Die
Erfindung betrifft elektronische Artikelüberwachungs-Anlagen bzw.-Systeme
und bezieht sich insbesondere auf elektronische Artikelüberwachungs-Anlagen
bzw. -Systeme, bei denen magnetische Marker für die Überwachungszwecke zum Einsatz
kommen.The
The invention relates to electronic article surveillance systems or systems
and particularly relates to electronic article surveillance systems
or systems in which magnetic markers are used for monitoring purposes
come.
In
vorliegender Anmeldung werden zum Stand der Technik die folgenden
Druckschriften zitiert:
US-PSen 4,660,025 und 4,686,516 (beide
entsprechen der DE-OS 35 41 536 );
DE-OS 37 15 387 .In the present application, the following publications are cited regarding the prior art:
U.S. Patents 4,660,025 and 4,686,516 (both correspond to the DE-OS 35 41 536 );
DE-OS 37 15 387 ,
Elektronische
Artikelüberwachungs-Anlagen
bzw. -Systeme, in denen magnetische Marker an den der Überwachung
unterliegenden Artikeln und Waren zum Zwecke der Diebstahlsicherung
befestigt sind, sind bereits bekannt. Bei diesen Anlagen oder Systemen
steht mit Hilfe eines Antennen-Systems eine Abfrage-oder Überwachungszone
unter dem Einfluß eines
magnetischen Wechselfeldes. Wenn ein mit einem geeigneten magnetischen
Marker versehener Artikel in diese Abfrage- oder Überwachungszone
hineingelangt, dann verursacht das Vorhandensein des Markers in
dieser Zone eine Störung in
dem magnetischen Feld.electronic
Article surveillance systems
or systems in which magnetic markers are attached to the monitoring
underlying articles and goods for the purpose of theft protection
are already known. With these systems or systems
there is a query or monitoring zone with the help of an antenna system
under the influence of a
alternating magnetic field. If one with a suitable magnetic
Marked article in this query or surveillance zone
then the presence of the marker causes in
a disturbance in this zone
the magnetic field.
Dieses
Feld in der Abfrage- oder Überwachungszone
wird mittels einer Empfangsantenne abgefühlt, deren Ausgang diese Störung enthält. Ein Detektor
analysiert das von dem Empfänger
kommende Signal, um abzuschätzen
oder zu bewerten, ob eine Störung
des magnetischen Feldes stattgefunden hat und ob gegebenenfalls
eine derartige Störung
von einem Marker resultiert. Zutreffendenfalls erfolgt eine Alarmauslösung als
Indikation dafür,
daß ein
Marker die Überwachungs-
oder Abfragezone passiert. Bei bekannten elektronischen Artikelüberwachungs-Systemen werden die
durch einen magnetischen Marker in dem Magnetfeld erzeugten Störungen mit
Hilfe von Methoden erfasst, welche sich einer Frequenzbereichs- oder Zeitbereichs-Analyse (frequency
domain or time domain analysis techniques) bedienen. Wenn in typischer
Weise Frequenzbereichs-Methoden angewandt werden, dann wird der
Frequenz-Inhalt des empfangenen Signals bezüglich Harmonischen der Grund-Frequenz,
d.h. der Treiber-Frequenz des angewendeten Feldes untersucht. Diese
Harmonischen werden als Ergebnis einer nicht-linearen Hysterese-Charakteristik
des magnetischen Markers erzeugt. Durch ein Vergleichen der relativen
Amplituden der erfassten Harmonischen wird eine Anzeige des Frequenzspektrums des
Signals erhalten. Unter Anwendung gewisser Entscheidungs-Kriterien
wird dieses Spektrum sodann mit einem Spektrum verglichen, das von
einem gültigen
Marker zu erwarten ist, und es wird auf diese Weise eine Entscheidung
bezüglich
des Vorhandenseins des Markers erreicht. Die Anwendung von Frequenzbereichs-Analysemethoden ist
insbesondere dann wünschenswert,
wenn durch Rauschen oder durch Störungen gekennzeichnete Bedingungen
zu erwarten sind, jedoch ist die Ansprechzeit des bekannten Systems
aufgrund der Tatsache zu lang, daß Filter mit hohem Q-Faktor
erforderlich sind, um die erzeugten Harmonischen zu isolieren.This
Field in the query or monitoring zone
is sensed by means of a receiving antenna, the output of which contains this interference. A detector
analyzes that from the recipient
coming signal to estimate
or assess whether a disorder
of the magnetic field has taken place and whether, if applicable
such a disturbance
resulted from a marker. If applicable, an alarm is triggered as
Indication for
the existence
Marker the surveillance
or query zone happens. In known electronic article surveillance systems, the
interference generated by a magnetic marker in the magnetic field
With the help of methods that are based on a frequency domain or time domain analysis (frequency
domain or time domain analysis techniques). If in typical
Way frequency domain methods are used, then the
Frequency content of the received signal with respect to harmonics of the fundamental frequency,
i.e. the driver frequency of the field used. This
Harmonics are the result of a non-linear hysteresis characteristic
of the magnetic marker. By comparing the relative
Amplitudes of the detected harmonics are an indication of the frequency spectrum of the
Receive signal. Using certain decision criteria
this spectrum is then compared to a spectrum of
a valid one
Marker is expected and this will make a decision
in terms of
of the presence of the marker. The application of frequency domain analysis methods is
especially desirable
if conditions are characterized by noise or interference
are to be expected, however, the response time of the known system
too long due to the fact that filters with high Q factor
are required to isolate the harmonics generated.
Bei
einer auf einer Zeitbereichs-Analyse basierenden Methode wird ein
Zeitbereichs-Impuls (bzw.eine Impulsfolge) des empfangenen Signals
im Hinblick auf seine Impulsform und seine Zeitverschiebung relativ
zu einer Grund-Phase des erzeugten Feldes analysiert. Bei dieser
Art von Analyse ist die Form des Signals in beträchtlicher Weise durch die Amplituden-
und Phasen-Charakteristika
des bei dem Erfassungsprozeß angewendeten
Filterns beeinflußt,
sowie durch Änderungen
in dem empfangenen Signal aufgrund von Variationen in dem erzeugten
Treiber-Feld. Weil diese Analyse Amplituden-Schwellwerte benutzt, die über dem
Umgebungsstörpegel
liegen müssen,
ist die Anwendung dieses Verfahrens am meisten in denjenigen Fällen erwünscht, in
denen ein hohes Signal/Stör-Verhältnis vorliegt.at
a method based on a time domain analysis becomes a
Time domain pulse (or a pulse train) of the received signal
relative to its pulse shape and its time shift
analyzed to a basic phase of the generated field. At this
Kind of analysis is the shape of the signal considerably by the amplitude
and phase characteristics
of the one used in the acquisition process
Filtering affects
as well as through changes
in the received signal due to variations in the generated one
Driver field. Because this analysis uses amplitude thresholds that are above the
Umgebungsstörpegel
have to lie
the application of this method is most desirable in those cases where
who have a high signal / interference ratio.
Um
abschätzen
oder bewerten zu können, ob
Zeitbereichs- oder
Frequenzbereichs-Analysenverfahren innerhalb der Überwachungsanlage
angewendet werden sollen, ist es wesentlich, daß der Erfassungsprozeß in der
Lage ist, zwischen Störungen oder Änderungen
in dem Feld zu unterscheiden, die von gültigen Markern herrühren, und
solchen Störungen
oder Änderungen,
die aufgrund von anderen, von den Markern unabhängigen Quellen auftreten. Ein
Versagen des Systems, die erforderliche Unterscheidung vorzunehmen,
führt zu
falschen Alarmauslösungen,
welche die Untadeligkeit und die Brauchbarkeit des gesamten Systems
in außerordentlicher
Weise in Frage stellen.Around
estimate
or to be able to assess whether
Time domain or
Frequency range analysis method within the monitoring system
it is essential that the registration process in the
Is able to distinguish between disturbances or changes
to be differentiated in the field from valid markers, and
such disorders
or changes,
that arise from other sources that are independent of the markers. On
Failure of the system to make the necessary distinction
leads to
false alarm triggers,
which the blamelessness and the usability of the whole system
in extraordinary
Question way.
Das
Problem einer zuverlässigen
Unterscheidung zwischen durch magnetische Marker bedingten Störungen und
zwischen Fremd-Störungen, die
von Markern unabhängig
sind, gewinnt besonders hohe Bedeutung in Einzelhandelsgeschäften, insbesondere
Supermärkten
oder dergleichen, in denen metallische Beschläge, metallische Ladentische, metallische
Einkaufswagen, Rausch- oder Störgeneratoren
(z.B. Laser-Scanner, Digital-Waagen, Kreditkarten- und Barcode-Leser,
Förderbänder und
dergleichen mehr) reichlich vorhanden sind. Diese Ausstattung schafft
quasi "rauhe" elektronische Umfeldbedingungen
und kann Störungen
in dem Erfassungs- System verursachen, welche von gültigen Markern
herrührende
Signale verdecken oder überdecken
und/oder als von gültigen
Markern herrührende
Signale erscheinen. Hierdurch ist die Zuverlässigkeit des Überwachungssystems
in erheblichem Maße
in Frage gestellt.The problem of reliably distinguishing between interference caused by magnetic markers and between external interference that is independent of markers is of particular importance in retail stores, in particular supermarkets or the like, in which metallic fittings, metallic counters, metallic shopping trolleys, noise or interference generators (e.g. laser scanners, digital scales, credit card and barcode readers, conveyor belts and the like) are abundant. This equipment creates quasi "rough" electronic environmental conditions and can cause disturbances in the detection system, which hide or cover signals originating from valid markers cover and / or appear as signals originating from valid markers. This seriously jeopardizes the reliability of the monitoring system.
Die
derzeitig verfügbaren Überwachungsanlagen
bzw. -Systeme lösen dieses
Zuverlässigkeitsproblem
nicht vollständig
und leiden darüber
hinaus auch noch unter anderen Nachteilen. So sind bereits großräumig bzw.
großflächig angelegte
Systeme ausgeführt
worden, bei denen ein Fluß durch
die Überwachungszone
verursacht wird. Auch wird bei diesen Systemen von einem verhältnismäßig starken Feld
Gebrauch gemacht. Im Endergebnis erstrecken sich diese Felder jedoch
oft über
die Abfrage- oder Überwachungszone
hinaus, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Störungen,
welche von Marker-unabhängigen
Quellen oder von außerhalb
der Überwachungs-Zone
befindlichen Markern herrühren,
noch erhöht
wird. Außerdem
ist bei diesen bekannten Systemen in Folge deren Überreichweiten in
Verbindung mit einem elektronischen Rauschen die Systemempfindlichkeit
in beträchtlichem
Umfange reduziert worden. Dies führte
oftmals zu einer verhältnismäßig geringen
Erfassungrate und einer unerwünschten
Anzahl von falschen Alarmauslösungen.The
monitoring systems currently available
or systems solve this
reliability problem
not completely
and suffer about it
also under other disadvantages. So are already spacious or
large-scale
Systems executed
been having a river through
the surveillance zone
is caused. Also with these systems is a relatively strong field
Made use of. In the end, however, these fields extend
often about
the query or monitoring zone
addition, reducing the likelihood of interference,
which are from marker-independent
Sources or from outside
the surveillance zone
markers located,
still increased
becomes. Moreover
is in these known systems as a result of their overreaches
System sensitivity associated with electronic noise
in considerable
Scope has been reduced. This resulted
often at a relatively low level
Capture rate and an undesirable
Number of false alarm triggers.
Es
ist daher in jüngster
Zeit ein magnetischer Marker mit Eigenschaften entwickelt worden,
durch die manche der vorher erwähnten,
in den bekannten Anlagen oder Systemen zusammengetroffenen Probleme
gemildert werden können.
Ein magnetischer Marker dieses Typs geht aus der US-PS 46 60 025 mit der Bezeichnung "Magnetischer Marker
zur Artikelüberwachung
mit einer Hystereseschleife mit großen Barkhausen-Unstetigkeiten" als bereits bekannt hervor.
Der Marker weist ein magnetisches Material mit innerer, aufgestauter
mechanischer Spannung auf und besitzt eine magnetische Hystereseschleife, die
durch große
Barkhausen-Unstetigkeiten gekennzeichnet ist. In Folge dessen kommt
es bei diesem Marker, wenn dieser einem äußeren magnetischen Feld oberhalb
eines Schwellwertes ausgesetzt wird, zu einer regenerativen Umkehr
seiner magnetischen Polarisation.Therefore, a magnetic marker having properties that can alleviate some of the aforementioned problems encountered in the known plants or systems has recently been developed. A magnetic marker of this type emerges from the U.S. Patent 4,660,025 with the designation "Magnetic marker for article monitoring with a hysteresis loop with large Barkhausen discontinuities" as already known. The marker has a magnetic material with internal pent-up mechanical tension and has a magnetic hysteresis loop, which is characterized by large Barkhausen discontinuities. As a result, when this marker is exposed to an external magnetic field above a threshold, its magnetic polarization is regeneratively reversed.
Da
es möglich
ist, daß diese
regenerative Umkehr bei einem verhältnismäßig geringen Schwellwert stattfindet,
kann auch in vorteilhafter Weise das für den Marker erforderliche
erzeugte Feld relativ schwach gehalten werden. Darüber hinaus
resultiert die bei dem Marken in der Form einer Sprungfunktion auftretende
Umkehrung der magnetischen Polarisation in Feldstörungen,
die reich an hohen Harmonischen sind, wodurch die Erfassung leichter und
einfacher wird.There
it possible
is that this
regenerative reversal takes place at a relatively low threshold,
can also advantageously the required for the marker
generated field can be kept relatively weak. Furthermore
results in the occurrence of the mark in the form of a jump function
Reversal of magnetic polarization in field disturbances,
which are rich in high harmonics, which makes detection easier and
becomes easier.
Der
Marker gemäß der vorgenannten
US-PS weist aber auch noch den Vorteil auf, daß er mit Hilfe verschiedener
Methoden deaktiviert werden kann, wie dies in der US-PS 46 86 516 mit der Bezeichnung "Verfahren, System
und Einrichtung für
die Artikelüberwachung" näher beschrieben
ist. Durch eine Milderung der inneren, aufgestauten mechanischen Spannung
in dem Marker oder durch Kristallisierung eines Teils des Markers
wird dieser leicht deaktiviert, so daß er durch die Abfrage- oder Überwachungszone
hindurchgehen kann, ohne hierbei irgendeine Alarmauslösung zu
verursachen.The marker according to the aforementioned US-PS also has the advantage that it can be deactivated with the help of various methods, as is shown in the U.S. Patent 4,686,516 with the designation "Procedure, system and device for article monitoring" is described in more detail. By mitigating the internal pent-up mechanical stress in the marker or by crystallizing part of the marker, it is easily deactivated so that it can pass through the interrogation or monitoring zone without causing any alarm.
Ein "Marker" kann im übrigen auch
als "Tag" d.h. "Sicherungsanhänger" oder "Sicherungsetikett" bezeichnet werden.A "marker" can also
as "day" i.e. "Security tag" or "security tag" may be referred to.
Eine
verbesserte Anlage zur magnetischen Artikelüberwachung ist darüber hinaus
in der DE-OS 37 15 387 beschrieben
(Unionspriorität:
30.06.1986 US 880 138 ).
Bei dieser bekannten Anlage ist eine magnetische Abschirmung vorgesehen,
die in seitlichen Randbereichen der Überwachungszone angeordnet
und dazu befähigt
ist, die Intensität
des Magnetfeldes außerhalb
dieser Zone zu reduzieren. Die Abschirmung ist auch dazu befähigt, daß die durch die
Abschirmung selbst verursachten Störungen in dem Magnetfeld leicht
unterschieden und blockiert oder unterdrückt werden können.An improved system for magnetic article monitoring is also in the DE-OS 37 15 387 (Union priority: June 30, 1986 US 880 138 ). In this known system, a magnetic shield is provided, which is arranged in the lateral edge areas of the monitoring zone and is capable of reducing the intensity of the magnetic field outside of this zone. The shield is also capable of easily distinguishing and blocking or suppressing the interference in the magnetic field caused by the shield itself.
Zur
Erzielung der vorher erwähnten
Eigenschaften ist es erforderlich, daß das magnetische Material
der Abschirmung einen ausreichend hohen, spezifischen elektrischen
Widerstand bei einer vorgegebenen Permeabilität und einer vorgegebenen Frequenz
des er zeugten Magnetfeldes aufweist, um hierdurch eine Eindringtiefe
oder Skin-Tiefe zu erzielen, die wesentlich größer als die Schichtdicke der magnetischen
Abschirmung ist. Ferner muß das
magnetische Material eine Sättigungsflußdichte
aufweisen, die größer ist
als die maximale Flußdichte,
die in der Abschirmung in Abhängigkeit
von den positiven und negativen Maximal-Amplituden des Magnetfeldes
erzeugt wird. Schließlich
muß das
magnetische Material noch die Eigenschaft besitzen, daß es bei den
Scheitelwerten des erzeugten Magnetfeldes auf dieses anspricht,
dagegen aber in der Nähe
der Null-Durchgänge eine
nur geringe oder keine Ansprechempfindlichkeit aufweist.to
Achievement of the aforementioned
Properties require that the magnetic material
the shielding has a sufficiently high, specific electrical
Resistance at a given permeability and frequency
of the generated magnetic field, thereby a depth of penetration
or to achieve skin depth that is significantly greater than the layer thickness of the magnetic
Shielding is. Furthermore, the
magnetic material has a saturation flux density
have larger
than the maximum flux density,
depending in the shield
of the positive and negative maximum amplitudes of the magnetic field
is produced. Finally
must
magnetic material still have the property that it
Peak values of the generated magnetic field respond to it,
but nearby
of zero crossings one
has little or no sensitivity.
Wie
weiterhin aus der DE-OS 37 15
387 hervorgeht, besitzen Abschirmungen, die aus Ferriten oder
aus gepresstem Eisenpulver hergestellt sind, die im vorangehenden
erläuterten
Charakteristika, so daß ein
Verhältnis
des frontseitigen, d.h. innerhalb der Überwachungzone vorhandenen
Spitzen-Magnetfeldes zum rückseitigen,
d.h. außerhalb
der Überwachungszone
und hinter der Abschirmung vorhandenen Spitzen-Magnetfelds von mindestens
10 : 1 erreichbar ist. Ein spezielles Ferrit, durch welches dieses
Verhältnis
von 10 : 1 erreicht wird und welches darüber hinaus ein maximales Ansprechen
bei den erzeugten maximalen Feldamplituden und ein minimales Ansprechen
bei den Null-Durchgängen
aufweist, ist z.B. ein Ferrit der Herstellerfirma TDK Corporation
of Tokyo, Japan, welches im Handel mit Q5B bezeichnet wird. Ähnliche
Charakteristika liegen bei gepreßtem Eisenpulver vor, das vorzugsweise
nicht gesintert ist und aus ungefähr 99% Eisen mit ungefähr 1% an
Spurenelemten besteht, zu denen FeP, H2,
C, Mn und S gehören
und vielleicht sehr kleine Mengen an anderen Elementen.How continue from the DE-OS 37 15 387 shields made from ferrites or from pressed iron powder have the characteristics explained above, so that a ratio of the front magnetic field, ie inside the surveillance zone, to the rear, ie outside the surveillance zone and behind the shield, existing tip Magnetic field of at least 10: 1 can be reached. A special ferrite, by means of which this ratio of 10: 1 is achieved and which also has a maximum response at the generated maximum field amplitudes and a mini has a fine response at the zero crossings, is for example a ferrite from the manufacturer TDK Corporation of Tokyo, Japan, which is known in the trade with Q5B. Similar characteristics exist for pressed iron powder, which is preferably not sintered and consists of approximately 99% iron with approximately 1% trace elements, which include FeP, H 2 , C, Mn and S, and perhaps very small amounts of other elements.
Wenn
es sich bei der magnetischen Abschirmung um ein Laminat aus einer
Mehrzahl von dünnen
Schichten handelt, die miteinander verklebt und elektrisch voneinander
isoliert sind, dann ist die Eindringtiefe einer jeden solchen Schicht
wesentlich größer als
die Schichtdicke selbst.If
the magnetic shield is a laminate of one
Majority of thin
Layers that are glued together and electrically from each other
are isolated, then the depth of penetration of each such layer
much larger than
the layer thickness itself.
Die
Notwendigkeit für
ein minimales Ansprechen der Abschirmung nahe den Null-Durchgängen des
erzeugten Feldes ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß die magnetischen
Marker und insbesondere die Marker gemäß der US-PS 46 660 025 eine maximale Ansprechempfindlichkeit
bei den Null-Durchgängen
oder in der Nähe
der Null-Durchgänge
des erzeugten Feldes und eine minimale Ansprechempfindlichkeit bei
den Scheitelwerten dieses Feldes aufweisen. Durch Auswahl eines
magnetischen Abschirmungs-Materials mit quasi umgekehrten Eigenschaften
lassen sich die durch diese Abschirmung verursachten Störungen leicht
erfassen und eliminieren, ohne daß eine Überlagerung mit der Erfassung
der durch Marker verursachten Störungen
auftritt. Aus der DE-OS 37 15
387 ergibt sich ferner, daß in Kombination mit der im
vorangehenden erläuterten
magnetischen Abschirmung eine Hilfs-Abschirmung aus elektrisch leitendem
Material vorgesehen werden kann. Diese Hilfsabschirmung wird hinter
der magnetischen Abschirmung angeordnet und dämpft durch Wirbelstromverluste
diejenigen Störungen,
die von Markern oder externen Rausch- oder Störquellen herrühren, die
sich außerhalb
der Abfrage- oder Überwachungszone
befinden.The need for minimal response to the shield near the zero crossings of the generated field arises from the fact that the magnetic markers, and particularly the markers according to the U.S. Patent 46,660,025 have maximum responsiveness at or near the zero crossings of the generated field and minimal responsiveness at the peak values of that field. By selecting a magnetic shielding material with quasi-reversed properties, the interference caused by this shielding can be easily detected and eliminated without being overlapped with the detection of the interference caused by markers. From the DE-OS 37 15 387 it also follows that, in combination with the magnetic shield described above, an auxiliary shield made of electrically conductive material can be provided. This auxiliary shielding is placed behind the magnetic shielding and, through eddy current losses, dampens those disturbances which result from markers or external noise or disturbance sources which are located outside the interrogation or monitoring zone.
Obwohl
die weiter oben erläuterten
magnetischen Marken sowie die magnetische Abschirmung bereits bedeutende
Verbesserungen für
magnetische, elektronische Artikelüberwachungs- Anlagen bzw. -Systeme
darstellen, besteht immernoch ein Bedarf an weiteren Verbesserungen
und Vervollkommnungen derartiger Anlagen und Systeme, insbesondere
hinsichtlich Zuverlässigkeit,
Kompaktheit und Freiheit von falschen Alarmauslösungen.Even though
that explained above
magnetic brands as well as magnetic shielding already significant
Improvements for
magnetic, electronic article surveillance systems or systems
represent, there is still a need for further improvements
and perfections of such plants and systems, in particular
in terms of reliability,
Compactness and freedom from false alarm triggers.
