DE2035356C3

DE2035356C3 - Device for detecting the presence of a highly permeable, ferromagnetic, elongated marking element in an interrogation zone

Info

Publication number: DE2035356C3
Application number: DE19702035356
Authority: DE
Inventors: Donald Arthur St.Paul Minn. Wright
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1969-07-11
Filing date: 1970-07-10
Publication date: 1984-06-28
Also published as: HK36077A; NL180359C; JPS511400B1; NL177945B; NL8401703A; DE2035356A1; DE2035356B2; SE377387B; FR2055019A5; NL7010224A; GB1330481A; NL177945C

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen der Anwesenheil eines hochpermeablen. ferromagnetischen, länglichen Markierungselementes in einer Abfragezone, wobei das Markierungsclemern in der Abfragezone einem sich mit einer Grundfrequenz periodisch ändernden elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird, um bestimmte Harmonische der Grundfiequenz zu erzeugen, die in der Erfassungseinrichtung eine Spannung induzieren, deren Signalkomponenten diesen Hai monischen entsprechen.The invention relates to a device for detecting the presence of a highly permeable. ferromagnetic, elongated marking element in an interrogation zone, wherein the marker cleming in the interrogation zone is periodic at a fundamental frequency changing electromagnetic field is exposed to certain harmonics of the basic frequency generate, which induce a voltage in the detection device, the signal components of which this Shark monic conform.

Aus der FR-PS 7 63 681 geht eine Einrichtung hervor, bei der dynamische magnetische Erscheinungen zum Ermitteln der Anwesenheit eines Gegenstandes, z. B.From FR-PS 7 63 681 a device emerges in the dynamic magnetic phenomena for Detecting the presence of an object, e.g. B.

ίο eines Buches, das durch die Tür einer Bücherei getragen wird, benutzt werden. Diese bekannte Einrichtung beruht auf der Entdeckung, daß bei der Einwirkung eines sinusförmigen magnetischen Wechselfeldes auf ein Metallslück in zwei abgeglichenen Spulen in der Nähe des erzeugten Magnetfeldes eine Spannung induziert wird, die für die Metallzusammensetzung charakteristisch ist. Eine Analyse dieser charakteristischen Spannung ermöglicht daher eine Klassifizierung des im erzeugten Magnetfeld befindlichen Metalls. Es kann daher ein Buch ermittel werden, an dem ein Stück Metall einer besonderen Klasse angebracht worden ist.ίο a book carried through the door of a library will be used. This known device is based on the discovery that when acting a sinusoidal alternating magnetic field on a metal gap in two balanced coils in the In the vicinity of the generated magnetic field a voltage is induced which is necessary for the metal composition is characteristic. An analysis of this characteristic stress therefore enables a classification of the metal in the generated magnetic field. A book can therefore be identified in which a piece Metal of a special class has been attached.

Aus der genannten FR-PS ergibt sich eine Klasse von Metallen, bei denen für eine magnetische Sättigung ein starkes Magnetfeld erzeugt werden muß Die von einem Metal! aus der genannten Klasse induzierte Spannung weist außer einer Grundkomponente eine gewisse Anzahl harmonischer Komponenten auf, und zwar soll ein solches Metall, nämlich Eisen, eine Spannung erzeugen, die eine dritte Harmonische und einen geringen Anteil der fünften Harmonischen enthält.From the FR-PS mentioned, a class of metals results in which a magnetic saturation strong magnetic field must be generated by a metal! voltage induced from said class In addition to a basic component, it has a certain number of harmonic components, namely should such a metal, namely iron, produce a voltage that has a third harmonic and a contains a small proportion of the fifth harmonic.

Ferner sollen 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. Ein hochpermeables Metall ist nach der FR-PS 7 63 681 Permalloy (nach Webster weist Permalloy ca. 80% Ni, 20% Fe auf und ist leicht magnetisierbar und entmagnetisierbar), und die von Permalloy induzierte charakteristische Spannung enthält als Komponenten Harmonische der neunten und elften Ordnung im Gegensatz zu Metallen wie Kupfer, Eisen oder Aluminium, die praktisch keine Harmonischen einer derart hohen Ordnung erzeugen.Furthermore, highly permeable metals such. B. those metals that are in a weak magnetic field saturate, induce a voltage which, in contrast to the voltage induced by iron, is harmonics higher order contains. A highly permeable metal is according to FR-PS 7 63 681 Permalloy (after Webster has permalloy approx. 80% Ni, 20% Fe and is easily magnetizable and demagnetizable), and that of Permalloy-induced characteristic stress contains as components the ninth and harmonics eleventh order in contrast to metals like copper, iron or aluminum, which have practically no harmonics produce such a high order.

