ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft einen Metalldetektor zur Detektion von elektromagnetisch detektierbaren Bestandteilen in Fördergut, welches Komponenten aus Materialien unterschiedlicher elektromagnetischer Eigenschaften aufweist und in einer Förderrichtung entlang einer Förderstrecke durch eine Detektionszone des Metalldetektors hindurchläuft.

Ein Metalldetektor der in dieser Anmeldung betrachteten Art arbeitet nach einem elektromagnetischen Prinzip und ist dadurch in der Lage, Materialien oder Teile aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit und/oder magnetischen Leitfähigkeit (Permeabilität) zu erkennen bzw. zu detektieren und bei ausreichend großen Unterschieden dieser elektromagnetischen Eigenschaften die unterschiedlichen Bestandteile auch voneinander zu unterscheiden. Der Begriff „Metalldetektor“ bezieht sich dabei auf die Eignung, Metalle (als typische Vertreter für Materialien mit relativ hoher elektrischer Leitfähigkeit) in Fördergut zu detektieren, das ggf. schlechter oder auch überhaupt nicht leitfähige Materialien enthält.

Mögliche Einsatzgebiete von Metalldetektoren finden sich z.B. im Bereich der Lebensmittelindustrie, der Pharmaindustrie, der Kunststoffindustrie oder allgemeiner der Chemieindustrie oder der Verpackungsindustrie. Ein Zweck des Einsatzes von Metalldetektoren in diesen Anwendungsgebieten besteht darin, schnell und zuverlässig das Vorhandensein von unerwünschten Metallstücken in einem Fördergut zu detektieren, welches ansonsten überwiegend oder ausschließlich aus elektrisch nicht-leitendem oder nur schwach elektrisch leitfähigem Material besteht. Bei dem Fördergut kann es sich um Stückgut handeln, also um Gegenstände, die sich einzeln „am Stück“ transportieren lassen, ggf. aber auch um Schüttgut. Solche Metalldetektoren sind im industriellen Sektor weit verbreitet und werden häufig in Produktionslinien oder Verpackungslinien integriert.

Ein nicht-limitierendes Anwendungsbeispiel ist die Lebensmittelüberwachung am Fließband. Hierbei geht es konkret um die Detektion von kleinsten Metallpartikeln, die im Rahmen der Lebensmittelverarbeitung und/oder der Lebensmittelverpackung zu einer Kontamination führen.

Ein anderes Einsatzgebiet liegt im Bereich der Materialsortierung, insbesondere der Metallsortierung, wo es z.B. im Rahmen von Recycling-Prozessen darum gehen kann, Teile aus elektrisch gut leitenden Nichteisenmetallen wie Kupfer, Aluminium oder deren Legierungen aus Gemengen mit Bestandteilen aus elektrisch schlechter leitenden Metallen und/oder Nichtmetallen zu separieren.

Standardmäßig werden heutzutage vielfach sogenannte Tunnel-Metalldetektoren verwendet. Konventionelle Tunneldetektoren bieten neben ihrem einfachen Aufbau u.a. eine hohe Sensitivität sowie Robustheit und gelten daher seit Jahren als Standard in der Lebensmittelüberwachung. Allerdings haben sie auch diverse Nachteile, u.a. einen relativ großen Platzbedarf auf dem Band aufgrund großflächiger Metallfreier Zonen (MFZ) und dadurch notwendiger Produktentzerrung während der Detektion. Eine MFZ ist derjenige Bereich vor und hinter den Enden des Tunnels, der frei von metallischen Teilen bleiben muss, um die Detektion in der Detektionszone nicht zu stören. Besonders kritisch sind dabei bewegte metallische Teile.

Dokument EP 2 729 831 B1 offenbart einen konventionellen Tunnel-Metalldetektor mit einem metallischen Gehäuse, das eine rechteckige Eingangsöffnung und eine rechteckige Austrittsöffnung aufweist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Spulensystem mit mindestens einer mit Wechselstrom erregbaren Senderspule, mindestens einer ersten Empfängerspule und mindestens einer zweiten Empfängerspule. Diese Spulen begrenzen in Durchlaufrichtung eine Detektionszone, die sich zwischen der Eingangsöffnung und der Austrittsöffnung erstreckt und durch die sich die zu prüfenden Gegenstände bewegen. Die Sendespule und die Empfängerspulen umschließen den zwischen Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung verlaufenden „Tunnel“, durch den das Fördergut hindurchläuft. Bei einer Ausführungsform sind an der Eingangsöffnung und an der Ausgangsöffnung Aufhebungseinrichtungen angeordnet, um das von der Senderspule erzeugte elektromagnetische Primärfeld aufzuheben. Dadurch kann die Ausdehnung der „metallfreien Zone“ (MFZ) reduziert werden.

Dokument DE 44 24 058 C1 offenbart eine nach Art eines Tunneldetektors aufgebaute Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten von metallisch leitenden Teilen in einem zumindest weitgehend nichtleitenden Förderstrom, bei der von einem Wechselstromgenerator über eine Sendespule in einem zu überwachenden Abschnitt des Förderstromes ein elektromagnetisches Wechselfeld aufgebaut wird, dessen Amplituden- und Phasenänderungen mittels eines eine Auswerteschaltung speisenden Spulensystem zur Ableitung des Erkennungssignals erfasst werden. Das Spulensystem besteht aus wenigstens zwei, jeweils Sendespule und Empfangsspulen umfassenden Einzelsystemen, von denen eines, bezogen auf den Förderstrom, so angeordnet ist, dass das magnetische Feld seiner Sendespule überwiegend in Richtung des Förderstromes verläuft und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, dass das magnetische Feld seiner Sendespule überwiegend quer zur Richtung des Förderstromes verläuft. Jedes der Einzelsysteme ist mit einer Auswerteschaltung versehen und die Signalausgänge der Auswerteschaltungen sind mit einer Auswerte- Logikschaltung verbunden, die so ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Signalen eine objektspezifische Auswertung durchführt. Die Einrichtung soll besonders empfindlich für kleine und längliche Teile, wie z.B. für kurze Drahtstücke oder Drahtstifte, sein.

