DE2035356A1 - Method and device for determining the condition and identity of objects - Google Patents
Method and device for determining the condition and identity of objectsInfo
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Description
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Dr..|na. HA-.:S RUSCHKl Dipl.-lnjj. H 1.''2AGULAe,Dr .. | na. HA-. : S RUSCHKl Dipl.-lnjj. H 1. &Quot; 2AGULAe,
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Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln des Zustandes und der Identität von GegenständenMethod and device for determining the condition and identity of objects
Die Erfindung betrifft allgemein Einrichtungen sum Ermitteln eines Gegenstandes unter Terwendung magnetischer Weohselfelder und im besonderen Einrichtungen, bei denen der su ermittelnde Gegenstand mit den Einrichtungen selbst nicht in Berührung su gelangen braucht· Der Gegenstand ist mit einem besondere gewählten Stück eines magnetischen Materials, einem "Responder11 rersehen, und in einem bestimmten Bezirk, einer "Abfragungssone" wird ein magnetisches Weohselfeld erzeugt, durch die der Gegenstand hindurchwandern must. In diesem Falle wird durch die magnetische Ansprache des Eesponders entweder die Identität oder der Zustand des Gegenstandes ermittelt-.The invention relates generally to devices for determining an object using magnetic alternating fields and in particular to devices in which the object to be determined does not need to come into contact with the devices themselves 11 , and in a certain area, an "interrogation zone", a magnetic contact field is generated through which the object must wander. In this case, either the identity or the state of the object is determined by the magnetic addressing of the eesponder.
In dem für Perre Arthur Picard erteilten fransösischen Patent Nr. 763 681 wird eine Einrichtung offenbart, bei der dynami-In French Patent No. 763,681, issued to Perre Arthur Picard, a device is disclosed in which dynamically
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sehe magnetische Erscheinungen zum Ermitteln der Anwesenheit eines Gegenstandes, z.B. eines Buches, benutzt werden, das durch die Tür einer Bücherei getragen wird. Die Einrichtung nach Picard beruht auf der Entdeckung, dass bei der Einwirkung eines sinusförmigen magnetischen Wechselfeldee auf ein Metallstück ein· Spannung induziert wird, die für die Metallzusammeneetzung charakteristisch ist, und die in zwei abgeglichenen Spulen in der Nähe dta erzeugten Magnetfeldes induziert wird, line Analyse dieser charakteristischen Spannung ermöglicht daher eine Klassifizierung des im Erzeugten Magnetfeld befindlichen Metalls. Es kann daher ein Buoh ermittelt werden» an den ein Stück Metall einer besonderen Klasse angebracht «orden ist.see magnetic phenomena to determine presence an object such as a book carried through the door of a library. The establishment according to Picard is based on the discovery that when a sinusoidal alternating magnetic field acts on a piece of metal, a voltage is induced which is characteristic of the metal composition and which is balanced in two Coils in the vicinity of the generated magnetic field is induced, line analysis of this characteristic stress hence a classification of the metal in the generated magnetic field. A Buoh can therefore be determined »at to which a piece of metal of a special class is attached.
Picard hat eine Klasse von Metallen genannt» bei denen für eine magnetische Sättigung ein starkes Magnetfeld erzeugt werden muss· In der genannten französischen Patentschrift wird ausgeführt» das· die Ton einem Metall aus dor genannten Klasse induzierte Spannung außer eine Grundkomponente eine gewiss· Anzahl harmonischer Komponenten enthält· Haoh der Besehreibung erzeugt ein solches Metall» nämlich Eisen» eine Spannung» die eine dritte Harmonisch· und einen geringen Anteil der fünften Harmonischen enthält·Picard called a class of metals "those for." a magnetic saturation a strong magnetic field must be generated · In the French patent specification mentioned, it is stated that · the sound induces a voltage to a metal from the class mentioned, except for a basic component a certain · number contains harmonic components · Haoh of the description produced such a metal »namely iron« a voltage »which has a third harmonic · and a small proportion of the fifth harmonic contains
Picard lehrt ferner» dass hochpermeable Metalle» z.B. solche Metalle» die sich in einem schwachen Magnetfeld sättigen» eine Spannung induzieren» die im Gegensatz zu der von Eisen induzierten Spannung Harmonische höherer Ordnung enthält. Als ein hochpermeables Metall wird von Picard Permalloy angeführt und angegeben» dass die τοη Permalloy induzierte charakteristische Spannung als Komponenten Harmonische der neunten und elf ten Ordnung enthält im Gegensatz zu Metallen wie Kupfer, Elsen oder Aluminium» dl· praktisch keine Harmonischen einer derart hohen Ordnung erzeugen·Picard also teaches »that highly permeable metals» e.g. those metals »which saturate in a weak magnetic field» a Induce voltage »which, in contrast to the voltage induced by iron, contains harmonics of higher order. Picard mentions Permalloy as a highly permeable metal and states »that the τοη Permalloy induced characteristic stress as components harmonics of the ninth and eleventh order In contrast to metals such as copper, Elsen or aluminum »dl · practically do not produce any harmonics of such a high order ·
Vaeh der Lehr· τοη Picard bestimmt nur die Zusammensetzung eines Metalls die Ordnung der Harmonischen» die in der charakteristischen Spannung vorliegen. Picard lehrt ferner» dass die Größe d«s Metalletückes und dessen äußere For» dieVaeh der Lehr · τοη Picard only determines the composition of a metal the order of the harmonics »which are present in the characteristic tension. Picard also teaches “that the size of the metal piece and its outer shape
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Amplituden der Harmonischen proportional beeinflussen. Dementsprechend wäre das Verhältnis der beiden einzelnen Harmonischen für ein besonderes Metall das gleiche ungeachtet der Größe und der Form des Metalletückeβ. Weiterhin lehrt Picard, dass das Verhältnis mindestens zwischen gewählten Komponenten für verschiedene Metalle charakteristisch verschieden ist. Picard weist jedoch darauf hin, dass die Größe des als Responder zu benutzenden Metallstückes wichtig ist, nicht nur zum Bestimmen der Ordnung der vorliegenden Harmonischen, sondern vielmehr für die Erzeugung eines Signale, das für die Ermittlung genügend stark ist.Affect the amplitudes of the harmonics proportionally. Accordingly the ratio of the two individual harmonics would be the same for a particular metal regardless of size and the shape of the metal piece Picard also teaches that Ratio at least between selected components for different metals is characteristically different. Picard however, indicates that the size of the piece of metal to be used as a responder is important, not just for determining the order of the harmonic present, but rather for the generation of a signal that is sufficient for the determination is strong.
Die Lehre Picards besagt daher, dass Metalle mit einer hohen Permeabilität und im besonderen Permalloy von anderen Klassen magnetisierbarer Metalle dadurch unterschieden werden können, dass Harmonische der neunten und elften Ordnung vorliegen, und durch das Verhältnis einiger charakteristischer harmonischer Komponenten zu einander«The teaching of Picard therefore says that metals with a high Permeability and in particular Permalloy can be distinguished from other classes of magnetizable metals by that there are harmonics of the ninth and eleventh order, and by the ratio of some more characteristic harmonics Components to each other «
Picard war also der Ansicht, dass Permalloy ein geeignetes Material zum Einsetzen einer besonderen Merallmarkierung in Bücher einer Bibliothek war, da normalerweise kaum Jemand ein söleheβ Metall bei sich tragen würde»So Picard believed that Permalloy was a suitable material for inserting a special Merall marker into Books in a library was because normally hardly anyone would carry a metal sheet with them »
In der Picard-Patentschrift sind verschiedene Einrichtungen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes offenbart. Eine dieser Einrichtungen weist eine S-förmige Spule auf. Das von einer solchen Spule erzeugte Feld weist an einer Stelle nur eine Richtung auf, während die gesamte Anzahl der Richtungen nur ein Teil-aller möglichen Richtungen beträgt. Eine weitere Einrichtung ist mit zwei Spulen ausgestattet, die zugleich erregt werden, bei denen jedoch keine Phasengleichheit besteht, so dass ein !eld erzeugt wird, das als "rotierendes" Feld bezeichnet wird. Ein solches JeId weist zu verschiedenen Zeiten jeweils eine andere Richtung auf, welche verschiedenen Richtungen jedoch immer nur ein Teil aller möglichen Richtungen bilden. Ferner ist die Größe einee solchen rotierenden Feldes klein im Vergleich zur Größe der Spule. Natürlich kann durch Erzeugen eines Feldes mit einer großen Intensität im Gegensatz zu einerThere are several devices in the Picard patent for generating an electromagnetic field disclosed. One of these devices has an S-shaped coil. That from The field generated by such a coil has only one direction at one point, while the entire number of directions is only a part of all possible directions. Another The device is equipped with two coils, which are excited at the same time, but in which there is no phase equality, so that a! eld is created which is referred to as a "rotating" field will. Such a Jew points at different times in each case a different direction, which different directions, however, always only form part of all possible directions. Furthermore, the size of such a rotating field is small compared to the size of the coil. Of course, by generating of a field with a great intensity as opposed to one
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"Mindesf-Intensität die Unzuverläseigkeit vermindert werden, die eine folge des Umstandes ist, dass in einigen Richtungen kein Feld besteht· Ein solches starkes Feld würde mehr Vektorkomponenten mit genügender Intensität aufweisen als ein Feld mit einer Mindestintensität. (Sin PeId mit einer Mindestintensität ist ein feld, das einem Responder eine ausreichende Energie zuführt, wenn der Responder für die "größte Empfindlichkeit orientiert" ist) Hierbei werden die Richtungen vermehrt, die bei dem feld möglich sind. Bei einer Erhöhung der Intensität de· feldes werden jedoch im allgemeinen die Kosten für die das feld erzeugenden Mittel und die Gefahr erhöht, dass die Verwendung anderer Einrichtungen behindert oder gestört wird."Minimum intensity to reduce the unreliability, which is a consequence of the fact that in some directions There is no field · Such a strong field would have more vector components with sufficient intensity than a field with a minimum intensity. (Sin PeId with a minimum intensity is a field that supplies a responder with sufficient energy when the responder is for the "greatest sensitivity." oriented ") Here the directions are increased, which in the field are possible. With an increase in intensity However, de · feldes will generally cover the costs of the field-generating means and increases the risk that the use of other facilities is hindered or disrupted.
Bei den Einrichtungen der obengenannten Art kann nur mit Schwierigkeiten erreicht werden, das« jeder Responder beim Eintritt in eine Abfrag·«one genügend Energie erhält. Obwohl "Energie" eine funktion der Zeit und der Intensität ist, so soll hiernach zwecks Yereinfagung der Beschreibung mit dem Ausdruck "Energie11 nur deren Intensität gemeint sein. Sie von einem Responder an einer Stelle in einer Zone empfangene Energie hängt ab sowohl von der feldintensität an dieser Stelle als auch von der Orientierung des Responders in bezug auf die Richtung des feldes an dieser Stelle, für die Definition der Orientierung eines Responder· werden geeigneterweise die Ebene, die Achse oder die Länge eine· Responders benutzt. Bekannte Responder weisen auf eine flach· Smpfangsspule, einen axialen elektrischen Dipol oder ein Stüok üblicherweise in for» eines langgestreckten Btreifens «in·· isotropisehen magnetieierbaren Materials, das zumindest eine lange Abmessung aufweist· Die Orientierung solcher geometrischen Merkmale (Ebene, Achse, Länge) in bezug auf di· Richtung d«s feld·· bestimmt im allgemeinem die Proportion der Energie de· feld·· an dieser Stelle, die vom Responder empfangen wird. Mit d«m in der vorliegenden Beschreibung gebrauchten Auedruck "Sichtung oder Intensität des feldes" soll «1« ti·!*»*« oder di· Intensität de· feld·· am einer Stell· b«s«ichn«t werden, «ad di··· Stelle ist üblicherweise di»j«nig« lt«lle am der eioh ein leaponder befindet, Bei ein©* Btmpwimr, Ut mwt ·ί» aolta*· f«4«««rleaA·· Merkmal Attf*«ieif -tomttht «in·With the devices of the type mentioned above, it can only be achieved with difficulty that every responder receives sufficient energy when entering an interrogation. Although "energy" is a function of time and intensity, for the sake of simplicity, the expression "energy 11" is intended to mean only its intensity hereinafter. The energy received by a responder at one point in a zone depends on both the field intensity At this point as well as the orientation of the responder with respect to the direction of the field at this point, the plane, the axis or the length of a responder are suitably used for the definition of the orientation of a responder. Known responders indicate a flat · Receiving coil, an axial electric dipole or a piece usually in the form of "an elongated strip" in isotropic magnetizable material, which has at least one long dimension · The orientation of such geometric features (plane, axis, length) in relation to the direction The field ·· generally determines the proportion of the energy de · field ·· at this point, which is determined by the Resp onder is received. The expression "sighting or intensity of the field" used in the present description is intended to mean "1" ti! * "*" Or the intensity of the field at one point, «Ad di ··· position is usually di» j «nig« lt «lle where there is eioh a leaponder, with a © * Btmpwimr, Ut mwt · ί» aolta * · f «4« «« rleaA ·· feature Attf * «Iei f -tomttht« in ·
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Orientierimg, bei der der Responder die meiste Energie empfängt. Bei jeder anderen Orientierung wird eine kleiner· Energiemenge empfangen. Die Orientierung, bei der die größte Energiemenge empfangen wird, ist die "Orientierung der größten Empfindlichkeit". Im allgemeinen ist die Orientierung mit der größten Empfindlichkeit einer.Empfangespule oder eines anderen ebenen Empfangsmittels diejenige Orientierung, bei der die Richtung des Feldes senkrecht zur Ebene der Spule oder des Empfangemittels verläuft, und bei einem axialen elektrischen Dipol ist diese diejenige Orientierung, bei der die Richtung des leides parallel zur Achse des Dipols verläuft, während bei einem magnetisierbaren Metallstück die Orientierung des Metallstückes diejenige Orientierung ist, bei der die Richtung des ieldes parallel zur längsten Abmessung des Metallstüoke· (geradlinig) verläuft. Die hiernach gebrauchten Ausdrücke "Orientierung oder Richtung eines RespondersM sollen die Richtung des geometrischen Merkmals des Responders bedeuten, das zu» Definieren der Orientierung für die größte Empfindlichkeit benutit wird·Orientation where the responder receives most of the energy. Any other orientation will receive a small amount of energy. The orientation at which the greatest amount of energy is received is the "orientation of greatest sensitivity". In general, the orientation with the greatest sensitivity of a receiving coil or other planar receiving means is that orientation in which the direction of the field is perpendicular to the plane of the coil or of the receiving means, and in the case of an axial electric dipole this is the orientation in which the The direction of the leide runs parallel to the axis of the dipole, while in the case of a magnetizable metal piece the orientation of the metal piece is that orientation in which the direction of the ieldes runs parallel to the longest dimension of the metal piece (straight). The terms "orientation or direction of a responder M " used hereafter are intended to mean the direction of the geometrical feature of the responder which is used to "define the orientation for the greatest sensitivity"
Selbstverständlich kann in einigen fällen die Üohtung eines Responders in einer Zone zufällig sein, oder die Richtung ändert sioa, wenn der Responder durch die Zone bewegt wird. Dies gilt für diejenigen fälle, in denen Diebstähle verhindert werden sollen. In den «eisten Verwendungsgebieten kann ein Responder jede mögliche Richtung einnehmen, die sieh auch beständig ändern kann. Befindet sich beispielsweise ein Responder an einem auf einem förderband beförderten Gegenstand, so ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Responder nur einige von allen möglichen Richtungen einnimmt und diese beim Lauf duroh die Zone nicht ändert. Diese Erwägungen und die bei der Einrichtung erwünscht· Zuverlässigkeit sind wichtige faktoren für die Bestimmung der Anforderungen an das feld, d.h· sum Bestimmen, ob eine leldkomponente längs jeder Richtung an jeder Stell· in der Zone, längs jeder Richtung an einigen Stellen in der Zone oder längs nur gewisser Richtungen an einer oder an den meisten Stellen in der Zone vorgesehen werden muss. Mit dem Ausdruck "f«ldkomponent·" ist natürlich ein· Tektorkomponent· gemeint, deren Intensität den Reβponder mit *genügender" Äierfie versorgt.Of course, in some cases the payment can be made of a responder in a zone may be random, or the direction changes when the responder is moved through the zone. This applies to those cases in which theft is prevented should be. In most areas of use, a responder can take any possible direction, which can also constantly change. For example, there is a responder on an item being carried on a conveyor belt, it is very likely that a responder will only be some of them all possible directions and this does not change the zone while running. These considerations and those involved in setting up Desired Reliability are important factors in determining the requirements for the field, i.e. determining whether a field component along each direction at each point of the zone, along each direction at some points in the zone or along only certain directions in one or in most of them Places in the zone must be provided. With the expression "f« ld component · is of course a · tector · meant, whose intensity provides the receptor with * sufficient "eggs.
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■ Die an dae feld zn stellenden Anforderungen hängen ferner yon der äußeren fora dea Responders ab« Diese Auforderungen sind natürlich weniger streng für einen "mehrdimensionalen" Responder ale für einen "eindimensionalen" Responder. Her mehrdimensionale Responder weist awei oder mehr geometrische Merkmale auf, von denen jedes Merkmal eine andere Richtung besitzt« Eindimensionale Responder sind flache Spulen, folien und elektrische Dipol®. Wegen der Kosten und der Möglichkeit einer Beschädigung sind eindimensionale Responder im allgemeinen den mehrdimensionalen Respondem vorzuziehen. Bei'einigen. Anwendungsgebieten führen andere Erwägungen dazu, dase eindimensionale Responder höchst «!"wünscht,, wenn nicht unbedingt erforderlich sind. Beispielsweise ist die Möglichkeit, die Einrichtung ale Schutz gegen Diebstähle verborgen anzuordnen,, ein sehr erwünschtes Merkmal.■ The field of dae zn Vice end requirements depend also the external fora dea Responders from "yon This Auforderungen are of course less strict for a" multidimensional "responder ale for a" one-dimensional "responders. Her multidimensional responders have two or more geometric features, each of which has a different direction. “One-dimensional responders are flat coils, foils and electric Dipol®. One-dimensional responders are generally preferable to multi-dimensional responders because of their cost and potential for damage. With some. In areas of application, other considerations lead the one-dimensional responder to want "!" If not absolutely necessary. For example, the ability to hide the device as protection against theft is a very desirable feature.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt eine sehr zuverlässige Anlage «um Intdtoken. eines Gegenstandes durch Urzeugung von feldern in mehreren Richtungen.» Die Spitzenintensitäten des feld«· werden so gewftnlt, toe· eine si* Aktivieren ein·· leepond#re ausreichend« FeldkoapoBente In fast jeder Richtung- erzeugt wird. Di· f elder werten als eine. loXge tob Impulsen ers®ugt„ wobei jeder Impuls in der folge eine andere- Richtung aufweist«. Die Erfindimg üBfaaet ®ia© elektrische 8ehaltung, mit der sehr kurze Impulse und eine möglichst grole Anzahl.τοη iapulesetuenzen während der feit erseugt wtrdem Jcunnen, in der ein Responder durch eine Üker^»oliBBgmBone geführt werten könnte.One embodiment of the invention provides a very reliable one Attachment «to intdtoken. of an object through spontaneous generation of fields in several directions. " The peak intensities of the field «· are thrown in such a way, toe · a si * Activate a ·· leepond # re Sufficient field co-workers in almost every direction - generated will. Di · f elder count as one. loXge tob impulses replace " with each impulse in the sequence having a different direction «. The invention uses the electrical attitude, with the very short pulses and as large a number as possible During the holiday, a responder would be sucked in led by a Üker ^ »oliBBgmBone.
Die irfindmBg eieht femer eia koataktloiee ferfaiiren zum Ermitteln der Anwesenheit, der Identität oder dee Zustandus eines Segenstandts in finer überwacliiimgezoiie vor» z#B« am Ausgang einer Bibliothek, lach diesem Terfahren wird an jedem zu entdeckenden Oegenntand ein Responder angek»oiitf der mindestens aus einem offenen Streifen eines ferrönagaetischen Materials mit-, einem gesamten magnetischen Sättigungeiitoment von mindestens 0,1 elektromagnetischer Einheiten oder "IPol-Zentimeter1· beeteht.-Der offene Streifen wird so gewählt, dass cSreesen MagnetisierungThe irfindmBg eieht furthermore eia koataktloiee ferfaiiren for detecting the presence, identity or dee Zustandus a Segenstandts in finer überwacliiimgezoiie before "z # B" at the output of a library, laughing this retracts, is every to be discovered Oegenntand a responder angek "oiit f the least of an open strip of a ferrönagaetic material with a total magnetic saturation moment of at least 0.1 electromagnetic units or "IPol-centimeter 1. -The open strip is chosen so that cSreesen magnetization
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bei einer Orientierung für die höchste Empfindlichkeit in bezug auf ein sich sinusförmig veränderndes 60-Hz-Prüfmagnetfeld alt einer vorherbestimmten Spitzenintensität τοη weniger als 20 Oe bei jedem Wechsel des Prüffeldes umgekehrt wird.at an orientation for the highest sensitivity with respect to to a sinusoidally changing 60 Hz test magnetic field alt a predetermined peak intensity τοη less than 20 Oe is reversed each time the test field is changed.
Strenggenommen ist eine vollständige Ummagnetisierung von dem einen in den anderen Sättigungezustand entgegengesetzter Polarität nicht erforderlich. Der Ausdruck "Umkehrung oder Ummagnetisierung" soll eint periodische Änderung der Magnetisierung von mindestens 0,2 elektromagnetische Einheiten pro cm bei einem Wechsel des einwirkenden Feldes bedeuten.Strictly speaking, this is a complete reversal of magnetism a polarity opposite to the other saturation state is not required. The term "inversion or magnetization reversal" is intended to mean a periodic change in the magnetization of at least 0.2 electromagnetic units per cm for one Mean change of the acting field.