Nur die Zusammensetzung eines Metalls soll die Ordnung der Harmonischen bestimmen, die in der charakteristischen Spannung vorliegen. Ferner soll die Größe des Metallstückes und dessen äußere Form die Amplituden der Harmonischen proportional beeinflussen. Dementsprechend väre das Verhältnis der beiden einzelnen Harmonischen für ein besonderes Metall das gleiche ungeachtet der Größe und der Form des Metallstückes. Weiterhin soll das Verhältnis mindestens zwischen gewählten Komponenten für verschiedene Metalle charakteristisch verschieden sein, wobei jedoch die Größe des als Markierungselement zu benutzenden Meiallsiückes wichtig sein soll, nicht nur zum Bestimmen der Ordnung der vorliegenden Harmonischen, sondern vielmehr für die Erzeugung eines Signals, das für die Ermittlung genügend stark ist.Only the composition of a metal is intended to determine the order of the harmonics contained in the characteristic stress. Furthermore, the size of the metal piece and its outer shape should Affect the amplitudes of the harmonics proportionally. The relationship between the two would be accordingly individual harmonics for a particular metal are the same regardless of the size and shape of the Piece of metal. Furthermore, the ratio should at least between selected components for different Metals can be characteristically different, but with the size of the marking element to be used Meiallsiückes should be important, not just to determine the order of the harmonic present, but rather for the generation of a signal that is strong enough for the investigation.

Aus der FR-PS 7 63 681 gehl somit hervor, 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 zueinander. Permalloy stelle daher ein geeignetes Material zum Einsetzen einer besonderen Metallmarkierung inFrom FR-PS 7 63 681 it thus emerges that metals with a high permeability and im special permalloy can be distinguished from other classes of magnetizable metals by that harmonics of the ninth and eleventh order are present, and by the ratio of some more characteristic ones harmonious components to each other. Permalloy is therefore a suitable material for Inserting a special metal marker in

Bücher einer Bibliothek dar, da normalerweise kaum jemand ein solches Metall bei sich trage.Books in a library, since normally hardly anyone carries such a metal with them.

In der genannten FR-PS sind verschiedene Einrichtungen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes angegeben. Eine dieser Einrichtungen weist eine 8-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 Drehleid erzeugt wird. Ein solches Feld weist zu verschiedenen Zeiten jeweils eine andere Richtung auf, welche verschiedenen Richtungen jedoch immer nur einen Teil aller möglichen ι j Richtungen bilden. Ferner ist die Größe eines solchen Drehfeldes klein im Vergleich zur Größe der Spule. Durch Erzeugen eines Feldes mit einer großen Intensität kann im Gegensatz zu einer minimalen Intensität die Unzuverlässigkeit verminder* werden, die daraus resultiert, daß in einigen Richtungen kein Feld besteht. Ein solches starkes Feld würde mehr Vektorkomponenten mit genügender Intensität aufweisen als ein Feld mit einer maximalen Intensität. (Ein Feld mit einer minimalen Intensität ist ein Feld, das einem Markierungselement eine ausreichende Energie zuführt, wenn letzteres »auf die größte Empfindlichkeit ausgerichtet« ist.) Hierbei werden die Richtungen vermehrt, die bei dem Feld möglich sind. Bei einer Erhöhung der Intensität des 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.In the said FR-PS are various facilities specified for generating an electromagnetic field. One of these institutions has a 8-shaped spool on. The field generated by such a coil has only one direction at one point while the total number of directions is only a part of all possible directions. One Another device is equipped with two coils, which are excited at the same time, but none of which There is phase equality, so that a twist is generated. Such a field points to different times in each case a different direction, which different directions, however, always only a part of all possible ι j Form directions. Furthermore, the size of such a rotating field is small compared to the size of the coil. By creating a field with a great intensity as opposed to a minimal one Intensity decrease the unreliability * that the result is that there is no field in some directions. Such a strong field would have more vector components with sufficient intensity than a field with a maximum intensity. (A field with a minimum intensity is a field that supplies a marking element with sufficient energy if the latter is "aimed at the greatest sensitivity".) Here the directions are increased, which are possible with the field. However, if the intensity of the field is increased, the Increases the cost of the means generating the field and the risk of using other facilities is hindered or disturbed.