Aus DE 31 28 980 C2 ist
ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Festlegung des unerlaubten Hindurchführens von
geschützten
Gegenständen durch
eine Überwachungszone
bekannt. Bei diesem Verfahren bzw. der Vorrichtung wird von einem
elektromagnetischem Feld Gebrauch gemacht, welches in der betreffenden Überwachungszone
erzeugt wird. Ferner sind die geschützten Gegenstände mit
einem Target versehen, die zu Störungen
des elektromagnetischen Feldes führen,
welche bei Auswertung in elektrische Signale umgesetzt werden, aus
denen nach Auswertung unter Berücksichtigung
des Einflusses von Stör-
insbesondere Rauschsignalen ein Detektorsignal erzeugt wird. Die
elektrischen Signale werden mindestens drei frequenzselektiven Kanälen unterschiedlicher
Frequenz parallel zugeführt.
Die Amplituden der Ausgangssignale dieser Kanäle werden miteinander verglichen
und aus dem Vergleichsergebnis wird dann das Detektorsignal erzeugt,
wenn die Amplituden -innerhalb von Toleranzbereichen ein bestimmtes
Verhältnis
zueinander aufweisen.Out DE 31 28 980 C2 a method and a device for determining the unauthorized passage of protected objects through a surveillance zone is known. This method and the device make use of an electromagnetic field which is generated in the relevant monitoring zone. Furthermore, the protected objects are provided with a target, which lead to disturbances in the electromagnetic field, which are converted into electrical signals during evaluation, from which a detector signal is generated after evaluation, taking into account the influence of interference signals, in particular noise signals. The electrical signals are fed in parallel to at least three frequency-selective channels of different frequencies. The amplitudes of the output signals of these channels are compared with one another and the detector signal is then generated from the comparison result if the amplitudes have a specific relationship to one another within tolerance ranges.
Aus US 3,820,103 geht eine Diebstahlüberwachungsanlage
hervor, bei der durch einen magnetischen Marker hervorgerufene Störungen in
Form von Harmonischen der Sendefrequenz in einer Abfragezone ausgewertet
werden und einen Alarm auslösen.
Die Schaltung zur Signalauswertung enthält eine Reihenschaltung aus
Tiefpaß-Filter
und Hochpaß-Filter,
die in dieser Kombination die Bandbreite des zu verarbeitenden Frequenzbandes
festlegt. Dabei werden nur Harmonische niedriger Ordnung sowie hochfrequente
Anteile herausgefiltert. Durch anschließende Integration wird der
Energiepegel des Signals ermittelt und weiterverarbeitet. Durch
die Integration über
ein Frequenzband wird nicht nur die Amplitude, sondern auch die
zeitliche Ausdehnung des Notsignals bewertet.Out US 3,820,103 the result is an anti-theft monitoring system in which interference caused by a magnetic marker in the form of harmonics of the transmission frequency is evaluated in an interrogation zone and triggers an alarm. The circuit for signal evaluation contains a series connection of low-pass filter and high-pass filter, which in this combination defines the bandwidth of the frequency band to be processed. Only low-order harmonics and high-frequency components are filtered out. Through subsequent integration, the energy level of the signal is determined and processed. The integration over a frequency band not only evaluates the amplitude but also the temporal extent of the emergency signal.
Mit
Rücksicht
auf den im vorangehenden geschilderten Sachverhalt liegt der vorliegenden
Erfindung somit als Hauptaufgabe zugrunde, eine verbesserte Anlage
bzw. ein verbessertes System zur elektronischen Artikelüberwachung
zu schaffen.With
consideration
the present situation lies on the facts described above
Invention therefore as the main task, an improved system
or an improved system for electronic article surveillance
to accomplish.
Im
Speziellen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Artikelüberwachungsanlage
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die insbesondere die folgenden
Eigenschaften aufweist: Gesteigerte Steuerfunktionen; erweiterte
und verbesserte Möglichkeiten
der Detektion, d.h. des Feststellens des Vorhandenseins von mit magnetischen
Markern versehenen Artikeln in einer Abfrage- oder Überwachungszone;
Möglichkeiten der
Realisierung von eindeutigen Frequenzbereichs- und eindeutigen Zeitbereichs-Detektionsverfahren; Möglichkeiten
des Ansprechens und des Selbst-Einstellens
aufgrund von Änderungen
in der Umgebung einschließlich Änderungen
des Rausch- bzw. Störpegels;
Ausstattung mit einem verbesserten Kamm-Bandpaß-Filter sowie einem verbesserten Kamm-Kerb-filter;
und schließlich
die Möglichkeiten der
Verwendung eines magnetischen Markers gemäß der US-PS 4,660,025 sowie einer Abschirmung gemäß der DE-OS 37 15 387 .In particular, the invention has for its object to provide an improved article surveillance system according to the preamble of claim 1, which has in particular the following properties: increased control functions; expanded and improved possibilities of detection, ie the detection of the presence of articles provided with magnetic markers in an interrogation or monitoring zone; Possibilities of realizing unique frequency domain and unique time domain detection methods; Possibilities of responding and self-tuning due to changes in the environment including changes in the noise or interference level; Equipped with an improved comb bandpass filter and an improved comb notch filter; and finally the possibilities of using a magnetic marker according to the U.S. Patent 4,660,025 and a shield according to the DE-OS 37 15 387 ,
Die Lösung:The solution:
Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird, ausgehend von einer Überwachungsanlage in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, erfindungsgemäß durch
die Kombination der Merkmale gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen
2–34.The
The task underlying the invention is based on a monitoring system in accordance
with the preamble of claim 1, according to the invention
the combination of features according to the characteristic
Part of claim 1 solved.
Further advantageous embodiments of the invention result
from the claims
2-34.
Der
Betrieb einer erfindungsgemäßen, magnetischen,
elektronischen Artikelüberwachungsanlage
ist vorzugsweise mit Hilfe eines Mikrocomputers steuerbar.The
Operation of a magnetic
electronic article surveillance system
can preferably be controlled with the aid of a microcomputer.
Hierbei
ist insbesondere ein Detektor-Schaltkreis vorgesehen, welcher Schaltkreise
zur Frequenz- und Zeitbereichs-Darstellung mit einschließt und welcher
ein aus einer Abfrage- oder Überwachungszone
empfangenes Signal verarbeitet. Es sind Filter einschließlich eines
verbesserten Kamm-Bandpaß-Filters vorgesehen,
welche das empfange Signal in dem Detektor-Schaltkreis auf Harmonische
des erzeugten Feldes begrenzen oder einschränken.in this connection
In particular, a detector circuit is provided, which circuits
for frequency and time domain display and which one
on from an interrogation or surveillance zone
received signal processed. There are filters including one
improved comb bandpass filter provided,
which harmonics the received signal in the detector circuit
limit or restrict the generated field.
Mindestens
zwei Frequenzbänder
des empfangenen Signales werden durch einen Frequenz-Detektions-Schaltkreis
isoliert und der Signal-Inhalt in einem jeden Band wird bestimmt.
Zur gleichen Zeit erfolgt durch den Zeitbereichs-Schaltkreis ein
Sampling des empfangenen Signales, um hierdurch ein digitalisiertes
Signal zu erzeugen. Die Ergebnisse dieser Operationen werden sodann durch
eindeutige Entscheidungs-Programme im Mikrocomputer weiterverarbeitet.
Diese Programme sind auf verbesserte Kriterien für gültige Marker abgehoben und
weisen Schwellwerte auf, welche auf ein Umgebungs-Rauschen sowie auf
ein unerwünschtes
Ansprech-Verhalten von anderen Objekten als gültigen Markern bezogen sind.At least
two frequency bands
of the received signal are through a frequency detection circuit
isolated and the signal content in each band is determined.
At the same time, the time domain circuit turns on
Sampling of the received signal to thereby digitize it
Generate signal. The results of these operations are then through
clear decision programs processed in the microcomputer.
These programs are focused on and improved criteria for valid markers
have threshold values that indicate ambient noise as well
an undesirable
Response behavior are obtained from objects other than valid markers.
In
dem Mikrocomputer wird eine Entscheidungs-Information von den Zeit-
und Frequenzbereichs-Programmen für eine jede Halb-Periode des erzeugten
Feldes erzeugt. Diese Information wird dazu benutzt, einen Zeitbereichs-
und einen Frequenzbereichs- Zähler
jeweils auf den neuesten Stand zu bringen. In Abhängigkeit
davon, daß diese Zähler jeweils
vorgewählte
Zählerstände erreichen, werden
Signale zur Alarmauslösung
erzeugt.In
the microcomputer receives decision information from the time
and frequency domain programs for each half period of the generated
Field generated. This information is used to
and a frequency domain counter
to bring it up to date. Dependent on
assuming that these counters each
preselected
Reach meter readings
Alarm trigger signals
generated.
Ein
anderes Programm im Mikrocomputer verarbeitet ausgewählte Werte
von aufeinanderfolgenden digitalisierten Signalen in Übereinstimmung mit
Schwellwerten, die auf den erwarteten Charakteristika von unerwünschten,
hochwertigen Neben-Störungen
(elektronischen Rausch-Spitzen)
basieren. Ein weiteres Programm im Mikrocomputer ist auf Änderungen
in der Grundfrequenz-Komponente
abgehoben, die ebenfalls durch den Detektions- Schaltkreis isoliert
wird. Die Ausgänge
dieser beiden letzteren Programme werden dazu benutzt, eine Alarmauslösung durch
die Zeit- und Frequenzbereichs- Zähler zu verhindern.On
another program in the microcomputer processes selected values
of successive digitized signals in accordance with
Thresholds based on the expected characteristics of undesired,
high quality secondary interference
(electronic noise peaks)
based. Another program in the microcomputer is on changes
in the fundamental frequency component
lifted, which is also isolated by the detection circuit
becomes. The exits
These two latter programs are used to trigger an alarm
to prevent the time and frequency domain counters.
Darüber hinaus
werden durch den Mikrocomputer die Rausch- bzw. Störpegel überwacht,
sobald die Anlage in Betrieb genommen ist, und periodisch auf den
neuesten Stand gebracht, ebenso wie der Pegel der Grundfrequenz-Komponente. Die Computer-Programme
werden sodann mit diesen Werten auf den neuesten Stand gebracht,
so daß die Anlage
sich entsprechend den Änderungen
in der Umgebung dynamisch zu ändern
vermag.Furthermore
the noise or interference levels are monitored by the microcomputer,
as soon as the system is put into operation and periodically on the
updated, as well as the level of the fundamental frequency component. The computer programs
are then updated with these values,
so the facility
themselves according to the changes
to change dynamically in the environment
can.
Ein
bei der erfindungsgemäßen Anlage
vorgesehenes Kamm-Filter
verwendet eine Verzögerungsleitung
in der Form eines integrierten Schaltkreises mit einer Rückkopplung,
um das erwünschte "Kamm-Ansprechen" zu erzielen. Dies
ergibt ein Filtern mit hohen Q-Werten, wobei die Notwendigkeit von
einzelnen Kapazitäten
konventioneller Filter und die damit verbundenen Nachteile (Menge,
Voluminösität) vermieden
werden.On
in the system according to the invention
Comb filter provided
uses a delay line
in the form of an integrated circuit with a feedback,
to achieve the desired "comb response". This
results in high Q filtering, the need for
individual capacities
conventional filter and the associated disadvantages (quantity,
Volatility) avoided
become.
Die
erfindungsgemäße Überwachungsanlage
schließt
auch Empfangs- und Sende-Antennen-Anordnungen mit ein, die in der
Weise ausgebildet sind, daß unerwünschte und
normalerweise in dem erzeugten Feld vorhandene Null-Stellen reduziert
werden. Insbesondere ist eine Empfangs-Antennenanordnung vorgesehen,
welche erste und zweite obere Schleifen aufweist, die in einer ineinander
geschachtelten Beziehung angeordnet sind, und ferner dritte und
vierte untere Schleifen, die ebenfalls in einer ineinander geschachtelten
Beziehung angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Schleifen
mit den jeweils zugeordneten dritten und vierten Schleifen acht-förmige Konfigurationen
bilden. Die Schleifen sind elektrisch hintereinander und in der
Weise in Phase geschaltet, daß die
oberen Schleifen die gleiche erste Phase und die unteren Schleifen
die gleiche zweite Phase aufweisen, die entgegengesetzt zu der ersten
Phase ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung dieser Antennen-Anordnung ist ein Abschnitt einer jeden
dieser Schleifen im Berührungsbereich
der jeweiligen acht-förmigen
Konfiguration gegenüber
der Horizontalen schräg
geneigt.The
monitoring system according to the invention
includes
also receive and transmit antenna arrangements with one in the
Are trained that unwanted and
Normally existing zeros in the generated field are reduced
become. In particular, a receiving antenna arrangement is provided
which has first and second upper loops that are interlocked
nested relationship are arranged, and further third and
fourth lower loops, which are also nested in one another
Relationship are arranged with the first and second loops
with the associated third and fourth loops of eight-shaped configurations
form. The loops are electrically one behind the other and in the
Way in phase that the
upper loops the same first phase and lower loops
have the same second phase opposite to the first
Phase is. According to one
preferred embodiment of this antenna arrangement is a section of each
this grinding in the touch area
the respective eight-shaped
Configuration opposite
the horizontal obliquely
inclined.
Es
ist weiterhin eine Sende-Antennenanordnung ebenfalls mit einer ineinander
geschachtelten Anordnung von Schleifen vorgesehen. Bei dieser Antennenanordnung
verläuft
der Strom in einer inneren Schleife in der gleichen Richtung wie
der Strom in einer äußeren Schleife,
wobei die Achse der inneren Schleife in Bezug auf die Achse der äußeren Schleife um
ein vorgewähltes
Winkelmaß gedreht
ist, vorzugsweise um 45°.It
is also a transmitting antenna arrangement also with one another
nested arrangement of loops provided. With this antenna arrangement
extends
the current in an inner loop in the same direction as
the current in an outer loop,
where the axis of the inner loop is relative to the axis of the outer loop
a selected one
Angle measure rotated
is, preferably by 45 °.
Die
im vorangehenden erläuterten
Antennenanordnungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in Fußgestellen
oder Ständern
gelagert, die in der Weise ausgebildet sind, daß die Antennenanordnungen unbeweglich
gemacht werden und eine körperliche
oder bauliche Einheit oder Ganzheit (integrity) bilden. Dies wird
durch ein Herstellungsverfahren erreicht, bei dem der Bereich zwischen
den Wänden des
Fußgestells
mit einem Schaum ausgefüllt
wird und bei dem während
der Aushärtung
des Schaums auf die gesamte Anordnung Druck ausgeübt wird. Der
resultierende, festgewordene Schaum kapselt die Antennen ein und
macht sie somit unbeweglich, während
der Schaum den Hohlraum zwischen den Wandungen des Fußgestelles
oder Ständers
im wesentlichen ausfüllt,
wodurch dem Fußgestell
die erwünschte
Verstärkung
und Versteifung verliehen wird.The
explained in the foregoing
Antenna arrangements of the system according to the invention are in pedestals
or stands
stored, which are designed in such a way that the antenna assemblies immobile
be made and a physical
or form a structural unit or wholeness (integrity). this will
achieved by a manufacturing process in which the area between
the walls of the
pedestal
filled with a foam
and during which
the curing
pressure is applied to the entire assembly. The
resulting, solidified foam encapsulates the antennas and
thus making them immobile while
the foam the cavity between the walls of the base
or stand
essentially fills out
whereby the base
the desired one
reinforcement
and stiffening is conferred.
Es
ist im übrigen
noch darauf hinzuweisen, daß im
Rahmen der vorliegenden Erfindung von einem Marker Gebrauch gemacht
wird, wie er in der US-PS 4,660,025 beschrieben
ist, und daß in
Verbindung mit den in dem Fußgestell
untergebrachten Antennenanordnungen eine Abschirmung nach DE-OS 37 153 87 zur Anwendung
gelangt. In diesem Falle ist die erfindungsgemäße Anlage darüber hinaus
dazu befähigt,
den weiter oben erläuterten
Abschirmungs-Spitzen-Impuls
an einer Beeinflussung der Betriebsweise der Anlage zu hindern.It should also be pointed out that within the scope of the present invention use is made of a marker as used in the U.S. Patent 4,660,025 and that in connection with the antenna arrangements housed in the base frame a shield DE-OS 37 153 87 applied. In this case, the system according to the invention is also capable of preventing the shielding peak pulse explained above from influencing the mode of operation of the system.
Zur
näheren
Erläuterung
der Erfindung, ihrer weiteren Merkmale und Vorteile dient die nachfolgende
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:to
closer
explanation
The following, the invention, its further features and advantages serve
Description of preferred embodiments using the
attached
Drawings. In these show:
1 ein vereinfachtes Blockschaltbild
einer magnetischen, elektronischen Überwachungsanlage, die einer
Abfrage- oder Überwachungszone
zugeordnet ist; 1 a simplified block diagram of a magnetic, electronic monitoring system which is assigned to an interrogation or monitoring zone;
2A, 2B und 2C jeweils
detailliertere Blockschaltbilder der Überwachungsanlage gemäß 1; 2A . 2 B and 2C each detailed block diagram of the monitoring system according to 1 ;
3 ein Diagramm mit den Wellenformen von
verschiedenen bei der Überwachungsanlage
gemäß den 2A–2C erzeugten
Signalen; 3 a diagram with the waveforms of different at the monitoring system according to the 2A - 2C generated signals;
4 eine tabellarische Übersicht über eine Anzahl
von Parametern, die für
die Überwachungsanlage
gemäß den 2A–2C maßgeblich
sind, wobei repräsentative
Zahlenwerte für
diese Parameter angegeben sind; 4 a tabular overview of a number of parameters that are required for the monitoring system according to the 2A - 2C are decisive, whereby representative numerical values for these parameters are given;
5A und 5B jeweils Flußdiagramme bezüglich der
in einem Mikrocomputer der Überwachungsanlage
gemäß 2A bis 2C enthaltenen Programme und zwar zum
einen für
eine Zeitbereichs-Signalanalyse
und zum anderen für
eine Frequenzbereichs-Signalanalyse; 5A and 5B in each case flow diagrams relating to those in a microcomputer of the monitoring system according to 2A to 2C programs included, on the one hand for a time domain signal analysis and on the other hand for a frequency domain signal analysis;
6 ein Flußdiagramm
bezüglich
eines in dem Mikrocomputer der Überwachungsanlage
gemäß 2A–2C enthaltenen
Programmes für
eine "Spitzen" -Detektions-Signalanalyse; 6 a flowchart relating to a in the microcomputer of the monitoring system according to 2A - 2C included programs for a "peak" detection signal analysis;
7 und 8 Schaltbilder eines Kamm-Bandpaß-Filters
gemäß dem in 2A gezeigten Blockschaltbild; 7 and 8th Circuit diagrams of a comb bandpass filter according to the in 2A block diagram shown;
9, 9A und 9B Schaltbilder
für ein Kamm-Kerb-
oder Kamm-Fallen-Filter gemäß dem in 2A gezeigten Blockschaltbild; 9 . 9A and 9B Circuit diagrams for a comb-notch or comb-trap filter according to the in 2A block diagram shown;
10 schematisch eine Draufsicht
auf eine Empfangs-Antennenanordnung
für die Überwachungsanlage
gemäß den 2A – 2C; 10 schematically shows a plan view of a receiving antenna arrangement for the monitoring system according to the 2A - 2C ;
11 schematisch eine Draufsicht
auf eine Sende-Antennenanordnung
für die Überwachungsanlage
gemäß den 2A–2C; 11 schematically shows a plan view of a transmitting antenna arrangement for the monitoring system according to the 2A - 2C ;
12 (I) in einer schematischen
graphischen Darstellung die Nullzonen einer, üblichen Empfangs-Antennenanordnung; 12 (I) in a schematic graphic representation the zero zones of a conventional receiving antenna arrangement;
12 (II) in einer weiteren
schematischen, graphischen Darstellung die Nullzonen der Empfangs-Antennenanordnung
gemäß 10; 12 (II) in a further schematic, graphic representation the zero zones of the receiving antenna arrangement according to 10 ;
13 eine schematische, perspektivische Darstellung
einer aus Fußgestellen
oder Ständern bestehenden
Anordnung zum Unterbringen der Antennenanordnungen gemäß den 10 und 11; 13 is a schematic, perspective view of an arrangement consisting of pedestals or stands for accommodating the antenna arrangements according to the 10 and 11 ;
14 eine Querschnittsansicht
durch eines der Fußgestelle
oder Ständer
gemäß 13; und 14 a cross-sectional view through one of the pedestals or stands according to 13 ; and
15 in einer schematischen
graphischen Darstellung den Mikrocomputer der Überwachungsanlage gemäß den 2A–2C mit
Zählern
sowie mit einem Maximal-Amplituden-Stapel. 15 the microcomputer of the monitoring system according to the 2A - 2C with counters and with a maximum amplitude stack.
In
der 1 ist eine magnetische,
elektronische Überwachungsanlage
allgemein mit 1 bezeichnet. Die Überwachungsanlage 1 weist
einen Wechselstrom-Treiber 11 auf, der einen sinuswellenförmigen Wechselstrom
hoher Polarität
sowie eine entsprechende Spannung bei einer Grundfrequenz Fo zu
einer Sendeantenne 12 liefert. Diese Sendeantenne 12 erzeugt
infolgedessen ein magnetisches Wechselfeld mit der Frequenz Fo,
welches sich in eine Abfrage- oder Überwachungszone 13 hinein ausbreitet, durch
die der Überwachung
unterliegende Artikel oder Waren, z.B. ein Artikel 14,
hindurchgehen müssen.In the 1 is a magnetic, electronic surveillance system in general with 1 designated. The surveillance system 1 has an AC driver 11 on a sinusoidal alternating current of high polarity and a corresponding voltage at a fundamental frequency Fo to a transmitting antenna 12 supplies. This transmitting antenna 12 consequently generates an alternating magnetic field with the frequency Fo, which is in an interrogation or monitoring zone 13 spreads through the articles or goods under surveillance, for example an article 14 , have to go through.
An
diesem Artikel 14 ist ein Marker 15 aus einem
magnetischen Material befestigt. Der Marker 15 erzeugt
somit in dem Magnetfeld Störungen,
die harmonische Schwingungen der Grundfrequenz Fo aufweisen und
durch eine Empfangsantenne 16 abgefühlt werden. Diese Empfangsantenne 16 wandelt die
Störungen
in ein elektrisches Signal um, das gemäß 1 zu einem mit Steuereinheit-Schnittstelle und
Empfänger 17 bezeichneten
Block weitergeleitet wird. Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger 17 leiten
aus dem empfangenen Signal Frequenz- und Zeitbereichs-Informationen
ab, die durch das Interface einer zentralen Steuereinheit 18 zur
Verfügung gestellt
werden.On this article 14 is a marker 15 attached from a magnetic material. The marker 15 thus generates interference in the magnetic field which has harmonic vibrations of the fundamental frequency Fo and by a receiving antenna 16 be sensed. This receiving antenna 16 converts the interference into an electrical signal that according to 1 to one with control unit interface and receiver 17 designated block is forwarded. Control unit interface and receiver 17 derive frequency and time domain information from the received signal through the interface of a central control unit 18 to provide.