AUFGABE UND LÖSUNG

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Metalldetektor und ein Verfahren zur Detektion von Metallen bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik bei kompakten Ausmaßen und nur kleiner metallfreier Zonen für eine Integration in eine Förderstrecke nur wenig Bauraum beanspruchen und für eine zuverlässige Detektion keine oder nur moderate Produktentzerrung erfordern.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung einen Metalldetektor mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 13 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Gemäß einer Formulierung betrifft die Erfindung einen Metalldetektor zur Detektion von elektromagnetisch detektierbaren Bestandteilen in Fördergut, das Komponenten aus Materialien unterschiedlicher elektromagnetischer Eigenschaften aufweist und in einer Förderrichtung entlang einer Förderstrecke durch eine Detektionszone des Metalldetektors hindurchläuft. In manchen Anwendungsfällen besteht das Fördergut überwiegend aus elektrisch nicht-leitendem oder nur schwach elektrisch leitfähigem Material und die zu detektierenden Teile sind Metallstücke mit relativ dazu vergleichsweise höherer elektrischer Leitfähigkeit, die unerwünschte Fremdkörper in diesem Fördergut darstellen.

Die Förderstrecke verläuft vorzugsweise mehr oder weniger horizontal. Beispielsweise kann ein Förderband so durch die Detektionszone geführt sein, dass das auf der Oberseite des Förderbands liegende Fördergut durch die Detektionszone des Metalldetektors hindurchgefördert wird. Andere Förderrichtungen im Raum sind möglich.

Der Metalldetektor weist eine Tragestruktur auf, die einen Durchtrittskanal für das Fördergut definiert. Der Durchtrittskanal verläuft in einer Längsrichtung der Tragestruktur von einem Eintrit zu einem Austrit für das Fördergut. Der Metalldetektor wird normalerweise in Bezug auf die Förderrichtung so angeordnet, dass die Längsrichtung der Tragestruktur parallel oder im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung ausgerichtet ist.

Senkrecht zur Längsrichtung ist die Querrichtung der Tragestruktur orientiert. Senkrecht zu der von Längsrichtung und Querrichtung aufgespannten Ebene liegt die Höhenrichtung der Tragestruktur. In den meisten Anwendungsfällen liegen die Längsrichtung und die Querrichtung in einer Horizontalebene, zu der senkrecht eine (vertikale) Höhenrichtung der Tragestruktur verläuft. Andere Orientierungen im Raum sind möglich.

Die nutzbare Breite des Durchtrittskanals in Querrichtung ist dabei an die Breite der Fördereinrichtung so angepasst, dass jeder geförderte Gegenstand durch die Detektionszone läuft. Die Höhe des Durchtrittskanals ist in der Regel geringer als dessen Breite und kann sich an der maximalen Höhe des geförderten Förderguts orientieren, welches durch den Durchtritskanal hindurchpassen soll. Häufig hat der Durchtritskanal einen flachen rechteckförmigen Querschnit, dessen Breite (in Querrichtung) deutlich größer ist als dessen Höhe, beispielsweise mindestens doppelt so groß oder mindestens fünffach so groß. Abweichungen hiervon sind jedoch möglich.

Der Metalldetektor nutzt die Generierung und Detektion von Wirbelströmen in elektrisch leitfähigen Materialien, z.B. Metallen, zur Detektion der leitfähigen Teile nach dem Sender- Empfänger-Prinzip. Der Metalldetektor umfasst dazu ein Spulensystem mit einer Vielzahl von Spulen, die an der Tragestruktur angeordnet sind und zwischen dem Eintrit und dem Austritt die Detektionszone definieren. Zu den Spulen gehören Sendespulen und Empfängerspulen.

Eine wesentliche Funktion der Tragestruktur besteht darin, für eine feste räumliche Zuordnung der daran angebrachten Spulen des Spulensystems zu sorgen. Die Tragestruktur kann eine entsprechend mechanisch stabil konstruierte Baugruppe sein, die ggf. als Ganzes transportiert und gemeinsam mit den daran angebrachten Spulen am Ort der Nutzung aufgestellt werden kann. Die Komponenten der Tragestruktur müssen jedoch nicht unmittelbar miteinander verbunden sein. Es ist auch möglich, dass tragende Komponenten der Tragestruktur an einer Raumwand, einer Raumdecke oder auf dem Boden eines Raums montiert und nur über strukturelle Komponenten eines den Raum enthaltenden Bauwerks in fester räumlicher Beziehung zueinander gehalten werden. Beispielsweise kann ein Teil der Tragestruktur von einer Raumdecke hängend montiert sein, während ein anderes Teil auf dem Boden steht. Gemäß einer Formulierung der Erfindung umfasst das Spulensystem eine erste Sendespulenanordnung und eine zweite Sendespulenanordnung. Die erste Sendespulenanordnung ist so konfiguriert, dass sie im Betrieb ein erstes Erregerfeld in einer quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung orientierten ersten Feldrichtung erzeugen kann. Dazu weist die erste Sendespulenanordnung zwei gleichphasig erregbare erste Sendespulen aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten außerhalb des Durchtrittskanals angeordnet sind und Spulenachsen aufweisen, die quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung orientiert sind.

Weiterhin ist (mindestens) eine zweite Sendespulenanordnung zur Erzeugung eines zweiten Erregerfeldes in einer quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung orientierten zweiten Feldrichtung vorhanden, wobei die zweite Sendespulenanordnung zwei gleichphasig erregbare zweite Sendespulen aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten außerhalb des Durchtrittskanals angeordnet sind und Spulenachsen aufweisen, die quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung orientiert sind. Die zweite Sendespulenanordnung ist gegenüber der ersten Sendespulenanordnung in Längsrichtung versetzt angeordnet. Die zweite Feldrichtung ist der ersten Feldrichtung entgegen gerichtet.