Bei den Einrichtungen der obengenannten Art kann nur mit Schwierigkeiten erreicht werden, daß jedes Markierungselemenl beim Eintritt in eine Abfragezone genügend Energie erhält. Obwohl >·. Energie« eine Funktion der Zeit und der Intensität ist. so soll hiernach zwecks Vereinfachung der Beschreibung mit dem Ausdruck »Energie« nur deren Intensität gemeint sein. Die von einem Markierungselement an einer Stelle in einer Zone empfangene Energie hängt ab sowohl von der Feldintensität an dieser Stelle als auch von der Orientierung des Markierungselcmcntes, in bezug auf die Richtung des Feldes an dieser Stelle. Für die Definition der Orientierung eines Markierungselementes werden geeigneterweise die Ebene, die Achse oder die Länge eines Markierungselementes benutzt. Bekannte Markierungselemente weisen eine flache Empfangsspule, einen axialen elektrischen Dipol oder ein Stück üblicherweise in Form eines langgestreckten Streifens eines isotropen magnetisierbaren Materials auf, das zumindest eine lange Abmessung aufweist. Die Orientierung solcher geometrischen Merkmale (Ebene, Achse, Länge) in bezug auf die Richtung des Feldes bestimmt im allgemeinen die Proportion der Energie des Feldes an dieser Stelle, die vom Markierungselement empfangen wird. Mit dem in der vorliegenden Beschreibung gebrauchten Ausdruck »Richtung oder Intensität des Feldes« soll die Richtung oder die Intensität des Feldes an einer Stelle bezeichnet werden, und diese Stelle ist üblicherweise diejenige Stelle, an der sich ein Markierungselement befindet. Bei einem Markierungselement, das nur ein solches geometrisches Merkmal aufweist, besteht eine Ausrichtung, bei der das Markierungselement die meiste Energie empfängt. Bei jeder anderen Ausrichtung wird eine kleinere Energiemenge empfangen. Die Ausrichtung, bei der die größte Energiemenge empfangen wird, ist die »Ausrichtung der größten Empfindlichkeit«. Im aligemeinen ist die Ausrichtung der größten Empfindlichkeit einer Empfangsspule oder eines anderen ebenen Empfangsmittels diejenige Ausrichtung, bei der die Richtung des Feldes senkrecht zur Ebene der Spule oder des Empfangsmittels verläuft, und bei einem axialen elektrischen Dipol ist es diejenige Ausrichtung, bei der die Richtung des Feldes parallel zur Achse des Dipols verläuft, während bei einem magnetisierbaren Metallstück es die Ausrichtung des Metallstückes ist, bei der die Richtung des Feldes parallel zur längsten geradlinigen Abmessung des Metallstückes verläuft Mit »Ausrichtung oder Richtung eines Markierungselementes« soll die Richtung des geometrischen Merkmals des Markierungselementes benannt-sein, das zum Definieren der Ausrichtung bei der größten Empfindlichkeit benutzt wird.With the devices of the above type can only be achieved with difficulty that each Marking element when entering an interrogation zone receives enough energy. Although> ·. Energy «is a function of time and intensity. so should hereafter To simplify the description, the term "energy" should only mean its intensity. The energy received by a marking element at one point in a zone depends on both the field intensity at this point as well as the orientation of the marking element in relation to the direction of the field at this point. For defining the orientation of a marking element the plane, the axis or the length of a marking element are suitably used. Acquaintance Marking elements have a flat receiving coil, an axial electric dipole or a Piece usually in the form of an elongated strip of isotropic magnetizable material that has at least a long dimension. The orientation of such geometric features (plane, Axis, length) in relation to the direction of the field generally determines the proportion of the energy of the field at this point that is received from the marking element. With that in the present Description used expression "direction or intensity of the field" is intended to indicate the direction or the Intensity of the field at one point, and this point is usually the point at which there is a marking element. In the case of a marking element that has only one such geometric Having feature, there is an orientation where the marker receives most of the energy. at any other orientation will receive a smaller amount of energy. The orientation at which the greatest Amount of energy is received is the "alignment of greatest sensitivity". In general, the Alignment of the greatest sensitivity of a receiving coil or other flat receiving means that orientation in which the direction of the field is perpendicular to the plane of the coil or of the receiving means runs, and in the case of an axial electric dipole it is that orientation in which the direction of the Field runs parallel to the axis of the dipole, while in the case of a magnetizable piece of metal it is the alignment of the metal piece where the direction of the field is parallel to the longest straight line dimension of the metal piece runs With »Alignment or direction of a marking element« the direction of the geometric feature of the marking element, which is used to define the alignment is used at the greatest sensitivity.