Diese
zentrale Steuereinheit 18 analysiert die empfangenen Informationen
nach Maßgabe
von gewissen Entscheidungs- Kriterien. Wenn ein Entscheidungs-Kriterium das Vorhandensein
eines gültigen
Markers anzeigt, dann addressiert die zentrale Steuereinheit 18 eine
nachgeschaltete Alarm-Einheit 19. Diese Alarm-Einheit 19 wird
infolgedessen in Betrieb gesetzt, um eine Anzeige zu liefern, daß sich ein Artikel 14 innerhalb
der Abfrage- oder Überwachungszone 13 befindet.This central control unit 18 analyzes the information received in accordance with certain decision criteria. If a decision criterion indicates the presence of a valid marker, then the central control unit addresses 18 a downstream alarm unit 19 , This alarm unit 19 is consequently put into operation to provide an indication that an article 14 within the query or surveillance zone 13 located.
Die
zentrale Steuereinheit 18 steuert ferner den Wechselstrom-Treiber 11 und
erhält
Informationen bezüglich
des Zustandes des Wechselstromes und der Wechselspannung für die Sendeantenne 12. Darüber hinaus
liefert die zentrale Steuereinheit 18 Zeitberechnungs(timing),
Adressen- und andere Informationen an Steuereinheit-Schnittstelle
und Empfänger 17,
wie dies im einzelnen noch weiter unten beschrieben wird.The central control unit 18 also controls the AC driver 11 and receives information regarding the state of the alternating current and the alternating voltage for the transmitting antenna 12 , In addition, the central control unit delivers 18 Time calculation (timing), address and other information at the control unit interface and receiver 17 , as will be described in more detail below.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart der Überwachungsanlage 1 handelt
es sich bei dem Marker 15 um einen Marker vom Typ gemäß der US-PS 4,660,025 , der eine
Hystereseschleife mit einer großen
Barkhausen-Unstetigkeit oder einer großen Stufenfunktions-Änderung
im Fluß aufweist,
und zwar jedesmal, wenn das erzeugte Feld seine Polarität umkehrt
und einen verhältnismäßig geringen Schwellwert überschreitet.
Die durch den Marker 15 verursachten Störungen des Feldes treten daher
in der Nachbarschaft der Null- Durchgänge des erzeugten Feldes auf
und sind reich an Harmonischen der Grundfrequenz Fo. Ferner ist
das zu erwartende, dem Marker zuzuschreibende Signal ein Impuls
mit einer extrem schmalen Impulsbreite (unter 200μ sec.).According to a preferred embodiment of the monitoring system 1 is the marker 15 around a marker of the type according to the U.S. Patent 4,660,025 which has a hysteresis loop with a large Barkhausen discontinuity or a large step function change in the flux every time the generated field reverses its polarity and exceeds a relatively low threshold. The through the marker 15 Interference caused by the field therefore occurs in the vicinity of the zero crossings of the generated field and is rich in harmonics of the fundamental frequency Fo. Furthermore, the signal to be expected to be ascribed to the marker is a pulse with an extremely narrow pulse width (less than 200μsec.).
Darüber hinaus
sind in einer bevorzugten Ausführungsform
der Überwachungsanlage 1 die Sendeantenne 12 und
die Empfangsantenne 16 mit Abschirmungen versehen, wie
diese bereits weiter oben erläutert
sind, eine Maßnahme,
die zu sogenannten "Abschirmungs-Spitzen" in dem empfangenen
Signal führt,
denen die Überwachungsanlage 1 Rechnung
trägt und
die sie unterdrückt.In addition, the monitoring system is in a preferred embodiment 1 the transmitting antenna 12 and the receiving antenna 16 provided with shielding, as already explained above, a measure which leads to so-called "shielding peaks" in the received signal, which the monitoring system 1 Takes into account and suppresses them.
Obwohl
gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der erfindungsgemäßen Überwachungsanlage von
einem Marker gemäß der US-PS 4,660,025 sowie von
einer Abschirmung gemäß der DE-OS 37 15 387 Gebrauch
gemacht wird, können
die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien auch
auf andere Ausführungen
von Markern und Antennen angewendet werden. In einem solchen Falle be steht
die Möglichkeit,
die Ausgestaltung der Überwachungsanlage
und die Entscheidungs-Programme zu modifizieren, um den besonderen
Eigenschaften der zum Einsatz gelangenden, speziellen Marker und/oder
Antennen Rechnung zu tragen.Although according to a preferred embodiment of the monitoring system according to the invention from a marker according to the U.S. Patent 4,660,025 as well as a shield according to the DE-OS 37 15 387 If use is made, the principles on which the present invention is based can also be applied to other designs of markers and antennas. In such a case, there is the possibility of modifying the design of the monitoring system and the decision programs in order to take into account the special properties of the special markers and / or antennas used.
Nähere Einzelheiten
von zentraler Steuereinheit 18 und Steuereinheit-Schnittstelle
und Empfänger 17 werden
nunmehr anhand der 2A, 2B und 2C erläutert. Die zentrale Steuereinheit 18 ist
mit einem Mikrocomputer 21 ausgestattet, der beispielsweise
ein 8031 Mikrocomputer der Herstellerfirma Intel ist und der eine
primäre
Folgesteuerung bezüglich des
Betriebsablaufes der Überwachungsanlage 1 bewirkt.
Der Mikrocomputer 21 kommuniziert mit einem Hauptprogrammspeicher
(EPROM) 22, welcher die Hauptprogramme sowie die Entscheidungs-Routinen für den Mikrocomputer
enthält.
Weiterhin ist ein zweiter Speicher, d.h. ein Permanentspeicher (NOV-RAM) 23 für eine Speicherung
der Operationsparameter der Überwachungsanlage 1 vorgesehen. Dieser
NOVRAM 23 hält
diese Parameter für
den Fall eines Energie- oder Leistungsverlustes bzw. -abfalles in
der Überwachungsanlage 1 fest.More details from the central control unit 18 and control unit interface and receiver 17 are now based on the 2A . 2 B and 2C explained. The central control unit 18 is with a microcomputer 21 equipped, which is, for example, an 8031 microcomputer from the manufacturer Intel and which is a primary sequence control with regard to the operating sequence of the monitoring system 1 causes. The microcomputer 21 communicates with a main program memory (EPROM) 22 which contains the main programs as well as the decision routines for the microcomputer. There is also a second memory, ie a permanent memory (NOV-RAM) 23 for storing the operational parameters of the monitoring system 1 intended. This NOVRAM 23 holds these parameters in the event of a loss of energy or power in the monitoring system 1 firmly.
Es
ist weiterhin eine Programmier- Schnittstelle 24 für eine externe
Kommunikation mit dem Mikrocomputer 21 vorgesehen. Die
Schnittstelle 24 erlaubt es, die Operations-Parameter in
dem NOVRAM 23 zum Zwecke der Anpassung an die besonderen, an
Ort und Stelle gegebenen Bedingungen zu setzen, unter denen die Überwachungsanlage
gerade verwendet wird.It is still a programming interface 24 for external communication with the microcomputer 21 intended. the interface 24 allows the operation parameters in the NOVRAM 23 for the purpose of adapting to the special, on-the-spot conditions under which the monitoring system is currently being used.
Weiterhin
gestattet die Programmier-Schnittstelle 24 eine Vielzahl
von diagnostischen Maßnahmen,
die zum Zwecke einer Überprüfung des
Betriebs der Überwachungsanlage 1 auszuführen sind.The programming interface also allows 24 a variety of diagnostic measures to check the operation of the monitoring system 1 are to be carried out.
Der
Mikrocomputer 21 liefert an einen Zustandsanzeiger 25 ein
Signal bezüglich
des Zustands der Überwachungsanlage.
Ein Wachhund-Schaltkreis 26 (watchdog circuitry) beaufschlagt
den Mikrocomputer 21 nach Einschaltung der Stromversorgung
mit einem Rückstell-
oder Löschungsimpuls
(reset pulse), der dem Computer befiehlt, mit der Ausführung des
Hauptprogramms zu beginnen. Eine Hilfs-Schnittstelle 27 ist
ebenfalls vorgesehen.The microcomputer 21 delivers to a status indicator 25 a signal regarding the status of the monitoring system. A watchdog circuit 26 (watchdog circuitry) acts on the microcomputer 21 after turning on the power supply with a reset pulse that commands the computer to begin executing the main program. An auxiliary interface 27 is also provided.
Ein
Adressen-Schalter 28 gestattet es dem Mikrocomputer 21,
auch noch andere Komponenten sowohl in die zentrale Steuereinheit 18 als
auch in die Steuereinheit-Schnittstelle und den Empfänger 17 zu adressieren.
Es ist weiterhin ein Analog/Digital-Wandler 29 vorgesehen,
der dazu dient, die von dem Empfänger 17 gelieferten
analogen Daten in digitale Daten umzuwandeln, die durch den Mikrocomputer 21 verarbeitet
werden. Ein genereller, bei 12 MHz arbeitender CPU-Taktgeber 31 liefert
ein primäres
Taktsignal für
die Überwachungsanlage 1.An address switch 28 allow that microcomputer 21 , also other components both in the central control unit 18 as well as in the control unit interface and the receiver 17 to address. It is still an analog / digital converter 29 provided that is used by the recipient 17 convert analog data supplied into digital data by the microcomputer 21 are processed. A general CPU clock operating at 12 MHz 31 provides a primary clock signal for the monitoring system 1 ,
Der
CPU-Taktgeber 31 speist sowohl den Mikrocomputer 21 als
auch einen programmierbaren Teiler 32. Dieser erzeugt eine
Anzahl von weiteren Taktsignalen, die mit dem Haupt-Taktsignal synchronisiert
sind und dem Mikrocomputer sowie anderen Komponenten der Überwachunganlage
verabfolgt werden.The CPU clock 31 feeds both the microcomputer 21 as well as a programmable divider 32 , This generates a number of further clock signals which are synchronized with the main clock signal and are administered to the microcomputer and other components of the monitoring system.
Die
zentrale Steuereinheit 18 umfaßt ebenfalls einen Treiber-Kanal 30 (siehe 2B) zur Bereitstellung des
Treiber-Stromes für
die Sendeantenne 12. Der Treiber-Kanal 30 weist Tiefpaß-Filter 33 (siehe 2A), einen Stufen-Einstell-Multiplexer 32 sowie
einen Puffer-Verstärker 35 (siehe 2B) auf.The central control unit 18 also includes a driver channel 30 (please refer 2 B ) to provide the driver current for the transmitting antenna 12 , The driver channel 30 has low-pass filters 33 (please refer 2A ), a level setting multiplexer 32 as well as a buffer amplifier 35 (please refer 2 B ) on.
Aus
der 2C geht ferner ein
Leistungs-Verstärker 79 des
Wechselstrom-Treibers 11 sowie ein Strom-Sensor 81 hervor,
der mit der Sendeantenne 12 verbunden ist. In der 2C sind darüber hinaus
ein akustischer Alarmgeber 82, ein visueller Alarmgeber 83,
ein Ereignis-Zähler 84 sowie
ein Alarm-Interface-Schaltkreis 85 der Alarm-Einheit 19 dargestellt.From the 2C also goes a power amplifier 79 of the AC driver 11 as well as a current sensor 81 the one with the transmitting antenna 12 connected is. In the 2C are also an acoustic alarm 82 , a visual alarm 83 , an event counter 84 and an alarm interface circuit 85 the alarm unit 19 shown.
Wie
bereits oben erläutert,
dient die Programmier-Schnittstelle 24 dazu,
den Mikrocomputer 21 zu adressieren, damit in dem Permanentspeicher (NOVRAM) 23 die
besonderen bei der Überwachungsanlage
erwünschten
Betiebsparameter gesetzt werden. In den meisten Fällen sind
diese Betriebsparameter abhängig
von der Umgebung, in welcher die Überwachungsanlage 1 verwendet
wird. Aus der 4 sind
repräsentative
Betriebsparameter zu ersehen, die in dem NOVRAM 23 programmierbar sind,
wobei beispielhafte Werte für
diese Parameter angegeben sind.As already explained above, the programming interface is used 24 the microcomputer 21 to be addressed so that in the non-volatile memory (NOVRAM) 23 the special operating parameters desired for the monitoring system are set. In most cases, these operating parameters depend on the environment in which the monitoring system is located 1 is used. From the 4 representative operating parameters can be seen in the NOVRAM 23 are programmable, with exemplary values for these parameters being given.
Der
Permanentspeicher (NOVRAM) 23 ist weiterhin mit einem Anfangs-Satz
von Parameter-Werten ausgestattet, nämlich sogenannten Standardvorgaben,
die für
eine nominelle bzw. Nenn-Umgebung vorgegeben sind. Diese Parameter
können für eine Steuerung
des Betriebsablaufes der Überwachungsanlage
in dem Falle benutzt werden, daß die sogenannten
nominellen Umgebungsbedingungen vorliegen.,Permanent storage (NOVRAM) 23 is also equipped with an initial set of parameter values, namely so-called standard specifications that are specified for a nominal or nominal environment. These parameters can be used to control the operating sequence of the monitoring system in the event that the so-called nominal ambient conditions are present.
Wenn
die Parameter der Überwachungsanlage
einmal gesetzt sind, dann fährt
der Mikrocomputer 21 damit fort, daß der Strom für die Sendeantenne durch
den Treiber-Kanal 30 gesetzt wird. Zu diesem Zweck wird
durch den Mikrocomputer 21 ein pulsförmiges Signal mit der_ gewünschten
Treiber-Frequenz Fo erzeugt. Dieses Puls-Signal wird von einem weiteren
Puls-Signal SSB1 abgeleitet, welches bei der Zweifachen der erwünschten
Frequenz (2Fo) liegt und welches durch den programmierbaren Teiler 32 von
dem 12 MHz-Taktsignal (CPU-Taktgeber 31) abgeleitet wird.Once the parameters of the monitoring system have been set, the microcomputer drives 21 so that the current for the transmitting antenna through the driver channel 30 is set. For this purpose, the microcomputer 21 generates a pulse-shaped signal with the desired driver frequency Fo. This pulse signal is derived from a further pulse signal SSB1, which is twice the desired frequency (2Fo) and which is by the programmable divider 32 from the 12 MHz clock signal (CPU clock 31 ) is derived.
Das
Puls-Signal mit der Frequenz Fo wird sodann vom Mikrocomputer 21 ausgehend
durch das Tiefpaß-Filter 33 geschickt
und in ein sinuswellenförmiges
Wechselstrom-Signal
umgewandelt. Das resultierende Wechselstrom-Signal passiert sodann den Stufen-Einstell-Multiplexer 34,
der von dem Mikrocomputer adressiert worden ist, um einen Anfangs-Strompegel
zu setzen. Anschließend
geht das Wechselstrom-Signal durch den Puffer-Verstärker 35 hindurch
und wird zu dem Leistungs-Verstärker 79 des
Wechselstromtreibers 11 für die Sendeantenne 12 weitergeleitet.
Der Ausgang des Leistungs-Verstärkers 79 beaufschlagt
die Sendeantenne 12 mit der Frequenz Fo, so daß ein Magnetfeld
mit dieser Frequenz in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 aufgebaut
wird.The pulse signal with the frequency Fo is then from the microcomputer 21 based on the low-pass filter 33 sent and converted into a sinusoidal AC signal. The resulting AC signal then passes through the stage setting multiplexer 34 that has been addressed by the microcomputer to set an initial current level. The AC signal then passes through the buffer amplifier 35 through and becomes the power amplifier 79 of the AC driver 11 for the transmitting antenna 12 forwarded. The output of the power amplifier 79 acts on the transmitting antenna 12 with the frequency Fo, so that a magnetic field with this frequency in the interrogation or monitoring zone 13 is built up.
Der
Strom-Sensor 81 fühlt
den Strom in den Spulen der Sendeantenne 12 ab und liefert
seinen Ausgang weiter zu einem Eingang TXI eines Analog-Multiplexer 75,
der im Block 17 (Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger) enthalten
ist. Dieser Eingang wird durch den Mikrocomputer 21 durch den
Adressen-Schalter 28 adressiert und der Adressen-Eingang
ADDR des Multiplexers 78 und der Sendeantennen-Strom wird
via Analog/Digital-Wandler 29 gelesen.The current sensor 81 feels the current in the coils of the transmitting antenna 12 and delivers its output to an input TXI of an analog multiplexer 75 who is in the block 17 (Control unit interface and receiver) is included. This input is through the microcomputer 21 through the address switch 28 addressed and the address input ADDR of the multiplexer 78 and the transmit antenna current is via analog / digital converter 29 read.
Der
Mikrocomputer 21 vergleicht sodann diesen Stromwert mit
dem in dem NOVRAM 23 gespeicherten vorgegebenen Stromwert
und, falls zwischen diesen beiden Werten eine Differenz vorliegt,
adressiert der Mikrocomputer 21 den Stufen-Einstell-Multiplexer 34 über den
Adressen-Schalter 28,
um hierdurch eine Änderung
des Stromes auf den vorgegebenen Wert zu bewirken. Dieser Prozeß wird solange fortgesetzt,
bis der Strompegel auf den vorgegebenen Pegel gesetzt ist.The microcomputer 21 then compares this current value with that in the NOVRAM 23 stored predetermined current value and, if there is a difference between these two values, the microcomputer addresses 21 the stage setting multiplexer 34 via the address switch 28 to cause the current to change to the predetermined value. This process continues until the current level is set to the predetermined level.
Wenn
der Strompegel einmal gesetzt ist, dann stellt der Mikrocomputer 21 die
Phase des Treiber-Stromes über
das Fo-Signal ein. Diese Einstellung erfolgt in der Weise, daß die Scheitelpegel
des Treiber-Stromes genau in den Null-Pegel-Intervallen des SSB1-Signales
liegen, während
die Null-Durchgänge
des Treiber-Stromes genau bei den logischen Eins-Pegel-Intervallen
liegen. Diese Beziehung, die anhand der graphischen Darstellung
der Wellenformen 401 und 402 gemäß 3 näher erläutert ist, gestattet dem SSB1-Signal
eine Signal-Austastung während
den Maximal-Amplituden des für
die Sendeantenne bestimmten Stromes und dagegen einen Signaldurchlaß in der
Nähe der
jeweils einen Null-Durchgang enthaltenden Intervalle. Infolgedessen
läßt sich
das Signal SSB1 dazu verwenden, die Abschirmungs-Spitze, die in
der Wellenform 403 in 3 zu
sehen ist, auszutasten, welche aufgrund einer Verwendung einer Abschirmung
gemäß der DE-OS 37 15 387 innerhalb
der Überwachungsanlage 1 gemäß 1 erzeugt wird. Dies wird
im einzelnen noch weiter unten erläutert werden.Once the current level is set, the microcomputer resets 21 the phase of the driver current via the Fo signal. This adjustment is made in such a way that the peak levels of the driver current are exactly in the zero-level intervals of the SSB1 signal, while the zero-crossings of the driver current are exactly at the logical one-level intervals. This relationship, based on the graphical representation of the waveforms 401 and 402 according to 3 is explained in more detail allows the SSB1 signal to be blanked out during the maximum amplitudes of the current intended for the transmitting antenna and, on the other hand, to pass signals close to the intervals each containing a zero crossing. As a result, the signal SSB1 can be used to shield the waveform 403 in 3 can be seen, which is due to the use of a shield according to the DE-OS 37 15 387 within the surveillance system 1 according to 1 is produced. This will be explained in more detail below.
Wie
sich weiterhin aus der 2C ergibt,
ist die Überwachungsanlage 1 ferner
in der Lage, ein Betreiben der Sende-Antennenanordnung bei Resonanz
zu gewährleisten.
Zu diesem Zweck empfängt der
Multiplexer 75, zusätzlich
zum Empfang einer Sender-Strom-Information von dem Strom-Sensor 81 bei
dem Eingang TXI, an seinem weiteren Eingang TXV von einem Ausgang
des Leistungs-Verstärkers 79 Daten über die
Spannung des Senders. Bei der Initialisierung des Systems liest
und speichert der Mikrocomputer 21 die Informationen über den
Sender-Strom und die Sender-Spannung an den Eingängen TXI und TXV des Multiplexers 75.How to continue from the 2C is the monitoring system 1 also able to ensure operation of the transmit antenna arrangement when resonating. The multiplexer receives for this purpose 75 , in addition to receiving transmitter current information from the current sensor 81 at the input TXI, at its further input TXV from an output of the power amplifier 79 Data about the voltage of the transmitter. When the system is initialized, the microcomputer reads and stores 21 the information about the transmitter current and the transmitter voltage at the inputs TXI and TXV of the multiplexer 75 ,
Der
Mikrocomputer vergleicht ebenfalls die Phasen dieser Signale, um
festzustellen, ob eine Phasen-Differenz vorliegt. Falls die Phasen
voneinander abweichen, erkennt der Mikrocomputer 21 einen
Nicht-Resonanz-Zustand der Sendeantenne 12 und stellt sodann
die Sendefrequenz so ein, daß der Sender-Strom
in Phase mit der Sender-Spannung gebracht
wird, so daß die
Sendeantenne 12 bei Resonanz betrieben wird.The microcomputer also compares the phases of these signals to determine if there is a phase difference. If the phases differ, the microcomputer recognizes 21 a non-resonance state of the transmitting antenna 12 and then adjusts the transmit frequency so that the transmitter current is brought into phase with the transmitter voltage so that the transmitter antenna 12 is operated at resonance.
Wenn
jetzt davon ausgegangen wird, daß Phase und Pegel des Sender-Stromes
gesetzt sind, dann adressiert der Mikrocomputer 21 über den Adressen-Schalter 28 und
den Adressen-Eingang ADDR die Eingänge PFO, PFB1, PFB2 und PFB3 des
Analog-Multiplexers 75. Der Empfänger, der in dem Block "Steuereinheit-Schnittstelle
und Empf änger" 17 gemäß 1 enthalten ist, liefert
an diese vorge nannten jeweiligen Eingänge den Grund-Komponenten-Pegel
des empfangenen Signales sowie die jeweiligen empfangenen Signal-Energie-Pegel
in den drei vorgewählten
Frequenzbändern
FB1, FB2 und FB3. Der Mikrocomputer 21 behandelt die Pegel in
den drei zuletzt genannten Bändern
als Umgebungs-Rauschpegel. Die Mittelwerte dieser Pegel und der
Grund-Pegel werden durch den Mikrocomputer für eine zukünftige Verwendung im Betriebsablauf
der Überwachungsanlage
gespeichert.If it is now assumed that the phase and level of the transmitter current are set, then the microcomputer addresses 21 via the address switch 28 and the address input ADDR the inputs PFO, PFB1, PFB2 and PFB3 of the analog multiplexer 75 , The receiver in the block "Control unit interface and receiver" 17 according to 1 is included, supplies to these aforementioned respective inputs the basic component level of the received signal and the respective received signal energy level in the three preselected frequency bands FB1, FB2 and FB3. The microcomputer 21 treats the levels in the last three bands as ambient noise levels. The average of these levels and the base level are stored by the microcomputer for future use in the monitoring system operation.