Die Sendespulen sind im Betrieb an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen und erzeugen ein vorzugsweise dauerhaftes elektromagnetisches Wechselfeld, dessen Haupt- Feldkomponente quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung des Durchtrittskanals gerichtet ist. Das elektromagnetische Wechselfeld induziert in einer Empfängerspule elektrische Spannungen, die mittels einer angeschlossenen Auswerteeinrichtung ausgewertet werden. Sobald ein elektrisch leitfähiges Teil, insbesondere ein Metallstück, in die Detektionszone eintritt, werden in dem Teil durch das elektromagnetische Wechselfeld der Sendespulen Wirbelströme erzeugt, die durch Gegeninduktion auf die Empfängerspule wirken. Es kommt also durch eintretende Metallteile zu einer Störung des Wechselfelds, welche von der Empfängerspule erkannt wird. Die Auswerteeinrichtung verarbeitet die entsprechenden Signale, wertet diese aus und meldet unter genau definierbaren Bedingungen das Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen, Kontamination im Fördergut.

Der Begriff „Spulenachse“ bezeichnet in dieser Anmeldung eine Richtung, die senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer durch den Verlauf einer Windung einer Spule definierten Windungsebene liegt. Bei Flachspulen mit spiralförmig in einer gemeinsamen Windungsebene verlaufenden Windungen ist die Spulenachse senkrecht zur Windungsebene orientiert. Verlaufen die Windungen bei einer Spule wendeiförmig, so ist die Spulenachse durch die Längsachse der Wendel gegeben und verläuft je nach Steigung der Wendel nur näherungsweise senkrecht zu einer Windungsebene.

Die „Feldrichtung“ ist diejenige Richtung im Raum, in welche die Hauptkomponente der von einer Sendespulenanordnung erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder gerichtet ist. Eine Sendespule kann auch als „Feldspule“ oder „Erregerspule“ bezeichnet werden. Das von der Sendespule erzeugte elektromagnetische Wechselfeld wird hier auch als Erregerfeld oder auch als Sendefeld bzw. Primärfeld bezeichnet.

Vorzugsweise gibt es genau zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Sendespulenanordnungen. Es können jedoch bei Bedarf auch eine oder mehrere weitere Sendespulenanordnungen vorgesehen, also insgesamt z.B. drei oder vier Sendespulenanordnungen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Tunnel-Metalldetektoren liegen signifikante strukturelle und funktionale Unterschiede vor, die sich u.a. in der Art der Orientierung und Anordnung der Spulen ausdrücken und spezifische technische Vorteile bringen.

Bei den herkömmlichen Tunnel-Metalldetektoren gibt es wenigstens eine Sendespule, die den Durchtrittskanal für das Fördergut komplett umschließt und dementsprechend eine Spulenachse aufweist, die in Längsrichtung des Durchtrittskanals, also im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung des Förderguts verläuft. Im Gegensatz dazu hat ein Metalldetektor der hier beschriebenen Art vorzugsweise keine den Durchtrittskanal umschließende Sendespule mit einer in Längsrichtung gerichteten Spulenachse.

Im Gegensatz zu einer den Durchtrittskanal umschließenden Sendespule haben somit die ersten und zweiten Sendespulen eine um 90° gedrehte Orientierung, so dass sozusagen ein Fokus quer, insbesondere senkrecht zur Förderrichtung entsteht. Die Bezeichnung „Fokus“ bezieht sich hierbei auf die Richtung, in der das Haupt-Erregerfeld ausgerichtet ist (die erste und zweite Feldrichtung).

Durch diese Ausrichtung kann erreicht werden, dass im Wesentlichen nur solche metallischen Objekte ein Detektionssignal auslösen können, die sich innerhalb der Detektionszone, also zwischen Eintritt und Austritt befinden. Befinden sich dagegen bewegte metallische Gegenstände außerhalb der Detektionszone, so erzeugen diese praktisch keine Detektionssignale, auch wenn sie sich nahe am Eintritt oder am Austritt befinden. Die sogenannte metallfreie Zone (MFZ), also derjenige Bereich vor und hinter den Enden des Durchtrittskanals, der frei von metallischen Teilen bleiben muss, um die Detektion in der Detektionszone nicht zu stören, ist somit im Vergleich zu konventionellen Metalldetektoren wesentlich kürzer bzw. geringer und kann gegebenenfalls völlig entfallen, so dass auch unmittelbar vor dem Eintritt oder unmittelbar nach dem Austritt in geringem Abstand sich gegebenenfalls bewegende metallische Teile angebracht werden können. Dadurch wird bei einer Integration eines solchen Metalldetektors in eine Produktionslinie oder Förderlinie in Axialrichtung nur wenig „metallfreier“ Bauraum benötigt, was die Integration in die Linie erleichtert.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass aufgrund der in Förderrichtung hintereinandergeschalteten Anordnung der beiden Sendespulenanordnungen nur Elemente innerhalb der Detektionszone einen nennenswerten Auswerteeffekt liefern und somit in Längsrichtung kleinere Produktabstände möglich sind. Der Begriff „Produktabstand“ bezeichnet hierbei den Abstand zwischen Produkten, der eingehalten werden sollte, damit die Metalldetektion eventuelle Signale eindeutig dem einen oder anderen Produkt zuordnen kann. Liegen die Produkte axial zu nahe beieinander, so ist einem Detektionssignal nicht zu entnehmen, welches der Produkte die signalauslösende Verunreinigung enthält. Es gibt also erhebliche Vorteile bezüglich der für eine sichere Detektion erforderlichen Produktabstände in Förderrichtung bzw. Axial richtung, so dass bei unveränderter Fördergeschwindigkeit mehr Produkte pro Zeiteinheit zuverlässig geprüft werden können.