In einigen Fällen kann die Richtung eines Markierungselementes in einer Zone durchaus zufällig sein, oder die Richtung ändert sich, wenn das Markierungselement durch die Zone bewegt wird. Dies gilt für diejenigen Fälle, in denen Diebstähle verhindert werden sollen. In den meisten Verwendungsgebieten kann ein Markierungselement jede mögliche Richtung einnehmen, die sich auch beständig ändern kann. Befindet sich beispielsweise ein Markierungselement an einem auf einem Föroerband beförderten Gegenstand, so ist es sehr wahrscheinlich, daß das Markierungselement nur einige von allen möglichen Richtungen einnimmt und diese beim Lauf durch die Zone nicht ändert. Diese Erwägungen und die bei der Einrichtung erwünschte Zuverlässigkeit sind wichtige Faktoren für die Bestimmung der Anforderungen an das Feld, d. h. zum Bestimmen, ob eine Feldkomponente längs jeder Richtung an jeder Stelle 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 »Feldkomponente« ist natürlich eine Vektorkomponente gemeint, deren Intensität das Markierungselement mit »genügender« Energie versorgt.In some cases the direction of a marker in a zone can be quite random, or the direction changes as the marker is moved through the zone. This applies to those cases in which theft should be prevented. In most areas of use, a Marking element take every possible direction, which can also change constantly. Is located for example a marking element on an object conveyed on a conveyor belt, so it is very likely that the marking element only takes a few of all possible directions and this does not change when running through the zone. These considerations and the one desired in the establishment Reliability are important factors in determining field requirements; H. to the Determine whether there is a field component along each direction at any location in the zone, along each Direction in some places in the zone or along only certain directions in one or most of them Places in the zone must be provided. Using the term "field component" is of course a vector component meant, the intensity of which supplies the marking element with "sufficient" energy.

Die an das Feld zu stellenden Anforderungen hängen ferner von der äußeren Form des Markierungselementes ab. Diese Anforderungen sind weniger streng für ein »mehrdimensionales« Markierungselement als für ein »eindimensionales«. Das mehrdimensionale Markierungselement weist zwei oder mehr geometrische Merkmale auf, von denen jedes Merkmal eine andere Richtung besitzt. Eindimensionale Markierungselemente sind flache Spulen, Folien und elektrische Dipole. Wegen der Kosten und der Möglichkeit einer Beschädigung sind eindimensionale Markierungselement im allgemeinen den mehrdimensionalen Markierungselementen vorzuziehen. Bei einigen Anwendungsgebieten führen andere Erwägungen dazu, daß eindimensionale Markierungselemente höchst erwünscht, wenn nicht unbedingt erforderlich sind. Beispielsweise ist die Möglichkeit, die Einrichtung als Schutz gegen Diebstähle verborgen anzuordnen, ein sehr erwünschtes Merkmal.The requirements to be placed on the field also depend on the external shape of the marking element away. These requirements are less stringent for a "multidimensional" marker than they are for one "One-dimensional". The multi-dimensional marking element has two or more geometric ones Features, each of which has a different direction. One-dimensional marking elements are flat coils, foils and electric dipoles. Because of the cost and the possibility of one Damage are one-dimensional marking elements in general to the multi-dimensional marking elements preferable. In some applications, other considerations lead to one-dimensional Marking elements highly desirable, if not absolutely necessary. For example the possibility of concealing the device as protection against theft is a very desirable option Characteristic.