Nunmehr
beginnt der Mikrocomputer mit seinem Überwachungsprozeß. Dieser
Prozeß wird durch
den Mikrocomputer wiederholt zu einer jeden Halb-Periode des Sender-Stromes
durchgeführt,
wobei eine solche Halb-Periode
als ein "Rahmen" bezeichnet wird
(vgl. 3). Während eines
ersten Intervalles dieser Halb-Periode, d. h. während eines sogenannten "Marker-Fenster"-Intervalles wird
der Empfänger
durch den Mikrocomputer veranlaßt,
die Frequenzbereichs- und Zeitbereichs-Informationen von dem empfangenen
Signal zu sammeln, welches irgendwelche Störungen enthält, die in dem Feld in der
Abfrage- oder Überwachungszone
auftreten. Der Mikrocomputer liest diese Informationen von dem Empf änger und
während
des verbleibenden Intervalles des Rahmens, d.h. während des "Verarbeitungs-Intervalles", wertet der Mikrocomputer
mittels seiner Entscheidungs-Programme
aus, ob die Informationen kennzeichnend für das Vorhandensein eines gültigen Markers
in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 sind.The microcomputer now begins its monitoring process. This process is carried out repeatedly by the microcomputer at every half-period of the transmitter stream, such a half-period being referred to as a "frame" (cf. 3 ). During a first interval of this half-period, that is, during a so-called "marker window" interval, the receiver is caused by the microcomputer to collect the frequency domain and time domain information from the received signal which contains any interference which may occur in the Field occur in the query or monitoring zone. The microcomputer reads this information from the receiver and during the remaining interval of the frame, ie during the "processing interval", the microcomputer uses its decision programs to evaluate whether the information is indicative of the presence of a valid marker in the query. or surveillance zone 13 according to 1 are.
Wie
weiterhin aus der 2A zu
ersehen ist, wird im Bereich des Empfängers das empfangene Signal
verzweigt und damit durch einen ersten Signalverzweigungs-Kanal
A und durch einen zweiten Signalverzweigungs-Kanal B geschickt.
In dem ersten Signalverzweigungs-Kanal A ist ein Fundamental-Detektor 50 angeordnet,
der mittels eines Bandpaßfilters
die Grundfrequenz-Komponente, d.h. die Komponente bei der Frequenz
Fo, des Signales extrahiert. Dieser Pegel wird sodann dem Analog-Multiplexer 75 gemäß 2C bei dessen Eigang PFo
zur Verfügung
gestellt, um eine nachfolgende Analyse durch den Mikrocomputer zu
ermöglichen.How continue from the 2A can be seen, the received signal is branched in the area of the receiver and thus sent through a first signal branching channel A and through a second signal branching channel B. In the first signal branching channel A is a fundamental detector 50 arranged, which extracts the fundamental frequency component, ie the component at the frequency Fo, of the signal by means of a bandpass filter. This level is then the analog multiplexer 75 according to 2C PFo provided at its entry to enable subsequent analysis by the microcomputer.
In
dem zweiten Signalverzweigungs-Kanal B gemäß 2A sind zwei Kerb- oder Fallenfilter 51 und 52 angeordnet,
die jeweils die Frequenzkomponenten des Signales bei der Frequenz
Fo sowie bei der Frequenz des Versorgungsnetzes für die Überwachungsanlage
(d.h. Frequenzen, die in einem Bereich von 50 bis 60 Hz liegen)
beseitigen. Die Extraktion dieser Frequenzkomponenten beseitigt
einen Signal-Inhalt, der anderenfalls zu falschen Anzeigen von Markern
führen
könnte.In the second signal branching channel B according to 2A are two notch or trap filters 51 and 52 arranged, each eliminating the frequency components of the signal at the frequency Fo and at the frequency of the supply network for the monitoring system (ie frequencies which are in a range from 50 to 60 Hz). The extraction of these frequency components eliminates signal content that could otherwise lead to incorrect displays of markers.
Nach
Durchgang durch das Kerb- oder Fallenfilter 52 wird das
resultierende Signal in einem Vorverstärker 53 verstärkt und
dieses verstärkte
Signal wird in Aufeinanderfolge durch ein Hochpaß-Filter 54 und ein
Tiefpaß-Filter 55 geschickt,
welche dasjenige Frequenzband wirksam isolieren, in dem die für in Verbindung
mit der vorliegenden Überwachunganlage
benutzte Marker in Frage kommenden harmonischen Schwingungen erwartet
werden. Der in der 2B angedeutete
besondere Frequenzbereich bezieht sich auf einen bevorzugten Marker
gemäß der US-PS 4,660,025 , der dazu befähigt ist,
einen wesentlichen Gehalt an Oberwellen über den angedeuteten Bereich
von 1–8
KHz zu bieten. Durch eine Begrenzung des Frequenz bandes auf diesen
verhältnismäßig hohen
Bereich lassen sich die Einwirkungen von sogenannten "Nicht-Marker"-Störungen
und des Rauschens auf den Feststellungsprozeß minimieren.After passing through the notch or trap filter 52 the resulting signal is in a preamplifier 53 amplified and this amplified signal is sequentially through a high pass filter 54 and a low pass filter 55 sent, which effectively isolate the frequency band in which the harmonic vibrations that are possible for markers used in connection with the present monitoring system are expected. The Indian 2 B indicated special frequency range refers to a preferred marker according to the U.S. Patent 4,660,025 , which is capable of offering a substantial harmonic content over the indicated range of 1-8 KHz. By limiting the frequency band to this relatively high range, the effects of so-called "non-marker" disturbances and minimize the noise on the detection process.
Nach
dem Filtern wird das Signal sodann durch einen Preemphasis-Schaltkreis 56 geleitet,
der dazu dient, die Dämpfung
des Signales zu kompensieren, welche durch den nachfolgenden Durchgang durch
ein Kamm-Bandpaß-Filter 58 (vgl. 2A) verursacht ist. Von
dem Preemphasis-Schaltkreis 56 ausgehend
wird die Signal-Amplitude zunächst
in einem Begrenzer 57 begrenzt und sodann zu dem bereits
erwähnten
Kamm-Bandpaß-Filter 58 geschickt, das,
wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird, eine digitale Verzögerungsleitung
aufweist, welche bei einem Vielfachen (1024) der Grundfrequenz Fo
getaktet wird.After filtering, the signal is then passed through a pre-emphasis circuit 56 passed, which serves to compensate for the attenuation of the signal, which is caused by the subsequent passage through a comb bandpass filter 58 (see. 2A ) is caused. From the preemphasis circuit 56 starting the signal amplitude is first in a limiter 57 limited and then to the comb bandpass filter already mentioned 58 sent, which, as will be explained in more detail below, has a digital delay line which is clocked at a multiple (1024) of the fundamental frequency Fo.
Das
Kamm-Bandpaß-Filter 58 besitzt
bei der Grundfrequenz Fo und bei deren Harmonischen schmale Durchgangsbänder, so
daß lediglich
Harmonische der Frequenz Fo durch dieses Filter hindurchgehen. Infolgedessen
begrenzt dieses Filter weiterhin das Signal lediglich auf jene Frequenzkomponenten,
die als von dem verwendeten Marker resultierend erwartet werden.
Die Ausführung
des Kamm-Bandpaß-Filters 58 begünstigt ebenfalls
die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Überwachungsanlage, da dieses
Filter keine gesonderten, voluminösen Kapazitäten benutzt.The comb bandpass filter 58 has narrow pass bands at the fundamental frequency Fo and at their harmonics, so that only harmonics of the frequency Fo pass through this filter. As a result, this filter continues to limit the signal only to those frequency components that are expected to result from the marker used. The design of the comb bandpass filter 58 also favors the compactness of the monitoring system according to the invention, since this filter does not use any separate, voluminous capacities.
Nach
dem Durchgang durch das Kamm-Bandpaß-Filter 58 wird das
durch dieses verursachte Sampling-Rauschen durch ein Tiefpaß-Filter 59 eliminiert.
Das aus dem Tiefpaß-Filter 59 herauskommende,
resultierende Signal ist nunmehr hinsichtlich Frequenz und Amplitude
ausreichend aufbereitet, um anschließend durch Zeitbereichs- und
Frequenzbereichs-Kanäle
C und D des Empfängers
geschickt zu werden.After passing through the comb bandpass filter 58 is the sampling noise caused by this through a low pass filter 59 eliminated. That from the low-pass filter 59 The resulting resulting signal is now sufficiently processed in terms of frequency and amplitude in order to be subsequently sent through time domain and frequency domain channels C and D of the receiver.
Wie 2A ferner zeigt, verläuft in dem
Frequenzbereichs-Kanal D das Signal zunächst durch einen Abschirmungs-Impuls-Spitzen-Austaster 61, der
durch das Signal SSB1 gesteuert ist, derart, daß der Signalinhalt während eines
Null- oder Austast-Intervalles des Signales SSB1 unterdrückt wird
und daß das
Signal während
eines Nicht-Austast-Intervalles des Signales SSB1 hindurch gelassen
wird. Wie bereits weiter oben erwähnt, findet dieses Austasten
bei den Höchstwerten
des Sender-Stromes statt, d.h. also dann, wenn eine von der Antennen-Abschirmung
herrührende
Abschirmungs-Spitze auftritt. Dieses Austasten ist erforderlich,
weil die Abschirmungs-Spitze frequenzkohärent ist und nicht ausgefiltert
werden kann. Diese Spitzen werden daher aus dem Signal durch den
Abschirmungs-Impulsspitzen-Austaster 61 eliminiert.How 2A further shows, in the frequency domain channel D the signal first passes through a shielding pulse peak blanker 61 which is controlled by the signal SSB1, such that the signal content is suppressed during a zero or blanking interval of the signal SSB1 and that the signal is passed through during a non-blanking interval of the signal SSB1. As already mentioned above, this blanking takes place at the maximum values of the transmitter current, that is to say when a shielding peak originating from the antenna shielding occurs. This blanking is required because the shield tip is frequency coherent and cannot be filtered out. These peaks are therefore extracted from the signal by the shielding pulse peak blanker 61 eliminated.
Im
Anschluß an
die Austastung verzweigt sich das resultierende Signal in eine Anzahl
von Frequenzbereichs-Unterkanälen,
wie dies im einzelnen aus der 2B ersichtlich
ist. Ein jeder dieser Unterkanäle
isoliert ein gesondertes Frequenzband des Signales und bestimmt
die Energie in diesem Band. Diese Energien werden sodann durch den
Mikrocomputer in dessen Frequenzbereichs-Entscheidungs-Programm
zum Zwecke der Auswertung benutzt, ob ein Artikel bzw. ein Marker
in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 vorhanden ist.Following blanking, the resulting signal branches into a number of frequency domain subchannels, as detailed in the 2 B can be seen. Each of these subchannels isolates a separate frequency band of the signal and determines the energy in this band. These energies are then used by the microcomputer in its frequency domain decision program for the purpose of evaluating whether an article or a marker is in the query or monitoring zone 13 according to 1 is available.
Die
Anzahl der Frequenzbereichs-Unterkanäle ist unter dem Gesichtspunkt
ausgewählt,
daß gewährleistet
ist, daß mindestens
zwei Frequenzbänder
erhalten werden, bei denen es ziemlich sicher ist, daß sie den
von einem Marker erwarteten Frequenzgehalt aufweisen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind gemäß 2B drei Unterkanäle D1, D2
und D3 vorgesehen, die einem niedrigen Frequenzband FB1, einem mittleren Frequenzband
FB2 und einem hohen Frequenzband FB3 entsprechen.The number of frequency domain subchannels is selected from the viewpoint that it is ensured that at least two frequency bands are obtained which are fairly certain to have the frequency content expected from a marker. According to a preferred embodiment of the invention, according to 2 B three subchannels D1, D2 and D3 are provided which correspond to a low frequency band FB1, a medium frequency band FB2 and a high frequency band FB3.
Im
einzelnen werden die Frequenzbänder FB1,
FB2 und FB3 durch entsprechende Tiefbereich-, Mittelbereich- und
Hochbereich-Bandpaßfilter 62, 63 und 64 isoliert
und sodann jeweils in Ganzwellengleichrichtern 65, 66 und 67 gleichgerichtet.
Jeweils nachgeschaltete Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 integrieren
dann die gleichgerichteten Signale, wodurch Gleichspannungs-Werte
erzeugt werden, die bezüglich
der Energie in einem jeden der Bänder
FB1, FB2 und FB3 repräsentativ
sind. Diese Gleichspannungs-Werte erscheinen sodann an den entsprechenden
Eingängen
PFB1, PFB2 und PFB3 des Analog-Multiplexers 75 gemäß 2C zum Zwecke einer nachfolgenden
Verarbeitung durch den Mikrocomputer 21.In detail, the frequency bands FB1, FB2 and FB3 are replaced by corresponding low-range, medium-range and high-range band-pass filters 62 . 63 and 64 isolated and then in full-wave rectifiers 65 . 66 and 67 rectified. Downstream synchronous integrators 68 . 69 and 71 then integrate the rectified signals, thereby producing DC voltage values representative of the energy in each of the bands FB1, FB2 and FB3. These DC voltage values then appear at the corresponding inputs PFB1, PFB2 and PFB3 of the analog multiplexer 75 according to 2C for subsequent processing by the microcomputer 21 ,
Der
Betrieb der Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 ist
durch ein zweites Synchronisier-Signal SSB2 mit dem Mikrocomputer-Betrieb
synchronisiert, wobei dieses Signal SSB2 über eine Pegel-Verschiebeeinrichtung 76 zu
den vorgenannten Integratoren geleitet wird. Das Signal SSB2 weist
die selbe Frequenz (2Fo) wie das Signal SSB1 auf, dagegen aber eine
leichte Phasenverschiebung, um der durch die Bandpaßfilter 62 bis 64 eingeführten Signalverzögerung Rechnung
zu tragen. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Verstärkungsfaktoren der Bandpaßfilter 62 bis 64 in
der Weise gewählt
sind, daß diese die
Ausgänge
der Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 normalisieren,
und zwar auf der Grundlage einer vorgewählten Eigenschaft, die bezüglich des
von den verwendeten Markern erwarteten Ansprechverhaltens repräsentativ
ist. Daher werden, wenn ein Marker 15 in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 vorhanden ist, die Ausgänge der
Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 gleich
sein oder ansteigende Pegel aufweisen.Operation of the synchronous integrators 68 . 69 and 71 is synchronized with the microcomputer operation by a second synchronization signal SSB2, this signal SSB2 via a level shifter 76 is directed to the aforementioned integrators. The signal SSB2 has the same frequency (2Fo) as the signal SSB1, but on the other hand a slight phase shift by the bandpass filter 62 to 64 introduced signal delay to take into account. It should also be noted that the gain factors of the bandpass filter 62 to 64 are chosen in such a way that these are the outputs of the synchronous integrators 68 . 69 and 71 normalize based on a preselected property representative of the response expected from the markers used. Therefore, if a marker 15 in the query or surveillance zone 13 according to 1 is present, the outputs of the synchronous integrators 68 . 69 and 71 be the same or have increasing levels.
Für das in
dem hier erläuterten
Ausführungsbeispiel
ins Auge gefaßte
Frequenzband sind die Bänder
von FB1, FB2 und FB3 um Frequenzen von 1,5, 2,5 und 3,5 KHz herum
zentriert. Außerdem
beträgt
die Bandbreite eines jeden Bandes 600 Hz.For that in
the one explained here
embodiment
envisaged
Frequency band are the bands
of FB1, FB2 and FB3 around frequencies of 1.5, 2.5 and 3.5 KHz
centered. Moreover
is
the bandwidth of each band 600 Hz.
Wenn
wir uns nunmehr dem Zeitbereichs-Kanal C zuwenden (vgl. 2A), so ist zunächst zu
erwähnen,
daß dieser
Kanal ebenfalls den Ausgang des Tiefpaß-Filters 59 aufnimmt,
woraufhin dessen Ausgangssignal durch ein nachfolgendes Hochpaß-Filter 72 hindurch
verläuft
(vgl. 2B). Die untere
Kante des Hochpaß-Filters 72 ist
unter dem Gesichtspunkt gewählt,
daß in
ausreichendem Maße
hohe Harmonische des Signales hindurchgelassen werden, damit eine
gute Abbildung von zu erwartenden Änderungen in einem Marker-Impuls
erhalten werden kann. Durch eine Filterkante, die angenähert bei
der Mitte des Hochbandpaß-Unterkanals
D3 liegt, d.h. bei 3,5 KHz im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wird der erwünschte Signal-Inhalt hinreichend
gewährleistet.If we now turn to time domain channel C (cf. 2A ), it should first be mentioned that this channel is also the output of the low-pass filter 59 records, whereupon its output signal through a subsequent high-pass filter 72 runs through (cf. 2 B ). The bottom edge of the high pass filter 72 is chosen from the point of view that sufficiently high harmonics of the signal are let through so that a good image of expected changes in a marker pulse can be obtained. The desired signal content is adequately guaranteed by a filter edge which is approximately at the center of the high-bandpass subchannel D3, ie at 3.5 kHz in the present exemplary embodiment.
Das
von dem Hochpaß-Filter 72 abgehende Signal
wird sodann in einem Ganzwellengleichrichter 73 gleichgerichtet
und weiterhin in einem Sample and Hold-Schaltkreis 74 abgetastet,
um eine digitalisierte Signalversion zu erhalten. Dieses digitalisierte
Signal wird sodann über
einen weiteren Eingang PTD des Analog-Multiplexers 75 (vgl. 2C) dem Mikrocomputer 21 zur
Verfügung
gestellt.That of the high-pass filter 72 outgoing signal is then in a full wave rectifier 73 rectified and still in a sample and hold circuit 74 sampled to obtain a digitized signal version. This digitized signal is then via a further input PTD of the analog multiplexer 75 (see. 2C ) the microcomputer 21 made available.
Das
Sampling-Intervall und die zeitlich richtige Einstellung oder Abstimmung
(timing) des Sample and Hold – Schaltkreises 74 werden
durch den Mikrocomputer 21 über eine sequentielle Logik 77 gesteuert.
Während
eines jeden Sampling-Intervalles tastet der Sample and Hold-Schaltkreis 74 das
Signal ab und hält
das vorhergehende Sample. Der Mikrocomputer 21 steuert
diesen Schaltkreis in der Weise, daß, sobald der Schaltkreis ein
neues Sample bereitstellt, der Mikrocomputer das in dem Halte-Schaltkreis
enthaltene vorhergehende Sample liest und speichert.The sampling interval and the correct timing or timing of the sample and hold circuit 74 are through the microcomputer 21 through sequential logic 77 controlled. The sample and hold circuit samples during each sampling interval 74 the signal off and holds the previous sample. The microcomputer 21 controls this circuit so that, as soon as the circuit provides a new sample, the microcomputer reads and stores the previous sample contained in the hold circuit.
Am
Ende des sogenannten "Marker-Fenster"-Intervalles hat
der Mikrocomputer 21 sodann in seinem Speicher ein digitalisiertes
Signal entsprechend dem gefilterten und gleichgerichteten empfangenen
Signal gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt hat der Mikrocomputer Zugriff
zu den Anschlüssen PFB1,
PFB2 und PFB3 des Analog-Mulitplexers 75 und liest und
speichert somit die Gleichstrom-Pegel bezüglich der Frequenzbänder FB1,
FB2 und FB3.At the end of the so-called "marker window" interval, the microcomputer has 21 then a digitized signal corresponding to the filtered and rectified received signal is stored in its memory. At this time, the microcomputer has access to the PFB1, PFB2 and PFB3 ports of the analog multiplexer 75 and thus reads and stores the DC levels with respect to the frequency bands FB1, FB2 and FB3.
Sodann
initialisiert der Mikrocomputer 21 seine Phase der Verarbeitung,
in welcher er diese Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Informationen mittels
seiner Ent scheidungs-Programme analysiert. Auf der Grundlage der
Ergebnisse dieser Programme bringt der Mikrocomputer den Zeitbereichs-Zähler 21a sowie
den Frequenzbereichs-Zähler 21b (vgl. 15) jeweils auf den neuesten
Stand und überprüft den Zählerstand
eines jeden dieser beiden Zähler.
Nur dann, wenn diese Zähler 21a und 21b beide auf
vorgewählten
Zählerständen sind,
die für
das Vorhandensein eines Markers über
eine Anzahl von Rahmen (vgl. 3)
kennzeichnend sind, trifft der Mikrocomputer 21 eine Entscheidung,
daß ein
Marker vorhanden ist. Diese Entscheidung hat zum Ergebnis, daß der Mikrocomputer 21 über einen Alarm-Interface-Schaltkreis 85 Alarmgeber 82 und 83 aktiviert,
es sei denn, daß die
Alarm-Entscheidung als ein Ergebnis weiterer Spitzen-Detektions- und Grundfrequenz-Ermittlungs-Programme,
wie in vorliegender Anmeldung beschrieben, verhindert wird.The microcomputer then initializes 21 his phase of processing, in which he analyzes this time domain and frequency domain information using his decision programs. Based on the results of these programs, the microcomputer brings the time domain counter 21a as well as the frequency domain counter 21b (see. 15 ) up to date and checks the counter reading of each of these two counters. Only if this counter 21a and 21b both are at preselected counter readings that indicate the presence of a marker over a number of frames (cf. 3 ) are characteristic, the microcomputer hits 21 a decision that a marker is present. The result of this decision is that the microcomputer 21 via an alarm interface circuit 85 alarm device 82 and 83 activated unless the alarm decision is prevented as a result of further peak detection and fundamental frequency detection programs as described in the present application.
In
den 5A und 5B sind jeweils Flußdiagramme
einmal bezüglich
des Zeitbereichs-Programmes 100 und zum anderen bezüglich des
Frequenzbereichs-Programmes 200 des Mikrocomputers 21 dargestellt.
Diesen Programmen liegen experimentell ermittelte Frequenzbereichs-
und Zeitbereichsdaten von sogenannten "Nicht-Marker-Objekten", wie z.B. Einkaufswagen,
sowie ähnliche
Daten bezüglich Markern
von der Art gemäß der US-PS 4,660,025 zugrunde.
