DE19604746A1

DE19604746A1 - Sicherungselement für die elektronische Artikelsicherung

Info

Publication number: DE19604746A1
Application number: DE19604746A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ruehrig
Original assignee: Esselte Meto International GmbH
Current assignee: Meto International GmbH
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-14
Also published as: DE59704093D1; ES2160857T3; EP0789340B1; EP0789340A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement zur elektronischen Artikelsicherung, bestehend aus einem Material hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft (weichmagnetisches Material), das bei Anlegen eines äußeren magnetischen Wechselfeldes in einer Abfragezone ein charakteristisches Signal aussendet, welches mittels einer Detektoreinrichtung erkennbar ist.

Sicherungselemente der zuvor beschriebenen Art werden vielfach in Warenhäusern eingesetzt. Zur Erzielung einer hohen Detektionsrate werden ausgeklügelte Verfahren eingesetzt, die die Gefahr von Fehlalarmen effektiv herabsetzen. So ist aus der EP 123 586 B bekannt geworden, zusätzlich zu zwei Abfragefelder mit den Frequenzen f1 und f2 im kHz-Bereich ein Feld mit einer im Hz-Bereich liegenden Frequenz in die Abfragezone zu senden. Die beiden Abfragefelder mit den Frequenzen f1 und f2 regen ein in der Abfragezone befindliches Sicherungselement zur Remission eines charakteristischen Signals mit den Intermodulations frequenzen n·f1 ± m·f2 (n, m = 0, 1, 2, . . . ) an. Das nieder frequente Abfragefeld bewirkt, daß das Sicherungselement im Takt dieses Feldes von der Sättigung in eine Richtung zur Sättigung in die andere Richtung getrieben wird. Das charakteristische Signal tritt daher periodisch mit der Frequenz des niederfrequenten Feldes auf.

Als alternative Lösung eines sog. harmonischen Detektionssystems ist auch bekannt geworden, lediglich ein im kHz-Bereich liegendes Abfragefeld zur Erregung des Sicherungselementes zu verwenden, wobei das charakteristische Signal des Sicherungselementes wiederum im Takte eines niederfrequenten Feldes, das das weich magnetische Material zwischen den beiden Sättigungen hin- und hertreibt, auftritt.

Zwecks Auswertung wird die Form des charakteristischen Signals anschließend mit einer vorgegebenen Signalform verglichen. Stimmen beide überein, wird dies als unerlaubter Aufenthalt eines gesicherten Artikels in der Abfragezone interpretiert; ein Alarm zeigt dem Bedienpersonal den Diebstahl an.

Die Hysteresekurven von Sicherungselementen, die aus einem weichmagnetischen Material gefertigt sind, weisen zwischen den beiden Sättigungszuständen einen im wesentlichen linearen Verlauf auf. Daneben sind auch Sicherungselemente bekannt geworden, deren Hysteresekurven einen sprunghaften Übergang zwischen den beiden Sättigungszuständen zeigen, sobald sie über ein äußeres Magnetfeld zur Änderung ihrer Sättigungsrichtung gezwungen werden. Materialien mit einem unstetigen Übergangsverhalten zwischen den beiden Sättigungszuständen werden als "Materialien mit hohem Barkhauseneffekt" bezeichnet.

Beispielsweise werden die Eigenschaften dieser Materialien sowie die physikalischen Grundlagen des Barkhauseneffekts ausführlich in der US-PS 4,660,025 oder auch in der EP 0 448 114 A1 beschrieben. Insbesondere wird in den zitierten Schriften des Standes der Technik Bezug darauf genommen, wie durch physikalische Spezialbehandlung von weichmagnetischem Materials dieses in ein Material mit einem hohen Barkhauseneffekt überführt werden kann.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt geworden, daß sich der Barkhauseneffekt verstärken läßt, wenn in der Nahe des Materials mit dem Barkhauseneffekt ein weichmagnetisches Material derart angeordnet wird, daß die Streufelder beider Materialien koppeln. Das Signal eines entsprechend präparierten Sicherungselementes ist so stark, daß es bei relativ geringen Dimensionierungen der verwendeten Materialien verläßlich in der Abfragezone eines Detektionssystems erfaßt wird.