Die erste und die zweite Sendespulenanordnung sind in Differenz zueinander geschaltet bzw. können in Differenz betrieben werden. Anders ausgedrückt sind das erste Erregerfeld und das zweite Erregerfeld in Bezug aufeinander um 180° phasenverschoben. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die beiden an derselben Seite des Durchlasskanals angeordneten Sendespulen (eine erste Sendespule und eine zweite Sendespule) elektrisch in Serie geschaltet sind, jedoch gegensinnigen Wicklungssinn haben, so dass der durch beide Sendspulen laufende Erregerstrom entgegengesetzt gerichtete Felder der beiden Spulen erzeugt. Es wäre auch möglich, die Windungen der ersten und der zweiten Sendespule einer Seite gleichsinnig auszulegen und durch die Ansteuerung mittels Wechselstromquelle für die erforderliche 180°-Phasenverschiebung zu sorgen.

Gemäß dieser Konfiguration können in der Detektionszone zwei in Förderrichtung hintereinandergeschaltete, über die Breite und Höhe des Durchtrittskanals im Wesentlichen homogene Erregerfelder mit entgegengesetzten Feldrichtungen erzeugt werden. Bildlich ausgedrückt durchläuft das Fördergut zeitlich unmittelbar hintereinander zwei Erregerfeldvorhänge mit entgegengesetzten Feldrichtungen. Durch die Differenzschaltung kann die Empfindlichkeit gesteigert werden und es können auch kleinste Partikel detektiert werden. Außerdem geben die Detektionssignale, die beim Durchtritt durch die Detektionszonen erzeugt werden, nun auch Aufschluss über die Position des Förderguts in Förderrichtung, so dass eine Ortsauflösung in Förderrichtung geschaffen wird.

Dazu ist ein symmetrischer Aufbau von Vorteil. Gemäß einer Weiterbildung sind die erste Sendespulenanordnung und die zweite Spulenanordnung im Wesentlichen achssymmetrisch zu einer Symmetrieachse ausgelegt, die zwischen den Spulenanordnungen senkrecht zu deren Feldrichtung verläuft.

Es ist möglich, lediglich eine einzige Empfängerspule zu nutzen, die die komplette Breite der Detektionszone abdeckt. Bevorzugte Ausführungsformen sind dagegen dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängerspulen eine erste Empfängerspule und mindestens eine zweite Empfängerspule aufweisen, die gemeinsam an einer Seite (außerhalb des) Durchtrittskanal in der senkrecht zur Längsrichtung orientierten Querrichtung gegeneinander versetzt nebeneinander angeordnet sind, wobei diese Empfängerspulen Spulenachsen aufweisen, die quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung orientiert sind.

Es sind somit mehrere Empfängerspulen, also zwei, drei, vier oder mehr Empfängerspulen vorgesehen, die an derselben Seite außerhalb des Durchtrittskanals angeordnet sind. Die mehreren Empfängerspulen sind in Querrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. Während sich die Sendespulen über die komplette Breite des Durchlasskanals in Querrichtung erstrecken, so dass im Betrieb die Sendespulen ihr Erregerfeld über die gesamte Breite der Detektionszone erzeugen, deckt jede der Empfängerspulen in Querrichtung nur einen Teil der Breite des Durchtrittskanals ab, insbesondere höchstens die Hälfte der Breite, ggf. auch weniger als 50% der Breite, z.B. etwa 33% oder etwa 25% oder etwa 20% oder etwa 12% bis 13%. In anderen Worten: die Empfängerspulen definieren in Querrichtung zwei, drei, vier oder mehr aneinandergrenzende Detektionssektoren. Damit wird die Spulenanordnung bezogen auf die Querrichtung ortsabhängig empfindlich, so dass bei Auswertung der Signale der Empfängerspulen festgestellt werden kann, ob das signalauslösende Metallteil im Wesentlichen den durch die erste Empfängerspule überwachten Bereich bzw. Detektionssektor oder den durch die zweite Empfängerspule überwachten Bereich durchtreten hat. Somit ist es auch möglich, in Querrichtung geringere Produktabstände als im Stand der Technik zuzulassen, wodurch die Detektionskapazität des Metalldetektors weiter erhöht wird.

Es ist möglich, dass die Sondenanordnung Empfängerspulen lediglich an einer Seite außerhalb des Durchgangskanals aufweist, z.B. unterhalb des Durchgangskanals. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Spulensystem für jede Empfängerspule, die sich an einer Seite befinden, eine weitere Empfängerspule auf der dieser Seite gegenüberliegenden Seite des Durchtrittskanals aufweist. Dabei bilden zwei einander zugeordnete Empfängerspulen, die auf unterschiedlichen Seiten angeordnet sind, jeweils ein Empfängerspulenpaar (d.h. ein Paar von zwei einander zugeordneten Empfängerspulen auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangskanals).

Wenn an einer Seite mehr als eine Empfängerspule vorgesehen ist, also eine erste und mindestens eine demgegenüber in Querrichtung versetzte zweite Empfängerspule, ist vorzugsweise eine entsprechende Anzahl von Empfängerspulenpaaren vorgesehen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste und zweite Empfängerspule eines Empfängerspulenpaares, die an gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, jeweils koaxiale Spulenachsen aufweisen. In Querrichtung gesehen kann es somit z.B. zwei, drei, vier oder mehr Paare von koaxial einander gegenüberliegenden Empfängerspulen geben.

Damit ist zusätzlich zur Ortsauflösung in Querrichtung auch eine Ortsauflösung in Höhenrichtung, also in der Richtung zwischen den beiden Empfängerspulen, möglich. Denn anhand der Detektionssignale der einander gegenüberliegenden Empfängerspulen eines Sektors kann ermittelt werden, ob der detektierte Gegenstand näher an der einen Empfängerspule oder näher an der ihr z.B. koaxial gegenüberliegenden Empfängerspule den Durchtrittskanal durchtritt.

Somit kann der Durchtrittskanal in derjenigen Richtung, in der sich eine Empfängerspule und die zugeordnete weitere Empfängerspule koaxial gegenüberliegen, in zwei Detektionssektoren eingeteilt werden. In der dazu senkrechten Querrichtung kann die Anzahl der Sektoren der Anzahl der nebeneinander angeordneten Empfängerspulen entsprechen. Vorzugsweise sind in Querrichtung vier Empfängerspulen vorgesehen, so dass vorzugsweise der Detektionskanal in acht Detektionssektoren unterteilt werden kann (vier in Querrichtung mal zwei in Höhenrichtung). Eine feinere Unterteilung ist theoretisch möglich, jedoch meist nicht erforderlich.