Ebenfalls liegen diesen Programmen auf experimentellem Wege erfasste
Daten zugrunde, wie insbesondere bezüglich Rausch-Pegel und minimal detektierbarer
Signal-Pegel. Schließlich
wird in diesen Programmen angenommen, daß ein Rahmen (vgl. 3) 64 gleiche Intervalle
enthält
und daß das Marker-Fenster 24 Intervalle
enthält,
von denen ein jedes jeweils einem Sample des gespeicherten, digitalisierten
Signales zugeordnet ist.In the 5A and 5B are flowcharts once with respect to the time domain program 100 and on the other hand regarding the frequency range program 200 of the microcomputer 21 shown. These programs contain experimentally determined frequency domain and time domain data of so-called "non-marker objects", such as shopping carts, as well as similar data regarding markers of the type according to the U.S. Patent 4,660,025 based. These programs are also based on data acquired in an experimental way, in particular with regard to noise level and minimally detectable signal level. Finally, these programs assume that a framework (cf. 3 ) 64 contains equal intervals and that the marker window 24 Contains intervals, each of which is assigned to a sample of the stored, digitized signal.
Das
Zeitbereichs-Programm 100 wird zuerst initialisiert und,
wenn dieses vollendet ist, wird mit dem Frequenzbereichs-Programm 200 fortgefahren. In
dem vorliegenden, bevorzugten Falle werden beide Programme stets
für jeden
Rahmen des Verarbeitungs-Ablaufes ausgeführt.The time domain program 100 is initialized first, and when this is completed, with the frequency domain program 200 continued. In the present preferred case, both programs are always executed for every frame of the processing sequence.
Gemäß 5A wird in den Schritten 101 und 102 des
Zeitbereichs-Programmes 100 der Sample-Höchst-Wert
PS (peak sample value) der 24 Samples des digitalisierten
Signales in dem Marker-Fenster-Intervall ermittelt. Durch eine Signalprüfung nur
in diesem Intervall wird irgendein Inhalt aufgrund einer Antennen-Abschirmung
eliminiert und der Mikrocomputer tastet hierbei die sogenannten Abschirmungs-Spitzen
effektiv aus.According to 5A will in the steps 101 and 102 of the time domain program 100 the sample maximum value PS (peak sample value) 24 Samples of the digitized signal determined in the marker window interval. By checking the signal only in this interval, some content due to antenna shielding is eliminated and the microcomputer effectively blankets out the so-called shielding tips.
Im
Schritt 101 wird der Sample-Höchstwert Ps mit einem Schwellwert
von 0,2 V verglichen und, falls er geringer als dieser Schwellwert
ist, endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler 21a wird vermindert
oder reduziert und das Frequenzbereichs-Programm startet. Wenn der
Maximal-Sample oberhalb des 0,2 V -Schwellwertes liegt, dann wird
zu dem Schritt 102 übergegangen,
in dem der Pegel bei der Hälfte
des Sample-Höchstwertes
(der 6dB-Schwellwert)
mit dem Umgebungs-Rauschpegel verglichen wird, der zuvor ermittelt
und durch den Mikrocomputer gespeichert worden ist. Wenn der 6dB-Schwellwert
geringer ist als der Rauschpegel, dann endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler 21a wird
vermindert oder reduziert und es wird zum dem Frequenzbereichs-Programm übergegangen.In step 101 the maximum sample value Ps is compared with a threshold value of 0.2 V and, if it is less than this threshold value, the program ends, the time domain counter 21a is reduced or reduced and the frequency range program starts. If the maximum sample is above the 0.2 V threshold, the step becomes 102 passed in which the level at Half of the maximum sample value (the 6dB threshold) is compared to the ambient noise level previously determined and stored by the microcomputer. If the 6dB threshold is less than the noise level, the program, the time domain counter, ends 21a is reduced or reduced and the program switches to the frequency domain program.
Wenn
der 6dB-Schwellwert größer ist
als der Rauschpegel, dann wird mit dem Schritt 103 gestartet,
in dem ermittelt wird, ob mehr als sechs Samples der 24 Samples
in dem Marker-Fenster-Intervall oberhalb des Rauschpegels liegen.
Wenn mehr als 6 Samples oberhalb dieses Rauschpegels liegen, endet
das Programm, sowohl der Zeitbereichs-Zähler als auch der Frequenzbereichs-Zähler werden
auf 0 zurückgesetzt
und das Frequenzbereichs-Programm wird
gestartet. Wenn nein, dann beginnt der Schritt 104.If the 6dB threshold is greater than the noise level, then the step 103 started, in which it is determined whether more than six samples of the 24 samples in the marker window interval are above the noise level. If more than 6 samples are above this noise level, the program ends, both the time domain counter and the frequency domain counter are reset to 0 and the frequency domain program is started. If not, then the step begins 104 ,
In
diesem Schritt 104 wird die Position des Sample-Höchstwertes Ps in dem Rahmen
verglichen mit der Position des Sample-Höchstwertes in demjenigen Rahmen,
der sich zwei Rahmen zuvor befindet. Diese Positionen sind als Phasenlagen
PH 1 und PH 2 der Samples in ihren jeweiligen Rahmen bezeichnet
und, falls diese Phasen sich um mehr als 2,8° (d. h. ein Sample-Intervall)
voneinander unterscheiden, dann endet das Programm, sowohl der Zeitbereichs- als
auch der Frequenzbereichs-Zähler
werden auf 0 zurückgestellt
und das Frequenzbereichs-Programm beginnt.In this step 104 the position of the sample maximum value Ps in the frame is compared with the position of the sample maximum value in the frame that is two frames earlier. These positions are designated as phase positions PH 1 and PH 2 of the samples in their respective frames and, if these phases differ from each other by more than 2.8 ° (ie a sample interval), the program ends, both the time domain and the frequency range counter is also reset to 0 and the frequency range program begins.
Wenn
die Differenz zwischen diesen beiden Phasen geringer ist als 2,8°, dann wird
zu dem Schritt 105 übergegangen,
in dem ermittelt wird, ob die Anzahl der Samples oberhalb des 6dB-Schwellwertes größer als
3 ist. Bejahendenfalls endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler wird um 1 vermindert und
das Frequenzbereichs-Programm
wird gestartet. Wenn nein, dann geht das Programm weiter zum Schritt 106.If the difference between these two phases is less than 2.8 °, then the step becomes 105 in which it is determined whether the number of samples above the 6 dB threshold is greater than 3. If so, the program ends, the time domain counter is decreased by 1 and the frequency domain program is started. If not, then the program goes to step 106 ,
In
dem Schritt 106 werden alle Samples oberhalb des 6dB Schwellwertes
verglichen, um festzustellen, ob sie sich innerhalb von 2 Sample-Intervallen
von einander befinden. Wenn nein, endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler wird
um 1 vermindert und das Frequenzbereichs-Programm beginnt. Bejahendenfalls
wird der Zeitbereichs-Zähler um
2 erhöht
und es wird zu dem Schritt 107 übergegangen.In the step 106 all samples above the 6dB threshold are compared to determine whether they are within 2 sample intervals of each other. If not, the program ends, the time domain counter is decreased by 1 and the frequency domain program begins. If so, the time domain counter is incremented by 2 and it becomes the step 107 passed.
Im
Schritt 107 wird ermittelt, ob die Anzahl der Samples oberhalb
eines 10dB-Schwellwertes (das ist ein Drittel des Sample-Höchstwertes
Ps) größer als
4 ist. Wenn ja, endet das Programm, und das Frequenzbereichs-Programm
wird eingeleitet. Wenn nein, geht das Programm zu dem Schritt 108 über. In diesem
Schritt wird ermittelt, ob alle Samples oberhalb des 10dB-Schwellwertes
innerhalb von drei Samples von einander liegen. Bejahendenfalls
wird der Zeitbereichs-Zähler
um 1 erhöht,
das Programm endet und das Frequenzbereichs-Programm wird eingeleitet.
Wenn nein, endet dieses Programm und das Frequenzbereichsprogramm
beginnt.In step 107 it is determined whether the number of samples above a 10 dB threshold value (that is one third of the sample maximum value Ps) is greater than 4. If so, the program ends and the frequency domain program is initiated. If not, the program goes to the step 108 about. In this step it is determined whether all samples are above the 10dB threshold within three samples of each other. In the affirmative, the time domain counter is increased by 1, the program ends and the frequency domain program is initiated. If no, this program ends and the frequency domain program begins.
Zusammenfassend
läßt sich
feststellen, daß das
Zeitbereichs-Programm 100 die digitalisierten Signal-Samples
dahingehend überprüft, um zuerst festzustellen,
ob der Signal-Pegel innerhalb der aktzeptablen Genauigkeits-Pegel der Empfänger-Ausstattung
liegt (Schritt 101) und sodann, ob sich der Signal-Pegel
innerhalb eines akzeptablen Signal/Rausch-Verhältnisses befindet (Schritt 102). Wenn
eine dieser Konditionen nicht erfüllt ist, dann ist die Fähigkeit
zu einer Feststellung eines Markers nicht gegeben und der Zeitbereichs-Zähler 21a wird daher
um 1 vermindert.In summary it can be said that the time domain program 100 checks the digitized signal samples to first determine whether the signal level is within the acceptable accuracy level of the receiver equipment (step 101 ) and then whether the signal level is within an acceptable signal-to-noise ratio (step 102 ). If one of these conditions is not met, then the ability to determine a marker is not given and the time domain counter 21a is therefore reduced by 1.
Wenn
die im vorangehenden genannten Bedingungen vorliegen, dann werden
die Samples überprüft, um die
relative Impulsbreite des Signales abzuschätzen (Schritt 103).
Daher wird, falls eine verhältnismäßig große Anzahl
von Samples (im vorliegenden Falle 6) oberhalb des Rauschpegels
liegen, entweder eine übermäßig große, von
einem gültigen
Marker nicht erwartete Impulsbreite angezeigt, oder aber zu viel
Rauschen während
des Marker-Fensters,
als daß eine
Entscheidung bezüglich eines
gültigen
Markers getroffen werden könnte.
Dies wird in jedem Falle als ein erheblicher Mangel angesehen, wodurch
die Feststellung des Vorhandenseins eines Markers höchst unwahrscheinlich wird.
Sowohl der Zeitbereichs- als
auch der Frequenzbereichs-Zähler
werden daher auf 0 zurückgestellt.If the conditions mentioned above are met, then the samples are checked to estimate the relative pulse width of the signal (step 103 ). Therefore, if a relatively large number of samples (6 in the present case) are above the noise level, either an excessive pulse width that is not expected by a valid marker is displayed, or too much noise during the marker window for a decision could be hit with a valid marker. In any case, this is considered to be a significant deficiency, making the determination of the presence of a marker highly unlikely. Both the time domain counter and the frequency domain counter are therefore reset to 0.
Wenn
der Impulsbreiten-Test durchgeführt ist,
dann erfolgt ein Phasentest im Schritt 104. Dieser Test
untersucht die Position des Maximal-Sample in Relation zu dem Maximal-Sample
zwei Rahmen vorher. Im einzelnen ist erforderlich, daß die Differenz zwischen
den Positionen dieser Samples in ihren jeweiligen Rahmen sich innerhalb
eines Sample-Intervalles befindet. Dieses Erfordernis beruht zum
Teil darauf, daß ein
gültiger
Marker im wesentlichen jeweils an dem selben Punkt in einem jeden
Rahmen ein Signal liefern sollte, während ein derartiges Erfordernis
nicht von Impulsen zu erwarten ist, die von sogenannten Nicht-Marker-Objekten
herrühren.
Der spezifische Positionsfehler eines Sample-Intervalles beruht
auf einem Phasenfehler des Sample and Hold-Schaltkreises und auf der Marker-Anordnung
in dem Feld.When the pulse width test is carried out, a phase test is carried out in step 104 , This test examines the position of the maximum sample in relation to the maximum sample two frames beforehand. Specifically, the difference between the positions of these samples in their respective frames is required to be within a sample interval. This requirement is based in part on the fact that a valid marker should deliver a signal at substantially the same point in each frame, while such a requirement is not to be expected from pulses derived from so-called non-marker objects. The specific position error of a sample interval is based on a phase error of the sample and hold circuit and on the marker arrangement in the field.
Darüber hinaus
wird durch Vergleichen der Maximal-Samples in jedem anderen Rahmen der Einfluß des Erdmagnetfeldes
auf die Analyse beseitigt. Dies erfolgt, weil, in Abhängigkeit
von der Orientierung eines Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 in
Bezug auf das erzeugte Feld und auf das Erdmagnetfeld, die durch
den Marker verursachen Feldstörungen
und das resultierende Marker-Signal nicht in der selben Position
in dem Marker-Fenster in aufeinanderfolgenden Rahmen (d. h. abwechselnde
Polaritäten
des Treiberstromes) auftreten werden. Außerdem wird im Falle eines
schwachen Marker-drive das Signal in jedem anderen Rahmen nicht
vorhanden sein. Das Testen von abwechselnden Rahmen eliminiert daher
irrtümliche
Entscheidungen, die aufgrund des Erdmagnetfeldes auftreten könnten.In addition, by comparing the maximum samples in every other frame, the influence of the earth's magnetic field on the analysis is demonstrated Untitled. This is because, depending on the orientation of a marker in the query or surveillance zone 13 with respect to the generated field and the earth's magnetic field, the field disturbances caused by the marker and the resulting marker signal will not occur in the same position in the marker window in successive frames (ie alternating polarities of the driver current). In addition, in the case of a weak marker drive, the signal will not be present in any other frame. Testing alternate frames therefore eliminates erroneous decisions that could occur due to the Earth's magnetic field.
Ein
Versagen dieses Phasen-Testes hat ebenfalls die Bedeutung einer
Feststellung, daß die Präsenz eines
Markers höchst
unwahrscheinlich ist. Dieses Versagen wird so behandelt, als ob
dies das Versagen des Impulsbreiten-Testes war, und die beiden Zähler 21a und 21b werden
auf 0 zurückgesetzt.Failure of this phase test also means determining that the presence of a marker is highly unlikely. This failure is treated as if it was the pulse width test failure, and the two counters 21a and 21b are reset to 0.
Wenn
der Phasen-Test gemäß Schritt 104 vorbei
ist, muß ein
verfeinerter Impulsbreiten-Test gemäß den Schritten 105 und 106 durchgeführt werden.
Wenn die Samples oberhalb des 6dB-Schwellwertes 3 überschreiten,
dann versagt dieser Test. Wenn darüber hinaus, derartige Samples
oberhalb des 6dB-Schwellwertes nicht innerhalb von 2 Sample-Intervallen
voneinander im Abstand auftreten, dann versagt der Test ebenfalls.
Zwar sind diese beiden Test-Versagen für eine Impulsbreite kennzeichnend,
die größer ist
als die von einem gültigen
Marker zu er wartende, jedoch haben die Test-Versagen nicht die Bedeutung,
daß sie
die Wahrscheinlichkeit eines Markers gänzlich ausschließen. Der
Zähler 21a wird daher
lediglich um 1 vermindert, um diesen Zustand zu kennzeichnen.If the phase test according to step 104 is over, a refined pulse width test must follow the steps 105 and 106 be performed. If the samples exceed 3 above the 6dB threshold, this test fails. In addition, if such samples above the 6dB threshold do not occur within 2 sample intervals, the test also fails. While these two test failures are indicative of a pulse width that is greater than that to be expected from a valid marker, the test failures do not mean that they completely rule out the probability of a marker. The counter 21a is therefore only reduced by 1 to indicate this condition.
Falls
dieser zweite Imuplsbreiten-Test den Anforderungen genügt, dann
liegt eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines Markers vor
und der Zähler 21a wird
um 2 erhöht,
um diese Tatsache zu registrieren.If this second Imuplwidth test meets the requirements, then there is a high probability for the presence of a marker and the counter 21a is increased by 2 to register this fact.
Der
abschließende
Test gemäß den beiden Schritten 107 und 108 stellt
eine weitere, verfeinerte Impulbreiten-Prüfung
dar, nach deren Ablauf ein hoher Grad an Wahrscheinlichkeit zu verzeichnen
ist, daß ein
Marker vorhanden ist. Wenn dieser Test versagt, dann führt er jedoch
nicht von der früheren Feststellung
der Wahrscheinlichkeit einer Marker-Präsenz in der Abfrage- oder Überwachungszone
weg. Ein Durchgehen dieses Testes erhöht ferner den Zähler 21a um
1, jedoch sein Versagen ergibt keine Änderung dieses Zählers.The final test according to the two steps 107 and 108 represents another, more refined pulse width test, after which a high degree of probability is to be found that a marker is present. If this test fails, however, it does not lead away from the earlier determination of the likelihood of a marker presence in the query or surveillance zone. Going through this test also increases the counter 21a by 1, but its failure does not change this counter.
Bei
Beendigung des Zeitbereichs-Programmes 100 wird das Frequenzbereichs-Programm 200 eingeleitet
(siehe 5B). Im Rahmen
des Frequenzbereichs-Programmes erfolgt eine Überprüfung der Energie in den Frequenzbändern FB1,
FB2 und FB3, die durch die Gleichstrom-Pegel an den Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 (vgl.2B) repräsentiert sind. Dieses Programm
ermittelt sodann, ob der Verlauf des Frequenzspektrums des empfangenen
Signales derart ist, wie er von einem gültigen Marker zu erwarten ist,
und nicht derart, wie er von sogenannten Nicht-Marker-Objekten zu
erwarten ist.At the end of the time range program 100 becomes the frequency domain program 200 initiated (see 5B ). As part of the frequency range program, the energy in the frequency bands FB1, FB2 and FB3 is checked by the DC level at the synchronous integrators 68 . 69 and 71 (see. 2 B ) are represented. This program then determines whether the course of the frequency spectrum of the received signal is as it is to be expected from a valid marker and not as it is to be expected from so-called non-marker objects.
Wie
bereits weiter oben erläutert,
sind die Bandpaß-Filter 62, 63 und 64 dazu
bestimmt, daß die erwarteten,
integrierten Ausgänge
der Bänder
FB1, FB2 und FB3 für
die Marker in gleichen oder ansteigenden Gleichstrom-Werten resultieren.
Daher untersucht das Frequenzbereich-Programm 200 ein derartiges
Ansteigen des Gleichstrom-Pegels.As already explained above, the bandpass filters are 62 . 63 and 64 determined that the expected, integrated outputs of the bands FB1, FB2 and FB3 for the markers result in the same or increasing DC values. Therefore, the frequency domain program examines 200 such an increase in the DC level.
Wie
sich im einzelnen aus dem Flußdiagramm
gemäß 5B ergibt, wird im ersten
Schritt 201 des Frequenzbereichs-Programms abgefragt, ob der
6dB-Schwellwert für
den Gleichstrom-Pegel des Hochfrequenz-Bandes FB3 geringer ist der Rausch-Pegel.
Wenn ja, dann versagt dieser Test, der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird
vermindert und das Programm endet. Wenn nein, geht das Programm
zum Schritt 202 über,
in dem der Gleichstrom-Pegel
des Frequenzbandes FB1 überprüft wird,
um zu ermitteln, ob er einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet,
der bei 3 Volt liegt. Diesem vorgegebenen Wert liegen System- Zwangs- oder
Grenzwertbedingungen (system constraints) zugrunde, welche gegeben
sind, um zu verhindern, daß der
diesem Frequenzband zugeordnete Gleichstrom-Pegel bei einem gültigen Marker
sowie unter normalen Betriebsbedingungen der Überwachungsanlage diesen Pegel überschreitet.
Wenn der vorgegebene Pegel überschritten
ist (Ausgang JA in Schritt 202), dann liegt die Wahrscheinlichkeit
dafür vor,
daß ein
gültiger
Marker nicht vorhanden ist, und der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird vermindert
und das Programm endet daher.As can be seen in detail from the flow chart 5B results in the first step 201 the frequency range program queried whether the 6dB threshold value for the DC level of the high-frequency band FB3 is lower than the noise level. If so, then this test, the frequency domain counter, fails 21b is reduced and the program ends. If not, the program goes to step 202 over, in which the DC level of the frequency band FB1 is checked to determine whether it exceeds a predetermined threshold, which is 3 volts. This predefined value is based on system constraints, which are provided in order to prevent the direct current level assigned to this frequency band from exceeding this level with a valid marker and under normal operating conditions of the monitoring system. If the specified level is exceeded (YES output in step 202 ), then there is the probability that a valid marker is not present and the frequency domain counter 21b is reduced and the program therefore ends.
Falls
aber der Pegel nicht überschritten
ist, dann werden die weiteren Schritte 203 und 204 eingeleitet,
in denen der Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes FB1 mit dem Gleichstrom-Pegel
des Frequenzbandes FB2 verglichen wird und weiterhin der Gleichstrom-Pegel
des Frequenzbandes FB2 mit dem Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes
FB3 verglichen wird. Wenn entweder der Gleichstrom-Pegel des Bandes
FB1 größer ist
als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB2 oder der Gleichstrom-Pegel
des Bandes FB2 größer ist
als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB3, dann versagt dieser Test.
Der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird sodann
vermindert und das Programm endet.But if the level is not exceeded, then the next steps 203 and 204 initiated in which the direct current level of the frequency band FB1 is compared with the direct current level of the frequency band FB2 and furthermore the direct current level of the frequency band FB2 is compared with the direct current level of the frequency band FB3. If either the DC level of band FB1 is greater than the DC level of band FB2 or the DC level of band FB2 is greater than the DC level of band FB3, then this test fails. The frequency domain counter 21b is then reduced and the program ends.
Wenn
jedoch der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB1 geringer ist als der
Gleichstrom-Pegel des Bandes FB2 und ferner der Gleichstrom-Pegel des
Bandes FB2 geringer ist als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB3
(jeweils Ausgänge
NEIN der Schritte 203 und 204), dann ist die Anwesenheit
eines gültigen
Markers wahrscheinlich und der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird
um 2 erhöht
und das Programm endet.However, if the DC level of the tape FB1 is less than the DC level of the band FB2 and furthermore the direct current level of the band FB2 is lower than the direct current level of the band FB3 (in each case outputs NO of the steps 203 and 204 ), then the presence of a valid marker is likely and the frequency domain counter 21b is increased by 2 and the program ends.
Wie
bereits weiter oben erläutert,
werden nach Beendigung des Frequenzbereichs-Programmes 200 die
beiden Zähler 21a und 21b überprüft, um zu übermitteln,
ob ihre jeweiligen Zählerstände die
gesetzten vorgewählten
Werte überschreiten,
die für
das Vorhandensein eines gültigen
Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone
kennzeichnend sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden
Zähler 21a und 21b in
der Weise gesetzt, daß sie
aufwärts
bis zu einem Maximum von 12 und abwärts bis zu einem Minimum von
0 zählen
können. Außerdem resultiert
ein Zählerstand
von 10 in einem jeden Zähler
in einer Entscheidung, daß ein
gültiger Marker
vorhanden ist.As already explained above, after the end of the frequency range program 200 the two counters 21a and 21b checked to transmit whether their respective counter readings exceed the set preselected values which are indicative of the presence of a valid marker in the query or monitoring zone. In the present embodiment, the two counters 21a and 21b set in such a way that they can count up to a maximum of 12 and down to a minimum of 0. In addition, a count of 10 in each counter results in a decision that a valid marker is present.