Sicherungselemente der zuvor beschriebenen Art zeichnen sich jedoch durch ein charakteristisches Signal aus, das eklatant von der in einem harmonischen Detektionssystem erkennbaren Signalform abweicht. Die Folge hiervon ist, daß ein Artikel, der als Sicherungselement ein weichmagnetisches Material und ein Material mit hohem Barkhauseneffekt trägt, in einem harmonischen Detektionssystem nicht als gesicherter Artikel erkannt wird. Da nachfolgend kein Alarm ausgelöst wird, kann der Artikel trotz elektronischer Sicherung die Abfragezone ungehindert passieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungselement, das sich aus einem weichmagnetischen Material und einem Material mit hohem Barkhauseneffekt zusammensetzt, derart zu modifizieren, daß es von einem harmonischen Detektionssystem erkannt wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem weichmagnetischen Material und dem Material mit einem hohen Barkhauseneffekt - wobei das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt bezüglich des weichmagnetischen Materials derart angeordnet ist, daß beide über ihre Streufelder gekoppelt sind - ein halbhart- oder hartmagnetisches Material vorgesehen ist, welches das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt vormagnetisiert. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird das charakteristische Signal des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt unterdrückt.

Ein mit einem erfindungsgemäßen Sicherungselement versehener Artikel ist daher in der Überwachungszone eines harmonischen Detektionssystems detektierbar. Selbstverständlich ist der Effekt durch entsprechende Entmagnetisierung des halbhart- oder hartmagnetischen Materials wieder umkehrbar, d. h., daß die erfindungsgemäßen Sicherungselemente sowohl für harmonische Detektionssysteme als auch für Detektionssysteme für Sicherungselemente mit Barkhauseneffekt brauchbar sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes ist vorgesehen, daß es sich bei dem weichmagnetischen Material und/oder bei dem Material mit dem hohen Barkhauseneffekt um ein Dünnschichtmaterial handelt. Sicherungselemente aus Dünnschichtmaterialien sind bereits aus der EP 0 295 028 B1 bekannt geworden. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, daß das weichmagnetischen Material und/oder das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt streifenförmig ausgebildet ist/sind oder aus einem gezogenen Draht besteht/bestehen.

Bei dem halbhart- oder hartmagnetischen Material kann ebenfalls ein Dünnschichtmaterial verwendet werden. Alternative Ausgestaltung schlagen eine Lochfolie, vorzugsweise eine Ni-Lochfolie- oder eine Ferritschicht vor.

Besonders günstig ist es, wenn die Anordnung von weichmagnetischem Material und Material mit hohem Barkhauseneffekt so gewählt ist, daß beide zumindest teilweise überlappen. Durch diese Ausführungsform wird auf eine einfache und kostengünstige Weise eine ausreichend starke Wechselwirkung zwischen den Streufeldern der beiden Materialien sichergestellt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes ist vorgesehen, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material in einzelnen Abschnitten angeordnet ist. Wiederum hat es sich als günstig herausgestellt, wenn die Abschnitte als quasi dritte Schicht auf dem Material mit dem hohen Barkhäuseneffekt positioniert sind, da hierdurch eine optimale Wechselwirkung des Streufeldes des halbhart- oder hartmagnetischen Materials mit dem Streufeld des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt erzielt wird, während die Beeinflussung des Streufeldes des weichmagnetischen Materials relativ gering ist. "Einzelne Abschnitte" kann neben der wörtlichen Auslegung auch bedeuten, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material in ausgewählten Bereichen eine geringe Permeabiliät in Richtung der Vorzugsachse des Sicherungselementes aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material eine gewünschte Vormagnetisierung in eine Richtung aufweist. In der Form des charakteristischen Signals drückt sich dies so aus, daß der Signalanteil, der von dem Material mit dem Barkhauseneffekt herrührt, verschwindet; das Signal selbst wird durch die Vormagnetisierung bei Anregung durch ein magnetisches Wechselfeld in Richtung der positiven oder der negativen Zeitachse verschoben.

Um diese zeitliche Verschiebung des Auftretens des charakteristischen Signals zu unterbinden, hat es sich als besonders günstig erwiesen, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material ausgewählte Abschnitte aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen vormagnetisiert sind, wobei vorzugsweise jeweils zwei Abschnitte mit entgegengesetzter Magnetisierung nebeneinander liegen. Hierdurch lassen sich zeitliche Verschiebungen, wie sie bei der Ausgestaltung mit einer Vormagnetisierung in einer Richtung auftreten, kompensieren.

