制御することもできる。この場合、容量性センサは、受動的に、つまり、電界を形成せずに作動し、従って、例えば壁内の電源電圧線路の位置及び配線状態を指示することができる。
【００４３】
本発明の測定装置内に設けられている制御電子回路によって、単に１つのセンサを用いて、図１の実施例では測定コンデンサ１６を用いて、種々異なる検出信号を形成することができる。その際、この検出信号は、ほぼ並行して又は連続して評価することができ、その結果、この評価を介して、媒体内に閉じ込められた、測定すべき対象物についての付加的な情報を得ることができる。その際、容量性センサの測定コンデンサ１６は、殊に、通常のセンサとして、つまり、低周波容量性センサ６６として、電源電圧検出器６５として、又は、高周波検出器６０として制御することもできる。有利には、その際、検出信号は、自動的に、検査すべき面上の同一の点に配向される。従って、常に、つまり、検出信号が切り換えられた場合にも、同じ測定領域が検査される。種々異なる空間領域の測定による測定誤差は、この本発明の測定装置の実施例では、ほとんど生じない。
【００４４】
択一的な実施例では、種々異なる検出信号を、各々１つの独立したセンサ、例えば、各々１つの測定コンデンサに配属してもよく、その結果、その際少し大きな構造スペースのコストで、たくさんの検出信号を得るために、単に並列作動するようにすることができる。
【００４５】
本発明の方法では、有利には、所定の対象物について所期のようにサーチすることもできる。つまり、予め定義されたサーチルーチンを制御する相応の回路によって、例えば、特別に、通電ケーブル又は金属をサーチすることができる。同様に、壁内に設けられた中空空間を、測定装置のディスプレイ上に自動的に又はユーザによって所定のようにフェードアウト、つまり、表示されないようにすることができ、その結果、所望の情報だけを選択して得ることができるようになる。
【００４６】
図４には、図３と同様の図で、本発明の測定装置のセンサヘッドの別の実施例が示されている。その際、同じ構成要素は、同じ参照番号で示されている。図４の実施例の本発明の測定装置のセンサヘッド１０は、前述の実施例とは異なって、送信アンテナ８６並びにレーダセンサ６８の受信アンテナ８８を有している。レーダパルス（ＵＷＢ”Ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｒａｄａｒ”超広帯域無線レーダ）を放射するようなレーダセンサ乃至レーダ検出器は、原理的に同様に、壁内に隠れた対象物を検出するのに適しており、つまり、レーダパルスは、アンテナから放射され、対象物で反射され、受信アンテナに戻ってくる。閉じ込められた対象物についての情報を含む戻り信号を、相応のように評価することができる。
【００４７】
レーダセンサの受信乃至送信アンテナの相応の制御乃至幾何的な形状形成によって、これらのアンテナの一方又は両方を、容量性センサ６０，６５，６６用の、特に、容量性高周波センサ６０用の単数乃至複数の電極として利用することができる。このようにして、容量性高周波センサ６０用に付加的な１つの電極乃至２つの付加的な電極を、センサヘッド１０のケーシング内に統合しなくてよい。レーダセンサの送信及び受信アンテナは、単にアンテナ板によってだけ構成してもよい。センサヘッドは、その際、図３に示されているように見える。アンテナの制御は、この場合、先ずレーダパルスを放射し（送信アンテナ）、続いて、このアンテナを受信に切り換え、その結果、反射されて戻ってきたレーダパルスを同じアンテナによって（この時点では受信アンテナ）検出することができる。
【００４８】
図５は、本発明の測定装置のセンサヘッドの別の実施例を示す。誘導性センサ６４のコイル要素８０、容量性高周波送信器６０としても制御されるレーダセンサ６８の送信アンテナ８６乃至受信アンテナ８８の他に、付加的に１つの感光性センサ９２を、赤外線センサ７０の形式で、本発明の測定装置のセンサヘッド１０内に統合してもよい。
【００４９】
赤外線センサは、有利には、温度又は温度差を測定する必要がある場所で使用することができる。つまり、最新のＩＲセンサを介して、高速で信頼性の高い温度測定を行うことができる。殊に、１０００度以上もの非常に高い温度でも高い信頼度で測定することができる。つまり、この測定は、無接触で、単に放射熱に基づいてのみ行うことができるからである。
【００５０】
本発明の測定装置の赤外線センサ７０は、例えば、導電率が生起した放射強度と共に変化する半導体フォトダイオードから構成されており、その際、このフォトダイオードは、特に１マイクロメータ以上の領域内の波長（赤外線ビーム）に感応する。興味深いことに、図５の実施例の本発明の測定装置を、例えば、床、壁又は天井内に閉じ込められた床暖房装置、暖房用パイプ等のような状況で用いるとよい。このような状況では、例えば、パイプに穴を開けてしまうのを阻止したり、乃至、既に生じた水道管の破損時に、この水道管の正確な位置状態を特定したりするために、何処にパイプがあるのか知りたい。その際、従来技術の方法では、例えば、ＩＲセンサ装置、サーモグラフィ（熱写真）カメラ（Ｗａｅｒｍｅｂｉｌｄｋａｍｅｒａｓ）又はサーモホイール（Ｔｈｅｒｍｏｆｏｌｉｅｎ）が使われている。従来技術の、そのようなセンサ装置を用いると、検査すべき領域がゆっくりと走査され、局所的な温度最大値が指示される。サーモグラフィ（熱写真）カメラは、原理的に、温度差を可視にすることができる赤外線領域で写真を形成する。サーモホイールは、比較的高い温度で発色する感熱材料製である。その際、ホイルは、検査すべき領域上に接着される。この方法では、しかし、検査される対象物の深さ情報を得ることはできない。