Wenn
der Überprüfungsvorgang
bezüglich der
beiden Zähler 21a und 21b ergibt,
daß diese
nicht die vorgewählten
Zählerstände aufweisen,
dann leitet der Mikrocomputer 21 die Informations-Sammelphase
für den
nächsten
Rahmen des erzeugten Feldes ein und der im vorangehenden erläuterte Ablauf wird
wiederholt.If the verification process regarding the two counters 21a and 21b shows that these do not have the preselected counts, then the microcomputer conducts 21 the information gathering phase for the next frame of the generated field and the above-described procedure is repeated.
Wenn
die von den Mikrocomputer durchgeführte Überprüfung anzeigt, daß die vorgewählten Zählerstände erreicht
sind, dann kommt es zur Auslösung
eines Alarmsignales, vorausgesetzt jedoch, daß dieses nicht durch zwei weitere
Testprogramme des Mikrocomputers verhindert wird.If
the check performed by the microcomputers indicates that the preselected counts have been reached
are triggered
an alarm signal, provided, however, that it is not replaced by two more
Test programs of the microcomputer is prevented.
Eines
dieser Testprogramme besteht in einem Spitzen Detektions-Programm,
um die Wahrscheinlichkeit zu überprüfen, daß das empfangene Signal
von elektrischen Rausch-Spitzen herrührt, und das andere Testprogramm
besteht in einer Überprüfung der
Grundfrequenz-Komponente,
um zu ermitteln, ob die Komponente des Empfangs-Signales mit. der
Grundfrequenz nicht einen vorgegebenen Schwellwert überschritten
hat, der großen
metallischen Objekten in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 zugeordnet ist.One of these test programs is a peak detection program to check the likelihood that the received signal is due to electrical noise peaks, and the other test program is to check the fundamental frequency component to determine whether the component is receiving Signals with. the fundamental frequency has not exceeded a predetermined threshold value, the large metallic objects in the interrogation or monitoring zone 13 according to 1 assigned.
Das
Flußdiagramm
des Spitzen-Detektions-Programms 500 ist in der 6 dargestellt. Wie bereits
weiter oben erwähnt,
wird dieses Programm dazu benützt,
die von gültigen
Markern herrührenden Signale
von elektrischen Rausch-Spitzen selektiv zu unterscheiden, die durch
Spannungspitzen im Versorgungsnetz, infolge elektrischer Entladung,
durch das Schließen
von Schaltern, durch Motorschalter-Rauschen, Fluoreszenz- und Neon-Lampen
und dergleichen mehr entstehen. Derartige Rauschquellen erzeugen
vorübergehende
Spannungspitzen in der Form von elektrischen Impulsen oder "Spitzen", die durch die Zeitbereichs-
und Frequenzbereichs-Programme 100 und 200 nicht
unterschieden werden, weil diese Spitzen einige Eigenschaften aufweisen,
die denjenigen magnetischer Marker ähnlich sind, auf welche die Überwachungsanlage 1 gemäß 1 ansprechen soll.The flow chart of the peak detection program 500 is in the 6 shown. As already mentioned above, this program is used to selectively distinguish the signals from valid markers from electrical noise peaks caused by voltage peaks in the supply network, as a result of electrical discharge, by closing switches, by motor switch noise, fluorescence. and neon lamps and the like arise. Such noise sources produce transient voltage spikes in the form of electrical pulses or "spikes" that are generated by the time domain and frequency domain programs 100 and 200 are not differentiated because these peaks have some properties that are similar to those magnetic markers on which the monitoring system 1 according to 1 should address.
Die
Rausch-Spitzen können
insbesondere durch die folgenden Eigenschaften und Merkmale gekennzeichnet
sein:
(a) Grundsätzlich
gesehen, handelt es sich bei den Spitzen um ein impulsförmiges oder
impulsartiges Ansprechverhalten, wie dies auch bei dem Signal von einem
gültigen
Marker der Fall ist, und daher kann das Zeitbereichs-Ansprechen
einer Spitze ziemlich ähnlich
sein demjenigen eines gültigen
Markers; (b) Spitzen weisen häufig
sehr kurze Anstieg- und Abfallszeiten auf und erzeugen daher ein
Frequenzspektrum, welches ähnlich
demjenigen eines gültigen
Markers ist; (c) in Abhängigkeit
von der Quelle können
die Spitzen eine Amplitude aufweisen, welche durch die Überwachunganlage
nicht automatisch zurückgewiesen
wird; (d) wegen dem "Echo"-Effekt des Kamm-Bandpaß-Filters 58 gemäß 2A kann eine einzelne Spitze
in mehrfachen Marker-Fenster erscheinen; (e) im allgemeinen sind
verschiedene der Eigenschaften der Rausch-Spitzen denjenigen eines
gültigen
Markers ählich
genug, so daß die
filternden Teile des Empfängers 17 eine
geringe Wirkung hinsichtlich einer Dämpfung der Spitzen entfalten.The noise peaks can be characterized in particular by the following properties and features:
(a) Basically, the peaks are pulse-like or pulse-like responses, as is the signal from a valid marker, and therefore the time domain response of a peak can be quite similar to that of a valid marker; (b) Peaks often have very short rise and fall times and therefore generate a frequency spectrum that is similar to that of a valid marker; (c) depending on the source, the peaks can have an amplitude which is not automatically rejected by the monitoring system; (d) because of the "echo" effect of the comb bandpass filter 58 according to 2A a single tip can appear in multiple marker windows; (e) in general, various of the properties of the noise spikes are similar enough to those of a valid marker that the filtering parts of the receiver 17 have a slight effect on damping the tips.
Das
Spitzen-Detektions-Programm hängt von
der Bestandsführung
einer Speicher-Gruppierung oder -Matrix ab, die gemäß 15 als "Maximal-Amplituden-Stapel" bezeichnet werden
soll. Die Speicherstellen dieses Stapels enthalten Höchstwerte
des Sample and Hold-Schaltkreises 74 gemäß 2B während den aufeinanderfolgenden "Marker-Fenster"-Intervallen. Auf
einer kontinuierlichen Basis wird der Speicherplatz 1 mit dem dem
laufenden oder geltenden Rahmen zugeordneten Maximalwert auf den
neuesten Stand gebracht, wobei die früheren Inhalte auf Platz 0 zurückgestellt
werden. Die ersten beiden Speicherstellen das Stapels enthalten daher
einen Datensatz bezüglich
des Marker-Impulses oder eines Marker-ähnlichen Impulses.The peak detection program depends on the inventory management of a memory array or matrix, which according to 15 should be referred to as "maximum amplitude stack". The locations of this stack contain maximum values of the sample and hold circuit 74 according to 2 B during the successive "marker window" intervals. On a continuous basis, memory location 1 is updated with the maximum value assigned to the current or applicable frame, with the previous contents being reset to location 0. The first two storage locations in the stack therefore contain a data record relating to the marker pulse or a marker-like pulse.
Einmal
erreicht der Zeitbereichs-Zähler 21a den
vorgewählten,
bezüglich
eines gültigen
Markers kennzeichnenden Zählerstand
und die Operation des Maximal-Amplituden-Stapels ändert sich.
Nunmehr werden Amplituden-Höchstwerte
von aufeinanderfolgenden Rahmen (vgl. 3)
in den Speicherplätzen 2–15 in dem
Stapel plaziert. Wenn der Frequenzbereichs-Zähler 21b nunmehr ebenfalls
seinen vorgewählten
Wert erreicht und der Mikrocomputer 21 im Begriffe ist,
eine Alarmauslösung
zu adressieren, dann findet im Computer eine Verzweigung zu dem Spitzen-Detektions-Programm 500 gemäß 6 statt. Es ist darauf hinzuweisen,
daß an
dieser Stelle der Stapel nicht notwendigerweise gefüllt ist.
Der Stapel stoppt die Aufladung zu dem Augenblick, in dem die Zeitbereichs-
und Frequenzbereichs-Zähler
ihre vorgewählten
Zählerstände erreicht
haben.Once the time range counter reaches 21a the preselected counter reading, which characterizes a valid marker, and the operation of the maximum amplitude stack change. Now maximum amplitude values of successive frames (cf. 3 ) placed in locations 2-15 in the stack. If the frequency domain counter 21b now also reaches its preselected value and the microcomputer 21 is about to address an alarm trigger, then a branch to the tip detection program is found in the computer 500 according to 6 instead of. It should be noted that the stack is not necessarily filled at this point. The stack stops charging the moment the time domain and frequency domain counters have reached their preselected counts.
Im
Schritt 501 überprüft der Mikrocomputer 21 die
Inhalte des Stapels von dem Speicherplatz 2 bis zu demjenigen Speicherplatz,
der durch den Stapel-Zeiger angezeigt wird, um den größten Höchstwert
zu ermitteln. Nach dessen Auffinden ermittelt der Mikrocomputer,
ob dieser Höchstwert
in einem ungeradzahligen oder in einem geradzahligen Rahmen aufgetreten
ist. Wenn der maximale Höchstwert in
einem ungeradzahligen Rahmen aufgetreten ist, dann schreitet der
Mikrocomputer weiter zu dem Schritt 503 mit dem Index,
daß der
Rahmen-Zeiger in die Stapel-Position 1 gemäß 15 zu setzen ist; anderenfalls schreitet
der Mikrocomputer weiter zum Schritt 502, in welchem der
Rahmen-Zeiger auf die Stapel-Position
0 zu setzen ist. Der Grund für
diese Aktion liegt in der Physik des magnetischen Systems. Aufgrund
des Einflusses des Erdmagnetfeldes auf die Überwachungslage 1 gemäß 1 können sich zwei Dinge ereignen:
(1) In Abhängigkeit
von der Orientierung der Antennen der Überwachungsanlage kann sich
das Erdmagnetfeld abwechselnd sozusagen unterstützend und entgegewirkend dem
Treiberfeld der Überwachungsanlage überlagern,
wenn dieses Treiberfeld seine Polarität umschaltet, wodurch unterschiedliche
Amplituden des Marker-Signals in abwechselnden Fenstern verursacht
werden; (2) Das Erdmagnetfeld wirkt als eine Gleichstrom-Vormagnetisierung
auf das Material des Markers und, in Abhängigkeit von der Marker-Ausrichtung,
wird der Marker "schalten" und zu unterschiedlichen
Zeitpunkten in aufeinanderfolgenden Fenstern ein Signal zu erzeugen.
In extremen Fällen
kann daher ein wahres Marker-Signal nur in jedem zweiten Fenster
erscheinen.In step 501 the microcomputer checks 21 the contents of the stack from location 2 to that indicated by the stack pointer to determine the largest maximum. Once found, the microcomputer determines whether this maximum value occurred in an odd or even frame. If the maximum maximum has occurred in an odd frame, then the microcomputer proceeds to the step 503 with the index that the frame pointer in the stack position 1 according to 15 to be set; otherwise the microcomputer continues to step 502 in which the frame pointer is to be set to the stack position 0. The reason for this action lies in the physics of the magnetic system. Due to the influence of the earth's magnetic field on the monitoring position 1 according to 1 Two things can happen: (1) Depending on the orientation of the antennas of the monitoring system, the earth's magnetic field can alternately overlap, as it were, in a supportive and opposing manner when the driver field of the monitoring system changes its polarity, as a result of which different amplitudes of the marker signal in alternating windows caused; (2) The earth's magnetic field acts as a DC bias on the material of the marker and, depending on the marker orientation, the marker will "switch" and generate a signal at different times in successive windows. In extreme cases, a true marker signal can only appear in every second window.
Ein
dritter Grund für
diese UNGERADZAHLIG/GERADZAHLIG-Methode
in dem Spitzen-Detektions-Programm ist der, daß ein Rausch-Spitzen-Eingang
durch das Kamm-Bandpaß-Filter 58 in
jedem zweiten Rahmen reflektiert wird.A third reason for this ODD / EVEN method in the peak detection program is that there is a noise peak input through the comb bandpass filter 58 is reflected in every second frame.
Wenn
einmal der Zustand UNGERADZAHLIG oder GERADZAHLIG ermittelt worden
ist, dann schreitet der Mikrocomputer 21 weiter zu Schritt 504, in
dem nur die passenden Rahmen des Maximal-Amplituden-Stapels in Betracht
gezogen werden. Zunächst
soll nun angenommen werden, daß es
sich hier um den Fall GERADZAHLIG handelt, wobei der Stapel-Zeiger
im Rahmen Nr. 13 gemäß 15 angehalten ist.Once the Odd or Even state has been determined, the microcomputer proceeds 21 continue to step 504 in which only the appropriate frames of the maximum amplitude stack are considered. First of all, it should now be assumed that this is the EVEN-NUMBER case, the stack pointer in frame No. 13 according to 15 is stopped.
Im
Schritt 504 wird die Anstiegszeit des Höchstwert-Signals bestimmt. In den meisten Fällen wird
die Anstiegszeit einer Spitze kürzer
sein als diejenige eines Markers bzw. Marker-Signals. Der Rahmen-Zeiger
ist nunmehr auf Nr. 0 gesetzt. Die Bestimmung eines anfänglichen
Anstiegs erfolgt dadurch, daß der
Wert im Rahmen Nr. 2 durch den Wert im Rahmen Nr. 0 dividiert wird.
Der Mikrocomputer schreitet sodann weiter zum Schritt 505,
in dem eine Auswertung des ermittelten Anstieges durchgeführt wird.
Wenn das errechnete Verhältnis
oder der Anstieg gleich oder größer als
4 ist, dann wird das Signal als Spitze behandelt und der Mikrocomputer
geht weiter zum Schritt 517, d.h, zum Ausgang des Spitzen-Detektions-Programmes;
anderenfalls schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 506.In step 504 the rise time of the maximum value signal is determined. In most cases, the rise time of a peak will be shorter than that of a marker or marker signal. The frame pointer is now set to No. 0. An initial increase is determined by dividing the value in frame # 2 by the value in frame # 0. The microcomputer then proceeds to step 505 in which an evaluation of the determined increase is carried out. If the calculated ratio or rise is equal to or greater than 4, then the signal is treated as a peak and the microcomputer proceeds to step 517 , ie, to the exit of the peak detection program; otherwise the microcomputer continues to step 506 ,
Wenn
in diesem Schritt 506 festgestellt wird, daß X = 0
oder = 1 ist, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 515,
in dem der Rahmen-Zeiger erhöht
wird. Eine Spitze wird häufig
in einem Rahmen, aber nicht im vorhergehenden Rahmen auftreten,
während
ein in das Magnetfeld des Überwachungssystems
eintretender Marker einen graduellen Aufbau oder Anstieg hinsichtlich
seiner Amplitude von Rahmen zu Rahmen aufweisen wird. In diesem Test
wird ermittelt, ob oder ob nicht es ein Signal im Rahmen Nr. 0 oder
Nr. 1 gegeben hat, das sich nicht völlig qualifiziert und die Zeitbereichs-Kriterien
passiert hat.If in this step 506 If it is determined that X = 0 or = 1, the microcomputer proceeds to step 515 by increasing the frame pointer. A spike will often occur in one frame, but not in the previous frame, while a marker entering the magnetic field of the monitoring system will have a gradual build up or increase in amplitude from frame to frame. In this test it is determined whether or not there was a signal in frame No. 0 or No. 1 that did not fully qualify and passed the time domain criteria.
Wenn
der Rahmen-Zeiger im Schritt 506 nicht bei Nr. 0 oder bei
Nr. 1 steht, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 507,
in dem ein Test erfolgt, um zu ermitteln, ob der Höchstwert
im Rahmen X gleich oder höher
als 6dB oberhalb des Rausch-Pegels liegt (2 × so groß). Wenn nein, dann ist das
Signal zu klein oder zu schwach, um eine Entscheidung zu treffen,
und der Mikrocomputer schreitet weiter zum Schritt 515,
in dem der Rahmen-Zeiger um zwei erhöht wird. Wenn der Test durchgegangen bzw.
positiv verlaufen ist, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 508,
in dem ein Test durchgeführt
wird, um zu ermitteln, ob der Höchstwert
im Rahmen X gleich oder höher
als 10dB oberhalb des Rausch-Pegels liegt (3 × so groß).If the frame pointer in the step 506 is not at No. 0 or No. 1, the microcomputer proceeds to step 507 , in which a test is carried out to determine whether the maximum value in frame X is equal to or higher than 6 dB above the noise level (2 × as large). If not, then the signal is too small or too weak to make a decision and the microcomputer proceeds to step 515 by increasing the frame pointer by two. If the test has passed or passed, the microcomputer proceeds to the step 508 , in which a test is carried out to determine whether the maximum value in frame X is equal to or higher than 10 dB above the noise level (3 × as large).
Wenn
nein, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 509,
in dem der Anstieg erneut getestet wird. Wenn der Anstieg gleich
oder größer als
1 ist, dann wird ein "möglicher
Marker"-Zähler im Schritt 510 erhöht. Wenn
der Anstieg nicht größer als 1
ist, dann wird der Zähler
im Schritt 512 vermindert. Wenn das Verhältnis S/N
(Rauschabstand) gleich oder größer als
10dB ist, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 511,
in welchem der Anstieg erneut getestet wird. Wenn der Anstieg gleich
oder größer als
0,85 ist, dann wird der "mögliche Marker"-Zähler im
Schritt 510 erhöht.
Wenn nein, wird der Zähler
im Schritt 512 vermindert und es wird sodann zu dem Schritt 513 weitergegangen.If not, the microcomputer proceeds to step 509 , in which the increase is tested again. If the increase is equal to or greater than 1, then a "possible marker" counter in the step 510 elevated. If the increase is not greater than 1, then the counter in step 512 reduced. If the S / N (S / N) ratio is equal to or greater than 10dB, the microcomputer proceeds to step 511 , in which the increase is tested again. If the increase is equal to or greater than 0.85, then the "possible marker" counter in step 510 elevated. If no, the counter will step 512 is decreased and then it goes to the step 513 moved on.
Im
Schritt 513 wird der "mögliche Marker"-Zähler geprüft und,
falls der Zählerstand
gleich 2 ist, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 514,
in dem mindestens fünf
aufeinanderfolgende Marker-Signale empfangen worden sind, welche
die richtige Rate der Amplitudenzunahme aufweisen, und das Programm
wird sodann mit der Entscheidung beendet, daß die Signale von einem gültigen Marker
stammen. Wenn der "mögliche Marker"-Zähler bei
weniger als 2 steht, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 515,
in dem der Rahmen-Zeiger erhöht
wird, woraufhin zum Schritt 516 übergegangen wird.In step 513 the "possible marker" counter is checked and, if the count is equal to 2, the microcomputer proceeds to step 514 , in which at least five successive marker signals have been received which have the correct rate of increase in amplitude, and the program is then terminated with the decision that the signals are from a valid marker. If the "possible marker" counter is less than 2, the microcomputer proceeds to step 515 , in which the frame pointer is raised, whereupon to step 516 is passed over.
Im
Schritt 516 wird die neue Stellung des Rahmen-Zeigers mit
der Stellung des Stapel-Zeigers verglichen (in diesem Falle Nr.
13). Wenn der Rahmen-Zeiger über
den Stapel-Zeiger hinausgeht, dann gibt es keine Anstiege (slopes)
mehr, die zu vergleichen sind, und es wird angenommen, daß die Höchst- oder
Scheitelwerte Spitzen waren. Das Programm wird daher beendet und
es wird kein Alarm erzeugt (Schritt 517). Wenn der Rahmen-Zeiger
niedriger steht als der Stapel-Zeiger, dann ist noch mehr Information
zu verarbeiten und ein neuer Anstieg wird im Schritt 504 errechnet.In step 516 the new position of the frame pointer is compared with the position of the stack pointer (in this case No. 13). If the frame pointer goes beyond the stack pointer, there are no more slopes to compare and the maximum or peak values are assumed to be peaks. The program is therefore terminated and no alarm is generated (step 517 ). If the frame pointer is lower than the stack pointer, then more information needs to be processed and a new increase will occur in the crotch 504 calculated.
Einmal
ist das Spitzen-Detektions-Programm vollendet, und zwar dann, wenn
die Entscheidung gefällt
wird, daß eine
Spitze vorhanden war. Der Zeitbereichs-Zähler 21a sowie der
Frequenzbereichs-Zähler 21b werden
daher auf Null zurückgesetzt,
eine Alarmauslösung
wird nicht bewirkt und die Überwachungsanlage 1 setzt
ihre Überwachungsfunktion
fort. Wenn die Entscheidung getroffen wurde, daß ein Marker vorhanden ist,
dann führt
der Mikrocomputer 21 noch einen Abschlußtest durch, bevor Alarm ausgelöst wird.
In diesem Test vergleicht der Mikrocomputer 21 die Grundfrequenz-Komponente
des empfangenen Signales, die er von dem Eingang PFo des Analog-Multiplexers 75 erhält, mit seinem
gespeicherten Wert und, wenn sich die Grundfrequenz-Komponente über einen
vorbestimmten Schwellwert hinaus geändert hat, dann wird die Entscheidung
getroffen, daß ein
gültiger
Marker nicht vorhanden ist. Der Mikrocomputer 21 löst daher
keinen Alarm aus, die beiden Zähler 21a und 21b werden
auf Null zurückgestellt
und die Überwachung wird
fortgesetzt. Wenn der vorerwähnte
Schwellwert nicht überschritten
ist, dann kommt es zur Alarmauslösung,
welche das Vorhandensein eines Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 anzeigt.Once the tip detection program is complete, when the decision is made that a tip was present. The time domain counter 21a and the frequency domain counter 21b are therefore reset to zero, an alarm is not triggered and the monitoring system 1 continues its monitoring function. When the decision is made that a marker is present, the microcomputer guides 21 a final test before the alarm is triggered. In this test, the microcomputer compares 21 the fundamental frequency component of the received signal, which it receives from the input PFo of the analog multiplexer 75 receives, with its stored value and, if the fundamental frequency component has changed beyond a predetermined threshold value, then the decision is made that a valid marker is not present. The microcomputer 21 therefore does not trigger an alarm, the two counters 21a and 21b are reset to zero and monitoring continues. If the above-mentioned threshold value is not exceeded, then an alarm is triggered which indicates the presence of a marker in the query or monitoring zone 13 according to 1 displays.
Wie
bereits weiter oben erwähnt,
führt der Mikrocomputer 21 nach
Initialisierung der Operation eine Ermittlung der Rausch-Pegel in
den Frequenzbändern
FB1, FB2 und FB3 durch und benutzt diese Pegel dazu, einen mittleren
Rausch-Pegel für
die Überwachungsanlage 1 sowie
für eine
Verwendung innerhalb seiner Entscheidungs-Programme zu bilden. Der
Mikrocomputer aktualisiert diesen Rausch-Pegel dadurch, daß er periodisch Rahmen als
Rausch-Update-Rahmen
bezeichnet. Während dieser
Rahmen behandelt der Mikrocomputer die von den Unterkanälen entwickelten
Gleichstrom-Pegel als kennzeichnend für den Rausch-Pegel innerhalb der Überwachungsanlage
und bildet aus diesen Pegeln Mittelwerte, um einen durchschnittlichen Rausch-Wert
zu erhalten.As already mentioned above, the microcomputer performs 21 after the operation has been initialized, the noise levels in the frequency bands FB1, FB2 and FB3 are determined and these levels are used to determine an average noise level for the monitoring system 1 as well as for use within its decision-making programs. The microcomputer updates this noise level by periodically referring frames as the noise update frame. During these frames, the microcomputer treats the DC levels developed by the subchannels as indicative of the noise level within the monitoring system and averages them to obtain an average noise level.