Zur Bildung einer zuverlässigen Anlage zum Entdekken eines Gegenstandes durch Erzeugung von Feldern in mehreren Richtungen sind die Spitzenintensitäten des Feldes so zu wählen, daß eine zum Aktivieren eines Markierungselementes ausreichende Feldkomponente in last jeder Richtung erzeugt wird. Die Felder werden als eine Folge von Impulsen erzeugt, wobei jeder Impuls in der Folge eine andere Richtung aufweist. DieTo create a reliable system for discovery of an object by generating fields in several directions are the peak intensities of the Field to be selected so that a field component sufficient to activate a marking element is generated in each direction. The fields are generated as a series of pulses, each pulse subsequently has a different direction. the

Erfindung umfaßt eine elektrische Schaltung, mit der sehr kurze Impulse und eine möglichst große Anzahl von Impulssequenzen während der Zeil erzeugt werden können, in der ein Mar.kierungselement durch eine Überwachungszone geführt werden könnte.Invention comprises an electrical circuit with which very short pulses and as large a number as possible of pulse sequences can be generated during the line in which a marking element is replaced by a Monitoring zone could be led.

Zum Ermitteln der Anwesenheit, der Identität oder des Zustandes eines Gegenstandes in einer Überwachungszone, z. B. am Ausgang einer Bibliothek, wird an jedem zu entdeckenden Gegenstand ein Markierungselement angebracht, das aus ferromagnetischem Mate- rial mit einem gesamten magnetischen Sättigungsmoment von mindestens 0,1 elektromagnetischer Einheiten besteht. Das Markierungselement wird so gewählt, daß dessen Magnetisierung bei einer Orientierung für die höchste Empfindlichkeit in bezug auf ein sich sinusförmig veränderndes 60-Hz-Magnetfeld mit einer vorherbestimmten Spitzenintensität von weniger als 20 Oe bei jedem Wechsel des Prüffeldes umgekehrt wird.To determine the presence, identity or condition of an object in a surveillance zone, z. B. at the exit of a library, a marking element is attached to each object to be discovered, which is made of ferromagnetic material. rial with a total magnetic saturation moment of at least 0.1 electromagnetic units consists. The marking element is chosen so that its magnetization in an orientation for the highest sensitivity in relation to a sinusoidally changing 60 Hz magnetic field with a predetermined one Peak intensity of less than 20 Oe is reversed each time the test field is changed.

Streng genommen ist eine vollständige Ummagnetisierung von dem einen in den anderen Sättigungszustand entgegengesetzter Polarität nicht erforderlich. Der Ausdruck »Umkehrung oder Ummagnetisierung« soll eine periodische Änderung der Magnetisierung von mindestens 0.2 elektromagnetischen Einheiten pro cm' bei einem Wechsel des einwirkenden Feldes bedeuten.Strictly speaking, a complete reversal of magnetization from one to the other is a state of saturation opposite polarity not required. The expression "reversal or remagnetization" should a periodic change in magnetization of at least 0.2 electromagnetic units per cm ' mean when the active field changes.

In der Überwachungszone wird ein elektromagnetischef Wechselfeld erzeugt, das mindestens die genannte vorherbestimmte Spitzenintensität aufweist und im wesentlichen frei ist von Frequenzkomponenten, die eine vorherbestimmte Frequenz von mindestens 1000 Hz übersteigen. Wird ein mit einem offenen Streifen versehener Gegenstand in das erzeugte Feld eingeführt, und werden die offenen Streifen und eine Vektorkomponente des erzeugten Feldes orientiert, so wird die Magnetisierung des offenen Streifens 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 Nähe der Ermittlungszone ein ganzes Band von Frequenzkomponenten des Magnetflusses überwacht werden kann. Die untere Grenzfrequenz dieses Bandes ist höher als die vorherbestimmte Frequenz, während die Bandbreite mindestens 600 Hz beträgt. Es sind Mittei zum Ermitteln eines Signals vorgesehen, das einem polaren Magnetfeldimpuls entspricht, und das zum Ermitteln der Anwesenheit, der Identität oder des Zustandes des Gegenstandes benutzt wird, wobei die Ampulitude und die Zeitcharakteristik mindestens eines der Signale ermittelt wird.In the surveillance zone there is an electromagnetic chief Generated alternating field, which has at least said predetermined peak intensity and im is substantially free of frequency components that have a predetermined frequency of at least Exceed 1000 Hz. An object with an open stripe is placed in the generated field is introduced, and the open stripes and a vector component of the generated field are oriented so the magnetization of the open stripe is reversed each time the field changes. With every reversal The magnetization generates an impulse of the external polar magnetic field. Funding is provided with those near the detection zone a whole band of frequency components of magnetic flux can be monitored. The lower cutoff frequency of this band is higher than the predetermined one Frequency, while the bandwidth is at least 600 Hz. They are means for determining a signal provided, which corresponds to a polar magnetic field pulse, and to determine the presence of the Identity or the state of the object is used, the ampulitude and the time characteristic at least one of the signals is determined.