Eine koaxiale Anordnung ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit. Die Empfängerspulen eines Paares können auch lateral (d.h. in Querrichtung) gegeneinander versetzt angeordnet sein. Dann kann es z.B. sein, dass einer ersten Empfängerspule einer Seite auf der gegenüberliegenden Seite ein Übergangsbereich zwischen zwei zweiten weiteren Empfängerspulen gegenüberliegt. Hierdurch kann ggf. bei einer gegebenen Anzahl von lateral versetzten Empfängerspulen einer Seite die Ortsauflösung in Querrichtung feiner sein als im Falle koaxialer Anordnung der Empfängerspulen eines Paares.

Um in Querrichtung eine zuverlässig lückenlose Detektion durchlaufender Produkte zu gewährleisten, ist bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass unmittelbar benachbarte und in Querrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Empfängerspulen unmittelbar aneinander anschließen oder in einem Überlappungsbereich teilweise überlappen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich in Querrichtung Empfindlichkeitseinbrüche ergeben, die ein Sicherheitsrisiko darstellen könnten.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Empfängerspule, insbesondere jede erste und zweite Empfängerspulen, jeweils eine Spulenfläche umschließt, die sich in Längsrichtung über die erste Spulenanordnung und die zweite Spulenanordnung derart erstreckt, dass in Abwesenheit einer Feldstörung das erste und das zweite Erregerfeld in einer Empfängerspule gegengleiche Spannungen induzieren. Damit ist jede Empfängerspule in sich kompensiert und es wird darin keine Spannung induziert, solange die Feldverteilung in der Detektionszone nicht durch Metallteile oder dergleichen asymmetrisch gestört wird. Dadurch kann die Empfindlichkeit der Anordnung gesteigert werden.

Die Spulen können als aus Draht gewickelte Spulen vorliegen. Gemäß einer Weiterbildung werden die Komponenten der Spulenanordnung mit Verfahren der Leiterplattentechnik nach Art von gedruckten Schaltungen hergestellt. Insbesondere kann es so sein, dass Spulen der Spulenanordnung in Form von Rechteck-Flachspulen mit spiralförmig verlaufenden Windungen in unterschiedlichen Spulenschichten einer Mehrschichtanordnung angeordnet sind, wobei zwischen benachbarten Spulenschichten der Mehrschichtanordnung jeweils eine Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist. Eine Spule kann Windungen in mehreren Schichten haben, um eine ausreichende Anzahl von Windungen in begrenztem lateralen Raum zu realisieren. Solche Spulenanordnungen erlauben es, den Metalldetektor im Verglich zum Stand der Technik, kompakt, relativ leicht und dennoch stabil aufzubauen. Dadurch wird u.a. die Handhabung erleichtert.

Zur weiteren Verbesserung der Funktion weist der Metalldetektor bei manchen Ausführungsformen Feldformungselemente aus weich magnetischem Material auf, die außerhalb der Spulenanordnung zumindest im Bereich der Sendespulenanordnungen angeordnet und vorzugsweise an der Tragestruktur angebracht sind. Die Feldformungselemente können z.B. durch Ferritplatten gebildet sein oder Ferritplatten aufweisen. Durch die Feldformungselemente können mehrere Effekte erzielt werden. Zum einen ist eine Abschirmung des Außenraums gegen durch die Sendespulen erzeugten Wechselfelder gegeben. Die Abschirmung wirkt auch in Gegenrichtung, so dass der Innenraum bzw. die Detektionszone gegen eventuelle elektromagnetische Störfelder von außen abgeschirmt ist. Zudem wird ein Effekt der Feldkonzentration nach innen erreicht, so dass die von den Sendespulen im Bereich der Detektionszone erzielbare Feldstärke gegenüber Varianten ohne Feldformungselemente erhöht wird.

Bei Bedarf könnten an allen Seiten des Detektionskanals Feldformungselemente angebracht sein, die den Detektionskanal an allen neben dem Durchlasskanal liegenden Seiten umschließen.

Weiterhin kann der Metalldetektor wenigstens eine E-Feld-Abschirmung aufweisen, also eine Abschirmung, die gegen Eindringen von elektrischen Feldern in die Detektionszone wirkt. Bei Varianten mit Mehrschichtanordnungen kann die E-Feld-Abschirmung in eine Schicht der die Spulenanordnung enthaltenden Mehrschichtstruktur integriert sein. Damit kann die Empfindlichkeit weiter gesteigert werden, da externe E-Felder die Signalerzeugung nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigen können.

Das Konzept gemäß der beanspruchten Erfindung bietet nicht nur technische Vorteile im Bereich der Detektionsmöglichkeiten, sondern auch in der allgemeinen Handhabung, insbesondere auch im Hinblick auf die Integration in Förderstrecken. Dadurch, dass das Spulensystem keine den Durchtrittskanal umschließende Sendespule oder Empfängerspule mit einer in Längsrichtung gerichteten Spulenachse benötigt und dementsprechend vorzugsweise auch nicht aufweist, ist es sehr einfach möglich, die seitliche Zugänglichkeit der Förderstrecke im Bereich des Metalldetektors zu verbessern. Bei manchen Ausführungsbeispielen weist die Tragestruktur wenigstens an einer Seite eine Zugangsöffnung auf, durch die der Durchtrittskanal seitlich zugänglich ist. Die Zugangsöffnung kann permanent offen sein. Es ist auch möglich, dass für den normalen Betrieb ein Verschlusselement die Zugangsöffnung verschließt, um die Tragestruktur ggf. mechanisch zu stabilisieren. Das Verschlusselement kann bei Bedarf leicht entfernt werden, so dass der Durchtrittskanal seitlich zugänglich wird. Dadurch sind Wartungsarbeiten oder ein Austausch eines Förderbands oder dergleichen sehr einfach möglich, da das langgestreckte Förderelement nicht mehr durch einen in Umfangsrichtung geschlossenen Durchgangskanal gefädelt werden muss, sondern an geeigneter Stelle seitlich einfach eingeführt oder entnommen werden kann. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Metalldetektors, der in eine Förderstrecke eines Fördersystems integriert ist;