In der Uberwacnungszone wird ein elektromagnetisches. Wechselfeld erzeugt, das mindestens die genannte vorherbestimmte Spitzenintensität aufweist und im wesentlichen frei ist von frequenzkomponenten, die eine vorherbestimmte frequenz von mindestensIn the surveillance zone there is an electromagnetic. Generated alternating field, which has at least said predetermined peak intensity and is substantially free of frequency components having a predetermined frequency of at least
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1.000 Hs übersteigen. Wird ein mit einem offenen Streifen versehener Gegenstand in das erzeugte feld eingeführt, und werden die offene Streifen und eine Vektorkomponente des erzeugten Feldes orientiert, so wird die Magnetisierung des offenen Streifend bei jedem Wechsel des Feldes umgekehrt· Bei jeder Umkehrung der Magnetisierung wird ein Impuls des äußeren polaren Magnetfeldes erzeugt. Es sind Mittel vorgesehen, mit denen in der Mähe der Ermittlungszone ein ganzes Band von Frequenzkomponenten dee Magnetflusses tiberwacht werden kann. Die untere Abschneide- oder Grenzfrequenz dieses Bandes ist höher als die vorherbestimmte Frequenz, während die Bandbreite mindestens 600 Hz beträgt· Es sind Mittel zum Ermitteln eines Signals vorgesehen, das einen polaren Magnetfeldimpuls entspricht, und das zum Ermitteln der Anwesenheit, der Identität öder des ZuStandes des Gegenstandes benutzt wird» wobei die Amplitude und die Zeitcharakteristik mindestens eines der Signale ermittelt wird.Exceed 1,000 Hs. If an object provided with an open strip is introduced into the generated field, and are orientates the open stripe and a vector component of the generated field, the magnetization of the open stripe end is reversed with each change of field Magnetic field generated. Funding is provided with which in the proximity of the detection zone a whole band of frequency components of the magnetic flux can be monitored. The lower one The cutoff or cutoff frequency of this band is higher than that predetermined frequency, while the bandwidth is at least 600 Hz Means are provided for determining a signal, which corresponds to a polar magnetic field pulse, and that to determine the presence, the identity or the state of the Object is used »whereby the amplitude and the time characteristic of at least one of the signals is determined.
Mit den Ausdruck "offener Streifen11 wird ein Streifen bezeichnet, der nach einer Magnetisierung gesonderte Pole aufweist, d.h., der Streifen ist nicht geschlossen oder zu einer Windung geformt. Für einen bestimmten Responder ist die vorherbestimmte Spitzenintensität des Prüffeldes das Mindeetfeld, das eine Umkehrung der Magnetisierung des Markierungsmittels bewirken kann.The expression "open strip 11 " denotes a strip which, after magnetization, has separate poles, ie the strip is not closed or shaped into a coil. For a particular responder, the predetermined peak intensity of the test field is the Mindeet field, which is a reversal of the Can cause magnetization of the marking agent.
Der in der vorliegenden Beschreibung gebrauchte Ausdruck "ferromagnetisch11 soll sowohl leitende als auch nicht-leitende Materialien umfassen, wobei als leitende Materialien Eisen und dessen Legierungen mit Nickel und als nicht-leitende Materialien die ferrite angeführt seien. Leitende Materialien sind im allgemeinen vorzuziehen, da diese zehnmal so starke äußere Magnetfelder erzeugen können als die nicht-leitenden Materialien· Ein Markierungsmittel aus leitendem Material kann daher kleiner, bemessen werden als aus einem nicht-leitendem Material. Kleine Markierungemittel sind außerdem billiger und können versteckter angebracht werden. Sie« iet besonders wichtig für die Verhinderung Ton Diebstählen. The expression "ferromagnetic 11 " used in the present specification is intended to encompass both conductive and non-conductive materials, iron and its alloys with nickel as conductive materials and ferrite as non-conductive materials these can generate ten times stronger external magnetic fields than the non-conductive materials. A marker made of conductive material can therefore be made smaller than that of a non-conductive material. Small markers are also cheaper and can be hidden away. They are particularly important for preventing sound thefts.
Se hat sich gezeigt, «läse ein offener Streifen aus einem ferromag&etlachen Material, wean äieeer genügend attan la.bezugIt has been shown that «read an open strip from you ferromag & etlachen material, if you have enough attan la. reference
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auf die Dimension dessen «geometrischer Charakteristik" bemessen wird» einen charakteristischen Impuls eines äußeren polaren . Magnetfeldes erzeugt, wenn dessen Magnetisierung umgekehrt wird unter der Einwirkung eines techselfβIdee, dessen Wechsel 300 Oersted pro Sekunde übersteigt. Ia (legenest* zu de· von Pi card beschriebenen Responder kann der aus eine* offenen Streifen bestehende Responder nicht zuverlässig unterschieden werden mittels einer einzelnen Frequenz oder eines Verhältnisses τοη zwei Frequenzen zu einender« Ss hat sich gezeigt, dass die Amplitude einer bestimmten Harmonischen τοη der AKpIi1IiUl* und der Frequenz des einwirkenden leides abhängt sowie Ton der Orientierung des Responder« in bezug auf dieses feld· Bei einem gewählten Band geeigneter Frequenzen kann jedoch alt einen erfindungsgemäßen Responder ein Signal erzeugt werden, das unterscheidende Merkmale aufweist» die im wesentlichen unabhängig sind τοη der Orientierung des Responders sowie τοη der Amplitude und der Frequenz des einwirkenden Feldes« Der erfindungsgemäße Responder ist tatsächlich bis su dem Ausmaß frequenzunabhängig, dass er das für ihn charakteristische Signal erzeugt, sofern nicht anstelle eines Sinusweehselfeldes ein anderes, z.B. ein gepulstes Feld verwendet wird«a characteristic impulse of an external polar magnetic field is generated when its magnetization is reversed under the influence of a technical idea, the change of which exceeds 300 oersted per second described responder, the responder consisting of an * open stripe cannot be reliably differentiated by means of a single frequency or a ratio τοη two frequencies to one of the «Ss it has been shown that the amplitude of a certain harmonic τοη of the AKpIi 1 IiUl * and the frequency of the acting suffering depends as well as the tone of the orientation of the responder "in relation to this field · With a selected band of suitable frequencies, however, a responder according to the invention can generate a signal that has distinguishing features" which are essentially independent τοη the orientation of the responder as well as τοη the Amplitude and the frequency of the acting field "The responder according to the invention is actually frequency-independent up to the extent that it generates the signal that is characteristic of it, unless another, for example a pulsed field is used instead of a sinusoidal field"
Wirkt auf einen offenen Streifen nach der Erfindung ein sinusförmiges Feld ein, so wird ein äußerer polarer Impuls erzeugt, der unterecheidbar ist durch die gesamten Flusskomponenten in einem Band, dessen untere Grenze (die vorherbestimmte Frequenz) t000 Hz übersteigt, und dessen Breite mindestens das Zehnfache der Feldfrequenz beträgt, so dass mit Sicherheit eine statistisch repräsentative Gruppe τοη Frequenzen erhalten wird« Ein Signal-, das der gesamten zeitlichen Änderung der Flusskomponenten innerhalb des Bandes (ein "MagnetisierungsuakehrungssignalM), z.B. die in einer mit dem Fluss verketteten Spule induzierte Spannung, entspricht, ist sehr schmal und beträgt weniger als 0,1 Millisekunden bei einer halben Amplitude*If a sinusoidal field acts on an open strip according to the invention, an outer polar pulse is generated, which can be distinguished by the total flux components in a band whose lower limit (the predetermined frequency) exceeds t000 Hz and whose width is at least ten times of the field frequency, so that with certainty a statistically representative group τοη frequencies is obtained «A signal that shows the entire change in the flux components within the band over time (a" magnetization recovery signal M ), e.g. the voltage induced in a coil linked to the flux, is very narrow and is less than 0.1 milliseconds at half an amplitude *
Das τοη dem offenen Streifen erzeugte Signal weist noch -ein weiteres unterscheidendes Merkmal auf, und zwar tritt bei einer bestimmten Zusammensetzung und bei einer bestimmten Grüße und Form des Materials die Aaplitudenepitze des Signals beiThe signal generated τοη the open strip has yet another distinguishing feature, namely occurs at a certain composition and with a certain size and shape of the material the aplitude peak of the signal
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Einwirkung ein·· Weohselfeldee ait einer beetimmten Wellenform eine vorherbestimmte Zeit nach jedem feohsel des Feldes auf. Dieses Merkmal dee Signale kanm ferner definiert werden durch den absoluten Momentanwert des einwirkenden feld·s in dem Zeitpunkt, in dem die Mettoaagnetieierung dee offenen Streifens den Wert Hull aufweist, übt Hypotheee nach erfolgt in die··* Zeitpunkt die "Umkehrung" der Magnetisierung, die nach unserer Ansicht dem Spitzenpunkt des Magnetieierungsumkehrungssignals entspricht. Ih dem nachfolgenden Teil der Bee ehre ibung wird dieser Momentanwert dee einwirkenden feldes als "Wechselatroakoersitivkraft* des Materials beseicniiet, obwohl beachtet werden muss, dass die Wechseletrom-IoerzitiTkraft nicht nur von den magnetischen Eigenschaften des Materials abhängt sondern auch von der Wellenform des einwirkenden f«ld··· Dieser Ausdruck stellt jedoch ein geeignete· Mittel sum Vergleichen der Ansprache verschiedener offener Streifen dar, die der Einwirkung desselben leides unterliegen·Influence of a ·· Weohselfeldee with a certain waveform for a predetermined time after each wave of the field. This feature dee signals scarcely be further defined by the absolute instantaneous value of the applied field · s at the time in which the Mettoaagnetieierung dee open strip has the value Hull, exerts Hypotheee according takes place in the ·· * time, the "reversal" of the magnetization, which, in our opinion, corresponds to the peak of the magnetization reversal signal. In the following part of the honor, this instantaneous value of the acting field is referred to as the "alternating atroacoustic force" of the material, although it must be noted that the alternating electric force depends not only on the magnetic properties of the material but also on the waveform of the acting force. ld ··· This expression, however, is a suitable means of comparing the addresses of different open strips subject to the same affliction.
Der offene Streifen nach der Erfindung kann aus einem dünnen Band oder einem Draht eines ferromagnetisohen Materials mit einem magnetischen Moment von mindestens 0,1 elektromagnetischer Einheit bestehen. Die charakterischen Abmesaungen, d.h. die Länge in besug auf die Quadratwurzel de· Querschnittes des Band·· oder des Drahte· sollen mindesten· 150 botragen· Bei Verhältnissen unterhalb dieses Wertes kSnnen die inneren Selbatentmagnetisierungsfeldeffekt· bei hochmagnetiachen Materialien das einwirkende feld Über 20 Oersted hinaus erhöhen. Bei unter 150 liegenden Verhältnissen sinkt die Amplitude dee Magnetieierungeumkehrungs signals stark ab und wird merklich abhängig τοη der Orientierung des offenen Streifens im einwirkenden feld·The open strip according to the invention can consist of a thin Tape or a wire of a ferromagnetic material with a magnetic moment of at least 0.1 electromagnetic unit. The characteristic dimensions, i.e. the Length in relation to the square root of the cross-section of the band or of the wire · should have at least · 150 · At ratios below this value, the internal self-demagnetizing field effect · with highly magnetic materials can increase the acting field to more than 20 oersteds. If the conditions are below 150, the amplitude of the magnetization reversal signal drops sharply and is noticeably dependent on the orientation of the open strip in the acting field
Das entsprechende Kriterium für eine dünne flache Scheibe aus einem ferromagnetischen Material wäre ein Verhältnis der geometrischen charakteristischen Abmessung sur Dicke τοη mindestens 6.000. Leitende band- oder scheibenförmige Responder sollen eine Dicke Ton ungefähr 0,1 bis 150 Mikron aufweisen, wänrend drahtförmig· leitend· Besponder einen Durchmesser tob 10 bis 300 Mikron aufweisen sollen. Bei größeren Abmessungen sinkt die Amplitude des Magnetieierungeunkehrungasignale ab, undThe corresponding criterion for a thin flat slice from a ferromagnetic material would be a ratio of geometric characteristic dimension sur thickness τοη at least 6,000. Conductive tape or disk-shaped responders should have a thickness of approximately 0.1 to 150 microns, while wire-shaped · conductive · specials should have a diameter of tob Should be 10 to 300 microns. With larger dimensions, the amplitude of the magnetization reversal signal decreases, and
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die Breite wird bei halber Amplitude größer und kann schließlich ' nicht sehr unterschieden werden τοη ITmkehrungesignalen, die yon ferromagnetis ehen Metallgegenständen erzeugt werden, die Personen möglicherweise bei sich tragen.the width becomes larger at half the amplitude and can finally ' not very differentiated are τοη IT inversion signals, the by ferromagnetic metal objects that May be carried by people.
Sin dünner, flaoher und schmaler Responder eignet sich besonders für Bücher in Bibliotheken, da der Responder in den Buchrücken eingesetst oder «wischen zwei Buchseiten eingelegt werden kann und somit verborgen bleibt. Ein Buch ist im allgemeinen mit zwei Paaren τοη Torsatsblättern versehen, die durch einen über die gesamte Länge Terlaufenden falz mit einander verbunden sind· Dies· false sind normalerweise breiter als ein offener Streifen, so dass in diesem IaIs ein Responder leicht verborgen angebracht werden kann. Wird der Responder an beiden Seiten mit einem Klebstoffbelag und mit einer Unterlage versehen, so kann dieser nahe am Verband zwischen zwei Seiten eingesetst werden.Sin thin, fluffy and narrow responders are particularly suitable for books in libraries, as the responder is in the Spines inserted or wiped between two book pages can be and thus remains hidden. A book is generally provided with two pairs of τοη torso leaves that go through a fold with each other running over the entire length connected are · This · false are usually wider than a open strip, so that IaIs a responder easily can be hidden. If the responder is provided with an adhesive coating and a pad on both sides, so it can be used close to the bandage between two sides will.
Die bevorzugte Anzahl und die relativen Orientierungen der geometrischen charakteristischen Abmessungen des Markierungen mittels hängen von den Merkmalen des einwirkenden Feldes in einer noch su erläuternden leise ab. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird ein idealisiertes Markierungsmittel mit einer einsigen Hauptabmessung als "eindimensionales" Markierungsmittel bezeichnet, während ein Markierungsmittel mit zwei zu einander senkrechten Hauptabmeasungen, x.B# in Form eines "L", "Ϊ" oder "4-", als sweidimensionales Markierungsmittel und ein Responder mit drei su einander senkrechten Hauptabmessungen als "dreidimensionales" Markierungsmittel oder Responder bezeichnet wird.The preferred number and the relative orientations of the geometric characteristic dimensions of the markings depend on the features of the acting field in a quiet manner to be explained below. For the purposes of the present description, an idealized marker with one major dimension will be referred to as a "one-dimensional" marker, while a marker with two mutually perpendicular major dimensions, xB # in the form of an "L", "Ϊ" or "4-", will be referred to as sweidimensional marking means and a responder with three mutually perpendicular main dimensions as a "three-dimensional" marking means or responder is referred to.
offene Streifen kann gänslich anorganisch sein oder aus einem ferromagne tischen Laminat bestehen, das mit einem organischen Klebstoff sues—engehalten wird, oder der Streifen kann auch aus einer Dispersion ferromagnetieeher Partikel in einem organischen Bindemittel, s.B. Vinylchlorid, bestehen. Der Responder kann ferner mm« mehreren mit geringem Abstand von einander getrennten ferromagnetische^ Streifen bestehen, deren Lage zu einander fixiert wird, oder die in «in nichtmagnetisch·· Material eingebettet werden, s.B. als sehr fein« Drahtfäden oderopen strips can be entirely inorganic or consist of a ferromagnetic laminate held in place with an organic adhesive, or the strip can also from a dispersion of ferromagnetic particles in one organic binders, see B. Vinyl chloride. The responder can also mm «several at a short distance from one another separate ferromagnetic strips exist, the position of which is fixed to one another, or which are embedded in "in non-magnetic material, see B. as very fine «wire threads or
Bänder in einem Stück Papier©Ribbons in a piece of paper ©
Eine weitere Ausführungsform eines Responders besteht aus zwei oder mehr offenen Streifen mit unterschiedlicher Wechselstrom-Koerzitivkraft, die als eine Einheit verwendet werden. Selbst wenn solche vereinigten offenen Streifen mit einander in Berührung stehen, so beeinflussen sie sich gegenseitig magnetisch doch nicht so stark, so dass jeder Streifen seinen eigenen charakteristischen Impuls erzeugen kann.Another embodiment of a responder consists of two or more open strips with different AC coercive forces, which are used as a unit. Even if such united open strips with each other are in contact, they influence each other magnetically but not so strong, so each strip is its own can generate characteristic impulse.
Ein weiterer, für die Zweck® der Erfindung geeigneter Responder besteht aus einem oder mehreren der beschriebenen offenen Streifen zusammen mit mindestens einem "Sterer"-»Element» mit dessen Hilfe ein Responder wahlweise eeneibilislert oder desensibilisiert werden kann. Mit sensibilieiert wird ein Zustand bezeichnet, in dem der Responder unter der Einwirkung- eines Feldes ein charakteristisches Signal erzeugt, und umgekehrt wird mit deeeneibilisiert ein Zustand bezeichnet,, bei dem der Responder dieses charakteristische Signal nicht erzeugt sondern stattdessenAnother responder suitable for the Zweck® of the invention consists of one or more of the described open strips together with at least one "sterer" - »element» with the help of which a responder can choose to sensitize or desensitize can be. Sensitized is a condition in which the responder is under the influence of a field a characteristic signal is generated, and vice versa with deeenibilized denotes a condition, in which the responder this characteristic signal is not generated but instead
entweder ein anderes untereeheidbares Signal oder überhaupt kein Signal.either another divorced signal, or at all no signal.
Wie sich gezeigt hat, besteht eine Möglichkeit, die Magnet!- eierungsumkehrung eines Responders zu verhindern oder·zu ändern, darin, das auf den offenen Streifen einwirkende feld wirksam vorzubelasten dadurch, dass als Steuerelement ein remanent magnetisierbares Material verwendet wird. Bei einer remanenten Magnetisierung wirkt das feld des Steuerelementes abwechselnd.. verstärkend oder schwächend für das einwirkende EeId bei auf einander folgenden Halbperioden. Wird an einem offenen Streifen 'ein genügend starkes remanentes Feld erzeugt, so reicht das Hettofeld bei derjenigen Halbperiode, in der das remanente" feld dem Außenfeld entgegenwirkt, nicht aus, um eine UfEkehrung der Magnetisierung des offenen Streifens in der charakteristischen. Weise zu bewirken. Die Umkehrung der Magnetisierung des offenen Streifens für ;jeden Wechsel des Weehselfeläe® braucht nichtvollständig verhindert zu werden«, Es genügt vielmehr„ die Umkehrung so abzuändern, dass das resultierende Signal für einen Responder nicht charakterietisch ist» Dementeprecliemi braucht" ein solches magnetisches Steuerelement iie fliehe *d@s offenenAs has been shown, there is a possibility that the magnet! - to prevent or change the inversion of a responder, therein, the field acting on the open strip is effective preload by having a remanently magnetizable control element Material is used. In the case of remanent magnetization, the field of the control element acts alternately. strengthening or weakening for the EeId acting on each other following half-periods. If a sufficiently strong remanent field is generated on an open strip, that is sufficient Hettofield in the half-period in which the remanent "field counteracts the outside field, does not prevent a reversal of the Magnetization of the open stripe in the characteristic. Way to effect. Reversing the magnetization of the open Strip for; every change of the Weehselfeläe® does not need to be complete to be prevented ”, rather“ the reversal is sufficient to be changed so that the resulting signal is not characteristic of a responder »Dementeprecliemi needs" such a magnetic control iie flee * d @ s open
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Streifens nicht vollständig zu bedecken. Beispielsweise bewirkt ein magnetisiert es Steuerelement nur an einem in der Mitte gelegenen Teil eines offenen Streifens, dass die Segmente an beiden Seiten sich ungefähr wie zwei unabhängige Streifen verhalten. Der in der Mitte gelegene Teil soll daher genügend groß und so angeordnet sein, dass keines der Segmente dem vorgenannten Verhältniskriterium genügt. Not to completely cover the strip. For example causes one magnetizes it control only on a central part of an open strip that segments on both Pages behave roughly like two independent strips. The part located in the middle should therefore be sufficiently large and arranged in such a way that none of the segments meets the aforementioned ratio criterion.
Sie remanente Magnetisierung des Steuerelementes braucht nicht gleichmäßig zu sein, und tatsächlich sind ungleichmäßig magnetisierte Steuerelemente im allgemeinen erwünscht, da deren Gebrauch, weniger kostspielig ist.You need remanent magnetization of the control not to be uniform, and in fact, unevenly magnetized controls are generally desirable because of their Use that is less expensive.
Ein ungleichmäßig magnetisiertes Steuerelement weist beispielsweise eine Reihe von Bändern remanenter Magnetisierung auf, wobei benachbarte Bänder entgegengesetzt polarisiert sind. Um innere Entmagnetisierungseffekte gering zu halten und um ein stärkstes äußeres Magnetfeld zu erzeugen, sollen vorzugsweise die Magnetisierungsrichtungen der Bänder eines derart magnetisierten Steuerelementes parallel zur länge des Steuerelementes verlaufen.An unevenly magnetized control has, for example exhibits a series of bands of remanent magnetization, with adjacent bands being oppositely polarized. In order to keep internal demagnetization effects low and to generate the strongest external magnetic field, preferably the directions of magnetization of the bands of a control element magnetized in this way parallel to the length of the control element get lost.
Zum resensibilisieren eines Responders kann ein Steuerelement auf die herkömmliche Weise magnetisiert werden. Um beispielsweise ein Steuerelement gleichmäßig zu magnetisieren, könnte das Element der Einwirkung des Feldes eines starken Permanentmagneten ausgesetzt werden. Pur eine bandartige ungleichmäßige Magnetisierung eines Steuerelementes könnte das Element der Einwirkung einer Beihe von Permanentmagneten ausgesetzt werden, wobei benachbarte Permanentmagnete entgegengesetzt gepolt sind. Bei dem Entfernen der Magnetisierungsmagnete muss eine gewisse Vorsicht angewendet werden. Eine Bewegung der Magnetisierungsmagnete längs einer zu den Magnetpolen parallelen Achsewürde zu einer Änderung der gewünschten Magnetisierung führen mit der Folge, dass der magnetische Einfluss des Steuerelementes bis zu dem Ausmaß vermindert wird, das kleiner ist als das zum De sensibilisieren eines offenen Streifens erforderliche Ausmaß· Bei Verwendung eines einzelnen gepulsten Magnetfeldes, dessen YeIdverteilung der von Permanentmagneten erzeugten Jeldverteilung ähnlich ist, zum Magnetisieren von Markierungemitteln, könntenA control element can be used to re-sensitize a responder magnetized in the conventional manner. For example, to magnetize a control evenly, you could the element can be exposed to the action of the field of a strong permanent magnet. Purely a band-like, uneven one Magnetization of a control element, the element could be exposed to the action of a series of permanent magnets, adjacent permanent magnets are oppositely polarized. When removing the magnetizing magnets a certain amount of Caution should be used. A movement of the magnetizing magnets along an axis parallel to the magnetic poles would be lead to a change in the desired magnetization with the consequence that the magnetic influence of the control element up to is decreased to the extent smaller than that for de-sensitizing of an open strip required extent · When using a single pulsed magnetic field, its YeId distribution is similar to the field distribution generated by permanent magnets, for magnetizing marking means
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die genannten Schwierigkeiten vermieden werden, da in diesem falle keine kontrollierte Bewegung zwischen dem Markierungsmittel und der Magnetieierungsquelle erforderlich ist· Einrichtungen zum Erzeugen solcher Felder sind an sich bekannt. Als Beispiel wird die "überdämpfteH Entladung eines Kondensators durch eine Spule angeführt·the difficulties mentioned can be avoided, since in this case no controlled movement is required between the marking means and the magnetization source. Devices for generating such fields are known per se. The "overdamped H discharge of a capacitor through a coil is given as an example.