Mit dem Ausdruck »offener Streifen« wird ein Streifen bezeichnet, der nach einer Magnetisierung gesonderte Pole aufweist, d.h. der Streifen ist nicht geschlossen oder zu einer Windung geformt Für ein bestimmtes Markierungselement ist die vorherbestimmte Spitzenintensität des Prüffeldes das Mindestfeld, das eine Umkehrung der Magnetisierung des Markierungsmittels bewirken kann. By the term "open-strip", a strip will be referred to, having separate after a magnetizing pole, that is, the strip is not closed or formed into a coil For a given marker, the predetermined peak intensity of the test field is the minimum field that a reversal of the magnetization of the Marking agent can cause.

Der in der vorliegenden Beschreibung gebrachte Ausdruck »ferromagnetisch« soll sowohl leitende als auch nichtleitende Materialien umfassen, wobei als leitende Materialien Eisen und dessen Legierungen mit Nickel und als nichtleitende Materialien die Ferrite angeführt seien. Leitende Materialien sind im allgemeinen vorzuziehen, da diese zehnmal so starke äußere Magnetfelder erzeugen können als die nichtleitenden f>s Materialien. Ein Markierungsmitte! aus leitendem Material kann daher kleiner bemessen werden als aus einem nichtleitenden Material. Kleine Markierungsmittel sind außerdem billiger und können versteckter angebracht werden. Dies ist besonders wichtig für die Verhinderung von Diebstählen.The term "ferromagnetic" used in the present description is intended to include both conductive and non-conductive materials, iron and its alloys with nickel being listed as conductive materials and ferrites as non-conductive materials. Conductive materials are generally preferred because they can generate external magnetic fields ten times stronger than the non-conductive f> s materials. A marker center! made of conductive material can therefore be dimensioned smaller than that of a non-conductive material. Small markers are also cheaper and can be hidden away. This is especially important in preventing theft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung zum Frfassen der Anwesenheit eines hoehpermeablcn, fcrromagnetischen Markicrungselementes in einer Abfragezone gemäß der eingangs erwähnten Art derart zu gestalten, daß bei einem gewählten Band geeigneter Frequenzen ein Signal mit unterschiedlichen Merkmalen erzeugbar ist, die im wesentlichen unabhängig von der Orientierung des Markierungselemenies sowie von der Amplitude und der Frequenz des einwirkenden Feldes sind.The invention is based on the object of providing a device for detecting the presence of a Highly permeable, magnetic marking element to design in an interrogation zone according to the type mentioned in such a way that at one selected band of suitable frequencies, a signal with different characteristics can be generated in the essentially independent of the orientation of the marking element and of the amplitude and the frequency of the acting field.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis Länge zu Quadratwurzel aus der Querschnittsfläche des Markierungselementes mindestens 150 beträgt und die Einrichtung so ausgebildet ist. daß das Markierungselcment zur Erzeugung eines Impulses eines äußeren Magnetfeldes veranlaßt wird, indem seine Magnetisierung durch ein angelegtes magnetisches Wechselfeld mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 300 Oe/s umgekehrt wird, wobei Harmonische des Impulses innerhalb eines Frequenzbandes liegen, dessen untere Grenzfrequenz über 1000Hz liegt und dessen Breite mindestens das Zehnfache der Grundfrequenz des angelegten Feldes beträgt.According to the invention, this object is achieved in that the ratio of length to square root is derived from the Cross-sectional area of the marking element is at least 150 and the device is designed. that the marking element is caused to generate a pulse of an external magnetic field, by its magnetization by an applied alternating magnetic field with a rate of change of more than 300 Oe / s is reversed, with harmonics of the pulse within a Frequency band whose lower limit frequency is above 1000Hz and whose width is at least that Ten times the fundamental frequency of the applied field.

Vorteilhafterweise weist das Markierungselcment eine Stärke von etwa 0,1 bis 130 μίτι auf und es kann ein Draht mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 300 μΐπ sein.The marking element advantageously has a thickness of approximately 0.1 to 130 μm and it can be a Wire with a diameter of about 10 to 300 μΐπ be.