【００５１】
本発明の位置探査用測定装置によると、従来技術とは異なり、複数のセンサ方式の組合せによって、壁、天井又は床内の暖房用又は冷却用パイプを迅速且つ高い効率で位置探査することができるようになる。ＩＲセンサ７０は、大雑把な区分、つまり、暖房用のパイプなのか、冷却用のパイプなのかの区別、並びに、パイプが敷設されていない場所の位置特定を行うことができるが、本発明の測定装置に統合された別のセンサ方式によって、パイプの正確な位置、深さ、及び、大きさも特定することができる。
【００５２】
図５には、シールドケーシング１４として、付加センサ装置用のセンサ基板１８を有するサーボ装置１０が図示されている。センサ基板１８上には、レーダセンサ６８のアンテナ８６及び８８が半田付けされている。各アンテナは、相応の電子的な接続手段を用いたレーダ検出に対して付加的に、容量性の高周波センサ６０乃至容量センサ６５，６６も利用される。インテリジェントソフトウェア又は相応の電子回路により、そのために、これらの各センサの個別の作動形式間で非常に迅速に切り換えられる。更に、ケーシング１４の周囲には、誘導検出用のコイル装置８０が巻回されている。選択的に、コイル用のフェライトを設けてもよい。コイル巻線の種類、大きさ及び位置は、特別に構成してよい。
【００５３】
赤外線センサ７０は、ケーシング１４内に、例えば、センサ基板１８上に設けてもよい。しかし、典型的に、各センサが相互に影響し合うために、各センサをケーシングの外側に配設すると一層よくなる。本発明の測定装置の有利な実施例では、赤外線センサ７０を、検出可能なＩＲセンサヘッド７３の形式で構成して、このセンサヘッドを相応の容量性高周波位置探査用測定装置用の付加コンポーネント７３として設けるようにしてもよい。位置探査用測定装置の相応のインターフェースを介して、赤外線センサは、測定装置の制御及び評価ユニットに接続され、この制御及び評価ユニットによって制御及び評価されるようにしてもよい。
【００５４】
本発明の測定装置の種々異なる実施例では、使用されたセンサ方式の統合の形式は、任意に構成することができる。センサの位置、大きさ、並びに、個数は、制限されない。付加的な検出信号から得られたデータは、有益になるように後続処理して、閉じ込められた対象物についての付加的な情報を得られるようにしてもよい。
【００５５】
相応のデータ処理（ソフトウェア）によって、各個別センサの各測定結果を相互に補完しあって、従って、閉じ込められた対象物について、できる限り完全な画像が得られるようになる。
【００５６】
複数のセンサの組合せ又は同一センサの種々異なる制御から得ることができる複数の検出信号を評価することによって、有利に、閉じ込められた対象物の位置探査用測定に対して付加的に、例えば、材料の識別、並びに、電線の場合には例えば、この電線の電圧状態についての情報も得ることができる。容量性高周波センサを赤外線センサと組み合わせることによって、例えば、水道管の位置探査用測定が可能であるのみならず、そのような水道管内の種々異なる温度レベルに基づいて、例えば、管内の流れ方向についての情報も得ることができる。並列乃至連続して得られる別の各検出信号を利用することによって、更に、高周波位置探査用測定及び深さ評価が明らかに精確となる。つまり、相応のセンサを、見つけられる対象物の識別された材料の種類に調整して最適化することができるからである。
【００５７】
従って、個別センサを、別のセンサによって得られた、閉じ込められた対象物についての情報に基づいて最適化することができる。このようにして、各センサユニットを、別のセンサの付加情報に基づいて一層良好に作動することができる。このように最適化された、相互に独立した結果を、ソフトウェア又はハードウェアにより、本発明の位置探査用測定装置がユーザに位置、深さ、幅も、例えば、材料の種類及び温度について、対象物の大きな深さ内であっても知らせることができる。
【００５８】
本発明の位置探査用測定装置乃至基礎となっている本発明の、媒体内に閉じ込められた対象物の位置探査用測定のための方法は、図示の実施例に限定されない。
【００５９】
殊に、本発明の方法は、壁、床又は天井内に閉じ込められた対象物の検出に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の位置探査用測定装置の構成略図
【図２】本発明の測定装置の第１の実施例のセンサ装置の断面図
【図３】図２の本発明の測定装置の実施例を下から見た図
【図４】本発明の測定装置の第２の実施例のセンサユニットを、図３と同様に下から見た図
【図５】本発明の測定装置のセンサユニットの別の実施例を、図３及び図４と同様に図示した図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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