Zum Sensibilieieren von Markierungemitteln kami eine herkömmliche Entmagnetis ie rungs einrichtung verwendet werden, mit der auf das Markierungsnittel ein verhältnismäßig hochfrequentes Magnetfeld mit schwindender Amplitude jsup Einwirkung gebracht wird. Ss kann z.B. eine Einrichtung verwendet werden, die eine "unterdämpfte" Entladung eines Kondensators durch eine Spule bewirkt (d*h· eine Zusammenschaltung einer Spule mit einem Kondensator gleich der Schaltung, die zum Magnetisieren eines Steuerelementes verwendet wird, die jedoch einen hohen Q-Wert aufweist.) Andererseits kann auch eine Entmagnetisierungseinrichtung mit einer Seihe von Permanentmagneten verwendet werden, die entgegengesetzt gepolt sind» Wird ein Steuerelement in be— zug auf eine solche Entmagnetisierungseinrichtuag längs einer der Beine von Magneten gemeinsamen Koordinate bewegt, so wirkt auf das Steuerelement ein magnetisches Wecfeselfeld ©in· Durch geeignete Wahl und Anordnung der Magnete kann in der Entmagneti» sierungseinrichtung ein Feld mit schwindender Amplitude erzeugt werden. Werden Magnete mit unterschiedlicher Stärk® verwendet und so angeordnet, dass deren Felder der leihe nach in der Bewegungsrichtung allmählich schwächer werten» so schwindet die Amplitude des Magnetfeldes scheinbar,, wenn, die Anordnung über ein Steuerelement hinweggeführt wird» Bas gleiche Ergebnis könnte auch dadurch erzielt werden, wenn gleich kräftige Magnete treppenföraig oder in einer geneigten Ebene' angeordnet werden, so dass die Amplitude des Magnetfeldes allmählich kleiner wird·A conventional one was used to sensitize marking agents Demagnetization device can be used with the on the marking means a relatively high frequency Magnetic field with decreasing amplitude jsup brought into action will. For example, a device can be used that has a "underdamped" discharge of a capacitor through a coil causes (d * h · an interconnection of a coil with a capacitor same as the circuit used to magnetize a control, but with a high Q value On the other hand, a degaussing device can also be used be used with a string of permanent magnets, which are polarized in the opposite direction »If a control element is train on such a degaussing device along a When the legs of magnets move the common coordinate, a magnetic alternating field © in · Through acts on the control element A suitable choice and arrangement of the magnets can generate a field with a decreasing amplitude in the demagnetization device will. Are magnets of different strengths used and arranged in such a way that their fields lend in the direction of movement gradually weaker »so the amplitude of the magnetic field apparently disappears, if, the arrangement over a control is carried away »The same result could also be achieved by using equally powerful magnets be arranged in steps or in an inclined plane, so that the amplitude of the magnetic field gradually decreases
Sa das äußere Magnetfeld eines St©uer<tleiieB.t#e je nach äem Muster der Magnetisierung verändarlich s®ia kmm0 so ist eis® Entmagnetisierung des Steuerelementes im strengstem Siane in allgemeinen nicht erforderlich, sondern der »egpsatleÄ® Einfluss dee Steuerelement60 braucht nur bis su den AmeisaS Gemindert zu werden, dass u.a.® eiawirlctiaie IeIt fiea offtaeB 9treif#& ummagneti"- ·» Sa the external magnetic field of a St © uer <tleiieB.t # e depending äem pattern of magnetization verändarlich s®ia kmm 0 so Eis® degaussing the control element in the strictest Siane in general is not required, but the "egpsatleÄ® influence dee Steuerelement60 needs to be reduced only to the AmeisaS that ua® eiawirlctiaie IeIt fiea offtaeB 9treif # & ummagneti "- ·»
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eieren kann.can eggs.
Die Koerzitivkraft dee Steuerelementes soll mindestens 5 Oe betragen, und das Element soll bei remanenter MagnetisierungThe coercive force of the control element should be at least 5 Oe and the element should be in the case of remanent magnetization
ein statisches äußeres Hagnetfeld von mindestens 3/4 Oe über mindestens einem Teil eines angrenzenden offenen Streifens erzeugen können· Zwecks Vereinfachung der Herstellung kann das Steuerelement aus einem dünnen, magnetischen und gleichförmigen Belag eines gamma-Eisenoxidpulvere in einem Vinylchlorid-Bindemittel auf einer Seite des offenen Streifens bestehen.a static external magnetic field of at least 3/4 Oe above be able to produce at least a part of an adjacent open strip · In order to simplify manufacture, can Control consist of a thin, magnetic and uniform coating of a gamma iron oxide powder in a vinyl chloride binder on one side of the open strip.
Nach anderen Desensibilisierungsverfahren wird der offene Streifen so verformt oder zerrissen, das· dessen resultierender längster linearer Abschnitt kleiner ist als die Länge, die für das genannte Verhältnis Länge ι Quadratwurzel des Querschnittes erforderlich ist. Ein Markierungeelement kann ferner auch dadurch deseneibilisiert werden, dass der offene Streifen gereckt wird, um dessen magnetische Ansprache zu ändern. Ein offener Streifen kann z.B. zusammen mit einem wärmeempfindlichen Bimetallstreifen oder als ein Element eines solchen Bimetallstreifens verwendet werden.After other desensitization procedures, the open Strip so deformed or torn that its resulting longest linear section is less than the length required for the said ratio length ι square root of the cross section is required. A marking element can also be deseneitized by stretching the open strip to change its magnetic response. For example, an open strip can be used together with a heat sensitive bimetal strip or as an element of such a bimetal strip be used.
Ein Responder mit einem oder mehreren offenen Streifen jedoch ohne Steuerelement wird hiernach als ein "Einzustands11-Responder bezeichnet, während ein Responder mit einem oder mehreren Steuerelementen und mit einem oder mehreren offenen Streifen hiernach als nHehrsu8tandsN-Responder bezeichnet wird.A responder with one or more open strip but without control is hereinafter referred to as a "Einzustands 11 responders, while a responder is referred to by one or more control elements and having one or more open strip hereinafter referred to as n Hehrsu8tands N responders.
Wird ein Responder durch das Wirkungsfeld hindurchgeführt, so muss der Responder bei der Bewegung durch die Überwachungezone an mindestens einer und vorzugsweise an mehreren Stellen so beeinflusst werden, dass der offene Streifen des Responders ummagnetieiert wird. Sine absolut sichere Orientierung würde erreicht werden mit einem "eindimensionalen" Wirkungsfeld zusammen Bit einen "dreidimensionalen11 Responder, wobei die Stärke des Wirkungsfeldee an jeder Stelle in der Überwachungszone mindestens das 1,4-fache (Wurzel 2) des Schaltfeldes des Markierung elemente s betragen würde. Als ein eindimensionales feld wird ein PeId bezeichnet, bei dem alle magnetischen Kraftlinien in der Überwachungszone parallel zu einander verlaufen.If a responder is passed through the effective field, the responder must be influenced in at least one and preferably in several places when moving through the monitoring zone in such a way that the open strip of the responder is reversed. Its absolutely safe orientation would be achieved with a "one-dimensional" field of action together bit a "three-dimensional 11 responder, the strength of the field of action at every point in the monitoring zone being at least 1.4 times (root 2) of the switching field of the marking elements A one-dimensional field is a PeId in which all magnetic lines of force in the monitoring zone run parallel to one another.
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Ein eindimensionales PeId weist zwei zu einander senkrechte Eichtungen auf, die auch senkrecht zur Richtung des Feldes verlaufen, in welchen Richtungen tatsächlich keine Komponenten des Wirkungsfeldes bestehen. Ebenso weist ein zweidimensionales Feld nur eine Richtung auf, in der tatsächlich keine Komponenten des Wirkungefeldeβ verlaufen, während bei einem dreidimensionalen Feld in keiner Richtung keine Feldkomponenten verlaufen. Hieraus ist zu ersehen, dass bei einer Kombination eines eindimensionalen Responders mit einem dreidimensionalen Feld und ferner eines zweidimensionalen Responders mit einem zweidimensional en Feld und eines dreidimensionalen Responders mit einem eindimensionalen Feld eine absolute "Orientierung" an jeder Stelle in der Überwachungszone mit Sicherheit erreicht wird.A one-dimensional panel has two perpendicular to each other Directions that also run perpendicular to the direction of the field, In which directions there are actually no components of the field of activity. Likewise, exhibits a two-dimensional Field only has one direction in which no components of the field of action actually run, while with a three-dimensional field Field no field components run in any direction. From this it can be seen that with a combination of a one-dimensional Responders with a three-dimensional field and also a two-dimensional responder with a two-dimensional en field and a three-dimensional responder with a one-dimensional field an absolute "orientation" to each Position in the surveillance zone is reached with certainty.
Bei solchen Kombinationen könne der Weg des Responders durch die überwachungszone sehr kurz sein und nur etwas langer als ein offener Streifen. Wird der .Veg verlängert, so wäre eine solche ideale Kombination, bei der mit Sicherheit eine Orientierung des Responders an jeder Stelle in der Überwachungszone erreicht wird, nicht erforderlich. Um zu sichern, dase bei der Bewegung eines offenen Streifens durch eine Überwachungszone über eine verhältnismäßig lange Strecke mindestens eine Ummagnetisierung erfolgt, so ist nur erforderlich, dass die Vektoren der Magnetfeldkomponenten größer sind als das Schaltfeld des Markierungselementes in jeder Richtung an einigen Stellen in der Überwachungezone.With such combinations, the path of the responder through the surveillance zone can be very short and only slightly longer than an open strip. If the .Veg is extended, it would be a Such an ideal combination, with which the responder is sure to be orientated at every point in the surveillance zone is not required. To ensure that the Movement of an open strip through a surveillance zone over a relatively long distance at least one magnetic reversal takes place, it is only necessary that the vectors of the magnetic field components are greater than the switching field of the Marking element in each direction at some points in the surveillance zone.
Diese Bedingung kann dadurch erfüllt werden, dass zeitlich der Reihe nach an jeder Stelle in der Überwachungezone drei eindimensionale Felder erzeugt werden, von denen jedes Feld nach einer anderen Koordinatenachse im Raum orientiert ist. Die geforderte Bedingung kann andererseits auch dadurch erfüllt werden, dass in der Bewegungsbahn durch die Überwachungezone mehrere Bezirke vorgeeehen werden, in denen die Orientierung des Wirkungefeldes sich nicht ändert, während die Felder in auf einander folgenden Bezirken jedoch eine andere Orientierung aufweisen.This condition can be met in that three One-dimensional fields are generated, each of which is oriented to a different coordinate axis in space. On the other hand, the required condition can also be met by that in the movement path through the monitoring zone several Districts are preceded in which the orientation of the field of action does not change, but the fields in successive districts have a different orientation.
Außer der länge der Zone, durch die der offene Streifen sich bewegen soll, bestehen für den Aufbau einer bestimmten Einrichtung noch weitere wichtige und von einander abhängige Veränder-In addition to the length of the zone through which the open strip is intended to move, there are a particular facility for building other important and interdependent changes
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liehe, mit denen gesichert wird, dass bei der Bewegung eines offenen Streifens durch die Überwachungszone mindestens eine Ummagnetisierung erfolgt, welche Veränderliche bestehen aus der Geschwindigkeit des offenen Streifens, aus der Anzahl und Ausrichtung der charakteristischen geometrischen Abmessungen des offenen Streifens, aus der Frequenz des wirksamen Wechselfeldes, aus der Spitzenintensität des Feldes, und aus den Vektorkomponenten des Feldes an jeder Stelle in der Überwachungszone zu jedem Zeitpunkt. borrowed, with which it is secured that when moving an open Stripping through the monitoring zone at least one magnetic reversal takes place, which variables consist of the speed of the open strip, the number and orientation the characteristic geometric dimensions of the open strip, from the frequency of the effective alternating field the peak intensity of the field, and from the vector components of the field at any point in the surveillance zone at any point in time.
Das magnetische Wechselfeld kann nach den herkömmlichen Verfahren erzeugt werden beispielsweise durch Versorgen einer Luft spule oder der Spule eines Elektromagneten mit Wechselstrom und durch Bewegen eines Permanentmagneten derart, dass dessen Magnetfeld in der Überwachungszone die Polarität wechselt. The magnetic alternating field can according to the conventional method are generated for example by supplying an air coil or the coil of an electromagnet with alternating current and by moving a permanent magnet in such a way that its magnetic field changes polarity in the monitoring zone.
Es wurde eine Einrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Magnetfeldes ermittelt, das eine Begrenzung des wirksamen Feldes auf eine Intensität ermöglicht, die nicht viel stärker ist als die Mindestintensität. Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung werden der Reihe nach mehrere einzelne Felder erzeugt, die zusammen eine Feldkomponente in nahezu jeder Richtung und fast an allen Stellen in der Überwachungszone aufweisen» Bei einer weiteren Ausführungsform werden nach der Erfindung nur zwei elektromagnetische Felder erzeugt· Die Feldlinien dieser beiden Felder verlaufen fast überall in der Überwachungszone rechtwinklig zu einander. Bei einer Feldintensität, die das 1,4-fache (Wurzel aus 2) der Mindestintensität beträgt, besteht in vielen Richtungen an tatsächlich jeder Stelle in der Überwachungszone mindestens die Mindestintensität· An jeder Stelle, die von zwei sich nahezu senkrecht kreuzenden Feldlinien mit einer solchen Intensität bestimmt wird, weisen die Felder eine Komponente in jeder Richtung in der die beiden Felder umfassenden Ebene auf. Die Einrichtung nach der Erfindung erzeugt ferner eine verhältnismäßig große Überwachungszone·A device and method for creating it became a magnetic field is determined that allows the effective field to be limited to an intensity that is not much stronger is than the minimum intensity. In one embodiment of the Device according to the invention, several individual fields are generated in sequence, which together form a field component in almost in every direction and almost at all points in the surveillance zone »In a further embodiment, according to the invention only generates two electromagnetic fields · The field lines of these two fields run almost everywhere in the Surveillance zone at right angles to each other. At a field intensity which is 1.4 times (square root of 2) the minimum intensity, actually exists in many directions at every point in the monitoring zone at least the minimum intensity · At each point, that of two field lines that cross each other almost vertically With such an intensity determined, the fields have a component in each direction in which the two fields comprehensive level. The device according to the invention also creates a relatively large surveillance zone
Für einen bestimmten Verwendungszweck erzeugt die Einrichtung nach der Erfindung Felder, deren Svquenzperiode (die zum einmaligen Erregen der Einrichtung erforderliche Zeit) so gewählt ist, dass bei einer angenommenen Geschwindigkeit des fiesppndersFor a specific purpose, the device according to the invention generates fields whose frequency period (the one-time excitation of the device required time) is chosen so that at an assumed speed of the fiesffnders
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die Kraftlinien eines jeden. Feldes im wesentlichen die gleiche Richtung beibehalten für eine Strecke, die gleich der Streckt ist, die ein Responder während einer Sequenzperiode durchwandern würde. In der Auswirkung wird diese Strecke zu einer "Stelle" Inder Überwachungszone. Die Sequenzperiode kann sehr kurz bemessen werden, so dass Felder mit allgemein gekrümmten Kraftlinien verwendet werden können»the lines of force of each. The field is essentially the same Maintain direction for a distance equal to the distance traveled by a responder during a sequence period would. In effect, this route becomes a "place" in the surveillance zone. The sequence period can be made very short so that fields with generally curved lines of force can be used »
Die Einrichtung zum Erzeugen eines Wirkungsfeldes in einer Zone weist mehrere elektromagnetische Felderzeugungsmittel auf. Jedes felderzeugende Mittel erzeugt aufgrund der zugeführten elektrischen Energie ein elektromagnetisches Feld, dessen Kraftlinien in einer Zone allgemein gekrümmt verlaufen» Die Richtung jeder Feldlinie an im wesentlichen jeder Stelle in der Zone unterscheidet sich von der Richtung mindestens eines weiteren Feldes an dieser Stelle. Es sind Mittel vorgesehen, die die felderzeugenden Mittel der Reihe nach mit elektrischer Energie versorgen. Der Unterschied bei den Sichtungen der Felder hängt ab von den gesamten Richtungen, die vorgesehen werden müssen und von der Anzahl der zu erzeugenden Felder. Sollen nur zwei Felder erzeugt werden, und sollen alle Richtungen in einer Ebene liegen, damit Felder mit der MindestIntensität verwendet werden können, so sollen sich die Richtungen um 90° von einander unterscheiden. Werden mehr Felder erzeugt, so kann die Richtungen different zwischen zwei Feldern verkleinert werden»The device for generating an effective field in a zone has a plurality of electromagnetic field generating means. Each field-generating means generates an electromagnetic field due to the supplied electrical energy, its lines of force generally curved in a zone »The direction of each field line at essentially every point in the zone differs from the direction of at least one other field at this point. Funds are provided to support the Supply field-generating means sequentially with electrical energy. The difference in field sightings depends from the total directions that have to be provided and from the number of fields to be generated. Should only two Fields are created, and all directions should be in one plane, so fields of the minimum intensity are used the directions should differ from each other by 90 °. If more fields are generated, the directions be reduced differently between two fields »
Jedes felderzeugende Mittel kann aue mindestens einem geraden Leiter bestehen. Besteht ein felderzeugendes Mittel aus mehr als einem leiter, so werden die Leiter parallel zu einander angeordnet. Die Leiter der verschiedenen felder^eugenden Mittel verlaufen vorzugsweise parallel oder rechtwinklig zu ©inander. Verlaufen die Leiter rechtwinklig zu einander, so werden die Kreuzungspunkte vorzugsweise von den betreffenden Enden ©ntfernt angeordnet·Each field generating means can have at least one straight line Head consist. If a field-generating means consists of more as one conductor, the conductors are arranged parallel to each other. The heads of the various fields-generating means preferably run parallel or at right angles to each other. If the conductors run at right angles to each other, the Crossing points preferably arranged at a distance from the relevant ends
Ein geeignetes Mittel zum Erhalten paralleler Leiter besteht in der Verwendung paralleler Abschnitte einer allgemein rechteckigen Schleif·, die aus einer Spule besteht, Sie entweder allgemein, «ur Form einer won oder einer "9S" gewickelt ist·A suitable agent is for obtaining parallel conductors in the use of parallel portions of a generally rectangular abrasive ·, which consists of a coil, either generally, "for the form of a w o n or a" 9 S "wound ·
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Solche Spulen werden hiernach einfach a-s no"-Spulen oder als "8M-Spulen bezeichnet. Als lange» gerade parallele leiter werden dann parallele Abschnitte der Spule verwendet. Eine aus solchen rechteckigen Spulen hergestellte Ausführung weist mindestens eine HoM-Spule und mindestens eine H8H-Spule auf. Die betreffenden Abschnitte der Spulen verlaufen parallel und im wesentlichen der gleichen Ebene und weisen in dieser Ebene einen Abstand von einander auf. Erhalten die Spulen der Reihe nach Strom, so erzeugen sie Felder, deren Eichtungen fast überall in einer verhältnismäßig großen Zone im wesentlich rechtwinklig zu einander verlaufen.Such coils are hereinafter referred to simply as n o "coils or" 8 M coils. Parallel sections of the coil are then used as long »straight parallel conductors. An embodiment made from such rectangular coils has at least one H o M coil and at least one H 8 H coil. The relevant sections of the coils run parallel and essentially in the same plane and are at a distance from one another in this plane. If the coils receive current one after the other, they generate fields, the directions of which run essentially at right angles to one another almost everywhere in a relatively large zone.
Für kritische Verwendungszwecke, bei denen ein hoher Grad von Sicherheit bei der Erzeugung oder Änderung der charakteristischen Ansprache eines Kesponders erforderlich ist, ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die mit drei ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Mitteln ausgestattet ist, die der Reihe nach Strom erhalten. Jedes Felderzeugungsmitt«l erzeugt in einer Zone ein elektromagnetisches Feld, dessen Kraftlinien innerhalb der Zone allgemein gekrümmt verlaufen. An jeder Stelle in der Zon· verlaufen die Richtungen der Kraftlinien der drei Felder im wesentlichen senkrecht zu einander. Eine Einrichtung, die zwei Felder erzeugt, deren Kraftlinien im wesentlichen rechtwinklig zu einander verlaufen an im wesentlichen jeder Stelle in der Zone, werden hiernach als ein "zweidimensionales Feld" erzeugende Einrichtungen bezeichnet.For critical uses where a high degree of certainty is required in generating or changing the characteristic response of a kesponder, a preferred embodiment of the invention is provided which is equipped with three electromagnetic field generating means which receive power in sequence. Each field generating means generates an electromagnetic field in a zone , the lines of force of which are generally curved within the zone. At every point in the zone, the directions of the lines of force of the three fields are essentially perpendicular to one another. A device which generates two fields, the lines of force of which are substantially perpendicular to one another at substantially any point in the zone, are hereinafter referred to as "two-dimensional field" generating devices.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist eine ein dreidimensionales Feld erzeugende Einrichtung zwei H8N-Spulen und eine "ο"-Spule auf. Sie parallelen End- und Hittelabschnitte der ersten "8*-Spule wirken als lange Leiter und erzeugen ein ■ erstes Feld. Als zweites Feld ist nur das Feld erforderlich, das vom Mittelabschnitt der zweiten H8H-8pule erzeugt wird. Beide Spulen werden geeigneterweise eben ausgestaltet und liegen nahe beieinander in im wesentlichen parallelen Ebenen. Die beiden "8"-.3puleu. sind rechtwinklig zu einander angeordnet, und deren Mittelabschnitte schneiden einander in der Hähe ihrer Mittelpunkte. Die das dritte Feld erzeugenden parallelen Abschnitte der "0"-SpUIe verlaufen parallel zu den Ind- und MittelabschnittenIn a preferred embodiment, a device generating a three-dimensional field has two H 8 N coils and one "ο" coil. The parallel end and middle sections of the first "8 * coil act as long conductors and generate a first field. Only the field that is generated by the middle section of the second H 8 H - 8 coil is required as the second field. Both coils are suitably designed flat and are close to one another in substantially parallel planes. The two "8" -. 3puleu. are arranged at right angles to one another, and their middle sections intersect at the height of their midpoints. The parallel sections of the "0" which generate the third field -Scoils run parallel to the ind and middle sections
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der ersten "8"-SpUIe. Alle parallelen Abschnitte der Ilow-Sp«le verlaufen zwischen dem Bittelabschnitt und einem End abschnitt der ersten "8W-Spule.the first "8" coil. All parallel sections of the Il o w --Sp "le run between the Bittel portion and an end of the first" eight sections W -Spule.