Nachdem
eine vorgewählte
Anzahl von Rausch-Update-Rahmen passiert worden sind, bildet der
Mikrocomputer aus den gespeicherten, mittleren Rausch-Werten einen
Mittelwert. Dieser Mittelwert wird sodann durch den Mikrocomputer
als der neue Umgebungs-Rausch-Pegel behandelt und in den nachfolgenden
Entscheidungs-Programmen benutzt. Die Überwachungsanlage 1 aktualisiert
sich daher dynamisch selbst, um sich an sich ändernde Umgebungsbedingungen
anzupassen, die anderenfalls die Fähigkeit der Überwachungsanlage
zu einer zuverlässigen
Feststellung von Markern beeinträchtigen würden.After a preselected number of noise update frames have been passed, the microcomputer forms an average value from the stored average noise values. This average is then treated by the microcomputer as the new ambient noise level and used in the subsequent decision programs. The surveillance system 1 therefore dynamically updates itself to adapt to changing environmental conditions, which would otherwise impair the monitoring system's ability to reliably detect markers.
In
der 7 ist ein Blockschaltbild
des Kamm-Bandpaß-Filters 58 dargestellt.
Dieses Filter weist eine Verzögerungsleitung 601 in
Form eines integrierten Schaltkreises auf, ferner Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse 602 und 603 sowie
einen Takt-Anschluß 604.
Der Ausgangs-Anschluß 603 der Verzögerungsleitung 601 ist
zu dem Eingangs-Anschluß 602 mittels
einer Rückkopplungs-Einrichtung 605 mit
Widerständen
R1 und R2 rückgekoppelt.In the 7 Figure 3 is a block diagram of the comb bandpass filter 58 shown. This filter has a delay line 601 in the form of an integrated circuit, furthermore input and output connections 602 and 603 as well as a clock connector 604 , The output connector 603 the delay line 601 is to the input port 602 by means of a feedback device 605 fed back with resistors R1 and R2.
Ein
Taktsignal-Geber 606 liefert die Taktsignale zu dem Takt-Anschluß 604 der
Verzögerungsleitung 601.
In typischer Weise kann die Verzögerungsleitung 601 ein
integrierter Schaltkreis "Reticon
R 5107" sein. In
diesem Falle enthält
er 512 Verzögerungs-Stufen
oder Monolithische C-Glieder und erfordert zwei Takt-Zyklen, um
von Stufe zu Stufe zu verschieben.A clock signal generator 606 provides the clock signals to the clock terminal 604 the delay line 601 , Typically, the delay line 601 an integrated circuit "Reticon R 5107". In this case it contains 512 Delay stages or monolithic C-links and requires two clock cycles to shift from stage to stage.
Das
Kamm-Bandpaß-Filter 58 in
der vorliegenden Ausführung
läßt Harmonische
einer Grundfrequenz Fo hindurch, wenn die Taktrate auf einen Wert
gesetzt ist, der gleich der Anzahl der Verzögerungsstufen mal die Frequenz
Fo mal die für
eine Verschiebung von einer Stufe zur nächsten erforderlichen Taktzyklen
ist. Es ist daher für
eine 512-Stufen-Leitung mit den für eine Verschiebung erforderlichen
zwei Taktzyklen und für
die Grundfrequenz Fo der Überwachungsanlage
eine Takt-Rate von 1024 Fo erforderlich, bei welcher es sich um
das Signal handelt, mit dem das Kamm-Bandpaß-Filter 58 durch die
Pegel-Verschiebeeinrichtung 76 gemäß 2C beaufschlagt wird. Bei der Ausführung des
Filters gemäß 7 wird dessen Q-Faktor durch
Einstellen des Widerstandes R 1 eingestellt.The comb bandpass filter 58 in the present embodiment, harmonics of a fundamental frequency Fo pass if the clock rate is set to a value equal to the number of delay stages times the frequency Fo times that required to shift from one stage to the next clock cycles. It is therefore for one 512 -Stage line with the two clock cycles required for a shift and a clock rate of 1024 Fo required for the basic frequency Fo of the monitoring system, which is the signal with which the comb bandpass filter 58 through the level shifter 76 according to 2C is applied. When executing the filter according to 7 its Q factor is set by adjusting the resistor R 1.
8 zeigt eine tatsächliche
Ausführung
der Schaltung des Kamm-Bandpaß-Filter 58.
In diesem Falle wird der Kamm-Bandpaß-Schaltkreis dazu benutzt,
mehrfache von 73 Hz hervorzuheben. Die Komponenten R220, R221 und
U203A bilden einen Umkehr-Pufferverstärker, der zum Treiben des Kamm-Bandpaß-Schaltkreises
benutzt wird. Die Parallelschaltung der Komponenten R222, R223 und R224
entspricht dem Widerstand R 1 gemäß 7, während
die Komponente R225 dem Widerstand R 2 entspricht. Die drei parallelgeschalteten
Widerstände gestatten
es, den Q-Faktor
des Schaltkreises zu optimieren, und zwar einfach dadurch, daß der geeignete
Widerstand bzw. die geeigneten Widerstände herausgetrennt und entfernt
wird bzw. werden. Bei den meisten Einrichtungen werden jedoch alle
drei Komponenten in dem Schaltkreis verbleiben. 8th shows an actual implementation of the circuit of the comb bandpass filter 58 , In this case, the comb bandpass circuit is used to emphasize multiples of 73 Hz. Components R220, R221 and U203A form an inverse buffer amplifier which is used to drive the comb bandpass circuit. The parallel connection of the components R222, R223 and R224 corresponds to the resistor R 1 according to 7 while the component R225 corresponds to the resistor R 2. The three resistors connected in parallel allow the Q factor of the circuit to be optimized simply by removing and removing the appropriate resistor or resistors. In most devices, however, all three components will remain in the circuit.
Die
Komponenten C208, R226 und U203B dienen dazu, das Signal in die
Verzögerungsleitung IC
U201 einzuspeisen. Die Komponente C208 dient als ein Gleichstrom-Blockkondensator,
während
die Komponente U203B einen nicht invertierenden Puffer mit Eins-Verstärkung und
hoher Eingangsimpedanz darstellt. Die Kombination einer hohen Impendanz
mit einer ziemlich geringen Kapazität ergibt eine geringe Phasenverzögerung in
dem Gleichstrom-Blockkondensator. Der Widerstand R226 bildet für die Komponente
U203B eine Gleichstrom-Leitung zur Erde.The
Components C208, R226 and U203B are used to convert the signal into the
Delay line IC
Feed in U201. Component C208 serves as a DC block capacitor,
while
the component U203B a non-inverting buffer with one gain and
high input impedance. The combination of high impedance
with a fairly small capacity gives a small phase lag in
the DC block capacitor. Resistor R226 forms for the component
U203B a direct current line to earth.
Wie
bereits oben erwähnt,
stellt die Komponente U201 eine Vezögerungsleitung in Form eines integrierten
Schaltkreises (IC) dar. Bei dem in vorliegender Schaltungsrealisierung
verwendeten IC handelt es sich um einen Reticon R5107. Dieser IC
enthält 512 monolithische
C-Glieder und wird
daher mit einer Rate von 74,752 KHz (1024 × 73 Hz) getaktet.As already mentioned above, the component U201 represents a delay line in the form of an integrated circuit (IC). The IC used in the present circuit implementation is a Reticon R5107. This IC contains 512 monolithic C-links and is therefore clocked at a rate of 74.752 KHz (1024 × 73 Hz).
Die
noch verbleibende Schaltungskomponente ist mit U203 C bezeichnet.
Da der Reticon R5107 eine geringe Ausgangs-Leistungsfähigkeit (output
drive-capability) aufweist, muß an
seinem Ausgang ein Puffer verwendet werden. Die Komponente U203C
ist als nichtinvertierender Puffer ausgebildet und in der Lage,
eine ausreichende Ausgangsleistung (output drive) zu liefern, so
daß die
Komponente R225 eine nicht zu große Last ist.The
remaining circuit component is designated U203 C.
Since the Reticon R5107 has a low output performance (output
drive capability) must be on
a buffer can be used at its output. The component U203C
is designed as a non-inverting buffer and is able to
to provide a sufficient output drive, so
that the
Component R225 is not a too large load.
Im
Rahmen der obigen Beschreibung der Überwachungsanlage 1 gemäß 1 ist bereits darauf hingewiesen
worden, daß der
zweite Signalverzweigungs-Kanal B (vgl. 2A) mit einem Kerb- oder Fallenfilter
ausgestattet ist, welches die Versorgungsnetz-Frequenzkomponente
aus dem empfangenen Signal entfernt, bevor sich dieses Signal in
die nachfolgenden Kanäle
weiter fortpflanzt. In Umgebungen, in denen die Netzfrequenz-Rauschkomponenten
sehr stark sind, kann die Überwachungsanlage
ferner dahingehend ausgestaltet sein, daß nicht nur die Netzfrequenz,
sondern auch alle ihre Oberschwingungen unterdrückt werden. Wie im einzelnen aus
der 2A ersichtlich ist,
kann zu diesem Zweck ein Kamm-Kerb- oder -Fallenfilter 58a mit
Sperrbändern
bei der Netzfrequenz und bei Harmonischen dieser Netzfrequenz vorgesehen
sein, welches innerhalb des Empf ängers dem Kamm-Bandpaß-Filter 58 vorgeschaltet
ist, um die Oberwellen der Netzfrequenz zu eliminieren.As part of the above description of the surveillance system 1 according to 1 has already been pointed out that the second signal branching channel B (cf. 2A ) is equipped with a notch or trap filter, which removes the supply frequency component from the received signal before this signal propagates into the subsequent channels. In environments in which the mains frequency noise components are very strong, the monitoring system can also be designed such that not only the mains frequency but also all of its harmonics are suppressed. As in detail from the 2A a comb notch or trap filter can be seen for this purpose 58a be provided with stop bands at the network frequency and at harmonics of this network frequency, which the comb band-pass filter within the receiver 58 is connected upstream to eliminate the harmonics of the mains frequency.
Wie
bereits oben erläutert,
ist die Verwendung des Kamm-Kerb- oder -Fallenfilters 58a insbesondere
in Umgebungen von Interesse, in denen Netz-Interferenzen von erheblicher
Größe auftreten. Dort
jedoch, wo diese Größe nicht
bedeutend ist, kann das Filter 58a abgeschaltet werden,
um eine etwa mögliche
Rausch-Erhöhung
für das Überwachungssystem
zu vermeiden.As already explained above, the use of the comb notch or trap filter 58a particularly of interest in environments where there is significant network interference. However, where this size is not significant, the filter can 58a be switched off in order to avoid a possible increase in noise for the monitoring system.
9 zeigt ein Blockschaltbild
eines Kamm-Kerb-Filters
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Das Kamm-Kerb-Filter weist ein Kamm-Bandpaß-Filter 702 auf,
das eine digitale Verzögerungsleitung 703 enthält. Von
dem Ausgangs-Anschluß 703b der
Verzögerungsleitung
wird das Signal über
einen Puffer 707, einen Widerstand R 2, eine Kapazität C 1 sowie
einen weiteren Widerstand R 3 zu dem Eingangs-Anschluß 703a der
digitalen Verzögerungsleitung 703 rückgekoppelt.
Das Eingangs-Signal ist mit dem Eingangs-Anschluß 703a über einen
Umkehrpuffer 708, einen Widerstand R 1, die Kapazität C 1 und
den Widerstand R 3 gekoppelt. 9 Figure 3 shows a block diagram of a comb-notch filter in accordance with the present invention. The comb-notch filter has a comb-bandpass filter 702 on that's a digital delay line 703 contains. From the output port 703b the delay line gets the signal through a buffer 707 , a resistor R 2, a capacitor C 1 and a further resistor R 3 to the input terminal 703a the digital delay line 703 fed back. The input signal is with the input connector 703a via a reversal buffer 708 , a resistor R 1, the capacitance C 1 and the resistor R 3 coupled.
Das
Eingangs-Signal sowie der Eingang an dem Eingangs-Anschluß 703a sind
mit einem Summier-Schaltkreis 704 gekoppelt. Weil die beiden
letzteren Eingänge
wegen dem Umkehrpuffer 708 außer Phase sind, werden die
Versorgungsnetzfrequenz und ihre Oberwellen in dem Eingang subtrahiert
und effektiv vom Eingang entfernt. Hieraus resultiert eine Kamm-Kerb-Filter-Charakteristik.The input signal as well as the input at the input connection 703a are with a summing circuit 704 coupled. Because the latter two inputs because of the reverse buffer 708 are out of phase, the utility frequency and its harmonics in the input are subtracted and effectively removed from the input. This results in a comb-notch filter characteristic.
Ein
Takt-Signal für
die digitale Verzögerungsleitung 703 wird
von einer Versorgungsnetz-Referenzfrequenz abgeleitet, die über einen
Schaltkreis zur Umwandlung in Rechteckwellen 701 zu einer PLL-Schaltung 709 (Phasenregelschleife)
geleitet wird, die bei 2n mal die Versorgungsnetzfrequenz arbeitet,
wobei n die Anzahl der Stufen der Verzögerungsleitung ist. Ein Teiler 711 liefert
eine 2n-Teilung des Ausgangs der PLL-Schaltung 709, um
hierdurch der Phasenregelschleife ein sauberes Referenzsignal anbieten
zu können.A clock signal for the digital delay line 703 is derived from a utility grid reference frequency that passes through a square wave conversion circuit 701 to a PLL circuit 709 (Phase locked loop), which operates at 2n times the supply network frequency, where n is the number of stages of the delay line. A divider 711 provides a 2n division of the output of the PLL circuit 709 in order to be able to offer the phase locked loop a clean reference signal.
Aus
den 9A und 9B ist die Realisierung einer
elektrischen Schaltung eines Kamm-Kerbfilters oder – Fallenfilters
für eine Überwachungsanlage 1 ersichtlich.
Der Schaltkreis zur Umwandlung in Rechteckwellen besteht aus den
Komponenten R25-29, C27 und U8A (vgl. oberer Teil von 9B). Die Widerstände R25
und R27 funktionieren als ein Spannungsteiler, um sicherzustellen,
daß die
Eingangsamplitude der Versorgungsnetz-Sinuswelle nicht den sicheren Eingangspegel
der Komponente U 8A überschreitet.
Ebenfalls wirken die Widerstände R25
und R27 als Tiefpaß-Filter
bezüglich
des Eingangssignals. R28 und R29 dienen als Widerstände zur
Verstärkungseinstellung,
welche sicherstellen, daß am
Ausgang dieses Schaltkreises eine Rechteck-Impulsfolge steht. Dieser
hohe Verstärkungsgrad verursacht,
daß die
Impulsfolge sich rasch zwischen ihren positiven und negativen Pegeln
bewegt. R26 liefert die Hysterese für den Schaltkreis, wobei R26 aber
auch dazu dient, die Übergangszeit
zu verkürzen.
Dies ist notwendig, weil die nachfolgende PLL-Schaltung kurze Übergangszeiten
erfordert. Die Phasenregelschleife besteht aus den Komponenten U2,
U3, C17, C18, R22 und R 33. Diese Phasenregelschleife wird als ein
Frequenz-Multiplexer benutzt, um der Verzögerungsleitung (IC U1) das
erforderliche Taktsignal zur Verfügung zu stellen. Der spannungsgesteuerte
Oszillator (VCO) des Phasenregelkreises arbeitet bei einer Frequenz,
welche gleich 2048 mal die Versorgungsnetzfrequenz ist. Ein 2048-Teiler
ist in die Schleife geschaltet, so daß der VCO in Bezug auf das
Versorgungsnetzsignal phasengeregelt werden kann.From the 9A and 9B is the realization of an electrical circuit of a comb notch filter or trap filter for a monitoring system 1 seen. The square wave conversion circuit consists of the components R25-29, C27 and U8A (see upper part of 9B ). Resistors R25 and R27 act as a voltage divider to ensure that the input amplitude of the mains sine wave does not exceed the safe input level of component U 8A. Resistors R25 and R27 also act as low-pass filters with respect to the input signal. R28 and R29 serve as resistors for gain adjustment, which ensure that there is a rectangular pulse train at the output of this circuit. This high gain causes the pulse train to move rapidly between its positive and negative levels. R26 provides the hysteresis for the circuit, but R26 also serves to shorten the transition time. This is necessary because the subsequent PLL circuit requires short transition times. The phase locked loop consists of the components U2, U3, C17, C18, R22 and R 33. This phase locked loop is used as a frequency multiplexer in order to provide the delay line (IC U1) with the required clock signal. The voltage controlled oscillator (VCO) of the phase locked loop works at a frequency which is 2048 times the supply network frequency. A 2048 divider is looped so that the VCO can be phase controlled with respect to the utility signal.
Weil
eine Abschirmungs-Spitze ein unerwünschtes Signal darstellt, das
zum Rauschen am Ausgang der Kamm-Kerb-Filters zusätzlich beiträgt, erzeugen
die Komponenten US und U6 ein Austast-Steuersignal aus SSB1 und
64Fo. Dieses Signal betätigt
den elektronischen Schalter U4C, so daß die Abschirmungs-Spitze nicht
durch die Komponente U7A hindurchgeht. Neben ihrer Funktion als
ein Austaster spielt die Komponente U7A eine zweite Rolle als ein
Umkehrpuffer am Eingang des Kamm-Bandpaß-Teiles des Kamm-Kerb-Filter-Schaltkreises.Because
a shield tip represents an unwanted signal that
contributes to the noise at the output of the comb-notch filter
the components US and U6 a blanking control signal from SSB1 and
64Fo. This signal actuates
the electronic switch U4C so that the shield tip is not
passes through component U7A. In addition to their function as
A blanker plays the component U7A a second role
Reversal buffer at the input of the comb-bandpass part of the comb-notch filter circuit.
Der
Kamm-Bandpaß-Abschnitt
besteht aus den Komponenten U1, U7B, U7C, U7D, R3, R4, R7–10, R21
und C13. Die Betriebsweise dieses Teiles der Schaltung ist gleich
derjenigen, die bereits vorher für
das Kamm-Bandpaß-Filter beschrieben worden
ist, mit den Ausnahmen, daß nunmehr
die Verzögerungsleitung
IC ein Reticon R5108 ist und daß die
Takt-Frequenz gleich 2048 mal die Filter-Grundfrequenz ist.The
Comb bandpass section
consists of the components U1, U7B, U7C, U7D, R3, R4, R7-10, R21
and C13. The operation of this part of the circuit is the same
of those who have previously worked for
the comb bandpass filter has been described
is, with the exceptions that now
the delay line
IC is a Reticon R5108 and that the
Clock frequency is 2048 times the basic filter frequency.
Der
Summier-Schaltkreis 704 gemäß 9 wird durch die Komponenten R5, R6 und
U8B gebildet, wie 9A zeigt.
R5 und R6 setzten die Proportion, in welcher das durch das Kamm-Kerb-Filter
hindurchgehende Signal und das Eingangs-Signal miteinander zu addieren
sind. Sie werden nicht in gleicher Proportion addiert, und zwar
aufgrund der Austastung, die bei dem durch das Kamm-Kerb-Filter hindurchgehenden
Signal vorgenommen worden ist. Die Signale werden subtrahiert, weil
das durch das Kamm-Kerb-Filter
hindurchgehende Signal durch die Komponente U7A invertiert wurde.The summing circuit 704 according to 9 is formed by components R5, R6 and U8B, such as 9A shows. R5 and R6 set the proportion in which the signal passing through the comb-notch filter and the input signal are to be added together. They are not added in the same proportion because of the blanking that has been done on the signal passing through the comb-notch filter. The signals are subtracted because the signal passing through the comb-notch filter has been inverted by component U7A.
Im
Anschluß an
den Summier-Schaltkreis wird ein Tiefpaß-Filter benutzt, um irgendein
Schaltungs-Rauschen zu unterdrücken,
das durch die Komponente U1 erzeugt ist. Die Filter-Kanten-Frequenz
liegt bei 8 KHz, so daß sämtliche
der Marker-Harmonischen, die von Interesse sind, hindurchgelassen
werden. Nach diesem Filter wird ein Verstärker benutzt, um den verbleibenden
Signal-Pegel auf die gleiche Amplitude zu bringen, welche die Signalpegel
haben würden,
wenn das Filter nicht benutzt worden wäre.in the
Connection to
the summing circuit uses a low pass filter to any
To suppress circuit noise,
that is generated by component U1. The filter edge frequency
is at 8 kHz, so that all
of the marker harmonics that are of interest
become. After this filter an amplifier is used to control the remaining one
Bring signal levels to the same amplitude as the signal levels
would have
if the filter had not been used.
In Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Sende-
und Empfangs-Antennenanordnungen für die Überwachungsanlage 1 gemäßIn accordance with another aspect of the present invention, the transmit and receive antenna arrangements for the surveillance system 1 according to
1 in der Weise ausgebildet,
daß die üblichen
Nullstellen, die in dem in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 vorhandenen
Feld vorzufinden sind, reduziert werden. 1 trained in such a way that the usual zeros in the in the interrogation or monitoring zone 13 existing field can be reduced.
10 zeigt eine entsprechend
ausgestaltete Empfangs-Antennenanordnung 90. Diese Antennenanordnung
weist erste und zweite obere Schleifen 91 und 92 auf,
die in einer ineinandergeschachtelten Beziehung angeordnet sind,
sowie dritte und vierte untere Schleifen 94 und 93,
die ebenfalls in einer ineinander geschachtelten Beziehung angeordnet
sind. Diese Ineinanderschachtelung ist derart, daß das Zentrum
C2 der Schleife 92 von dem Zentrum C1 der Schleife 91 abliegt,
während
das Zentrum C4 der Schleife 94 von dem Zentrum C3 der Schleife 93 abliegt.
Ferner bildet die erste, obere Schleife 91 gemeinsam mit
der vierten, unteren Schleife 93 eine erste, acht-förmige Konfiguration, während die
zweite, obere Schleife 92 gemeinsam mit der dritten, unteren
Schleife 94 eine zweite acht-förmige Konfiguration bildet. 10 shows a correspondingly designed receiving antenna arrangement 90 , This antenna arrangement has first and second upper loops 91 and 92 arranged in a nested relationship, and third and fourth lower loops 94 and 93 , which are also arranged in a nested relationship. This nesting is such that the center C2 of the loop 92 from the center C1 of the loop 91 lies while the center C4 of the loop 94 from the center C3 of the loop 93 dista. Furthermore, the first, upper loop forms 91 together with the fourth, lower loop 93 a first, eight-shaped configuration, while the second, upper loop 92 together with the third, lower loop 94 forms a second eight-shaped configuration.