Sobald ein Kunde die mit einem Sicherungselement versehene Ware ordnungsgemäß bezahlt hat, sollen das Detektionssystem nachfolgend natürlich keinen Alarm mehr auslösen. Hierzu ist das halbhart- oder hartmagnetische Material derart gewählt, daß es im gesättigten Zustand das charakteristische Signal des weichmagnetischen Materials und das Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt in der Abfragezone unterbindet. Um dies zu erzielen, muß das Deaktivatormaterial also einem so starken Magnetfeld ausgesetzt werden, daß es in die Sättigung getrieben wird. Durch die Deaktivierung wird das charakteristische Signal aus dem betrachteten Zeitbereich herausbewegt und kann nachfolgend von dem Detektionssystem nicht mehr registriert werden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Hysteresekurven eines weichmagnetischen Materials und eines Materials mit hohem Barkhauseneffekt, deren Streufelder sich nicht gegenseitig beeinflussen,

Fig. 2a die Hysteresekurve, die sich ergibt, wenn ein weichmagnetisches Material mit einem Material mit hohem Barkhauseneffekt wechselwirkt,

Fig. 2b das charakteristische Signal eines Materials mit hohem Barkhauseneffekt, das mit einem weichmagnetischen Material wechselwirkt,

Fig. 3a eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,

Fig. 3b die Hysteresekurve der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform,

Fig. 3c das charakteristische Signal des in Fig. 3a gezeigten Sicherungselementes,

Fig. 4a eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes und

Fig. 4b die Hysteresekurve des in Fig. 4a gezeigten Sicherungselementes.

Fig. 1 zeigt die Hysteresekurven 3 eines weichmagnetischen Materials 1 und eines Materials mit hohem Barkhauseneffekt 2, wobei beide Materialien 1, 2 relativ zueinander derart angeordnet sind, daß ihre Streufelder 7 nicht miteinander wechselwirken. Aus dieser Darstellung ist klar ersichtlich, daß die Hysteresekurve 3 des weichmagnetischen Materials 1 zwischen den beiden Sättigungszuständen einen im wesentlichen linearen Verlauf aufweist, während der Übergang im Falle des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt 2 sprunghaft und damit nicht stetig erfolgt.

In Fig. 2a ist neben den Hysteresekurven 3 eines weichmagnetischen Materials 1 und eines Materials mit einem hohen Barkhauseneffekt 2 die Hysteresekurve 3 dargestellt, die sich ergibt, wenn die Streufelder 7 der beiden Materialien 1, 2 miteinander koppeln. Die vier Kästchen mit den Pfeilen deuten jeweils die Magnetisierungsrichtung des weichmagnetischen Materials 1 und des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt 2 an. In den beiden Sättigungszuständen sind sowohl das weichmagnetische Material 1 als auch das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt 2 in eine Richtung magnetisiert. In dem Übergangsbereich zwischen den beiden Sättigungszuständen ändert jeweils zuerst das weichmagnetische Material 1 seine Magnetisierungsrichtung. Das mit dem Streufeld 7 des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt 2 wechselwirkende Streufeld 7 des weichmagnetischen Materials 1 verzögert die sprunghafte Ummagnetisierung dem Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt 2: die Hysteresekurve 3 ist teilweise linear, teilweise zeigt sie eine sprunghaften Änderung.

Als Folge der teils stetig linearen, teils sprunghaft sich ändernden Hysteresekurve 3 des Sicherungselementes 8, das aus einem weichmagnetischen Material 1 und einem Material mit hohem Barkhauseneffekt 2 besteht, hat das resultierende charakteristische Signal 4 die in Fig. 2b gezeigt Form. Dieses charakteristische Signal 4 unterscheidet sich von dem charakteristischen Signal 4, das von einem weichmagnetischen Material 1 auf ein Abfragefeld hin ausgesendet wird (siehe Fig. 3c), durch einen asymmetrischen Doppelpeak. Diese Form des charakteristischen Signals 4 wird in einem harmonischen Detektionssystem nicht als von einem elektronisch gesicherten Artikel herrührend erkannt.