Eine weitere» ein dreidimensionales Feld erzeugende Einrichtung weist zwei ferromagnetische lineare Elektromagnete auf, die rechtwinklig zu einander angeordnet sind und einander ungefähr in der Mitte kreuzen, sowie eine Luftspule, deren umfang nahe an den Polen der linearen Elektromagnete verläuft·Another »device generating a three-dimensional field has two ferromagnetic linear electromagnets, which are arranged at right angles to each other and approximately each other cross in the middle, as well as an air core whose circumference runs close to the poles of the linear electromagnets
Die felderzeugenden Mittel wurden der Reihe nach mit Strom versorgt unter Erzeugung eines gepulsten Feldes, wobei eine sich sinusförmig verändernde Energiequelle von dem einen Mittel zum nächsten Mittel umgeschaltet wurde· Bas von jedem Mittel erzeugte Feld während einer fortdauernden Stromversorgung wird hiernach als "Feldimpuls1* bezeichnet· Ferner wurde bei denjenigen Einrichtungen, bei denen jedes felderzeugende Mittel mit einer Spule versehen ist, Feldimpuls durch Entladen einer unterdämpften LC-Schaltung erzeugt· Die Spule eines jeden felderzeugenden Mittels ist das wichtige induktive Element der Schaltung. Der Spule ist ein Kondensator nachgeschaltet, der das kapazitive Element darstellt. Es sind Mittel vorgesehen, die die LC-Schaltungen der Reihe nach mit elektrischer Energie versorgen. Bei der Entladung dieser Energie über die LC-Schaltung wird ein unterdämpfter Sinuswellenfeldimpuls erzeugt« Zn allen vorgenannten Fällen besteht eine "Impulssequenz" aus einem Feldimpuls aus jedem felderzeugenden Mittel, und jeder Feldimpuls .besteht aus einem sinusförmigen Feld, dessen Richtung mehrere Male wechselt« Ss wird jedoch darauf hingewiesen, dass bei einer überdämpften LC-Schaltung die Richtung eines Impulses nicht wechseln würde, sondern es würde bei jeder Entladung über die überdämpfte Schaltung ein einzelner gleichgerichteter Impuls erzeugt werden·The field-producing means are sequentially supplied with power to generate a pulsed field, wherein a sinusoidally varying power source was from the switch a means for next media · Bas field produced by any means during a continuous power supply will hereinafter be referred to as "field pulse 1 * · Furthermore, in those devices in which each field-generating means is provided with a coil, field impulses were generated by discharging an underdamped LC circuit Means are provided which supply the LC circuits with electrical energy one after the other. When this energy is discharged via the LC circuit, an underdamped sine wave field pulse is generated Field pulse off Every field-generating means and every field pulse consists of a sinusoidal field, the direction of which changes several times. However, it is pointed out that with an overdamped LC circuit the direction of a pulse would not change, but with each discharge it would overdamp Circuit a single rectified pulse can be generated
Is wird ferner darauf hingewiesen, dass eine Sequenzperiode nicht gleich der Summ· aller Feldimpulse der Dauer nach zu sein braucht. Es hat sich tatsächlich gezeigt, dass in einigen Fällen erwünscht 1st, in jede Sequenzperiode ein fortlaufendes Intervall mit einer Dauer von mindestens t Sekunde einzuschließen, in dem kein Feld erzeugt wird. Eb hat sich gezeigt, dass durchIs it should also be noted that a sequence period does not need to be equal to the sum of all field pulses in terms of duration. It has actually been shown to be in some cases It is desirable to include a continuous interval with a duration of at least t seconds in each sequence period, in which no field is generated. Eb has been shown through that
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die Einschaltung dieses eine Sekunde dauernden Intervalls die Arbeit eines sogenannten Herz-Schrittmachers von den feldern der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht beeinflusst wird.the activation of this one-second interval Work of a so-called heart pacemaker from the fields the device according to the invention is not influenced.
Von der Flussüberwachungseinrichtung und von der Detektorschaltung wird allgemein gefordert, dass die Magnetflussänderungen in der Überwachungszone tiberwaeht werden, und dass die von einem Responder erzeugten Magnetflussänderungen von allen äußeren Magnetflussänderungen unterschieden werden. Äußere 3?lussander ungen umfassen das einwirkende feld, das von Elektromotoren erzeugte Bauschen, die beim Betätigen eines Ausschalters erzeugten Geräusche usw, wobei die Einwirkung auf den Sensor in einigem Ausmaß von der Stärke und von der Entfernung von der Überwachungszone abhängt. Es gibt Überwachungseinrichtungen für den Magnetfluss, die die frequenz des Wechsels des Feldes direkt anzeigen, und andere Einrichtungen, die die Momentanstärke des Feldes anzeigen, aus welcher Anzeige die Wechselfrequenz abgeleitet werden kann. Die letztgenannten Einrichtungen umfassen magnetoresistive Einrichtungen, Einrichten, bei denen der Hall-Effekt ausgenutzt wird, und Magneto-Dioden-Sensoren. Beide Arten von Einrichtungen können zum Verbessern der Empfindlichkeit zusammen mit Flußsammeivorrichtungen benutzt werden» Bei einer derartigen Einrichtung ist mindestens eine Spule vorgesehen, mit der der Magnetfluß induktiv ermittelt wird. Es kann eine große Spule mit einigen wenigen Windungen benutzt werden und sogar mit nur einer einsigen Windung, oder es können mehrere kleine Spulen verwendet werden, von denen jede Spul· verhältnismäßig mehr Windungen aufweist. Klein· Spulen weisen den Torzug auf, dass sie weniger empfindlich sind für magnetisches Bauschen, das von Elektromotoren und Stromab»chaltern verursacht wird. Andererseits spricht eine große Spul« gleichmäßiger auf «inen Responder an verschieden·]! Stellen in der Zon· an, als «Inseln· kleine Spulen. Es kann jed· Anzahl von zu einander Im Gegensatz stehenden Spulen vorgesehen werden, so dass ein magnetisches Bauschen aus einer entfernten Quelle gering gehalten werden kann, während ein Responder entdeckt wird, der näher zu einer Spule als zu einer anderen gelegen ist. Bei Verwendung von mehreren Spulen können diese mit einzelnen Detektoren versehen werden, oder die Spulen werden der Reihe nach mit einem gemeinsamenIt is generally required of the flux monitoring device and the detector circuit that the magnetic flux changes in the monitoring zone are monitored, and that the magnetic flux changes generated by a responder are distinguished from all external magnetic flux changes. External flux changes include the applied field, the lump generated by electric motors, the noise generated when a circuit breaker is operated, etc., the effect on the sensor depending to some extent on the strength and distance from the monitoring zone. There are monitoring devices for the magnetic flux, which directly display the frequency of the change in the field, and other devices which display the momentary strength of the field, from which display the alternating frequency can be derived. The latter devices include magnetoresistive devices, devices using the Hall effect, and magneto-diode sensors. Both types of devices can be used together with flux collecting devices to improve sensitivity. In such a device, at least one coil is provided with which the magnetic flux is inductively determined. A large coil with a few turns can be used, and even with only one turn, or several small coils can be used, each coil having relatively more turns. Small coils make the door pull so that they are less sensitive to magnetic puffing caused by electric motors and circuit breakers. On the other hand, a large coil speaks more evenly to one responder to different! Place in the zone · as «islands · small coils. Any number of opposing coils can be provided so that magnetic fluff from a distant source can be minimized while detecting a responder that is closer to one coil than another. If several coils are used, these can be provided with individual detectors, or the coils are sequentially connected to a common one
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Detektor verbunden.Detector connected.
Der der Plußüberwachungseinrichtung zugeordnete Signaldetektor zeigt in der einfachsten Ausführung die Anwesenheit eines Responders in der Überwachungszone an durch Ermitteln der Zeit und der Amplitudenmerkmale eines Signals, das einer einzelnen Magnetisierungsumkehrung eines Responders entspricht. Wie bereits ausgeführt, erzeugt ein Responder nach der Erfindung ein ungewöhnlich schmales Signal und ein Signal, das für ein bestimmtes Wirkungsfeld auftritt, während ein Responder mit einer bestimmten Wechselstrom-Koerzitivkraft ein Signal zu einem vorherbestimmbaren Zeitpunkt nach einem Wechsel des Wirkungsfeldes erzeugt· Durch Ermitteln von Signalen, die innerhalb eines vorherbestimmten Intervalle auftreten und eine Mindestamplitude aufweisen, und die während eines Mindestintervalls beginnen und enden, unterscheidet der Detektor zwischen Rauschen, den vom Responder erzeugten Signalen und äußeren Signalen aus anderen Gegenständen, die auf ein magnetisches Wechselfeld ansprechen.The signal detector assigned to the positive monitoring device In its simplest form, shows the presence of a Responders in the surveillance zone by determining the time and the amplitude characteristics of a signal corresponding to a single magnetization reversal of a responder. As already executed, a responder according to the invention generates a unusually narrow signal and a signal that occurs for a specific field of action while a responder is with a certain alternating current coercive force a signal at a predetermined point in time after a change in the field of action generated · By determining signals that are within a predetermined Intervals occur and have a minimum amplitude, and which begin and during a minimum interval end, the detector distinguishes between noise, the signals generated by the responder and external signals from others Objects that respond to an alternating magnetic field.
Die Vorausbestimmung des Zeitpunktes, in dem die von einem Responder erzeugten charakteristischen Signale auftreten, ermöglicht ferner, die Detektorschaltung etwas reichhaltiger auszustatten als Sicherheitsfaktor gegen falsche Alarme« Das Bezugsmittel zum Messen auf einander folgender Signals kann ein vorhergehendes Signal, die Phase oder die Zeit des Wirkungsfekdes sein und geeigneterweise können für diesen Zweck die Wechselpunkte des Wirkungsfeldes benutzt werden· Ferner kann in der Überwachungszone ein Responder dauernd angeordnet werden, der das Bezugssignal erzeugt. Die Zeitintervalle zwischen den Signalen sowie die einseinen Signalmerkstale zeigen daher zuverlässig die Ermittlung eines Markierungsmittels an· Werden beide Möglichkeiten vorgesehen, so kann ein· tatsächlich von falschen Alarmen freie Anlage eingerichtet werden·The predetermination of the point in time at which the characteristic signals generated by a responder occur Furthermore, to equip the detector circuit somewhat more extensively as a safety factor against false alarms. The reference means for measuring successive signals can be a preceding Signal, the phase or the time of the effect feces The alternating points of the field of action can be used appropriately for this purpose · Furthermore, in the Monitoring zone a responder can be permanently arranged, the generates the reference signal. The time intervals between the signals as well as the individual signal characteristics therefore show reliably the determination of a marking agent on · If both options are provided, then · in fact, wrong Alarms free system can be set up
Bei einer Anlage zum Verhindern von Diebstählen muss natürlich eine vorgeschriebene Maßnahme eingeleitet wtrden, sobald ein anscheinend gestohlener Segenstand entdeckt wird. Die zu treffenden besonderen Maßnahmen hängen natürlich mit der Arbeite· weise der Einrichtung nach der Erfindung.susammen. Diese Maßnahmen können aus dem Photograpnieren eier sich in der Über-In the case of a theft prevention system, of course, mandatory action must be taken as soon as it is an apparently stolen item is discovered. The too appropriate special measures depend of course on the work wise the device according to the invention. These measures eggs can emerge from the photo
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wacJiungszone befindenden Person bestehen, oder es wird eine selbsttätige Einrichtung zum öffnen der Türen außer Betrieb gesetzt.the person in the growth zone, or there will be one automatic device for opening the doors put out of operation.
Die Ermittlungeeinrichtung kann aus einer Schaltung bestehen, die auf mindestens ein Signal anspricht, das eine Mindestamplitude und eine kleinere ale die Höchstbreite aufweist. Sie Schaltung kann zusätzlich die Zeit des Auftretens des ermittelten Signale in bezug auf die Zeitcharakteristik entweder des Wirkungemagnetfeldes oder auf ein Bezugssignal überwachen, das mit dem Magnetfeldsignal in Wechselbeziehung steht. Dieselbe Schaltung kann sowohl für Einzustands-Reaponder als auch für Mehrzustands-Responder verwendet werden· Wie bereits ausgeführt, weisen die von einem Offenen Streifen bei Entmagnetisierung eines zugehörigen Steuerelementes erzeugten Signale im wesentlichen die gleiche Amplitude und Breite auf wie die von einem Streifen erzeugten Signale, der als Einzustande-Responder verwendet wird. Wird jedoch das Steuerelement magnetisiert, so werden die Form, die Amplitude und die Zelt des Auftretens der Signals rerändert, die τοπ offenen Streifen erzeugt werden· Die Detektorschaltung kann daher im wesentlichen die Magnetisierung des Steuerelementes ermitteln·The determination device can consist of a circuit, which is responsive to at least one signal that has a minimum amplitude and a smaller than the maximum width. You can also determine the time of occurrence of the circuit Monitor signals with respect to the time characteristic of either the action magnetic field or a reference signal associated with is correlated with the magnetic field signal. The same circuit can be used for both single-state reaponders and multi-state responders As already stated, the signals generated by an open strip when an associated control element is demagnetized have essentially the same amplitude and width as those of one Stripes generated signals that are used as a single-state responder. However, if the control is magnetized, the shape, amplitude and time of occurrence of the Signal is changed, the τοπ open stripes are generated The detector circuit can therefore essentially determine the magnetization of the control element
Wird die Einrichtung nach d er Erfindung sum Verhindern einer Entwendung τοη Büchern aus einer Bücherei verwendet, so können dl« Bücher durch Verwendung eines Mehrzustands-Besponders während einer überprüfung desensibilisiert werden, so dass das Buch der Bücherei entnommen werden kann. Bei der Rückgabe des Buche· kann diese· sensibilislert werden, so dass eine unzulässige Entnahme dee Buche· aus der Bücherei verhindert wird.If the device according to the invention is used to prevent a Theft τοη books used from a library, so can dl «books are desensitized by using a multi-state specifier during a review, so that the Book can be taken from the library. When the book is returned, it can be sensitized so that an inadmissible removal of the book from the library is prevented.
Bei einer solchen Sensibilislerung und Desensibilisierung braucht die genau· Stell· des Besponders an sieh nicht bekannt su sein. Durch «in· geschickt« und verborgene Anordnung «ines od«r mehrerer Responder an einem Gegenstand kann dl· Anlag« nach der Erfindung gegen «in« Täuschung durch Abdecken oder durch Entfernen dee Responder* wirksam geschützt werden.With such sensitization and desensitization does not need the exact · position · of the particular person to be known be su. By "in" skillful "and hidden arrangement" ines or several responders on an object can according to the invention against "in" deception by covering up or be effectively protected by removing the responder *.
Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist di« .The invention will now be described in detail. In the attached drawings is di «.
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Fig.1 eine Übersicht über eine Anlage zum Verhindern von Diebstählen oder einer unzulässigen Entnahme von Gegenständen aus einem Gebäude, wobei die Anlage an den Ausgängen des Gebäudes angeordnet wird,1 shows an overview of a system for preventing theft or an unauthorized removal of objects from a building, with the system at the exits of the building is arranged,
Fig.2 eine Darstellung von zwei langen, geraden und parallelen Leitern und der Kraftlinien, die von einem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden,2 shows a representation of two long, straight and parallel ones Ladders and the lines of force generated by a current flowing in the ladders,
Fig.3 eine Darstellung von vier langen, geraden und parallelen Leitern und der Kraftlinien, die von dem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden,3 shows a representation of four long, straight and parallel ones Ladders and the lines of force drawn from that in the ladders flowing electricity are generated,
Fig.4 501, eine schematische Darstellung von zwei allgemein rechteckigen "o"-Spulen, und 503 eine schaubildliche Darstellung von 501 und einer Zone, in der die Feldlinien der Spulen nahezu rechtwinklig zu einander verlaufen, FIG. 4 501 , a schematic representation of two generally rectangular "o" coils, and 503 a diagrammatic representation of 501 and a zone in which the field lines of the coils run almost at right angles to one another,
Fig.5 505, eine Darstellung eines von drei einander überlagernden Spulen gebildeten Gitters, das aus zwei allgemein rechteckigen "8"-Spulen und aus einer allgemein, rechteckigen "o"-Spule besteht, 507. £0£ und 511 je eine Darstellung der Spulen des Gitters 505.Fig. 5 505 , an illustration of a grid formed by three superimposed coils and consisting of two generally rectangular "8" coils and one generally rectangular "o" coil, 507 . £ 0 £ and 511 each a representation of the coils of the grid 505.
Fig.6 502, eine Darstellung von zwei Spulen nach der Fig*5 und ein Querschnitt durch eine Zone, in der Vektoren die Felder darstellen, die von den "waagerechten11 Abschnitten der in der Fig.5 dargestellten Spulen erzeugt werden, 504 eine Darstellung der in der Fige5 dargestellten Spule, die in 502 nicht gezeigt wird, und ein Querschnitt durch eine Zone, in der Vektoren das Feld darstellen, das vom wsenkrechten11 Mittelabschnitt einer in der Fig.5 dargestellten M8"-Spule erzeugt wird,FIG. 6 502 , a representation of two coils according to FIG. 5 and a cross section through a zone in which vectors represent the fields which are generated by the "horizontal 11 sections of the coils shown in FIG. 5, 504 a representation represent the coil shown in Figure 5 e, which is not shown in 502, and a cross-section through a zone in the vectors of the field, the vertical from the w middle portion 11 is a generated M shown in Figure 5 8 "coil ,
Fig.7 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer bei der Einrichtung nach der Fige1 verwendeten felderzeugenden Einrichtung,7 is a front view of a preferred embodiment of a field generating means used in the device according to Fig 1 e,
Fig.S eine schemttieche Darstellung der Wicklungen eines Teiles der in der Fig.7 dargestellten felderzeugenden Einrichtung, Fig.S a schematic representation of the windings of a part the field-generating device shown in Figure 7,
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Fig«,9»1O je eine Darstellung der Magnetfelder, die von der in der Fig»7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden,Fig «, 9» 10 each shows a representation of the magnetic fields generated by the in the device shown in Fig. 7 are generated,
Pig·11 eine Darstellung der Überlagerung von zwei Gruppen von Magnetfeldlinien, die von der in der Pig·7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden,Pig · 11 shows the superposition of two groups of Magnetic field lines from the one shown in Pig · 7 Facility are generated,
Mg.12 ein Schaltplan für eine Einrichtung, mit der mehrere,Mg.12 a circuit diagram for a device with which several,
en ein elektromagnetisches Feld erzeugende Einrichtung der Eeihe nach mit elektrischer Energie versorgt werden, unden an electromagnetic field generating device of the One after another to be supplied with electrical energy, and
Fig.13 ein Schaltplan für eine bevorzugte Ausführungsform der den Magnetfluß überwachenden Einrichtung und des Signaldetektors in der Anlage nach der Fig.1.13 is a circuit diagram for a preferred embodiment of the the magnetic flux monitoring device and the signal detector in the system according to Fig.1.
Eine bevorzugte Ausführung eines Mehrzustands-Hesponders, der besonders zum Schutz des Buchbestandes einer Bücherei verwendet werden kann, besteht aus einem offenen Streifen eines ausgeglühten Permalloy-Bandes mit der Zusammensetzung von 4$ Molybdän, 79$ Nickel und 1$ Eisen und mit einer Dicke von 25 Mikron, einer länge von 18 cm und mit einer Breite von 0,6 cm. Es ist ein Steuer- oder Kontrollelement vorgesehen aus einem gamma-Eisenoxidstreifen, der die gleiche Breite und Länge aufweist wie der offene Streifen. Ein solches Steuer- oder Kontrollelement kann in der Weise erzeugt werden, dass zuerst 100 Gewichts teile eines für Tonbänder verwendeten gamma-Eisenoxidpigmentes und 2 Gewichtsteile eines Benetzungsmittels, wie Boss and Rowe Yelfcin TTS in einem Lösungsmittel, wie Toluen, dispergiert werden, wobei ein 25$ Feststoffe enthaltendes Gemisch hergestellt wird. Diesem Gemisch werden 50 Gewichtsteile einer Harzzusammensetzung zugesetzt, ζβΒβ 75$ eines Kopolymers von 89 Teilen Vinylchlorid und 11 Teile Vinylazetat (VYHH) und 25^ Dioctylphthalato Zum Herstellen einer in Form einer Schicht auftragbaren Lösung kann eine kleine Menge eines Gemisches aus gleichen Teilen Methyläthylketon und Toluen nach Bedarf zugesetzt werden. Die Lösung wird mittels einer Rakel auf eine mit Silikon beschichtete und ablösbare papierblattartige Unterlage aufgetragen. Nach dem Trocknen der Lösung wird die Unterlage abgezogen, und zwecks Verwendung ale Steuerelement werden Streir-A preferred embodiment of a multi-state hesponder, which can be particularly used to protect the book inventory of a library, consists of an open strip of annealed permalloy tape with the composition of $ 4 molybdenum, $ 79 nickel and $ 1 iron and with a thickness of 25 microns, a length of 18 cm and a width of 0.6 cm. There is a control or control element provided from a gamma iron oxide strip, which has the same width and length as the open strip. Such a control or monitoring element can be generated in such a way that first 100 parts by weight of a gamma iron oxide pigment used for audio tapes and 2 parts by weight of a wetting agent such as Boss and Rowe Yelfcin TTS are dispersed in a solvent such as toluene, with a 25 A mixture containing solids is produced. 50 parts by weight of a resin composition are added to this mixture, ζ β Β β 75 $ of a copolymer of 89 parts of vinyl chloride and 11 parts of vinyl acetate (VYHH) and 25 ^ dioctylphthalato Methyl ethyl ketone and toluene can be added as required. The solution is applied by means of a doctor blade to a removable paper sheet-like base coated with silicone. After the solution has dried, the backing is peeled off and all controls are used.
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oft often
fen mit einer gleichmäßigen Dicke von 230 Mikron hergestellt. Beträgt die Dicke bei dem beschriebenen offenen Streifen mehr als 230 Mikron, so kann der offene Streifen desensibilisiert werden, wenn das Steuerelement von einem Magnetron-magneten mit einem Spalt von 25,4 mm magnetisiert wird. Diese Steuerelemente werden dann zu einem offenen Streifen zusammengeschichtet ο Für die Herstellung in großen Mengen kann das Gemisch auf eine breite Folie des Materials des offenen Streifens aufgetragen werden, aus welcher Folie dann 0,6 cm breite Streifen herausgeschnitten werden.Manufactured to a uniform thickness of 230 microns. If the thickness of the described open strip is more than 230 microns so the open strip can be desensitized when the control element is magnetized by a magnetron magnet with a gap of 25.4 mm. These controls are then layered together to form an open strip ο For the production in large quantities, the mixture can be applied to a wide sheet of the material of the open strip from which strips 0.6 cm wide are then cut out.