Die
in gleicher Ebene liegenden Schleifen 91–94 sind
alle im Uhrzeigersinne gewunden, wie in 10 durch die Pfeile angedeutet, und sämtlich elektrisch
hintereinander geschaltet. Darüber
hinaus ist vorgesehen, daß die
oberen Schleifen 91 und 92 die gleiche erste Phase
und die unteren Schleifen 93 und 94 die gleiche
zweite Phase aufweisen, wobei die ersten und die zweiten Phasen
einander entgegengesetzt sind.The loops lying in the same plane 91 - 94 are all wound clockwise as in 10 indicated by the arrows, and all electrically connected in series. It is also provided that the upper loops 91 and 92 the same first phase and the lower loops 93 and 94 have the same second phase, the first and second phases being opposite to each other.
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Empfangs-Antennenanordnung 90 ist vorgesehen,
daß der
Abschnitt 91A der ersten Schleife 91 sowie der
Abschnitte 93A der vierten Schleife 93, welche
Abschnitte sich im gegenseitigen Berührungsbereich der ersten acht-förmigen Konfiguration
befinden, gegenüber
der Horizontalen schräg
geneigt sind, während
der Abschnitt 92A der zweiten Schleife 92 und
der Abschnitt 94A der dritten Schleife 94 ebenfalls
im gegenseitigen Berührungsbereich
in der zweiten acht-förmigen
Konfiguration in gleicher Weise gegenüber der Horizontalen schräg geneigt
sind. Ein typischer Wert für
diesen Neigungswinkel ist 20°. Gemäß der bevorzugten
Ausführung
der in der 10 dargestellten
Antennenanordnung sind die beiden äußeren Schleifen, d.h. die erste
obere Schleife 91 und die vierte untere Schleife 93 Spiegelbilder
voneinander, in gleicher Weise sind die beiden inneren Schleifen,
d.h. die zweite obere Schleife 92 und die dritte untere
Schleife 94 Spiegelbilder voneinander.According to a preferred embodiment of the receiving antenna arrangement 90 it is envisaged that section 91A the first loop 91 as well as the sections 93A the fourth loop 93 which sections are in the mutual contact area of the first eight-shaped configuration which are inclined obliquely to the horizontal during the section 92A the second loop 92 and the section 94A the third loop 94 are also inclined in the same way with respect to the horizontal in the mutual contact area in the second eight-shaped configuration. A typical value for this angle of inclination is 20 °. According to the preferred embodiment of the in the 10 The antenna arrangement shown are the two outer loops, ie the first upper loop 91 and the fourth bottom loop 93 The two inner loops, ie the second upper loop, are mirror images of one another 92 and the third lower loop 94 Mirror images of each other.
In 12 (I) sind schematisch
die Nullzonen einer Empfangs-Antennanordnung mit einer acht-förmigen Konfiguration
dargestellt. Wie ersichtlich ist, weist diese Antennenanordnung
in Richtung ihrer Vertikalachse Nullzonen 11-1, 11-2 und 11-3 in
drei unterschiedlichen Bändern
auf. Aus 12 (II) sind vergleichsweise
die Nullzonen einer Empfangs-Antennenanordnung 90 gemäß 10 dargestellt.In 12 (I) the zero zones of a receiving antenna arrangement with an eight-shaped configuration are shown schematically. As can be seen, this antenna arrangement has zero zones in the direction of its vertical axis 11-1 . 11-2 and 11-3 in three different bands. Out 12 (II) are comparatively the zero zones of a receiving antenna arrangement 90 according to 10 shown.
Wie
zu erkennen ist, sind bei dieser verbesserten Antennenanordnung
die Nullzonen zu nur noch einer Nullzone 11-1' reduziert,
die unter einem Winkel gegenüber
einer Horizontalen geneigt ist. Wegen dieser Neigung wird jedoch
die Nullzone 11-1' vorteilhafterweise
mit vertikal orientierten Markern entlang der X-Achse verknüpft oder
gekoppelt sein, so daß ihr
Effekt in erheblichem Maße
minimiert ist.As can be seen, in this improved antenna arrangement, the zero zones are now only one zero zone 11-1 ' reduced, which is inclined at an angle to a horizontal. Because of this inclination, however, becomes the zero zone 11-1 ' advantageously be linked or coupled with vertically oriented markers along the X axis, so that their effect is minimized to a considerable extent.
In
der 11 ist schematisch
eine verbesserte Sende-Antennenanordnung 801 für die Überwachungsanlage 1 gemäß 1 schematisch dargestellt,
wobei diese Sende-Antennenanordnung insbesondere für eine Anwendung
in Kombination mit der Empfangs-Antennenanordnung 90 gemäß 10 in Frage kommt. Die Sende-Antennen-Anordnung 801 weist
eine erste, einzelne Schleife 802 auf, in der eine zweite,
in gleicher Ebene liegende Schleife 803 geschachtelt angeordnet
ist. Die Hauptachse der zweiten Schleife 803 ist in Bezug
auf Hauptachse (Y-Achse) der Schleife 802 gedreht. In diesem
Falle sind beide Schleifen im Uhrzeigersinne gewunden und befinden
sich in gleicher Phase.In the 11 is schematically an improved transmit antenna arrangement 801 for the surveillance system 1 according to 1 schematically shown, this transmit antenna arrangement in particular for an application in combination with the receive antenna arrangement 90 according to 10 it is a possibility. The transmit antenna arrangement 801 has a first, single loop 802 on, in which a second loop lying in the same plane 803 is nested. The main axis of the second loop 803 is in relation to the main axis (Y axis) of the loop 802 turned. In this case, both loops are wound clockwise and are in the same phase.
Aufgrund
des Vorhandenseins der zweiten, innen angeordneten Schleife 803 der
Sende-Antennenanordnung 801 ergibt sich ein Feld in der
Y-Richtung entlang der X-Achse
der ersten Schleife 802, was jedoch bei fehlender zweiter
Schleife 803 nicht der Fall wäre. Mit Rücksicht auf diesen Sachverhalt ist
die Empfangs-Antennenanordnung gemäß 10 nunmehr zu Kopplungen mit Feldern
entlang der Horizontal- oder X-Achse befähigt, so daß die bei der vorliegenden
erfindungsgemäßen Überwachungsanlage 1 gemäß 1 verwendeten Sende- und
Empfangs-Antennenanordnungen
die Feststellung des Vorhandenseins von Marker ermöglichen, die
längs der
horizontalen Richtung durch die Abfrage- oder Überwachungszone 13 hindurch
bewegt werden.Due to the presence of the second loop inside 803 the transmit antenna arrangement 801 there is a field in the Y direction along the X axis of the first loop 802 , but what if there is no second loop 803 would not be the case. In view of this, the receiving antenna arrangement is in accordance with 10 now capable of coupling with fields along the horizontal or X axis, so that the monitoring system according to the present invention 1 according to 1 used transmit and receive antenna arrangements enable the presence of markers to be determined, which are along the horizontal direction through the interrogation or monitoring zone 13 be moved through.
Ausführungsbeispiele
von Fußgestellen
oder Ständern
zum Unterbringen der Sende- und Empfangs-Antennenanordnungen der Überwachungsanlage 1 gemäß 1 sind in den 13 und 14 dargestellt.Embodiments of pedestals or stands for accommodating the transmit and receive antenna arrangements of the monitoring system 1 according to 1 are in the 13 and 14 shown.
Jeweils
ein Fußgestell
oder Ständer 301 weist
erste und zweite Verkleidungs-Wände 302 und 303 mit
gegenseitigem Abstand auf, welche vorzugsweise aus Kunststoff bestehen
und in der Weise miteinander verbunden sind, daß sie muschelschalenartig einen
Hohlraum umschließen,
der zur Aufnahme der Sende- und Empfangs-Antennenanordnungen dient,
die in der 14 durch
Spulen 304 und 305 dargestellt sind. Diese Antennenanordnungen
sind zwischen Versteifungsstangen 306 untergebracht, die
jeweils an den seitlichen Rändern
des Hohlraumes zwischen den beiden Verkleidungs-Wänden 302 und 303 angeordnet
sind.One base or stand each 301 has first and second cladding walls 302 and 303 at a mutual distance, which are preferably made of plastic and are connected to one another in such a way that they enclose a cavity in the manner of a shell, which serves to accommodate the transmit and receive antenna arrangements used in the 14 by coils 304 and 305 are shown. These antenna arrays are between stiffening bars 306 housed, each on the side edges of the cavity between the two cladding walls 302 and 303 are arranged.
Ein
festgewordener Schaum 307 von hoher Dichte, wie z.B. ein
Urethan-Schaum, dient zum Ausfüllen
des freien Hohlraumes und zum Umgeben der beiden Spulen 304 und 305.
Dieser hochdichte, festgewordene Schaum 307 macht die beiden
Antennenanordnungen, d.h. die Spule 304 (= Sende-Antennenanordnung)
sowie die Spule 305 (= Empfangs-Antennenanordnung), unbeweglich
und verleiht dem fertigen Fußgestell
oder Ständer 301 die
erforderliche Verstärkung
und Versteifung.A stuck foam 307 of high density, such as a urethane foam, is used to fill the free cavity and to surround the two coils 304 and 305 , This high density, solidified foam 307 makes the two antenna arrays, ie the coil 304 (= Transmit antenna arrangement) and the coil 305 (= Receiving antenna arrangement), immobile and gives the finished base or stand 301 the necessary reinforcement and stiffening.
Die
Kanten der beiden Verkleidungs-Wände 302 und 303,
die z.B. jeweils als dünne
Kunststoff-Verkleidungen ausgebildet sind, sind jeweils zu hakenförmigen Endabschnitten 308 geformt,
die dazu dienen, einen extrudierten Kanten-Schutzstreifen oder -Schutzpuffer 309 (vgl. 13) zu tragen. Schließlich ist
pro Fußgestell
oder Ständer 301 noch eine
Trägerbasis 311 vorgesehen,
welche ein festes und sicheres Aufstellen des Fußgestelles oder Ständers auf
dem Fußboden
gestattet.The edges of the two cladding walls 302 and 303 For example, each of which is designed as a thin plastic cladding, each have hook-shaped end sections 308 molded to serve as an extruded edge protective strip or protective buffer 309 (see. 13 ) to wear. After all, is per pedestal or stand 301 another carrier base 311 provided, which allows a firm and safe installation of the stand or stand on the floor.
Die
Fußgestelle
oder Ständer
gemäß den 13 und 14 werden vorzugsweise in der Weise hergestellt,
daß zunächst in
einen der Verkleidungs-Wände 302 die
inneren Komponenten einschließlich
der Sende- und Empfangs-Spulen 304 und 305 eingebracht
werden. Diese Komponenten werden sodann mit Hilfe eines Klebstoffes
wie z.B. Heißschmelzmasse,
an den für
sie vorgesehenen Plätzen
angeheftet. Die beiden im wesentlichen kunststoffschalenförmigen ersten
und zweiten Verkleidungs-Wände 302 und 303 werden
anschließend mit
einer vorgegebenen Menge eines chemisch reagierfähigen Schaumes von der erwünschten
Dichte aufgefüllt,
wie z.B. Polyurethan, bestehend aus verschiedenen Kombinationen
von Schäumen
auf der Basis von Polyolisocyanaten. Die schalenartigen Verkleidungs-Wände 302 und 303 werden
weiterhin zusammengefügt
und damit praktisch geschlossen und in diesem Zustand in eine Plattenpresse
oder Etagenpresse zum Zwecke einer Kurzzeit-Aushärtung (5–10 Minuten) eingebracht, so
daß letztendlich eine
feste, kompakte Konstruktion erhalten wird. Schließlich werden
die restlichen Komponenten des Fußgestelles oder Ständers hinzugefügt, um diesen zu
vollenden.The bases or stands according to the 13 and 14 are preferably made in such a way that first in one of the cladding walls 302 the internal components including the transmit and receive coils 304 and 305 be introduced. These components are then attached to the places provided for them with the help of an adhesive such as hot melt. The two essentially plastic shell-shaped first and second cladding walls 302 and 303 are then chemically reacted with a predetermined amount greedy foam filled with the desired density, such as polyurethane, consisting of various combinations of foams based on polyolisocyanates. The shell-like cladding walls 302 and 303 are still put together and thus practically closed and in this state placed in a plate press or multi-stage press for the purpose of short-term curing (5-10 minutes), so that ultimately a solid, compact construction is obtained. Finally, the remaining components of the base or stand are added to complete it.
Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Die umfaßt
auch alle fachmännischen
Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen
der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maß nahmen.
So kann beispielsweise die Überwachungsanlage 1 gemäß 1 mit einem weiteren Analog-Multiplexer 78 wie in 2C dargestellt zum Sammeln
von Diagnostik-Informationen
bezüglich
der Komponenten des Empfängers
ausgestattet sein. Diese Diagnostik-Informationen können sodann
von dem Mikrocomputer 21 gelesen werden, um irgendwelche
im Zusammenhang mit den Komponenten des Empfängers auftretenden Probleme
zu diagnostizieren.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and described. This also includes all professional modifications and further training as well as partial and sub-combinations of the features and measures described and / or shown. For example, the monitoring system 1 according to 1 with another analog multiplexer 78 as in 2C be equipped to collect diagnostic information regarding the components of the receiver. This diagnostic information can then from the microcomputer 21 read to diagnose any problems related to the components of the receiver.
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11
-
Überwachungsanlagemonitoring system
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1111
-
Wechselstrom-TreiberAC drive
-
11-111-1
-
Nullzonezero zone
-
11-1'11-1 '
-
Nullzone zero zone
-
11-211-2
-
Nullzonezero zone
-
11-311-3
-
Nullzonezero zone
-
1212
-
Sendeantennetransmitting antenna
-
1313
-
Abfrage-
oder ÜberwachungszoneQuery-
or surveillance zone
-
1414
-
Artikelitems
-
1515
-
Markermarker
-
1616
-
Empfangsantennereceiving antenna
-
1717
-
Steuereinheit-Schnittstelle
und EmpfängerControl unit interface
and receiver
-
1818
-
zentrale
Steuereinheit central
control unit
-
1919
-
Alarm-EinheitAlarm unit
-
2121
-
Mikrocomputer
(oder Mikroprozessor)microcomputer
(or microprocessor)
-
21a21a
-
Zeitbereichs-ZählerTime domain counter
-
21b21b
-
Frequenzbereichs-ZählerFrequency range counter
-
2222
-
Hauptprogrammspeicher
(EPROM)Main program memory
(EPROM)
-
2323
-
Permanentspeicher
(NOVRAM)permanent memory
(NOVRAM)
-
2424
-
Programmier-SchnittstelleProgramming interface
-
2525
-
Zustandsanzeigerstatus indicator
-
2626
-
Wachhund-Schaltkreis(watchdog
circuitry)Watchdog circuit (watchdog
circuitry)
-
2727
-
Hilfs-SchnittstelleAuxiliary interface
-
2828
-
Adressen-Schalter
(address latch)Address switch
(address latch)
-
2929
-
Analog/Digital-WandlerAnalog / digital converter
-
3030
-
Treiber-KanalDriver Channel
-
3131
-
CPU-TaktgeberCPU clock
-
3232
-
Programmierbarer
Teilerprogrammable
divider
-
3333
-
Tiefpaß-FilterLow-pass filter
-
3434
-
Stufen-Einstell-Multiplexer
(level adjuster multiplexer)Stage setting multiplexer
(level adjuster multiplexer)
-
3535
-
Puffer-VerstärkerBuffer amplifier
-
5050
-
Fundamental-DetektorFundamental detector
-
5151
-
Kerb-
oder Fallenfilternotch
or trap filter
-
5252
-
Kerb-
oder Fallenfilternotch
or trap filter
-
5353
-
Vorverstärkerpreamplifier
-
5454
-
Hochpaß-FilterHigh-pass filter
-
5555
-
Tiefpaß-FilterLow-pass filter
-
5656
-
Preemphasis-Schaltkreis Pre-emphasis circuit
-
5757
-
Begrenzerlimiter
-
5858
-
Kamm-Bandpaß-FilterComb bandpass filter
-
58a58a
-
Kamm-Kerb-
oder FallenfilterComb-notch
or trap filter
-
5959
-
Tiefpaß-FilterLow-pass filter
-
6161
-
Abschirmungs-Impulsspitzen-Austaster (shield-spike-blanker)Shield-Spike-Blanker
-
6262
-
Tiefbereich-BandpaßfilterDepth range bandpass filter
-
6363
-
Mittelbereich-BandpaßfilterMidrange bandpass filters
-
6464
-
Hochbereich-BandpaßfilterHigh-range band-pass filter
-
6565
-
GanzwellengleichrichterFull wave rectifier
-
6666
-
GanzwellengleichrichterFull wave rectifier
-
6767
-
GanzwellengleichrichterFull wave rectifier
-
6868
-
Synchron-IntegratorSynchronous integrator
-
6969
-
Synchron-IntegratorSynchronous integrator
-
7171
-
Synchron-IntegratorSynchronous integrator
-
7272
-
Hochpaß-FilterHigh-pass filter
-
7373
-
GanzwellengleichrichterFull wave rectifier
-
7474
-
Sample
and hold-Schaltkreissample
and hold circuit
-
7575
-
Analog-MultiplexerAnalog multiplexer
-
7676
-
Pegel-VerschiebeeinrichtungLevel shifting means
-
7777
-
Sequentielle
Logiksequential
logic
-
7878
-
Analog-MultiplexerAnalog multiplexer
-
7979
-
Leistungs-Verstärker (von 11)Power amplifier (from 11 )
-
8181
-
Strom-Sensor
(mit 12 verbunden)Current sensor (with 12 connected)
-
8282
-
Alarmgeber
(akustisch)alarm device
(acoustically)
-
8383
-
Alarmgeber
(visuell)alarm device
(visually)
-
8484
-
Ereignis-ZählerEvent counter
-
8585
-
Alarm-Interface-SchaltkreisAlarm interface circuitry
-
9090
-
Empfangs-AntennenanordnungReceive antenna arrangement
-
9191
-
erste
obere Schleifefirst
top loop
-
91A91A
-
Abschnitt
der ersten Schleifesection
the first loop
-
9292
-
zweite
obere Schleifesecond
top loop
-
92A92A
-
Abschnitt
der zweiten Schleifesection
the second loop
-
9393
-
vierte
untere Schleifefourth
lower loop
-
93A93A
-
Abschnitt
der vierten Schleifesection
the fourth loop
-
9494
-
dritte
untere Schleifethird
lower loop
-
94A94A
-
Abschnitt
der dritten Schleifesection
the third loop
-
100100
-
Zeitbereichs-ProgrammTime-domain program
-
101101
-
Schrittstep
-
102102
-
Schrittstep
-
103103
-
Schrittstep
-
104104
-
Schrittstep
-
105105
-
Schrittstep
-
106106
-
Schrittstep
-
107107
-
Schrittstep
-
108108
-
Schrittstep
-
200200
-
Frequenzbereichs-ProgrammFrequency-domain program
-
201201
-
Schrittstep
-
202202
-
Schrittstep
-
203203
-
Schrittstep
-
204204
-
Schrittstep
-
301301
-
Fußgestell
oder Ständerpedestal
or stand
-
302302
-
Verkleidungs-WandPanel Wall
-
303303
-
Verkleidungs-WandPanel Wall
-
304304
-
Spule
(bzw. Sende-Antennenanordnung)Kitchen sink
(or transmit antenna arrangement)
-
305305
-
Spule
(bzw. Empfangs-Antennenanordnung)Kitchen sink
(or receiving antenna arrangement)
-
306306
-
Versteifungsstangestiffening rod
-
307307
-
festgewordener
Schaumsolidified
foam
-
308308
-
hakenförmiger Endabschnitt
(von 302 und 303)hook-shaped end section (from 302 and 303 )
-
309309
-
Kanten-Schutzstreifen
oder -PufferEdge protective strip
or buffer
-
311311
-
Trägerbasissupport base
-
401401
-
Wellenformwaveform
-
402402
-
Wellenformwaveform
-
403403
-
Wellenformwaveform
-
500500
-
Spitzen-Detektions-Programm
(spike detection routine)Peak detection program
(spike detection routine)
-
501501
-
Schrittstep
-
502502
-
Schrittstep
-
503503
-
Schrittstep
-
504504
-
Schrittstep
-
505505
-
Schrittstep
-
506506
-
Schrittstep
-
507507
-
Schrittstep
-
508508
-
Schrittstep
-
509509
-
Schrittstep
-
510510
-
Schrittstep
-
511511
-
Schrittstep
-
512512
-
Schrittstep
-
513513
-
Schrittstep
-
514514
-
Schrittstep
-
515515
-
Schrittstep
-
516516
-
Schrittstep
-
517517
-
Schrittstep
-
601601
-
digitale
Verzögerungsleitungdigital
delay line
-
602602
-
Eingangs-AnschlußInput port
-
603603
-
Ausgangs-AnschlußOutput terminal
-
604604
-
Takt-AnschlußStroke connection
-
605605
-
Rückkopplungs-EinrichtungFeedback device
-
606606
-
Taktsignal-GeberClock timer
-
701701
-
Schaltkreis
zur Umwandlung in Rechteckwellencircuit
for conversion into square waves
-
-
(signal
squaring circuit)(signal
squaring circuit)
-
702702
-
Kamm-Bandpaß-FilterComb bandpass filter
-
703703
-
digitale
Verzögerungsleitungdigital
delay line
-
703a703a
-
Eingangs-AnschlußInput port
-
703b703b
-
Ausgangs-AnschlußOutput terminal
-
704704
-
Summier-SchaltkreisSumming circuit
-
705705
-
Pufferbuffer
-
707707
-
Pufferbuffer
-
708708
-
Umkehrpufferinverting buffer
-
709709
-
PLL-Schaltung
(Phasenregelschleife)PLL
(Phase Locked Loop)
-
711711
-
Teilerdivider
-
801801
-
Sende-AntennenanordnungTransmitting antenna array
-
802802
-
erste
Schleifefirst
loop
-
803803
-
zweite
Schleifesecond
loop
-
AA
-
erster
Signalverzweigungs-Kanalfirst
Signal branching channel
-
BB
-
zweiter
Signalverzweigungs-Kanalsecond
Signal branching channel
-
CC
-
Zeitbereichs-KanalTime domain channel
-
DD
-
Frequenzbereichs-KanalFrequency domain channel
-
D1D1
-
Unterkanalsubchannel
-
D2D2
-
Unterkanalsubchannel
-
D3D3
-
Unterkanalsubchannel
-
C1C1
-
Zentrum
der Schleife 91 Center of the loop 91
-
C2C2
-
Zentrum
der Schleife 92 Center of the loop 92
-
C3C3
-
Zentrum
der Schleife 93 Center of the loop 93
-
C4C4
-
Zentrum
der Schleife 94 Center of the loop 94