In Fig. 3a ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes 8 zu sehen. Das Sicherungselement 8 besteht aus einem weichmagnetischen Material 1, einem darüber angeordneten Material mit einem hohen Barkhauseneffekt 2 und aus einzelnen Abschnitten eines halbhart- oder hartmagnetischen Materials 6. Die Abschnitte des halbhart- oder hartmagnetischen Materials 6 sind derart vormagnetisiert, daß insbesondere das räumlich näher liegende Streufeld 7 des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt 2 beeinflußt wird. Die Wechselwirkung mit dem Streufeld 7 des halbhart- oder hartmagnetischen Materials 6 ist so bemessen, daß das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt 2 in dem magnetischen Wechselfeld der Abfragezone keine Signalbeiträge leistet.

Die Hysteresekurve 3 der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes 8 entspricht - wie aus der Fig. 3b ersichtlich - im wesentlichen der Hysteresekurve 3 eines weichmagnetischen Materials 1. Allerdings ist die Hysteresekurve 3 um einen Betrag Hb in Richtung der positiven H-Achse verschoben. Wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, zeigt das charakteristische Signal 4 nunmehr die gewünschte Form, die von einem harmonischen Detektionssystem problemlos detektiert und als zu einem gesicherten Artikel zugehörend ausgewertet wird.

Wird das halbhart- oder hartmagnetische Material 6 lediglich in einer Richtung vormagnetisiert, so zeigt das charakteristische Signal 4 ebenso wie die dazugehörige Hysteresekurve 3 eine Verschiebung in Richtung der Zeitachse bzw. in Richtung der H-Achse. An dem relativen Abstand der Peaks 5 des charakteristischen Signals 4 ändert sich jedoch nichts. Der zuvor beschriebene Verschiebeeffekt läßt sich vermeiden, wenn - wie in Fig. 4a zu sehen - das halbhart- oder hartmagnetische Material 6 des Sicherungselementes 8 um gleichen Betrag in beide Richtungen vormagnetisiert wird.

Fig. 4b zeigt die resultierende, symmetrisch zum Koordinatenursprung verlaufende Hysteresekurve 3 des erfindungsgemäßen Sicherungselementes, das in Fig. 4a aufgezeichnet ist.

Bezugszeichenliste

1 weichmagnetisches Material
2 Material mit hohem Barkhauseneffekt
3 Hysteresekurve
4 charakteristisches Signal
5 Peak
6 halbhart- oder hartmagnetisches Material
7 Streufeld
8 Sicherungselement
H magnetische Feldstärke
B magnetische Induktion
VM Vormagnetisierung

Claims

1. Sicherungselement zur elektronischen Artikelsicherung, bestehend aus einem Material hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft (weichmagnetisches Material), das bei Anlegen eines äußeren magnetischen Wechselfeldes in einer Abfragezone ein charakteristisches Signal aussendet, das mittels einer Detektoreinrichtung erkennbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Material mit einem hohen Barkhauseneffekt (2) vorgesehen ist, das bezüglich des weichmagnetischen Materials (1) derart angeordnet ist, daß beide über ihre Streufelder (7) miteinander koppeln, und
daß ein halbhart- oder hartmagnetisches Material (6) vorgesehen ist, das in der Lage ist, das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt (2) vorzumagnetisieren.

2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, es sich bei dem weichmagnetischen Material (1) und/oder bei dem Material mit dem hohen Barkhauseneffekt (2) um ein Dünnschichtmaterial handelt.

3. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem halbhart- oder hartmagnetischen Material um ein Dünnschichtmaterial, eine Lochfolie oder eine Ferritschicht handelt.

4. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weichmagnetischen Material (1) und/oder das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt (2) aus einem Streifen oder einem gezogenen Draht besteht.

5. Sicherungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß das weichmagnetische Material (1) und das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt (2) zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.

6. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material (6) in einzelnen Abschnitten angeordnet ist.

7. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material (6) derart bezüglich der beiden anderen Materialien (l, 2) angeordnet ist, daß sein Streufeld bevorzugt mit dem Streufeld des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt (2) wechselwirkt.

8. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material (6) eine gewünschte Vormagnetisierung (VM) in eine Richtung aufweist.

9. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material (6) ausgewählte Abschnitte aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen vormagnetisiert sind, wobei vorzugsweise jeweils zwei Abschnitte mit entgegengesetzter Vormagnetisierung (VM) nebeneinander liegen.

10. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das halbhart- oder hartmagnetische Material (6) derart beschaffen ist, daß es im gesättigten Zustand sowohl das charakteristische Signal (4) dem weichmagnetischen Materials (1) als auch des Materials mit dem hohen Barkhauseneffekt (2) in der Abfragezone unterbindet.