Die Fig.1 zeigt drei Einheiten 10A, 10B und 1OC, die so angeordnet sind, dass sie zwei Ausgangswege bilden, wobei die Zwischenräume zwischen den gegenüberstehenden Einheiten 1OA und 1OB und zwischen 1OB und 100 je eine "Überwachungszone" bilden.The Fig.1 shows three units 10A, 10B and 1OC, which are so arranged are that they form two exit paths, with the spaces between the opposing units 10A and 10B and between 1OB and 100 each form a "monitoring zone".
Die Einheit 1OA ist zum Teil aufgeschnitten, so dass zwei Elektromagnete 12A und 12B, eine Luftspule 14- und vier kleinere Spulen 16a, 16B, 16C und 16D zu sehen sind. Die Elektromagnete und die Luftspule bilden eine ein Wirkungsfeld erzeugende Einrichtung mit einem Anschlusskontakt (als Eingangskontakt bezeichnet), der mit dem nicht geerdeten (heißen) Leiter 18 einer gefilterten Wechselstromquelle verbunden ist, und mit einem "Ausgangskontakt", der über die Leiter 22, 24 und 26 mit einer Feldsequenzschaltung 20 verbunden ist, von denen nur die mit der Einheit 1OA verbundenen Leiter 22A, 24A und 26A dargestellt sind. Die Einheiten 1OA und 1OC weisen den gleichen Aufbau auf, während die Einheit 1OB sich von den anderen Einheiten dadurch unterscheidet, dass sie nicht mit den vier kleineren Spulen ausgestattet ist. Diese kleineren Spulen aus je 900 Windungen Lackdraht mit einem Durchmesser von 0,1 mm weisen einen Durchmesser von 10 cm auf und bilden eine mit 29 bezeichnete magnetische Flußüberwachungseinrichtung, Diese Spulen sind mit einem Koaxialkabel RG 58 A/U in Serie geschaltet, an gesonderten Stellen an der einen Seite der Überwachungszone angeordnet und sehr sorgfältig so orientiert, dass von dem von der felderzeugenden Einrichtung und von anderen Quellen erzeugten magnetischen Rauschen so viel wie möglich ausgefiltert wird. Bei der dargestellten Ausführungeform sind die oberen Spulen 16A und 16B senkrechtThe unit 10A is partially cut open so that two Electromagnets 12A and 12B, one air core coil 14- and four smaller ones Coils 16a, 16B, 16C and 16D can be seen. The electromagnets and the air-core coil form a device that generates an effective field with a connection contact (referred to as input contact), which is connected to the ungrounded (hot) conductor 18 of a filtered AC power source, and to an "output contact", which is connected via the conductors 22, 24 and 26 to a field sequence circuit 20, of which only those with the Unit 10A connected conductors 22A, 24A and 26A are shown. The units 10A and 10C have the same structure, while the unit 10B differs from the other units in that it is not equipped with the four smaller coils is. These smaller coils each have 900 turns of magnet wire with a diameter of 0.1 mm have a diameter of 10 cm and form a magnetic marked 29 Flow monitoring device, these coils are connected in series with a coaxial cable RG 58 A / U, at separate points placed on one side of the surveillance zone and very carefully oriented so that from the magnetic noise generated by the field generating device and other sources as much as possible is filtered out. In the illustrated embodiment, the upper coils 16A and 16B are perpendicular
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orientiert, während die unteren Spulen 16C und 16D waagerecht orientiert sind. Jede Spule ist mit einer nicht dargestellten und 12,7 Mikron dicken Aluminiumfolie umhüllt, die eine Abschirmung gegen elektrostatisches Rauschen darstellt, den Durchgang magnetischer Signale jedoch zulässt. Diese Abschirmungsfolien sind mit der Abschirmung des verbindenden Koaxialkabels verbunden. oriented, while the lower coils 16C and 16D are oriented horizontally. Each coil is provided with one not shown and 12.7 micron thick aluminum foil wrapped around a shield against electrostatic noise, but allows the passage of magnetic signals. These shielding foils are connected to the shield of the connecting coaxial cable.
Über ein Koaxialkabel 28 ist an die Magnetflußüberwachungseinrichtung der Einheit 1OA ein Signaldetektor 32A angeschlos- ·. A signal detector 32A is connected to the magnetic flux monitoring device of the unit 10A via a coaxial cable 28.
erhe
sen, und ein gleich Signaldetektor 32b steht über ein Koaxialkabel 30 mit der Magnetflußüberwachungseinrichtung der Einheit 10C in Verbindung, rfird ein mit einem sensibilisierten Responder durch das Wirkungsfeld in einer Überwachungszone hindurchgetragen, so wird der Responder bei jedem Wechsel des Wirkungsfeldes ummagnetisiert und erzeugt einen Impuls eines äußeren polaren Magnetfeldes. Die Plußüberwachungseinrichtung in dieser Zone spricht auf diese Änderung des Magnetflusses in der Zone an und erzeugt ein Signal, das dem Impuls entspricht und zur zugehörigen Detektorschaltung 32 geleitet wird. Die Detektorschaltung erzeugt aufgrund der besonderen Amplituden, und Zeitmerkmale des Markierungssignals ein Signal, das eine Alarm- und Anzeigeschaltung 34 in Betrieb setzt.sen, and an equal signal detector 32b is available via a coaxial cable 30 in communication with the magnetic flux monitor of unit 10C, a sensitized responder is used carried through the field of action in a surveillance zone, so the responder is remagnetized with each change of the effective field and generates an impulse of an outer polar one Magnetic field. The plus monitoring device in this zone responds to this change in magnetic flux in the zone and generates a signal which corresponds to the pulse and which is passed to the associated detector circuit 32. The detector circuit generates due to the special amplitudes and time characteristics of the Marking signal, a signal that sets an alarm and display circuit 34 in operation.
Die Pig»1 zeigt allgemein die räumliche Anordnung der felderzeugenden Einrichtung und der Plußüberwachungeeinrichtung, welche Einrichtungen Überwachungszonen bilden, die in einer Bücherei angeordnet sind, deren Bücher mit einem Responder nach der Erfindung ausgestattet sind. Es sind besondere Flußüberwachungseinrichtungen und felderzeugende Einrichtungen dargestellt, obwohl nach der Erfindung auch andere derartige Einrichtungen vorgesehen werden können. Die felderzeugende Einrichtung kann z.B. auch aus einer gitterartigen oder anderen Anordnung von Leitern bestehen, von denen eine Anordnung in der Pig.2 dargestellt ist, um allgemein das PeId zu zeigen, das von langen geraden Leitern erzeugt wird.The Pig »1 shows in general the spatial arrangement of the field-generating Device and the plus monitoring device, which devices form monitoring zones that are in a Library are arranged, the books are equipped with a responder according to the invention. They are special river monitoring devices and field generating devices are shown, although other such devices are also in accordance with the invention can be provided. The field-generating device can, for example, also consist of a grid-like or other arrangement of There are ladders, an arrangement of which is shown in Pig.2 is to generally show the PeId generated by long straight conductors.
Die Pig.2 zeigt als Schnitt zwei lange, gerade und parallele Leiter 512 und 514 mit den Kraftlinien, die von dem in jedemPig. 2 shows a section of two long, straight and parallel ones Conductors 512 and 514 with the lines of force leading from that in each
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J*J *
fließenden Strom in verschiedenen Zeitintervallen erzeugt werden. Die Kreislinie 513 stellt nur eine Kraftlinie einer Reihe von kreisrunden Kraftlinien dar, die von dem im Leiter 512 fließenden Strom erzeugt werden, während die Kreislinie 515 nur eine Kraftlinie einer Eeihe von konzentrischen und kreisförmigen Kraftlinien darstellt, die von dem" im Leiter 514 fließenden Strom erzeugt werden. Zwecks Vereinfachung der Darstellung werden in der Fig.2 nur die Magnetflußlinien gezeigt. Aus den gleichen Gründen werden hiernach nur die magnetischen Eigenschaften des elektromagnetischen Feldes behandelt«.flowing current can be generated at different time intervals. The circular line 513 represents only one line of force in a series of circular lines of force that flow from the in the conductor 512 Electricity can be generated while the circular line 515 is just one line of force of a series of concentric and circular lines of force which are generated by the current flowing in conductor 514. For the purpose of simplifying the illustration, FIGS 2 shows only the magnetic flux lines. For the same reasons, only the magnetic properties of the electromagnetic field treated «.
Wie aus der Figo2 zu ersehen ist, verlaufen in dem von der unterbrochenen Linie 517 eingeschlossenen Bezirk 510 die Feldlinien der beiden Leiter 512 und 514 zwar gekrümmt jedoch im wesentlichen rechtwinklig zu einander an den Kreuzungspunkten. Der Bezirk 510 stellt einen Querschnitt durch eine Überwachungszone dar und ist daher rechtwinklig dargestellt, da dies oftmals die Form des Querschnittes eines Durchganges ist, in dem die Überwachungszone eines elektromagnetischen Feldes erzeugt werden soll. Einen solchen Querschnitt weisen im allgemeinen Ein- und Ausgänge, Korridore und ähnliche Durchgänge auf.As can be seen from Figo2, run in the interrupted line 517 enclosed district 510 the field lines the two conductors 512 and 514 although curved, but essentially at right angles to one another at the crossing points. The district 510 represents a cross section through a surveillance zone and is therefore represented at right angles, since this is often the case is the shape of the cross-section of a passage in which the surveillance zone generates an electromagnetic field shall be. Entrances and exits, corridors and similar passages generally have such a cross section.
Unter der Annahme, dass die Abmessung 519 des Bezirks 510 der Breite eines Durchganges entspricht, und dass die Leiter 512 und 514 senkrecht ausgerichtet sind, so entsprechen die Abmessungen 519 und 521 der Breite bezw. der Länge der Überwachungezone. Die Erwägungen bei der Bestimmung der tatsächlichen Länge der Überwachungszone wurden bereits erläutert. Bekanntlich verändert sich die Intensität des Feldes direkt mit der Amplitude des im Leiter fließenden Stromes und umgekehrt in bezug auf die Entfernung vom Leiter. Für einen besonderen Durchgang mit einer Breite 519, bei einer Entfernung der Leiter 512 und 5H von einander, die der Abmessung 523 entspricht, und deren Abstand von der Kante des Durchganges gleich der Strecke 525 ist, und für einen eine besondere ausreichende Energie erfordernden Eesponder kann durch eine Vektoranalysis jeder der Felder an deren Kreuzungspunkten an der entferntesten Stelle in Bezirk (nahe der Abmessung 521) bestimmt werden, welche Amplitude der in den Leitern 512 und 514 fließende Strom aufweisenAssuming dimension 519 of district 510 corresponds to the width of a passage, and that the conductors 512 and 514 are oriented perpendicularly, the correspond to Dimensions 519 and 521 of the width respectively. the length of the surveillance zone. The considerations in determining the actual The length of the surveillance zone has already been explained. As is well known, the intensity of the field changes directly with the Amplitude of the current flowing in the conductor and vice versa in relation to the distance from the conductor. For a special pass with a width 519, with a distance of the conductors 512 and 5H from one another which corresponds to the dimension 523, and whose distance from the edge of the passage is equal to the distance 525, and for a particular one requiring sufficient energy Eesponder can analyze each of the fields at their crossing points at the furthest point in District (near the dimension 521) can be determined, which amplitude of the current flowing in the conductors 512 and 514 have
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ASAS
Die Fig.3 zeigt vier lange, gerade und parallele Leiter 516, 518, 520 und 522 und zwei Gruppen von Magnetfeldlinien, die von dem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden könnten. Die eine Gruppe der Flußlinien ist mit Vollinien und die andere Gruppe mit unterbrochenen Linien dargestellt. Die voll ausgezogenen Linien sind die Kraftlinien, die erzeugt würden, wenn in den Leitern 516 und 518 Ströme in entgegengesetzten Eichtungen mit der gleichen Stärke fließen würden, während in d en Leitern 520 und 522 kein Strom fließt. Die mit unterbrochenen Linien dargestellten Feldlinien werden erzeugt bei einem umgekehrten Stromflussj d.ho, die Leiter 516 und 518 sind stromlos, während in den Leitern 520 und 522 gleich starke jedoch entgegengesetzt gerichtete Ströme fließen. Bs wird darauf hingewiesen, dass bei gleichen Abmessungen in den Figuren 2 und 3 das Feld ind er Fig„3 eine größere Länge (521) aufweist; jedoch können beide Felder in der gleichen Zeitspanne erzeugt werden C in beiden Fällen brauchen nur zwei "Feldimpulse" erzeugt zu werden)» Die Analyse zum Bestimmen des Strombedarfs der beiden Leiter in der Fige3 wird allgemein in derselben Weise durchgeführt wie in bezug auf die Fig»2 beschriebene Wird ein weiterer "Satz" einer solchen Anordnung von Leitern vorgesehen, und werden diese beiden Sätze von Leitern in einen geringen Abstand aufweisenden parallelen Ebenen so angeordnet, dass die Leiter der betreffenden Sätze senkrecht zu einander verlaufen, so wird eine dreidimensionale Einrichtung geschaffen. Bei einer solchen Einrichtung besteht an im wesentlichen jeder Stelle im Bezirk 510 mindestens einmal während jeder Impulssequenz der vier Impulsfelder ein jedes' der drei auf einander nahezu senkrecht stehenden Magnetfelder» Der nEnd"-leiter des genannten weiteren Leitersatzes ist in der Fig.3 mit unterbrochenen Linien dargestellt und mit 527 bezeichnet. ·3 shows four long, straight and parallel conductors 516, 518, 520 and 522 and two groups of magnetic field lines which could be generated by the current flowing in the conductors. One group of the flow lines is shown with solid lines and the other group with broken lines. The solid lines are the lines of force that would be created if currents were to flow in opposite directions of the same magnitude in conductors 516 and 518 while conductors 520 and 522 did not flow. The field lines shown with broken lines are generated with a reversed current flow j d.ho, the conductors 516 and 518 are de-energized, while currents of the same strength but in opposite directions flow in the conductors 520 and 522. It is pointed out that, given the same dimensions in FIGS. 2 and 3, the field in FIG. 3 has a greater length (521); however, both fields can be generated in the same period of time (in both cases only two "field pulses" need to be generated) »The analysis to determine the current requirements of the two conductors in Fig. 3 is carried out generally in the same way as with reference to the Fig. If another "set" of such an arrangement of conductors is provided and these two sets of conductors are arranged in closely spaced parallel planes so that the conductors of the respective sets are perpendicular to each other, a three-dimensional device is created. In such a device is at essentially any location in the district 510 at least once during each pulse sequence of the four pulse fields, each 'of the three on each other nearly perpendicular magnetic fields "The n end" conductors of said further set of conductors is in Figure 3 with shown in broken lines and denoted by 527. ·
Die Fig« 4 zeigt eine ein zweidimensionales Feld erzeugende Einrichtung, die mit 501 bezeichnet ist und zwei Ho"_Spulen 524 und 526 aufweist«. Für die Zwecke einer Analyse können die senkrechten Abschnitte der Spulen als lange, gerade und parallele Leiter angesehen werden. Die Spulen 524 und 526 sind imFigures "Figure 4 shows a two-dimensional field generating means, which is designated with 501 and two H o" _Spulen 524 and 526 having ". For purposes of analysis, the vertical portions of the coil are considered to be long, straight and parallel conductor. The coils 524 and 526 are in
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ίοίο
wesentlichen in derselben Ebene gelegen überlappen eich jedoch derart, dass der Abstand der benachbarten und zu verschiedenen Spulen gehörenden Abschnitte 528 und 530 von einander viel kleiner ist als der Abstand der senkrechten Abschnitte derselben Spule von einander. Auf diese Weise gleichen die Feldlinien zwischen den innen gelegenen senkrechten Abschnitten ungefähr den in der Fig.2 dargestellten Feldlinien. Bei 503 ist eine von solchen einen ungleichen Abstand aufweisenden Spulen gebildete Zone dargestellt, die die Länge 521, die Breite 519 und die Höhe 534 aufweist. iVären die Spulen gleich weit von einander entfernt, d.h„ wenn der Abstand zwischen den innen gelegenen Abschnitten gleich dem halben Abstand der senkrechten Abschnitte derselben Spule wäre, so würden Felder mit den in der Fig.3 dargestellten Feldlinien erzeugt werden«, Es hat sich gezeigt, dass mit solchen, einen ungleichen Abstand aufweisenden Spulen mit einer länge von 105 cm der senkrechten Abschnitte und mit 120 cm langen waagerechten Abschnitten, welche Spulen aus 10 Windungen einer Drahtlitze Nr»10 A.Woß» (wie Beiden Nr. 30610) bestanden, ein im wesentlichen zweidimensionales Feld in einer Überwachungszone erzeugt werden kann, die eine Höhe von ungefähr 90 cm, eine Breite von 90 cm und eine länge von 150 cm aufwies, wenn durch die Spulen ein pulsierender unterdämpfter sinusförmiger Strom mit einer Anfangsspitzenamplitude von 180 Amp. geleitet wurde.however, they overlap substantially in the same plane in such a way that the distance between the adjacent sections 528 and 530 belonging to different coils is much smaller than the distance between the vertical sections of the same coil. In this way, the field lines between the vertical sections located on the inside are approximately the same as the field lines shown in FIG. At 503 , a zone formed by such unevenly spaced coils is shown, which has the length 521, the width 519 and the height 534. If the coils were equidistant from one another, ie "if the distance between the inner sections were equal to half the distance between the vertical sections of the same coil, fields would be generated with the field lines shown in FIG. 3". It has been shown that with such unevenly spaced coils with a length of 105 cm of the vertical sections and with 120 cm long horizontal sections, which coils consisted of 10 turns of a wire strand No. "10 A.Woss" (like both No. 30610), An essentially two-dimensional field can be generated in a monitoring zone which has a height of about 90 cm, a width of 90 cm and a length of 150 cm when a pulsating undamped sinusoidal current with an initial peak amplitude of 180 amps is passed through the coils became.
In der Fig»5 ist eine ein dreidimensionales Feld erzeugende Einrichtung dargestellt. Die bei 505 dargestellte Einrichtung weist ein gitterartigen Aufbau 539 auf, der aus drei Spulen besteht. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Spulen in parallelen und einen kleinen Abstand aufweisenden Ebenen gelegen. Die Spulen sind bei 507. 509 und 511 einzeln dargestellt. Das Gitter weist drei senkrechte Bestandteile 540, 542 und 544 sowie fünf waagerechte Bestandteile 546, 548, 550, 552 und 554 auf. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung dieser Bestandteile zu ersehen sein wird, besteht jeder dieser Bestandteile aus mindestens einem Abschnitt einer Spule, und die größte Teil dieser Bestandteile umfasst Abschnitte mehrerer Spulen. Es wird darauf hingewiesen, dass diejenigen Felder nicht benötigt werden, dieA device generating a three-dimensional field is shown in FIG. The device shown at 505 has a grid-like structure 539 which consists of three coils. In the preferred embodiment, the coils are located in parallel and closely spaced planes. The coils are at 507 . 509 and 511 shown individually. The grid has three vertical components 540, 542 and 544 and five horizontal components 546, 548, 550, 552 and 554. As will be seen from the following description of these components, each of these components consists of at least one section of a coil, and most of these components comprise sections of a plurality of coils. It should be noted that those fields are not required that
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von den die Bestandteile 540 und 544 bildenden Spulenabschnitten erzeugt werden. Diese Felder werden jedoch erzeugt und verkürzen die "Länge" der Zone, wenn die Bestandteile 540 und 544 genühend nahe am Bestandteil 542 gelegen sind. In denjenigen Fällen, in denen ein Bestandteil aus einem Abschnitt von mehr als einer Spule besteht, wird nur das Feld eines Abschnittes benötigt. Nachstehend werden daher von den einzelnen Spulen nur die benötigten Felder behandelt. In der Fig.5 ist bei 507 eine aufrechte und allgemein rechteckige "8"-Spule 555 dargestellt. Me Spule besteht aus einem Leiter, der in Form einer "8" gewunden ist und zwei allgemein rechteckige und in Serie geschaltete Teile nahezu gleicher Größe bildet, die allgemein mit 558 und 560 bezeichnet sind, und uie im wesentlichen parallele obareund untere Längen aufweisen. Der Teil 558 weist eine obere Länge 572 und eine untere Länge 574 auf, während der Teil 560 eine obere Länge 576 und eine untere Länge 578 aufweist. Die untere Länge 574 der Schleife 558 und die obere Länge 576 der Schleife 560 bilden zusammen den Mittelabschnitt der "8"—Spule 555· Doe oberen und unteren Längen der Teile 558 und 560 und zwar die obere Länge 512 "und die untere Länge 578 bilden die Endabschnitte der 118"-Spule 555· Über die Anschlusskontakte 580 und 582 können der Spule Energieimpulse zugeführt werden. Die in den beiden Schleifen dargestellten Pfeile, von denen ein Pfeil mit 584 bezeichnet ist, zeigen die Richtung des Stromflusses durch die verschiedenen Abschnitte der Schleife bei Gleichstrom an. Aus der Unterfigur 507 ist zu ersehen, dass die Länge 572 dem waagerechten Bestandteil 54b entspricht, dass die Länge 572 dem waagerechten Bestandteil 546 entspricht, dass die Längen 574 und 576 dem waagerechten Bestandteil 550 entsprechen, und dass die Länge 578 dem waagerechten Bestandteil 554 entspricht. Die Unterfigur 509 zeigt eine Mo"-Spule 557» deren waagerechten Abschnitte mit 586 und 588 bezeichnet sind, und die den waagerechten Beetandteilen 548 und 552 des Gitters 539 entsprechen (Unterfig. 505) ...In der Unterfigur 511 ist eine zur Seite gedrehte "8*- Spule dargestellt. Die mit 594 und 596 bezeichneten Längen der Spule entsprechen dem senkrechten Bestandteil 542 des Gittersfrom the coil sections forming the constituent parts 540 and 544. However, these fields are created and shorten the "length" of the zone when components 540 and 544 are located sufficiently close to component 542. In those cases where a component consists of a section of more than one coil, only the field of one section is required. Therefore, only the required fields of the individual coils are dealt with below. In Figure 5, an upright and generally rectangular "8" coil 555 is shown at 507. The coil consists of a conductor wound in the shape of an "8" forming two generally rectangular and serially connected portions of nearly equal size, indicated generally at 558 and 560, and having substantially parallel obar and lower lengths. Part 558 has an upper length 572 and a lower length 574, while part 560 has an upper length 576 and a lower length 578. The lower length 574 of the loop 558 and the top length 576 of the loop 560 together constitute 555 · Doe upper and lower lengths of the parts 558 and 560 and that the upper length 512 "and the lower length 578 of the central portion of the" 8 "coil form the end sections of the 11 8 "coil 555 · Energy pulses can be fed to the coil via the connection contacts 580 and 582. The arrows shown in the two loops, one of which is labeled 584, indicate the direction of current flow through the various sections of the loop for direct current. From the sub-figure 507 it can be seen that the length 572 corresponds to the horizontal component 54b, that the length 572 corresponds to the horizontal component 546, that the lengths 574 and 576 correspond to the horizontal component 550, and that the length 578 corresponds to the horizontal component 554 . The sub-figure 509 shows a M o "coil 557" whose horizontal sections are denoted by 586 and 588, and which correspond to the horizontal bed parts 548 and 552 of the grid 539 (sub-figure 505) ... In the sub-figure 511 one is to the side rotated "8 * - coil shown. The lengths of the coil labeled 594 and 596 correspond to the vertical component 542 of the grid
539 (505.), während die Längen 590 und 592 den Bestandteilen539 (505.), while lengths 590 and 592 denote components
540 bezw. 544 entsprechen.540 resp. 544.