Fig. 2 zeigt in isolierter Darstellung nur die Sendespulenanordnungen;

Fig. 3 zeigt in isolierter Darstellung nur die Empfängerspulenpaare;

Fig. 4 zeigt die relative räumliche Anordnung der Spulen zueinander ohne T ragestruktur;

Fig. 5 veranschaulicht schematisch die von den Sendespulen erzeugte Feldverteilung innerhalb der Detektionszone;

Fig. 6 zeigt den Metalldetektor mit weichmagnetischen Feldformungselementen;

Fig. 7 illustriert den Einfluss der Feldformungselemente auf die Feldverteilung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend werden anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Überwachung von Fördergut in der Lebensmittelindustrie wichtige Aspekte eines neuartigen Metalldetektors beispielhaft erläutert.

Der Metalldetektor generiert elektromagnetische Felder und wertet deren Wechselwirkung mit durchlaufendem Fördergut aus. Der Metalldetektor ist dadurch in der Lage, Materialien oder Teile aufgrund ihrer elektrischen und/oder magnetischen Leitfähigkeit zu erkennen bzw. zu detektieren und bei ausreichend großen Unterschieden in diesen elektromagnetischen Eigenschaften die unterschiedlichen Bestandteile des Förderguts zuverlässig voneinander zu unterscheiden.

Die schematische Fig. 1 zeigt in schräger Perspektive einen Metalldetektor 100, der in eine Förderstrecke 210 eines Fördersystems 200 integriert ist. Das Fördersystem weist mehrere hintereinandergeschaltete Fördermodule auf, die insgesamt eine im Wesentlichen horizontale Förderstrecke 210 bilden, um Fördergut 214 in Form von mit Lebensmitteln gefüllten Kartons 214 am Ende einer Produktionslinie in einer Förderrichtung 215 zu fördern und einer Endkontrolle zu unterziehen. Der Inhalt der Kartons sollte frei von metallischen Verunreinigungen sein, auch die Kartons selbst sind ohne Verwendung metallischer Werkstoffe zum Beispiel aus Pappe hergestellt.

Um sicherzustellen, dass die auf den Markt kommenden Kartons keine metallischen Fremdkörper enthalten, die beispielsweise während der Verarbeitung der Lebensmittel aufgrund von Störungen im Betrieb oder an den Anlagen hineingelangt sein könnten, umfasst die Endkontrolle eine Durchlaufprüfung aller Kartons zur Detektion von eventuell vorhandenen Metallteilen in Fördergut, das idealerweise ausschließlich aus elektrisch nicht-leitendem Material bestehet. Die Förderstrecke kann weitere Prüfmodule enthalten, beispielsweise eine nachgeschaltete Wägezelle zur Feststellung, ob das Füllgewicht der Kartons im Rahmen des Sollwertbereichs liegt.

Der Metalldetektor 100 weist eine Tragestruktur 110 auf, die im Wesentlichen aus relativ dicken Platten aus elektrisch nicht-leitendem, verwindungssteifem Kunststoff zusammengesetzt ist, z.B. aus einem Duroplastmaterial. Eine obere Trägerplatte 112-1 erstreckt sich oberhalb der Förderstrecke in Querrichtung Q der Tragestruktur horizontal und senkrecht zur Förderrichtung 215. Eine untere Trägerplatte 112-2 erstreckt sich unterhalb des Förderbandes parallel zur oberen Platte in Querrichtung Q. Die Platten sind an der in Fig. 1 hinteren Seite über eine stabile vertikale Platte 112-3 verbunden, so dass sich im Querschnitt senkrecht zur Förderrichtung 215 eine rechteckige U-Form ergibt. An der in Fig. 1 vorne sichtbaren Vorderseite der Tragestruktur ist diese offen und bietet dadurch zwischen den horizontalen Platten eine Zugangsöffnung 114, durch die die Förderstrecke 210 von der Seite her zugänglich ist. Zur Stabilisierung der Tragestruktur kann die Zugangsöffnung 114 im Betrieb durch ein oder mehrere Verschlusselemente 116, z.B. eine vertikale Platte, geschlossen sein, die die obere Platte 112-1 mit der unteren zu verbinden und dadurch die im Wesentlichen rechteckige Tragestruktur stabilisieren.

Die Längsrichtung L der Tragestruktur ist idealerweise parallel zur Förderrichtung 215 ausgerichtet, die dazu senkrechte Querrichtung Q in Horizontalrichtung quer zur Förderrichtung, die vertikale Richtung wird als Höhenrichtung H bezeichnet. Zwischen der oberen und der unteren Platte der Tragestruktur ist ein Durchtrittskanal 115 für das Fördergut gebildet, der in Längsrichtung L von einem Eintritt 116-1 zu einem Austritt 116-2 führt. Der Metalldetektor 100 weist ein Spulensystem 300 auf, das zahlreiche von der Tragestruktur 110 getragene Spulen umfasst, die in Fig. 1 nur schematisch dargestellt sind. Zu den Spulen gehören Sendespulen zur Erregung eines elektromagnetischen Wechselfeldes im vom Fördergut durchtretenden Bereich sowie Empfängerspulen zur Detektion von Metallteilen, die die Feldverteilung stören können. Derjenige Bereich im Durchtrittskanal des Metalldetektors, der für Detektionszwecke erfasst werden soll und die gesamte Breite des Förderbandes in Querrichtung umfasst, wird hier auch als Detektionszone 120 bezeichnet.

Nachfolgend werden die einzelnen Spulen sowie deren Anordnung und Funktion anhand von Fig. 1 und weiterer Figuren erläutert. Das Spulensystem 300 umfasst zwei in Längsrichtung L hintereinandergeschaltete Sendespulenanordnungen (erste Sendespulenanordnung 310-1 , zweite Sendespulenanordnung 310-2) sowie vier Paare von Empfängerspulen 320-1 bis 320-4, die in Querrichtung versetzt nebeneinander angeordnet sind. Fig. 2 zeigt zur besseren Veranschaulichung nur die beiden Sendespulenanordnungen, Fig. 3 nur die Empfängerspulenpaare und Fig. 4 die relative räumliche Anordnung der Spulen zueinander ohne Tragestruktur. Fig. 5 veranschaulicht schematisch die von den Sendespulen erzeugte Feldverteilung innerhalb der Detektionszone.

Die dem Eintritt näher liegende erste Sendespulenanordnung 310-1 erzeugt im Betrieb ein erstes Erregerfeld, dessen Feldlinien im Inneren der Detektionszone in einer ersten Feldrichtung F1 orientiert sind, die quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung L in Vertikalrichtung verläuft. Um dies zu erreichen, hat die erste Sendespulenanordnung ein Paar erster Sendespulen 312-1 , 312-2, wobei eine der Sendespulen oberhalb und die andere unterhalb des Durchtrittskanals 115 (und unterhalb der Förderstrecke) 210 angeordnet ist. Diese beiden Sendespulen liegen also auf gegenüberliegenden Seiten außerhalb (d.h. oberhalb oder unterhalb) des Durchtrittskanals. Ihre senkrecht zu dem der Windungsebene verlaufende Spulenachsen sind senkrecht zur Längsrichtung L, also parallel zur Höhenrichtung H orientiert. Die ersten Sendespulen erstrecken sich in Querrichtung links und rechts über das Ende der Detektionszone 120 hinaus. Sie werden im Betrieb mit gleichphasiger Wechselspannung betrieben, so dass sich zwischen den ersten Sendespulen ein weitgehend homogenes elektromagnetisches Wechselfeld in einer ersten Feldrichtung F1 ausbildet.

Eine zweite Sendespulenanordnung 310-2 ist gegenüber der ersten Sendespulenanordnung in Längsrichtung L versetzt angeordnet und hat einen analogen Aufbau mit zweiten Sendespulen oberhalb beziehungsweise unterhalb des Durchtrittskanals 115. Die ersten und zweiten Sendespulen einer Seite sind elektrisch hintereinandergeschaltet, ihr Windungssinn ist jedoch entgegengerichtet, so dass das von der zweiten Sendespulenanordnung 310-2 erzeugte zweite Erregerfeld eine zweite Feldrichtung F2 hat, die jederzeit gegenparallel zur ersten Feldrichtung F1 verläuft.

Fig. 5 zeigt schematisch das Ergebnis einer Simulation der Feldverteilung. Es ist erkennbar, dass im Bereich der Sendespulen die Felder jeweils weitestgehend homogen sind. Ein durchlaufendes Fördergut durchläuft somit zunächst den von der ersten Sendespulenanordnung 310-1 erzeugten „Vorhang“ eines elektromagnetischen Wechselfeldes. Nach Durchtritt durch eine zwischen den beiden Sendespulenanordnungen liegenden Symmetrieebene durchläuft das Fördergut dann einen zweiten Vorhang eines elektromagnetischen Feldes mit entgegengesetzter Feldrichtung F2.

Die Empfängerspulen 320 bilden insgesamt vier in Querrichtung gegeneinander versetzte Paare von Empfängerspulen, die in Fig. 3 isoliert von den anderen Spulen zu erkennen sind. Jede der Empfängerspulen erstreckt sich in Längsrichtung symmetrisch über beide hintereinandergeschaltete Sendespulenanordnungen 310-1 , 310-2, so dass diese in Abwesenheit von magnetfeldstörenden Metallteilen in der Empfängerspule keine Spannung induzieren. Die ersten Empfängerspulen 320-1 des ersten Paares weisen zueinander koaxiale Spulenachsen auf. In Querrichtung Q versetzt folgt ein Paar zweiter Empfängerspulen 320-1 mit analogem Aufbau. Die unmittelbar aufeinanderfolgenden Empfängerspulen überlappen sich in Querrichtung Q geringfügig (z.B. um maximal 10% ihrer Breite), so dass keine Empfindlichkeitslücken zwischen den jeweils abgedeckten Detektionssektoren liegen.

Die insgesamt von den Empfangsspulen 320 überwachte Breite in Querrichtung bestimmt die Breite der Detektionszone 120. Diese wird durch die vier Empfängerspulenanordnungen sozusagen in vier nebeneinanderliegende Detektionssektoren unterteilt.

Der Metalldetektor 100 umfasst eine Steuereinheit 150, die eine Wechselspannungsquelle umfasst, die beiden Sendespulenanordnungen 310-2, 310-2 ansteuert und damit die Erregerfelder zu erzeugen. Die Empfängerspulen 320-1 bis 320-4 sind an einer Auswerteeinheit der Steuereinrichtung 150 angeschlossen.

Die besondere Art der Anordnung von Sendespulen und Empfängerspulen bietet zahlreiche Vorteile. Die Spulenachsen aller Sendespulen stehen senkrecht zur Durchlaufrichtung beziehungsweise zur Förderrichtung 215, so dass auch die erregten Felder der Detektionszonen diese in Vertikalrichtung durchsetzen. Dadurch können die metallfreien Zonen vor dem Eintritt 116-1 und hinter dem Austritt 116-2 relativ schmal gehalten werden. Durch die Differenzschaltung der in Längsrichtung hintereinandergeschalteten Sendespulenanordnungen 310-1 , 310-2 kann zum einen die Empfindlichkeit der Detektion gesteigert werden, da ein Metallteil daran erkennbar sein muss, dass es sowohl beim Durchtritt durch den ersten Feldvorhang als auch beim nachfolgenden Durchtritt durch den zweiten Feldvorhang vergleichbare Signale (mit umgekehrten Vorzeichen) erzeugen muss. Weiterhin ergibt sich in Längsrichtung L eine Ortsauflösung, so dass in Längsrichtung ein relativ geringer Produktabstand zwischen den einzelnen Produkten (hier: Lebensmittelkartons) zugelassen werden kann, ohne befürchten zu müssen, dass fehlerhafte Produkte unentdeckt bleiben.