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203-356203-356
Die Pig.6 zeigt Vektordarstellungen der magnetischen Kraftlinien für die Felder, die von der ein dreidimensionales Feld erzeugenden Einrichtung (Spulen 555, 557 und 559 nach der Fig.5) erzeugt werden. In der Unterfigur 502 sind Feldvektoren in einer Ebene dargestellt, die sowohl parallel zu den "senkrechten" Längen (zeB0 594 und 596) der Spule als auch senkrecht zur Ebene der Spulen verläuft, und eine Seitenansicht der Längen der Spulen 555 und 557. Die Spule 559 ist nicht dargestellt» Mit gestrichekten Linien ist ein Bezirk 539 eines Querschnittes dargestellt, An drei willkürlich gewählten Punkten 610, 612 und 614 sind Feldvektoren dargestellt. Die als "aM-Vektoren bezeichneten Vektoren entsprechen dem Feld, das von den Längen 572, 574, 576 und 578 der Spule 555 erzeugt wird, während die als "b"-Vektoren bezeichneten Vektoren dem Feld entsprechen, das von den Leitern 586 und 588 der Spule 557 erzeugt wird. Die Feldvektoren des von der dritten Spule 559 erzeugten Feldes sind bei 504 an den Punkten 610, 612 und 614 dargestellt, wobei das Feld in einer Ebene betrachtet wird, die parallel zu den waagerechten Längen der Spulen und senkrecht zur Ebene der Spulen gelegen ist. Die Spulen 555 und 557 sind nicht dargestellt. Der Bezirk 510 ist nochmals mit unterbrochenen Linien dargestellt, und die Vektoren des Feldes der Spule 559 sind als"c"-Vektoren bezeichnet. Die Unterfigur 504 zeigt die in der Mitte gelegenen Längen 594 und 596 und die Endlängen 590 und 592 der Spule 559. Die Abmessung 521 des Bezirks 510 verläuft nur über einen Teil der Strecke von den beiden Mittelabschnitten 594 und 596 aus zum Endleiter 590 und 592. Dies ist eine Folge des Umstandes, dass in den Endleitern 590 und 592 der Strom in der entgegengesetzten Eichtung fließt als in den Leitern 594 und 596. In den Leitern 594 und 596 fließt der Strom in derselben Richtung, so dass die beiden Leiter als ein einzelner Leiter behandelt werden können. Bei einer solchen "8M-Spule kann der Abstand zwischen den Leitern 594 und 596 des Mittelabschnittes und den Endleitern 590 und 592 verändert werden durch Verändern der Abmessung 521. Die in der Fig,6 bei 502 dargestellten leldvektordiagramme zeigen, dass die Spulen 555 und 557 ein zweidimensionalee Feld an den Punkten 610, 612 und 614 erzeugen, während die bei 504 dargestellten Feldvektoren zeigen, dassPig. 6 shows vector representations of the magnetic lines of force for the fields which are generated by the device generating a three-dimensional field (coils 555, 557 and 559 according to FIG. 5). In subfigure 502 field vectors are illustrated in a plane of the coil also extends both parallel to the "vertical" lengths (for e B 0 594 and 596) and perpendicular to the plane of the coil, and a side view of the lengths of the coils 555 and 557 The coil 559 is not shown. A region 539 of a cross section is shown with dashed lines. Field vectors are shown at three arbitrarily selected points 610, 612 and 614. The vectors labeled "a M " correspond to the field produced by lengths 572, 574, 576 and 578 of coil 555, while the vectors labeled "b" vectors correspond to the field produced by conductors 586 and 588 of the coil 557. The field vectors of the field generated by the third coil 559 are shown at 504 at points 610, 612 and 614, the field being viewed in a plane parallel to the horizontal lengths of the coils and perpendicular to the The coils 555 and 557 are not shown, the region 510 is shown again with broken lines and the vectors of the field of the coil 559 are designated as "c" vectors. The sub-figure 504 shows the one in the middle located lengths 594 and 596 and the end lengths 590 and 592 of coil 559. Dimension 521 of district 510 is only part of the way from two middle sections 594 and 596 to end conductors 590 and 592. This is t is a consequence of the fact that in the end conductors 590 and 592 the current flows in the opposite direction than in the conductors 594 and 596. In the conductors 594 and 596 the current flows in the same direction, so that the two conductors as a single conductor can be treated. In such an "8 M coil, the distance between the conductors 594 and 596 of the central section and the end conductors 590 and 592 can be changed by changing the dimension 521. The field vector diagrams shown in FIG. 6 at 502 show that the coils 555 and 557 generate a two-dimensional field at points 610, 612 and 614, while the field vectors shown at 504 show that
009886/ 1 543009886/1 543
ORtGINAL INSPECTEDORtGINAL INSPECTED
das Feld der Spule 559 dem Feld eine "dritte Dimension hinzugefügt hat.the field of coil 559 adds a "third dimension" to the field Has.
Bei einer zum Entdecken von Respondern nach der Erfindung benutzten Ausführungsform der Einrichtung nach der Fig.5» wobei die Überwachungszone aus einem zu einem Durchgang führenden Bezirk bestand, wurde eine Überwachungszone mit einer Höhe von mindestens 150 cm, mit einer Breite von 60 cm und mit einer länge von 75 cm geschaffen (Abmessungen 534» 519 und 521). Das von den Spulen 555, 557 und 559 gebildete Gitter hatte die-^ol-^ genden Abmessungen: die senkrechten Komponenten 540, 542 und waren 180 cm lang, während die waagerechten Komponenten 546, \ 548, 550 und 554 eine Länge von 150 cm aufwiesen. Die Mo"-Spule M wurde um den Schnittpunkt der Mittelabschnitte der '^''-Spulen herum eingemittet, und deren längen 586 und 588 wiesen einen Abstand von 53 cm von den Längen 574 und 576 der Spule 555 auf. Sämtliche Spulen 555, 557 und 559 wurden aus einer mit Vinyl isolierten Drahtlitze Kr· 10 (Beiden Nr» 30610) hergestellt. Die Spule 555 bestand aus 6 Windungen, die Spule 557 aus 10 Windungen und die Spule 559 aus 7 Windungen,,In an embodiment of the device according to FIG. 5 used to discover responders according to the invention, where the surveillance zone consisted of an area leading to a passage, a surveillance zone with a height of at least 150 cm, with a width of 60 cm and with a length of 75 cm (dimensions 534 »519 and 521). The grid formed by coils 555, 557 and 559 had the following dimensions: the vertical components 540, 542 and were 180 cm long, while the horizontal components 546, \ 548, 550 and 554 had a length of 150 cm exhibited. The M o "coil M was centered around the intersection of the central sections of the '^''coils, and their lengths 586 and 588 were spaced 53 cm from the lengths 574 and 576 of coil 555. All of the coils 555, 557 and 559 were made from a vinyl insulated wire strand Kr · 10 (both No. 30610). The coil 555 consisted of 6 turns, the coil 557 of 10 turns and the coil 559 of 7 turns.
Es wird darauf hingewiesen, dass der in der Fig,5 dargestellte ebene Aufbau ohne große Kosten herzustellen ist und so verkleidet werden kann, dass er ein gefälliges Aussehen hat. Ein solcher Aufbau kann ohne Schwierigkeiten an einer Seite eines zu einer Tür führenden Durchganges angeordnet werden«. Der be- M schriebene Aufbau weist noch den weiteren Vorzug auf, dass die Spulen mühelos so "abgeglichen" werden können, dass zwischen einer erregten Spule und den anderen beiden nicht erregten Spulen gar keine oder nur eine geringe Induktanz auftritt. Es ist daher tatsächlich die von einer Spule erzeugte Energie für die Erzeugung eines Feldes verfügbar, das in einer Überwachungszone wirksam ist.It should be noted that the planar structure shown in FIG. 5 can be manufactured without great expense and can be clad in such a way that it has a pleasing appearance. Such a structure can be placed on one side of a passage leading to a door without difficulty ”. The loading M specified structure has still the further advantage that the coils can thus be "calibrated" easily, that between an energized coil and the other two non-excited coil inductance occurs only a small or none. The energy generated by a coil is therefore actually available to generate a field which is effective in a surveillance zone.
Die Fige7 zeigt eine Vorderansicht einer felderzeugen und den Fluß überwachenden Einrichtung nach der Fig«1. Die Elektromagnete 12 der felderzeugenden Einrichtung bestanden aus Eisenstangen mit einem Querschnitt von 5»1 cm , die von Spulen umgeben waren. Die Stangen waren aus Blechen mit einer Dicke von .<·; 0,457 mm aus Transformatorsfcahl 2ype M-19 susanmiehgeBetat undFig. 7 shows a front view of a field generator and the flow monitoring device according to FIG. 1. The electromagnets 12 of the field generating device consisted of iron bars with a cross section of 5 »1 cm, which were surrounded by coils. The bars were made of sheet metal with a thickness of. <·; 0.457 mm made of transformer sheet 2 type M-19 susanmiehgeBetat and
.·■ '-. ..' =0098.86/ 1 543. · ■ '-. .. '= 0098.86 / 1 543
ORfGiNAL INSPECTEDORfGiNAL INSPECTED
^ ι Kv - >5 -^ ι Kv -> 5 -
wiesen eine Länge von 142 cm und eine Breite von 5,ΐ cm auf. Jede Spule bestand aus zwei Wickungen mit je 125 Windungen eines Lackdrahtes mit einem Durchmesser: von 0,2 cm, die auf der Stange gleichmäßig verteilt waren, sowie aus zwei weiteren Wicklungen mit je 60 Windungen eines Lackdrahtes mit einem Durchmesser von 0,259 cm an jedem Ende der Stangen. Die beiden zusätzlichen wicklungen mit je 60 Windungen wurden mit den am Ende gelegenen 60 Windungen der aus 125 Windungen bestehenden Wicklungen bifilar gewickelt. In der fig.8 ist diese Wicklungsart schematisch dargestellt·had a length of 142 cm and a width of 5.0 cm. Each coil consisted of two turns of 125 turns of enamelled wire with a diameter of 0.2 cm, those on the rod Were evenly distributed, as well as from two further windings, each with 60 turns of a magnet wire with a diameter of 0.259 cm at each end of the poles. The two additional windings with 60 turns each were combined with the ones at the end 60 turns of the windings consisting of 125 turns are bifilar wound. This type of winding is shown schematically in fig shown
Wie aus der Figo8 zu ersehen ist, sind die 60 Windungen der Wicklungen 36A und 36B mit einander und mit der Parallelschaltung der 125 Windungen umfassenden Wicklungen 38A und 38B in Serie geschaltet. Diese Kombination der Wicklungen wird hiernach als "Spulenwicklung" bezeichnet, die mit einem Eingangskontakt 35 und einem Ausgangskontakt 37 versehen ist. Es wurde ermittelt, dass die Pole der Magnete von den Enden der Stangen einen Abstand von 7»5 cm aufwiesen. Zwei solcher Einrichtungen, die mit einem Abstand von ungefähr 1 Meter von einander angeordnet werden und die genannten Abmessungen aufweisen, eignen sich für die Errichtung einer Überwachungszone mit den Abmessungen von ungefähr 100 cm χ 200 cm χ 200 cm.As can be seen from Figo8, the 60 turns are the Windings 36A and 36B with each other and with the parallel connection of the 125-turn windings 38A and 38B in Switched in series. This combination of windings is hereinafter referred to as “coil winding”, which is provided with an input contact 35 and an output contact 37. It was found that the poles of the magnets were 7 »5 cm from the ends of the rods. Two such establishments, which are arranged at a distance of about 1 meter from each other and have the dimensions mentioned are suitable for the establishment of a surveillance zone with the dimensions of approximately 100 cm 200 cm χ 200 cm.
Die Luftspule 14 besteht aus einer einfachen geschlossenen Schleife mit mehreren Windungen, Bei der in der Pig.7 dargestellten Ausführungsform ist die Schleife 14 kreisrund ausgestaltet, wobei deren Durchmesser gleich dem Abstand der Pole · der Elektromagnete 12 von einander ist, während die Schleife von 80 Windungen eines Lackdrahtes mit einem Durchmesser von 2,05 mm gebildet wird. Hätten die Elektromagnete nicht die gleiche Länge, so würde die Schleife zwar gekrümmt, jedoch so ausgestaltet, dass der Umfang der Schleife nahe an den Polen beider Magnete verläuft. Die Gründe für eine solche Maßnahme ergeben sich aus den nachstehend erläuterten Beziehungen zwischen den Magnetfeldern der Elektromagnete und der Luftspule. The air core coil 14 consists of a simple closed loop with several turns. In the embodiment shown in Pig. 7, the loop 14 is circular, the diameter of which is equal to the distance between the poles of the electromagnets 12, while the loop of 80 turns of enamelled wire with a diameter of 2.05 mm is formed. If the electromagnets weren't the same length, the loop would be curved, but designed so that the circumference of the loop is close to the poles of both magnets runs. The reasons for such a measure result from the relationships between the magnetic fields of the electromagnets and the air core coil, explained below.
Die i'iguren 9 und 10 zeigen die charakteristischen Magnetfelder eines Elektromagneten und einer Luftspule gleich der in Un- PL;-·.·,Y dargestellten Spule im freien Raum, wobei die 'The i'igures 9 and 10 show the characteristic magnetic fields of an electromagnet and an air coil like the coil shown in Un- PL; - ·. ·, Y in free space, where the '
009886/1548009886/1548
Kraftlinien in der Ebene der Zeichnung verlaufen· Nach der Darstellung enthält das Feld des senkrecht orientierten Elektromagneten senkrechte Komponenten (parallel zur Y-Achse) und nahe an den Polen wichtige waagerechte Komponenten (parallel zur X-Achse). Ebenso enthält das kagnetfeld der Luftspule Komponenten, die parallel zur X-Achse und parallel zur Y-Achse verlaufen.Lines of force run in the plane of the drawing · According to the representation contains the field of the vertically oriented electromagnet vertical components (parallel to the Y-axis) and close to the poles important horizontal components (parallel to the X axis). The magnetic field of the air core coil also contains components which run parallel to the X-axis and parallel to the Y-axis.
Wird die Luftspule an den Polen des Elektromagneten vorbeigeführt, so" ergänzen sich die beiden Formen der felderzeugenden Mittel gegenseitig. Dies ist am besten aus der Fig.11 zu ersehen, in der die Überlagerung von zwei Magnetfeldern im freien Raum dargestellt ist, die von den Einrichtungen 12A und 12B sowie H in einer Zoneneinheit erzeugt werden. Der Übersichtlichkeit halber sind die das von der Einrichtung 12A erzeugte Feld darstellenden Linien gleichmäßig gestrichelt gezeichnet, während die das von der Einrichtung 12B erzeugte Feld darstellenden Linien durcn mit einander abwechselnde kurze und lange Striche gezeichnet sind. Die das von der Einrichtung 14 erzeugte Feld darstellenden Linien sind voll ausgezogen, «fie aus der Darstellung bei 2_ zu ersehen ist, schneidet sich dxe eine Gruppe von Kraftlinien am Punkt m und die andere Gruppe von Kraftlinien am Punkt n. Bei £ ist die Winkelbeziehung der Magnetfeldstärken am Punkt m und bei 6 am Punkt η dargestellt (Vektoren). Bei 4. stellen die Komponenten r, s und t die Stärke der Magnetfelder am Punkt m dar, die von den Einrichtungen 12B, H und 12A erzeugt werden, während bei ,6 die Komponenten r1, s1 und t1 die Stärke der entsprechenden Magnetfelder am Punkt η durch Vektoren darstellen. Wie zu ersehen ist, verlaufen die Komponenten jeder Gruppe fast senkrecht zu einander, obwohl die Eichtungen der Komponenten r, s und t anders verlaufen als die Sichtungen der Komponenten r1, s1 und t1. Aus der Fig.11 ist zu ersehen, dass die Vektorkomponenten der Schnittpunkte anderer Gruppen von Kraftlinien gleichfalls fast senkrecht zu einander verlaufen. Durch eine entsprechende Wahl der einzelnen Magnetfeldstärken könnte mit den Einrichtungen 12A, 12B und H ein fast vorbildliches Feld erzeugt werden.If the air-core coil is moved past the poles of the electromagnet, the two forms of the field-generating means complement each other. This can best be seen in FIG Devices 12A and 12B and H are generated in a zone unit For the sake of clarity, the lines representing the field generated by device 12A are drawn uniformly dashed, while the lines representing the field generated by device 12B are drawn by alternating short and long lines The lines representing the field generated by the device 14 are fully drawn, as can be seen from the illustration at 2_, where one group of lines of force intersects at point m and the other group of lines of force at point n the angular relationship of the magnetic field strengths at point m and at 6 at point η (vectors) len the components r, s and t represent the strength of the magnetic fields at point m generated by devices 12B, H and 12A, while at, 6 the components r 1 , s 1 and t 1 represent the strength of the corresponding magnetic fields at the point Represent η by vectors. As can be seen, the components of each group are almost perpendicular to one another, although the directions of the components r, s and t are different from the views of the components r 1 , s 1 and t 1 . From FIG. 11 it can be seen that the vector components of the points of intersection of other groups of lines of force likewise run almost perpendicular to one another. By appropriately selecting the individual magnetic field strengths, the devices 12A, 12B and H could produce an almost exemplary field.
Werden Felder von nicht weniger als das 1,4-fache (Wurzel aus 2) des Schaltfeldes des offenen Streifens erzeugt, so sindIf fields not less than 1.4 times (root generated from 2) of the panel of the open strip, so are
■'009886/ -!548 .-'■■'■■ ORIGINAL INSPECTED - ■ '009886 / -! 548 .-' ■■ '■■ ORIGINAL INSPECTED -
203Γ>356 - 35 - 203Γ> 356 - 35 -
solche Felder selbst an den Enden der Überwachungszone an den Enden der polaren Magnete, an denen die betreffenden Richtungen der Felder sich rasch ändern, nahezu vorbildlich oder "dreidimensional". Natürlich ist ein absolut gleichförmiges dreidimensio-· nales Feld nicht erforderlich, da es tatsächlich unmöglich ist, einen Responder durch eine ganze Zone hindurchzuführen, ohne dass das Markierungselement mindestens einmal auf eine Komponente des Y/irkungsfeldes ausgerichtet wird, die größer ist als das Schaltfeld des Markierungselementes.such fields even at the ends of the surveillance zone at the ends of the polar magnets at which the directions concerned the fields change rapidly, almost exemplary or "three-dimensional". Of course, an absolutely uniform three-dimensional nal field is not required as it is actually impossible to run a responder through an entire zone without that the marking element is aligned at least once to a component of the field of action that is larger than that Control panel of the marking element.
Die in den Figuren 9, 10 und 11 dargestellten Felder werden erzeugt, sofern nicht ein äußerer magnetischer Einfluss besteht. Bei der in der Fig.1 dargestellten Einrichtung mit drei Zoneneinheiten wirkt die mittlere Zoneneinheit mit den beiden äußeren Zoneneinheiten zusammen unter Bildung von zwei Überwachungszonen, so dass der Reihe nach alle neun felderzeugenden Mittel in Betrieb gesetzt werden müssten, damit die dargestellten Felder erzeugt werden«. Wegen der verhältnismäßig langen Wegstrecke ist aus den bereits dargelegten Gründen die Erzeugung der neun Felder der Reihe nach nicht erforderlich. Dies kann tatsächlich unerwünscht sein, da die Spitzenamplitude der durch die Y/icklungen der Elektromagnete und durch die Luftspule fließende Ströme und damit die Kosten der Schaltung dadurch herabgesetzt werden können, dass in jeder Zoneneinheit gleichseitig ein Feld erzeugt wirdοThe fields shown in Figures 9, 10 and 11 are generated unless there is an external magnetic influence. In the device shown in Figure 1 with three zone units the middle zone unit works together with the two outer zone units to form two monitoring zones, so that one after the other all nine field-generating means would have to be put into operation so that the fields shown are generated «. Because of the relatively long distance For the reasons already explained, it is not necessary to generate the nine fields in sequence. This actually can be undesirable because the peak amplitude of the currents flowing through the windings of the electromagnets and through the air core coil and thus the cost of the circuit can be reduced by having a field on the same side in each zone unit is generated ο
Die Fig„12 zeigt einen Schaltplan für eine Einrichtung mit einem Energieversorgungsteil 670, mit drei Energieübertragungsabschnitten 672A, 672B und 6720 sowie mit einem Sequenzsteuersignalgenerator 683. Die Schaltung uet nicht nur auf genau drei Übertragungsabschnitte 672 beschränkt, sondern diese Anzahl wurde nur zur Vereinfachung der Beschreibung einer Schaltung für eine felderzeugende Einrichtung mit drei Spulen nach der Figo 5 oder gewählt. Von den Übertragungsabschnitten 672 ist· nut ein Abschnitt ausführlich dargestellt, da alle diese Abe.chnitte den gleichen Aufbau aufweisen» Sinfl die elektrischen Merkmale der Spulen von einander verschieden^ ά©&ο9 sie weisen raatersehied-12 shows a circuit diagram for a device with a power supply part 670, with three power transmission sections 672A, 672B and 6720 and with a sequence control signal generator 683. The circuit is not limited to exactly three transmission sections 672, but this number has only been used to simplify the description a circuit for a field-generating device with three coils according to FIG. 5 or selected. From the transmission sections 672 · nut is shown in detail a section, since all these Abe.chnitte have the same structure "Sinfl the electrical characteristics of the coils differ from each other ά © ^ & ο 9, they have raatersehied-
äie liehe induktive Eigenschaften auf, imd soll seder Spule sugeführte Energie die gleiche Bauer wia frequenz aufweisen, soAEIE Liehe inductive properties, IMD to Seder coil sugeführte energy have the same Bauer wia frequency so
00 9 886/IbA800 9 886 / IbA8
können natürlich für einige Schaltungselemente andere Werte gewählt werden» Der Energieversorgungsabschnitt 670 weist geeigneterweise eine Wechselspannungsquelle 674 auf, die aus dem herkömmlichen Netzanschluss 617 bestehen kann, sowie einen herkömmlichen Spannungsverdoppler-Gleichrichter 676. Dieser erzeugt eine Gleichspannung mit einem Potential von ungefähr Hull und minus 200 Volt, welche Spannung über die leiter 678 und 680 den Energieübertragungsabschnitten 672A, 672B und 6720 zugeführt wird»other values can of course be selected for some circuit elements The power supply section 670 suitably comprises an AC voltage source 674 which is derived from the conventional Mains connection 617 can exist, as well as a conventional voltage doubler rectifier 676. This generates a DC voltage with a potential of approximately Hull and minus 200 volts, the voltage across conductors 678 and 680 of the power transmission sections 672A, 672B and 6720 is fed »
Die Erfindung sieht eine elektrische Schaltung vor, die in einem Leiter (z.B. in der Wicklung des Elektromagneten nach den Figuren 7 und 8, in der Luftspule nach der Fig.7 und in den Leitern der felderzeugenden Mittel nach den Figuren 2, 3, 4 und 5) einen Wechselstrom erzeugt, dessen erste Halbperiode ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das seinerseits ein ermittlungsfähiges charakteristisches Signal erzeugt. Die elektrische Schaltung erzeugt daher in einer Überwachungszone ein gedämpftes sinusförmiges elektromagnetisches Feld» Die Schaltung weist einen Parallelresonanzkreis auf, dessen induktive Komponente aus einem Leiter besteht, der das elektromagnetische Feld erzeugt. Es sind Mittel vorgesehen, mit denen eine Quelle elektrischer Energie intermittierend mit dem Resonanzkreis verbunden wird, so dass eine vorherbestimmte Menge elektrischer Energie dem Resonanzkreis zugeführt wird, wird die Energiequelle vom Resonazkreis abgeschaltet, so verbrauchen freie Schwingungen die dem Resonanzkreis zugeführte Energie in Form eines im Leiter fließenden gedämpften sinusförmigen Stromes, so dass in der Folge ein gedämpftes sinusförmiges elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Die übertragene Energie kann entweder in der kapazitiven oder in der induktiven Komponente des Resonanzkreises gespeichert werden. Soll die Energie im induktiven Element gespeichert werden, so führt die zum Erzeugen genügend starker Ströme erforderliche Zeit dadzu, dass wesentlich längere Impulse erzeugt werden ale bei einer Speicherung der Energie im kapazitiven Element.The invention provides an electrical circuit that is shown in a conductor (e.g. in the winding of the electromagnet according to Figures 7 and 8, in the air core coil according to Figure 7 and in the Conductors of the field-generating means according to Figures 2, 3, 4 and 5) generates an alternating current, the first half-cycle of which Generates an electromagnetic field, which in turn generates a characteristic signal that can be determined. The electric The circuit therefore generates a damped sinusoidal electromagnetic field in a monitoring zone »The circuit has a parallel resonance circuit, the inductive component of which consists of a conductor that generates the electromagnetic field. Means are provided by which a source of electrical Energy is intermittently connected to the resonance circuit, so that a predetermined amount of electrical energy is generated The resonance circuit is supplied, the energy source is from the resonance circuit switched off, free vibrations consume the energy supplied to the resonance circuit in the form of an energy in the conductor flowing damped sinusoidal current, so that in the As a result, a damped sinusoidal electromagnetic field is generated. The transmitted energy can either be in the capacitive or stored in the inductive component of the resonance circuit. Should the energy be stored in the inductive element the time required to generate sufficiently strong currents results in considerably longer pulses are all generated when the energy is stored in the capacitive Element.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Menge der zum Resonanzkreis weitergeleiteten elektrischen Energie ungefähr auf einen Wert begrenzt, bei dem die GeschwindigkeitIn a preferred embodiment of the invention, the Amount of electrical energy transferred to the resonance circuit limited approximately to a value at which the speed
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der Abführung der Energie aus dem Resonanzkreis die Geschwindigkeit Übersteigt, mit der die Energie vom Resonanzkreis gespeichert wird. Dies kann mit Hilfe eines silikonge3teuerten Gleichrichters erreicht werden, mit dem der Resonanzkreis intermittierend mit der Energiequelle.verbunden wird. Wird mit dem Gleichrichter und dem Resonanzkreis ein entsprechend gewählter Induktor in Serie geschaltet, so werden keine weiteren Mittel zum Sperren des Gleichrichters und zum Abschalten des Resonanzkreises von der Energiequelle benötigt. Sie Induktanz des Induktors soll mindestens das 4,7-fache der Induktanz des Leiters betragen, der zum Erzeugen des elektromagnetischen Feldes benutzt wird. Diese Induktanz soll vorzugsweise das 4,7-fache bis 25-fache und im Idealfalle ungefähr das 6-fache der Induktanz des Leiters betragen. Beträgt die Differenz weniger als das 4,7-fache, so kann der silikongesteuerte Gleichrichter nicht gesperrt werden.the dissipation of energy from the resonance circuit is the speed Exceeds, with which the energy from the resonance circuit is stored. This can be done with the help of a silicone-controlled rectifier can be achieved, with which the resonance circuit is intermittently connected to the energy source. Used with the rectifier and a correspondingly selected inductor connected in series with the resonance circuit, no further means are required for Blocking the rectifier and disconnecting the resonant circuit from the energy source is required. You inductance of the inductor should be at least 4.7 times the inductance of the conductor used to generate the electromagnetic field. This inductance should preferably be 4.7 to 25 times and ideally approximately 6 times the inductance of the conductor be. If the difference is less than 4.7 times, the silicone-controlled rectifier cannot be blocked.
Bei einer anderen Ausführungsform d er Erfindung bildet der Induktor die Primärwicklung und der induktive Teil des Resonanzkreises die Sekundärwicklung eines Transformators® Um mit Sicherheit eine wirksame Terkopplung der beiden Wicklungen mit einander zu erreichen, kann der Transformator aus einem Spartransformator (Autotransformator) bestehen« Bei einer weiteren anderen Ausführungsform ist anstelle eines Induktors zwischen das Yerbindungsmittel und den Resonanzkreis ein Widerstand geschaltet·In another embodiment of the invention, the Inductor is the primary winding and the inductive part of the resonance circuit is the secondary winding of a transformer® Um with certainty an effective coupling of the two windings with one another To achieve, the transformer can consist of an autotransformer (autotransformer) «In a further different embodiment is instead of an inductor between the bonding agent and a resistor connected to the resonance circuit
Wie an sich bekannt, kann die Menge der einem Resonanzkreis zugeführten Energie dadurch bestimmt werden, dass entweder die Ladung am kapazitiven Element oder der im induktiven Element des Resonanzkreises fließende Strom reguliert wird·As is known per se, the amount of a resonant circuit can be supplied energy can be determined by either the Charge on the capacitive element or the current flowing in the inductive element of the resonance circuit is regulated
Unter Hinweis auf die Pig»12 wird nachstehend eine Aueführung einer elektrischen Schaltung beschrieben» mit der eine weitere Schaltung zusammenwirkt, so dass mehrere der erstgenannten Schaltungen benutzt werden können,, um der leihe nach mehrere felderzeugende Mittel, mit elektrischer Energie zu versorgen»With reference to the Pig »12, a description is given below an electrical circuit described »with the one more Circuit interacts so that several of the first-mentioned circuits Can be used to borrow several fields Means of supplying electrical energy »
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Schaltung nach der Pig.12 die aus der Energiequelle übertragene Energie Ia erster Linie in- dem kapazitiven Element und nicht in dem induktiven Element des Resonanzkreises gespeichert wird® Das kapazitiveIt should be noted that when switching after the Pig.12 the energy transferred from the energy source Ia first Line in the capacitive element and not in the inductive Element of the resonance circuit is stored® Das Kapazitive
.. ... - . .- ..Q098 8S/ 154 8.. ... -. .- ..Q098 8S / 154 8
ORiQiNAL INSPECTEDORiQiNAL INSPECTED
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Element des Resonanzkreises übt daher eine doppelte Punktion aus und zwar erstens wird von diesem Element die Energie übertragen, und zweitens wird zusammen mit dem induktiven Element ein Resonanzkreis gebildet, der den Rest der übertragenen Energie als freie Schwingungen verbraucht. Wegen dieser doppelten Punktion wird dieses kapazitive Element hiernach zuweilen als ein Bestandteil des Resonanzkreises sowie als ein Teil des Energieübertragungsabschnittes angesehen und dementsprechend bezeichnet, wobei der übrige 'feil dieses Abschnittes das Mittel zum Verbinden der Energiequelle mit dem Resonanzkreis darstellt.The element of the resonance circuit therefore exercises a double puncture first of all the energy is transmitted from this element, and secondly, a resonant circuit is formed together with the inductive element, which the rest of the transmitted energy consumed as free vibrations. Because of this double puncture, this capacitive element is sometimes referred to hereinafter as considered a component of the resonance circuit as well as a part of the energy transmission section and accordingly the remainder of this section being the means represents for connecting the energy source to the resonance circuit.
Der Energieübertragungsabschnitt 672 enthält einen Schalter „ in Form eines Transistors 682A, der in den leitenden Zustand ver- ™ setzt wird, wenn dem Anschlusspunkt 684A ein Steuersignal aus einem Sequenzsteuersignalgenerator 685 zugeführt wird. Ist der Transistor 682A leitend, so leitet der Abschnitt 672A einen Energieimpuls zur Spule der zugehörigen felderzeugenden Einrichtung weiter. In der Fig.12 ist die zum Energieübertragungsabschnitt bJZA gehörende Spule schematisch als Induktor 686 dargestellt. Ist der Transistor 682 leitend, so speichert ein Kondensator 688 einen Energieimpuls, der zu der felderzeugenden Einrichtung als gedämpfter Energieimpuls weitergeleitet wird. Die Schaltung zum Aufladen des Kondensators 688, die später die Weiterleitung dieser Ladung zur felderzeugenden Einrichtung oder zum Induktor 686 bewirkt, wird als neu angesehen und umfasst m einen Induktor 690, einen silikongesteuerten Gleichrichter 692 und eine bei 694 dargestellte Schaltung zum Triggern des Gleichrichters 692·'Die Triggerschaltung 694 weist einen normalerweise nichtleitenden Transistor 696 auf, dessen Basiselektrode mit dem einen Ende der beiden Widerstände 698 und 700 verbunden ist. Der widerstand 698 ist am anderen Ende über einen Sperrkondendensator 704 und eine Diode 706 mit der Kollektorelektrode des Transistors 682A verbunden· Der eine Belag des Kondensators 704 und die Katode der Diode 706 stehen gemeinsam mit d em einen Leiter eines Widerstandes 708 in Verbindung, dessen anderer Leiter mit d em Leiter 678 verbunden ist, an dem eine Bezugsspannung von Null Volt liegt. Ist der Transistor 682 nichtleitend, so beträgt normalerweise die am Kondensator 704 liegendeThe energy transfer section 672 contains a switch in the form of a transistor 682A, which is switched into the conductive state when a control signal from a sequence control signal generator 685 is fed to the connection point 684A. If the transistor 682A is conductive, then the section 672A forwards an energy pulse to the coil of the associated field-generating device. In FIG. 12, the coil belonging to the energy transmission section bJZA is shown schematically as an inductor 686. If the transistor 682 is conductive, a capacitor 688 stores an energy pulse which is passed on to the field-generating device as a damped energy pulse. The circuit for charging the capacitor 688, which later causes the forwarding of this charge to the field-generating means or the inductor 686 is believed to be novel and includes m an inductor 690, a silicon controlled rectifier 692, and a circuit shown at 694 to trigger the rectifier 692 · The trigger circuit 694 has a normally non-conductive transistor 696, the base electrode of which is connected to one end of the two resistors 698 and 700. The resistor 698 is connected at the other end via a blocking capacitor 704 and a diode 706 to the collector electrode of the transistor 682A Conductor is connected to conductor 678, which has a reference voltage of zero volts. If the transistor 682 is non-conductive, then the value across the capacitor 704 is normally
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Spannung ungefähr 200 Volt, so dass zur Basiselektrode des Transistors 696 kein Strom fließen kannp wobei der Transistor im normalen nichtleitenden Zustand verbleibt. Wird" der Transistor 682 leitend, so wird der Kondensator 704 aufgeladen, und der über den Kondensator 704 fließende Ladestrom versetzt den Transistor 696 in den leitenden Zustand, bis die Spannung am Kondensator 704 die Höhe von 212 Volt erreicht hato Der übrige Teil der Triggerschaltung 694 umfasst die Emitter- und Kollektorwiderstände 710 und 712 des Transistors 696, ein Kondensatoraufladenetzwerk mit einem Widerstand 714, einer Zener-Diode 716 und mit einem Kondensator 718. Der Gitterleiter des Gleichrichters 692 steht sowohl mit der Emitterelektrode des Transistors 696 als auch mit dem Emitterwiderstand 710 in Verbindung, so dass bei einer am anderen Ende des Widerstandes 710 und an der Katode der Diode 692 liegenden Spannung von ungefähr minus 200 V der Gleichrichter leitend gemacht oder getriggert wird und zwar nur dann, wenn der Transistor 696 leitend ist» Der Transistor 696 wird leitend, wenn dem Anschlusspunkt 684 ein Impuls zugeführt wird, der den Transistor 682 im Vorwärtssinne vorspannt. Es fließt ein Strom von der Emitterelektrode zur Kollektorelektrode des Transistors 682 über die Diode 706, den Kondensator 704 und den Widerstand 698, wobei der Transistor 696 in den leitenden Zustand versetzt wird. In diesem Falle wird der Kondensator 718 über den Widerstand 712 und den Transistor 696 entladen, so dass der Gitterelektrode des silikongesteuerten Gleichrichters 692 ein Stromimpuls zugeführt wird, der den Gleichrichter in den leitenden Zustand versetzt, so dass über den Kondensator 688, den Induktor 690 und durch den Gleichrichter 692 ein Strom fließt mit der Folge, dass auf dem Kondensator 688 Energie gespeichert wird. Damit die Energie genügend rasch gespeichert wird, muss der Wert des Induktors 69O so gewählt werden, dass er nicht mehr als ungefähr 1/5 des Wertes des Induktors 686 beträgt. Der größte Teil des Stromes aus dem Kondensator 688 fließt daher durch den Induktor 690 und nieht durch den Induktor 686. Bei der Aufladung des Kondensators 688 auf ungefähr minus 200 Volt weist der im Induktor 590 fließende Strom den Höchstwert auf« Dieser Stromfluss setzt sich fort, bis die Energie im Induktor 690 verbraucht ist, mit der folge, dassVoltage approximately 200 volts, so that no current can flow to the base electrode of transistor 696 p while the transistor remains in the normal non-conductive state. When the transistor 682 becomes conductive, the capacitor 704 is charged, and the charging current flowing through the capacitor 704 puts the transistor 696 in the conductive state until the voltage on the capacitor 704 has reached 212 volts comprises the emitter and collector resistors 710 and 712 of the transistor 696, a capacitor charging network with a resistor 714, a Zener diode 716 and with a capacitor 718. The grid conductor of the rectifier 692 is connected to both the emitter electrode of the transistor 696 and the emitter resistor 710 in connection, so that at a voltage of approximately minus 200 V at the other end of the resistor 710 and at the cathode of the diode 692, the rectifier is rendered conductive or triggered and only when the transistor 696 is conductive »The transistor 696 becomes conductive when the connection point 684 is supplied with a pulse that drives transistor 682 forward inside biases. A current flows from the emitter electrode to the collector electrode of the transistor 682 via the diode 706, the capacitor 704 and the resistor 698, the transistor 696 being switched to the conductive state. In this case, the capacitor 718 is discharged via the resistor 712 and the transistor 696, so that the grid electrode of the silicone-controlled rectifier 692 is supplied with a current pulse that puts the rectifier into the conductive state, so that the capacitor 688, the inductor 690 and A current flows through the rectifier 692, with the result that energy is stored on the capacitor 688. In order for the energy to be stored sufficiently quickly, the value of the inductor 69O must be selected such that it is no more than approximately 1/5 of the value of the inductor 686. Most of the current from capacitor 688 therefore flows through inductor 690 and not through inductor 686. When capacitor 688 charges to approximately minus 200 volts, the current flowing in inductor 590 is at its maximum. until the energy in the inductor 690 is consumed, with the consequence that
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der Kondensator auf eine Spannung von ungefähr -300 Volt aufgeladen wird. Diese höchste Spannung hängt zum Teil von dem Verhältnis der Induktanzen der Induktoren 686 und 690 ab sowie von den Verlusten, die durch den Widerstand im Induktor 690 und in anderen Schaltungselementen verursacht werden, durch die der Strom fließt» Hat die am Kondensator 688 liegende Spannung den Höchstwert erreicht, und fließt im Induktor 690 kein Strom mehr, so wird der silikongesteuerte Gleichrichter 692 nichtleitend. Der Kondensator 688 wird nunmehr in den felderzeugenden Induktor 686 hinein entladen, wobei in der Spule ein Strom mit einer charakteristischen gedämpften und sinusförmigen Wellenform fließt, Zwischen das eine Ende des Induktors 686 und den Leiter 678, an dem die Bezugsspannung von null Volt liegt, ist ein Widerstand 691 mit einem sehr kleinen Wert eingeschaltet. Die am Widerstand 591 abfallende Spannung ist genau proportional dem im Induktor 686 fließenden Strom und kann daher als Synchronisierungssignal für einae Detektoreinrichtung verwendet werden. In einer solchen Einrichtung zeigt ein Detektor die Anwesenheit eines Responders an, wenn zu einer bestimmten Zeit in bezug auf die Zeitbasis des elektromagnetischen Feldes ein charakteristisches Signal ermittelt wird·the capacitor is charged to a voltage of approximately -300 volts. This highest voltage depends in part on the ratio of the inductances of inductors 686 and 690 and the losses caused by the resistance in inductor 690 and other circuit elements through which the current flows If the maximum value is reached, and no more current flows in the inductor 690, the silicone-controlled rectifier 692 becomes non-conductive. The capacitor 688 is now discharged into the field-generating inductor 686, a current with a characteristic damped and sinusoidal waveform flowing in the coil, between one end of the inductor 686 and the conductor 678, on which the reference voltage of zero volts is a resistor 691 is turned on with a very small value. The voltage drop across resistor 591 is exactly proportional to the current flowing in inductor 686 and can therefore be used as a synchronization signal for a detector device. In such a device, a detector indicates the presence of a responder if a characteristic signal is determined at a certain time in relation to the time base of the electromagnetic field
Der Sequenzsteuersignalgenerator 683 hat die Aufgabe, den Anschlusspunkten 684A, 684B und 6840 der Reihe nach ein Steuersignal zuzuführen, so dass die Spulen der Abschnitte 672A, 672B und 672C Peldimpulse erzeugen, von denen eine Spule als Induktor 686 dargestellt ist. Der Generator 683 könnte aus einer Anzahl von monostabilen Multivibratoren in einer Ringschaltung bestehen, so dass bei einer Umschaltung eines jeden MuItivobrators aus dem unstabilen in den stabilen Zustand eine Umkehrung der Betriebszustände der folgenden Multivibratoren in der Ringschaltung erfolgt. Die Ausgänge der einzelnen Multivibratoren würden den Anschlusspunkten 684 zugeführt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Anschlusspunkte 684 mit den einzelnen Stufen eines einfachen Plipflop-Zählers zu verbinden, der von einem freulaufenden Multivibrator betrieben wird· The sequence control signal generator 683 has the task of supplying a control signal to the connection points 684A, 684B and 6840 in sequence so that the coils of sections 672A, 672B and 672C generate field pulses, one of which is shown as an inductor 686. The generator 683 could consist of a number of monostable multivibrators in a ring circuit, so that when each multi-vibrator is switched from the unstable to the stable state, the operating states of the following multivibrators in the ring circuit are reversed. The outputs of the individual multivibrators would be fed to connection points 684. Another possibility is to connect the connection points 684 to the individual stages of a simple plip-flop counter, which is operated by a free-running multivibrator
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2 0 3 "'. 3'-, G -fet2 0 3 "'. 3'-, G -fet
bild für eine der beiden und den gleichen Aufbau aufweisenden Kombinationen der Magnetflusstiberwachungseinrichtung 29 mit den Signaldetektorschaltungen 32 der Anlage nach der Fig.1. Wie aus der Fig·13 zu ersehen ist, stehen die Spulen 16A, 16B, 16C und 16D der Magnetflussiiberwachungseinrichtung 29 über ein Koaxialkabel 28 mit dem Eingang der Detektorschaltung 32 in Verbindung. forming one of the two and the same Aufb a u having combinations of Magnetflusstiberwachungseinrichtung 29 to the signal detecting circuits 32 of the plant according to the Fig.1. As can be seen from FIG. 13, the coils 16A, 16B, 16C and 16D of the magnetic flux monitoring device 29 are connected to the input of the detector circuit 32 via a coaxial cable 28.
Die Detektorschaltung 32 umfasst einen Signalformungs- und Verstärkungsabschnitt (SSAS) 128, einen Signaldiskriminatorabschnitt (SDS) 130 und einen Ausgangsabschnitt 132, dessen Auegang über den Leiter 134 zur Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 der Anlage nach der Fig.1 geleitet wird.The detector circuit 32 comprises a signal shaping and amplifying section (SSAS) 128, a signal discriminating section (SDS) 130 and an output section 132, the exit of which via the conductor 134 to the alarm and display device 34 the system according to Fig.1 is directed.