Weiterhin ergibt sich auch in Querrichtung Q durch die Bereitstellung mehrerer Empfängerspulenpaare eine Ortsauflösung, da erkannt werden kann, ob ein durchlaufendes Produkt eher im Bereich eines ersten Empfängerspulenpaares oder im Bereich des danebenliegenden zweiten Empfängerspulenpaares etc. durchläuft. Somit ist auch in Querrichtung Q kein großer Produktabstand nötig.

Schließlich ist auch eine Ortsauflösung in Höhenrichtung H gegeben, da anhand eines Vergleichs der Signalstärken der oberen Empfängerspule und der unteren Empfängerspule eines Paares von Empfängerspulen erkannt werden kann, ob das Produkt näher an der unteren oder näher an der oberen Empfängerspule entlangläuft.

Insgesamt hat der Metalldetektor 110 des Ausführungsbeispiels somit acht bei der Auswertung unterschreitbarer Detektionssektoren, wodurch jederzeit genau dasjenige durchlaufende Produkt identifiziert werden kann, in dem ein signifikantes Störsignal detektiert wird.

Die am Bereich der Förderstrecke 210 anzubringenden Komponenten des Metalldetektors (Tragestruktur und daran angebrachte Spulen) liegen in kompakter Bauform vor, sind aufgrund geringen Gewichts gut zu handhaben und leicht in eine Förderstrecke zu integrieren. Ein Beitrag dazu wird dadurch geleistet, dass die Kombination von Sende- und Empfängerspulen, die auf einer Seite (insbesondere oberhalb oder unterhalb) der Förderstrecke anzuordnen sind, als leichte Baueinheit in Form einer mit Verfahren der Leiterplattentechnik hergestellten flachen Mehrschichtanordnung vorliegen. Die einzelnen Spulen liegen jeweils in Form von Rechteck- Flachspulen mit spiralförmig umlaufenden Windungen vor. Die Windungen einer Spule können in einer einzigen Schicht liegen, gegebenenfalls aber auch über zwei oder mehr benachbarte, durch Isolationsschichten getrennten Schichten verteilt sein. Bei einem Ausführungsbeispiel enthält die Mehrschichtanordnung auch noch Funktionsschichten, die als E-Feld-Abschirmung gegen das Eindringen von elektrischen Feldern in die Detektionszone wirken. Es handelt sich dabei um kammartige Schirmelemente, die im Betrieb an Massepotential angeschlossen sind. Anhand der nachfolgenden Figuren werden optionale weitere Komponenten des Metalldetektors erläutert, die dessen Funktion noch verbessern können.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind oberhalb der oberen Spulen sowie unterhalb der unteren Spulen und seitlich neben dem Durchgangskanal plattenförmige Feldformungselemente 400 aus weichmagnetischem Material angeordnet. Es kann sich beispielsweise um einzelne Platten aus Ferrit oder um aus mehreren Platten aufgebaute Feldformungselemente handeln. Solche Feldformungselemente haben bei Verwendung an einem Metalldetektor mehrere Funktionen. Zum einen wird das von den Sendespulenanordnungen erzeugte Erregerfeld nach außen abgeschirmt. Weiterhin können eventuelle externe elektromagnetische Wechselfelder gegen Eindringen in die Detektionszone abgeschirmt werden. Als weiterer positiver Effekt entsteht eine Feldkonzentration beziehungsweise Feldverstärkung im Bereich zwischen den Sendespulen, also im Bereich der Detektionszone 120. Dadurch können bei ansonsten unveränderten Bedingungen mit den Sendespulen innerhalb der Detektionszone stärkere elektromagnetische Felder erzeugt werden als in Abwesenheit der Feldformungselemente.

Die Fig. 5 zeigt schematisch die simulierte Feldverteilung des Erregerfeldes ohne die Ferritplatten. Die Pfeile oberhalb und unterhalb der Detektionszone 120 veranschaulichen Feldlinien, die außerhalb des Metalldetektors verlaufen. Fig. 7 zeigt dagegen schematisch, wie bei ansonsten gleichen Bedingungen die Feldverteilung bei Anwesenheit der Abschirmung durch Ferritplatten aussieht. Außerhalb der von den Ferritplatten 400 gebildeten Abschirmung ist allenfalls eine schwache Feldstärke vorhanden, was durch Abwesenheit von Pfeilen symbolisiert ist. Die Stärke des Abschirmeffekts kann unter anderem über die Dicke der verwendeten Abschirmelemente eingestellt werden, diese kann zum Beispiel im Bereich von mehreren Millimetern bis zu 1 cm oder mehr liegen. Die Abschirmwirkung und die Feldkonzentrationswirkung nehmen mit zunehmender Dicke zu.

An dem Metalldetektor können weiterhin weitere Sensoren angebracht sein, die bei der Überwachung von Fördergut nützlich sind. Beispielsweise kann ein Abstandssensor vorgesehen sein, alternativ oder zusätzlich dazu eine Lichtschranke und alternativ oder zusätzlich dazu mindestens ein Temperatursensor.

Hier wurde beispielhaft die Detektion von Metallstücken in ansonsten metallfreiem Fördergut erläutert. Dies ist ein typischer Anwendungsfall z.B. im Bereich der Lebensmittelindustrie, der Pharmaindustrie, der Kunststoffindustrie oder allgemeiner der Chemieindustrie oder der Verpackungsindustrie. Ein Metalldetektor der beschriebenen Art kann auch auf andere Weise verwendet werden, z.B. im Bereich der Metallsortierung, wo es z.B. im Rahmen von Recycling-Prozessen darum gehen kann, nach dem Schreddern von Wertstoffabfällen in einem Förderstrom von Schredderteilen Teile aus elektrisch gut leitenden Nichteisenmetallen wie Kupfer, Aluminium oder deren Legierungen zu identifizieren, um dadurch die Möglichkeit zu schaffen, diese von Bestandteilen aus schlechter leitenden Metallen und/oder Nichtmetallen zu separieren.