Der SSAS-Abschnitt 128 umfasst der Reihe nach ein Eingangsfilter 136, einen Vorverstärker 138 in der ersten Stufe, einen Vorverstärker HO in der zweiten Stufe, einen Vorverstärker in der dritten Stufe, der über ein Koaxialkabel mit einem weiteren Filter verbunden ist (144)» einen weiteren Verstärker und eine Begrenzerstufe (148), welche Schaltungselemente aus an sich bekannten Ausführungen bestehen. Die beiden Zwillings-T-Filterelemente des Filters 136 weisen bei 60 Hz eine sehr hohe Übertragungsimpedanz auf, welche Frequenz die Frequenz der felderzeugenden Einrichtung bei der Ausführungsform nach der Fig.7 ist. Diese Filter bestehen aus einer billigen Ausführung mit einer Toleranz von 10$, erfordern keine Abstimmung, beseitigen fast vollständig die sehr starke 60 Hz-Störung und schwächen andere Störsignale bis zu 1000 Hz ebensogut. Im lingangsfilter 136 weisen die Kondensatoren 201, 202, 204 und. 206 einen Wert von 0,01 Mikrofarad, die Kondensatoren 208 und 210 einen Wert von je 0,022 Mikrofarad, die Widerstände 212, 214» 216 und 218 einen Wert von je 270 Kiloohm und die Widerstände 220 und 222 einen Wert von je 120 Kiloohm auf» In der Yorverstärkerstufe 138 wird ein Transistor mit sehr geringem Eigenrauschen verwendet, da vermieden werden soll» iaea im verstärkten Signal' am Ausgang noch ein zusätzliches Eigeaarauschen. auftritt»The SSAS section 128 comprises, in turn, an input filter 136, a preamplifier 138 in the first stage, a preamplifier HO in the second stage, a preamplifier in the third stage, which is connected to another filter via a coaxial cable (144) »another amplifier and a limiter stage (148) which switches circuit elements off known designs exist. The two twin T filter elements of the filter 136 have a very high at 60 Hz Transmission impedance on what frequency the frequency of the field generating Device in the embodiment according to Figure 7 is. These filters consist of a cheap version with a tolerance of $ 10, do not require voting, eliminate it almost completely eliminates the very strong 60 Hz interference and attenuates other interference signals up to 1000 Hz as well. In the input filter 136 have capacitors 201, 202, 204 and. 206 a value of 0.01 microfarads, the capacitors 208 and 210 a value of 0.022 microfarads each, the resistors 212, 214 »216 and 218 a value of 270 kilo ohms each and the resistors 220 and 222 a value of 120 kilo ohms each on »In the Yor amplifier stage 138 a transistor with very low self-noise is used, since it should be avoided 'iaea in the amplified signal' at the output an additional self-noise. occurs »
Die zweiten und dritten Veratärkerstufen 140 unä 142 bewirken eine Signalverstärkung mit ©iner guten Linearität» Die zwi- The second and third amplifier stages 140 and 142 cause a signal amplification with good linearity.
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ORIQINAL IfSISPECTEDORIQINAL IfSISPECTED
schengeschalteten Kopplungskondensatoren dämpfen Frequenzen unter ungefähr·1000 Hz ab. Zwischen die Vorverstärker HO und 142 ist ein Regelwiderstand 150 eingeschaltet, mit dem die Anlage so eingestellt werden kann, dass keine falschen Alarme ausgelöst werden von zufällig auftretenden Signalen, die in der Umgebung der betreffenden Anlage vielleicht häufig auftreten. Die günstigste Einstellung erfolgt durch Erhöhen der an der Kollektorelektrode des Transistors 152 liegenden Wechselspannung auf einen Wert, bei dem der Detektor 130 ein Signal ermittelt, obwohl bekanntermaßen in der Überwachungszone kein für einen Responder charakteristisches Signal erzeugt worden 1st. Der Wert dieser Wechselspannung an der Kollektorelektrode wird ermittelt, wonach der Regelwiderstand 1-50 so eingestellt wird, dass die an der Kollektorelektrode des Transistors 152 liegende Wechselspannung die Hälfte des ermittelten Wertes beträgt.interconnected coupling capacitors attenuate frequencies below about x 1000 Hz. Between the preamplifiers HO and 142, a variable resistor 150 is switched on, with which the system can be set so that no false alarms are triggered are randomly occurring signals that are in the area the system in question may occur frequently. The cheapest Adjustment is made by increasing the alternating voltage applied to the collector electrode of transistor 152 a value at which the detector 130 detects a signal although it is known not to be in the surveillance zone for a responder characteristic signal has been generated 1st. The value of this alternating voltage at the collector electrode is determined, after which the variable resistor 1-50 is set so that the alternating voltage applied to the collector electrode of the transistor 152 half of the determined value.
Das Filter 144 besteht aus einem Hochpassfilter mit einem zusätzlichen Bandfilter, dessen Uittelwert auf die Grundfrequenz des Wirkungsfeldes abgestimmt wird, welches letztgenannte Filter aus einem Zwillings-T-Filternetzwerk, das zwischen die Hochpassfilterkondensatoren eingeschaltet ist. Das Zwillings-T-Filternetzwerk weist bei der Srundfrequenz von 60 Hz des Wirkungsfeldes eine hohe Übertragungsimpedanz auf, während die Hochpassfilterkondensatoren im wesentlichen Signale abdampfen, deren Frequenz zwischen 60 und 1000 Hz liegen, welche Frequenz bei der zurzeit bevorzugten Ausführungsform die vorherbestimmte Frequenz ist. Im Filter 144 weisen die Kondensatoren 224 und 266 einen v>ert von je 0,01 Mikrofarad, die Widerstände 228 und 230 einen Wert von je 270 Kiloohm, der Widerstand 232 einen «ert von 120 Kiloohm und der Kondensator 234 einen Viert von 0,022 Mikrofarad auf. Der Verstärker 146 bewirkt eine zusätzliche Verstärkung, während die Begrenzungsstufe 148 noch eine weitere Verstärkung bewirkt, für den Verstärker 146 eine hohe Eingangsimpedanz darstellt und dem Signaldiskriminator 130 unsymmetrisch abgeschnittene Signale zuführt.The filter 144 consists of a high-pass filter with an additional band-pass filter, the mean value of which is matched to the fundamental frequency of the effective field, the latter filter from a twin T-filter network connected between the high-pass filter capacitors. The twin T-filter network has a high transmission impedance at the round frequency of 60 Hz of the effective field, while the high-pass filter capacitors essentially evaporate signals whose frequency is between 60 and 1000 Hz, which frequency is the predetermined frequency in the currently preferred embodiment. In the filter 144, the capacitors 224 and 266 each have a value of 0.01 microfarads, the resistors 228 and 230 each have a value of 270 kilohms, the resistor 232 a value of 120 kilohms and the capacitor 234 a fourth of 0.022 microfarads on. The amplifier 146 effects an additional amplification, while the limiting stage 148 effects a further amplification, represents a high input impedance for the amplifier 146 and supplies the signal discriminator 130 with asymmetrically cut signals.
Der Signaldiskriminator 130 erzeugt ein die Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 in Betrieb setzendes Ausgangssignal immer dann, The signal discriminator 130 generates an output signal which puts the alarm and display device 34 into operation whenever
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wenn in aufeinander folgenden Intervallen von ungefähr 16-2/3 Millisekunden drei Signale mit einer mindestens doppelt so hohen Amplitude wie die des Häuschens und mit einer Dauer von weniger als ungefähr 0,3 Millisekunden auftreten,. Ein jedes dieser Signale entspricht dem charakteristischen Signal eines Responders der oben beschriebenen Ausführung. Ferner entspricht das 16-2/3 Millisekunden umfassende Intervall der Periode eines 60-Hz-Signals und stellt daher die Magnetisierungsumkehrungen eines sensibilisierten Responders dar. Der Signaldiskriminator 130 wird im allgemeinen mit dem Wirkungsfeld so synchronisiert, dass ein charakteristisches Signal ermittelt wird nur innerhalb einer Zeitspanne von ungefähr 1,5 Millisekunden oder innerhalb eines zeitlichen Fensters, die (das) unmittelbar auf einen Richtungswechsel des Wirkungsfeldes folgt. Bei der Entdeckung eines solchen Signals wird dem Ausgangsabschnitt 132 über den Leiter 154 ein Signal zugeführt. Bei Empfang von Drei Signalen über den Leiter 154 in auf einander folgenden Intervallen von je 16-2/3 Sekunden führt der Ausgangsabschnitt 132 der Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 ein Signal zu. Nach Empfang eines ersten Signals sperrt der Ausgangsabschnitt 132 den Zähler während der folgenden 13-2/3 Millisekunden, und wenn in den folgenden 6 Millisekunden kein weiteres Signal empfangen wird, so wird der Zähler in den Zustand KuIl zurückversetzt.if at successive intervals of about 16-2 / 3 Milliseconds three signals with an amplitude at least twice as high as that of the house and with a duration of occur less than about 0.3 milliseconds. Each these signals corresponds to the characteristic signal of a responder of the embodiment described above. Also corresponds to the 16-2 / 3 millisecond interval of the period of a 60 Hz signal and therefore represents the magnetization reversals of a sensitized responder. The signal discriminator 130 is generally synchronized with the effective field in such a way that a characteristic signal is only determined within a time span of approximately 1.5 milliseconds or within a time window that immediately leads to a The change in direction of the field of activity follows. When discovering such a signal is sent to the output section 132 via the Conductor 154 is supplied with a signal. Upon receipt of three signals over conductor 154 at successive intervals of output section 132 carries out the alarm for 16-2 / 3 seconds and display device 34 to a signal. Upon receipt of a first signal, the output section 132 disables the counter during of the following 13-2 / 3 milliseconds, and if no further signal is received in the following 6 milliseconds, so the counter is reset to the KuIl state.
Der Signaldiskriminator 130 weist auf einen Sperrtransistor 156, der zusammen mit der Triggerschaltung 158, dem Verzögerungszeitgeber 160 und dem Koerzitivgatter 162 den Durchlauf eines Ausgangseignals aus der Begrenzungsstufe 148 zu der Kombination eines Signalformers 164 und eines Signalbreiten-Diskriminators 166 während des größten Teils einer jeden Periode verhindert. Im Betrieb wechselt die Triggerschaltung 158 ihren Zustand ungefähr in dem Zeitpunkt, in dem die Netzwechselspannung den Wert Null tiberschreitet· Bei diesem übergang aus dem positiven in den negativen Wert erfolgt bei dem Ausgang d©r Triggerschaltung ein gleicher Übergang, wobei ein Impuls erzeugt wird, der über einen Kondensator 168 den Ter^ögerungsseitgeber triggert und den monostabilen Multivibrator in den unstabilen. Zustand versetzt. Der Versögerungszeitgeber verbleibt in diesem Zustand,The signal discriminator 130 has a blocking transistor 156 which, together with the trigger circuit 158, the delay timer 160 and the coercive gate 162, causes a Output from the limiter 148 to the combination a waveform shaper 164 and a signal width discriminator 166 prevented for most of each period. In operation, the trigger circuit 158 approximately changes its state at the point in time at which the AC mains voltage exceeds the value zero · At this transition from the positive a negative value takes place at the output of the trigger circuit an equal transition, with a pulse being generated which triggers the delay timer via a capacitor 168 and the monostable multivibrator in the unstable. State offset. The delay timer remains in this state,
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ungefähr 4 Millisekunden lang, wonach eine Abschaltung ungefähr in dem Zeitpunkt erfolgt, in den das Wirkungsfeld den Wert Null überquert (das Wirkungsfeld weist gegenüber der Netzspannung eine Nacheilung von etwas weniger als 90° auf oder ungefähr 4 Millisekunden). v<ird der Verzögerungszeitgeber wirksam, so leitet er durch den Kondensator 170 einen negativ gerichteten Impuls, der das Koerzitivgatter triggert und einen monostabilen Multivibrator in den unstabilen Zustand versetzt, in dem der Multivibrator ungefähr 1,5 Millisekunden verbleibt, bis er in den stabilen Zustand zurückkehrt. Im unstabilen Zustand liegt am Widerstand 172 eine niedrige Spannung, so dass zur Basiselektrode des Sperrtransistors 156 kein Strom fließt. Befindet sich das Gatter 162 im unstabilen Zustand, so ist der Transistor 156 daher nichtleitend, während welcher Zeit die Signalformungsschaltung in Betrieb gesetzt wird. Zugleich wird dem Widerstand 174 eine hohe Spannung zugeführt, so dass die Basiselektrode des Transistors 176 Strom erhält und der Transistor leitend wird mit der Folge, dass der Signalbreiten-Diskriminator in Betrieb gesetzt wird. Kehrt der Multivibrator des KoerzitivgattexB in den stabilen Zustand zurück, so liegt der umgekehrte Pail vor. Am Widerstand 172 liegt eine hohe Spannung, so dass der Transistor 156 einen Strom durch den Widerstand 177 leitet mit der Folge, dass der Transistor 179 beständig leitend ist, wobei die Signalformungsschaltung außer Betrieb gesetzt wird. Zugleich wird dem Widerstand 174 eine niedrige Spannung zugeführt, so dass der Transistor 176 keinen Strom erhält und der Signalbreitendiskriminator ausgeschaltet wird. Nur während des kurzzeitigen unstabilen Zustandes des Koerzitivgatters 162 in jeder 60-Hz-Periode kann daher ein Signal empfangen werden. In dieses kurze Zeitintervall fällt der charakteristische Signalimpuls, der von einem Responder nach der Erfindung erzeugt wird.approximately 4 milliseconds long, after which a shutdown occurs approximately at the point in time in which the field of action has the value zero crossed (the field of action has a lag of slightly less than 90 ° or approximately compared to the mains voltage 4 milliseconds). If the delay timer becomes effective, it conducts a negative-going one through the capacitor 170 Pulse that triggers the coercive gate and puts a monostable multivibrator in the unstable state in which the multivibrator remains approximately 1.5 milliseconds until it returns to the steady state. Lies in the unstable state at resistor 172 a low voltage, so that to the base electrode of the blocking transistor 156 no current flows. When gate 162 is in the unstable state, the transistor is 156 therefore non-conductive, during which time the waveform shaping circuit is put into operation. At the same time, the resistor 174 is supplied with a high voltage, so that the base electrode of transistor 176 receives current and the transistor becomes conductive, with the result that the signal width discriminator is in operation is set. If the multivibrator of the coercive gatexB returns to the stable state, the reverse pail is present. At the Resistor 172 has a high voltage, so that transistor 156 conducts a current through resistor 177 with the result that transistor 179 is continuously conductive, the waveform shaping circuit is taken out of service. At the same time, the resistor 174 is supplied with a low voltage, so that the Transistor 176 receives no power and the signal width discriminator is turned off. Only during the momentary unstable state of the coercive gate 162 in every 60 Hz period a signal can therefore be received. The characteristic signal pulse from a responder according to the invention is generated.
wird ein solches charakteristisches Signal zeitgerecht von der Begrenzungsstufe 148 empfangen, so wird der Zustand der Signalformerschaltung verändert, wenn die Höhe der Amplitude den Wert von ungefähr 8 Volt übersteigt, während die Transistoren 179 und 181 aus dem normalerweise leitenden in den nichtleitenden Zustand versetzt werden. Hierbei wird über den Konden-If such a characteristic signal is received by the limiting stage 148 in a timely manner, the state becomes the Waveform shaping circuit changes when the level of amplitude exceeds the value of approximately 8 volts while transistors 179 and 181 switch from normally conducting to non-conducting State. This is done via the condenser
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sator 178 und die Diode 180 ein Impuls geleitet, der den Multivibrator 182 des Signalbreiten-Diskriminators in den unstabilen Zustand versetzt.sator 178 and the diode 180 passed a pulse that the multivibrator 182 of the signal width discriminator is placed in the unstable state.
Die Transistoren 179 und 181 verbleiben in ihren neuen Zuständen.so lange, wie das empfangene Signal den Wert von ungefähr 6 Volt übersteigt, welche Zeit für charakteristische Markierungssignale weniger als ungefähr 0,3 Millisekunden beträgt. Da während dieser Zeit durch die Kollektorelektrode' des Transistors 179 kein Strom fließt, so bleibt der Transistor 184 gesperrt, der wieder gesperrt wird, wenn entweder einer oder beide Transistoren 176 und 186 nichtleitend sind. Der nichtleitende Zustand des ersten Transistors wurde bereits bei der Beschreibung des Koerzitivgatters 162 beschrieben. Der Transistor 186 ist nichtleitend während des stabilen Zustandes des Signalbreit enmultivibrators 182. Der Transistor 184 ist daher nur dann leitend, wenn das Koerzitivgatter und der Signalbreitenmultivibrator sich im unstabilen Zustand befinden und während eines Normalzustandes des Signalformers 164» wenn der Kollektorstrom des Transistors 179 dessen Basiselektrode mit einer Vorspannung im Vorwärtssinne versorgt. Der unstabile Zustand des Multivibrators 182 muss daher länger dauern als die Breite des charakteristischen Signals beträgt.The transistors 179 and 181 remain in their new states. So long as the received signal exceeds the value of approximately 6 volts, which is the time for characteristic marker signals is less than about 0.3 milliseconds. Because during this time by the collector electrode 'of the transistor 179 no current flows, the transistor 184 remains blocked, which is blocked again when either one or both transistors 176 and 186 are non-conductive. The non-conductive state of the first transistor has already been mentioned in the description of the coercive gate 162 is described. The transistor 186 is non-conductive during the steady state of the signal width enmultivibrator 182. The transistor 184 is therefore only then conductive when the coercive gate and the signal width multivibrator are in the unstable state and during one Normal state of the signal shaper 164 »when the collector current of transistor 179 supplies its base electrode with a forward bias. The unstable state of the multivibrator 182 must therefore take longer than the width of the characteristic signal.
Wird der Transistor 184 von einem charakteristischen Signal in den leitenden Zustand versetzt, so wird dem Eingangsleiter des Ausgangsabschnittes 132 über den leiter 154 ein negativ gerichtetes Signal zugeführt.If the transistor 184 is put into the conductive state by a characteristic signal, the input conductor becomes of output section 132 is fed a negative-going signal via conductor 154.
Der Ausgangsabschnitt weist auf einen Zähler 188, ein Periodenzeitgeber 190, einKonsekutiv-Impulsgatter 192 und ein Zählerlöschgatter 194.The output section has a counter 188, a period timer 190, a consecutive pulse gate 192 and a counter clear gate 194.
Der Periodenzeitgeber 190 besteht einfach aus einem monostabilen Multivibrator, der mit dem Eingangsleiter 154 verbunden ist, und der von einem negativ gerichteten Signal in den unstabilen Zustand versetzt wird. Bei jedem Übergang des Periodenzeitgebers aus dem stabilen in den unstabilen Zustand wird der Zähler 188 vom Schalttransistor 196 um einen Schritt fortgeschaltet. Der unstabile Zustand des Perlodenzeitgebera dauert ungefährThe period timer 190 is simply a monostable Multivibrator connected to input conductor 154 and moving from a negative going signal into the unstable State is shifted. With every transition of the period timer from the stable to the unstable state, the counter is 188 advanced by the switching transistor 196 by one step. The unstable state of the Perlodenzeitgebera lasts approximately
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IMSPECTbDIMSPECTbD
2 Π 3 - 3 h 62 Π 3 - 3 h 6
13-k!/3 Millieekunden, so dass die Geschwindigkeit des Zählers auf einen Zählschritt pro 13-2/3 Millisekunden oder auf ungefähr einen Zählschritt in einer 60 Hz-Periode. Eine löschung oder KuIIeinsteilung des Zählers wird während dieser 13-2/3 Millisekunden dauernden Zeitspanne von der am Anschlueepunkt 198 liegenden Vorwärtsvorspannung verhindert da in diesem Falle der Transistor 200 gesperrt ist. Das aus einem weiteren monostabilen Multivibrator bestehende Konsekutivimpulsgatter 192 wird in den unstabilen Zustand versetzt, wenn der Periodenzeitgeber in den stabilen Zustand zurückkehrt. In dem ungefähr 6 Millisekunden dauernden unstabilen Zustand verhindert das Gatter 192, dass der Zähler in die Nullstellung zurückversetzt wird dadurch, ^j dass der Basiselektrode des Zählerlöschgatters 194 eine Vorspannung im Vorv.ärtssinne zugeführt wird. Ist der Periodenzeitgeber noch nicht in den unstabilen Zustand zurückversetzt worden, wenn das Konsekutivimpulsgatter 192 in den stabilen Zustand zurückgekehrt ist, so wird der Zähler in die Einstellung Hull zurückversetzt. 13-k! / 3 millieeconds, so the speed of the counter to one counting step every 13-2 / 3 milliseconds or approximately one counting step in a 60 Hz period. The counter will be cleared or reset during these 13-2 / 3 milliseconds lasting time span from the one at connection point 198 Lying forward bias is prevented because in this case the transistor 200 is blocked. That from another monostable Multivibrator existing consecutive pulse gate 192 is in the unstable state when the period timer returns to the stable state. In about 6 milliseconds permanent unstable condition, gate 192 prevents the counter from being reset to zero by ^ j that the base electrode of the counter clear gate 194 is supplied with a bias voltage in the Vorv.ärssinne. Is the period timer has not yet been returned to the unstable state when the consecutive pulse gate 192 has returned to the stable state the counter is reset to the Hull setting.
Eine Relaistreiberschaltung 133 erzeugt, wenn der Zähler bis Drei gezählt hat, auf dem Leiter 134 ein Ausgangssignal, das die Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 in Betrieb setzt.A relay driver circuit 133 generates when the counter until three has counted, an output signal on conductor 134, which puts the alarm and display device 34 into operation.
Die Einrichtung und das Verfahren nach der Erfindung kann außer zum Schutz gegen Diebstähle aus Bibliothelen oder aus Warenlagern noch für andere Zwecke verwendet werden. Die Ein- M richtung kann z.B. auch sum Sortieren von Gegenständen benutzt werden. Die zu einer Klasse gehörenden Gegenstände können mit einem Responder ausgestattet werden, dessen offener Streifen eine bestimmte fechselstrom-Koeraitivkraft aufweist, während die zu einer anderen Klasse gehörenden Gegenstände mit einem Responder verwehen werden, dessen offener Streifen eine andere Wechselstrom-Koerzitivkraft aufweist, usw.The device and the method according to the invention can be used for other purposes besides protecting against theft from libraries or from warehouses. The inputs M eg direction can also be used sum sorting items. The objects belonging to one class can be equipped with a responder whose open strip has a certain AC coercive force, while the objects belonging to another class are blown with a responder whose open strip has a different alternating current coercive force, etc.
Der Responder nach der Erfindung könnte auch als betrugssicherer Verschluss verwendet werden, wobei dessen Unversehrtheit ohne direkten Kontakt von Einrichtungen ermittelt werden kann, z.B. an einem Eisenbahnwagen, der an einer Überprüfungsstelle vorbeifährt. Ein solcher Responder kann aus einem kräf- The responder according to the invention could also be used as a fraud-proof seal, while maintaining its integrity can be determined without direct contact with facilities, e.g. on a railroad car driving past an inspection point. Such a responder can come from a powerful
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035356035356
tigen Klebemittel auf einer Länge eines offenen Streifens eines ferromagnetischen Materials bestehen. Das Klebemittel kann aus der in der amerikanischen Patentschrift Nr* Ee 24 906 beschriebenen Ausführung bestehen, während der offene Streifen " aus Permalloy mit einer Breite von 6 mm, einer Dicke von 25 Mikron und einer Länge von 18 cm bestehen kann. term adhesive consist of a length of an open strip of ferromagnetic material. The adhesive can from that described in American Patent No. * Ee 24 906 Execution, while the open strip " may be made of permalloy 6 mm wide, 25 microns thick and 18 cm long.
PatentansprücheClaims
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Schaltung besteht, die ein unterdämpften elektromagnetischen Peldimpuls erzeugt.en
There is a circuit that generates an underdamped electromagnetic field pulse.
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