Vorteilhafterweise kann das Markierungselement dünn, eben, scheibenförmig und von einer Stärke von 0,1 bis 130 um sein und ein Verhältnis des größeren Durchmessers zur Scheibenstärke von mindestens 6000 aufweisen.Advantageously, the marking element can be thin, flat, disc-shaped and with a thickness of 0.1 up to 130 µm and a ratio of the larger diameter to the disk thickness of at least 6000 exhibit.

Tritt die Maximalamplitude des von dem Markierungselement bei Anlegung des genannten Wechselfeldes erzeugten Impulses erst eine bestimmte Zeit nach jeder Vornahme einer Feldänderung auf, so ist in der Nähe der Abfragezone feststellbar, ob die Maximalamplitude des Impulses nach der bestimmten Zeit jeder Vornahme der Feldänderung auftritt.The maximum amplitude of the marking element occurs when the said alternating field is applied generated pulse only a certain time after each undertaking of a field change, so is in the Near the interrogation zone it can be determined whether the maximum amplitude of the pulse after the certain time each Making the field change occurs.

Schließlich ist in der Abfragezone nacheinander eine Anzahl einwirkender magnetischer Wechselfelder so anlegbar, daß bei Anwesenheit des Markierungselementes in der Abfragezone in jeder Richtung mindestens ein Vektor einer Magnetfeldkomponente vorhanden ist, der größer als ein zur Umkehrung der Magnetisierung des Markierungselementes ausreichend starkes magnetisches Wechselfeld ist.Finally, in the interrogation zone, a number of acting magnetic alternating fields can be applied one after the other so that when the marking element is present in the interrogation zone, at least one vector of a magnetic field component is present in each direction which is greater than an alternating magnetic field that is sufficiently strong to reverse the magnetization of the marking element.

Das erfindungsgemäße Markierungselement ist tatsächlich bis zu dem Ausmaß frequenzunabhängig, daß es das für ihn charakteristische Signal erzeugt, sofern nicht anstelle eines Sinuswechselfeldes ein anderes, z. B. ein gepulstes Feld verwendet wird. The marking element according to the invention is actually frequency-independent to the extent that it generates the signal that is characteristic of it , unless another, z. B. a pulsed field is used.

Wirkt auf ein Markierungselement ein sinusförmiges Feld ein, so wird ein äußerer polarer Impuls erzeugt, der unterscheidbar ist durch die gesamten Flußkomponenten in einem Band, dessen untere Grenze (die vorherbestimmte Frequenz) 1000 Hz übersteigt, und desssen Breite mindestens das Zehnfache der Feldfrequenz beträgt, so daß mit Sicherheit eine statistisch repräsentative Gruppe von Frequenzen erhalten wird. Ein Signal, das der gesamten zeitlichen Änderung der Flußkomponenten innerhalb des Bandes (ein »Magneti- sierungsumkehrungssignal«), z. B. die in einer mit dem Fluß verketteten Spule induzierte Spannung, entspricht. If a sinusoidal field acts on a marking element, an external polar impulse is generated which can be distinguished by the total flux components in a band whose lower limit (the predetermined frequency) exceeds 1000 Hz and whose width is at least ten times the field frequency, so that a statistically representative group of frequencies is obtained with certainty. A signal that reflects the total change in the flux components within the band over time (a "magnetization reversal signal"), e.g. B. corresponds to the voltage induced in a coil linked to the flux.

ist sehr schmal und beträgt weniger als 0,1 Millisekunden bei einer halben Amplitude.is very narrow and is less than 0.1 milliseconds at half an amplitude.

Das von dem Markierungselement erzeugte Signal weist noch ein weiteres unterscheidendes Merkmal auf, und zwar tritt bei einer bestimmten Zusammensetzung und bei einer bestimmten Größe und Form des Materials die Amplitudenspitze des Signals bei Einwirkung eines Wechselfeldes mit einer bestimmten Wellenform eine vorherbestimmte Zeit nach jedem Wechsel des Feldes auf. Dieses Merkmal des Signals kann ferner definiert werden durch den absoluten Momentanwert des einwirkenden Feldes in dem Zeitpunkt, in dem die Nettomagnetisierung des Markierungselementes den Wert Null aufweist. Der Hypothese nach erfolgt in diesem Zeitpunkt die »Umkehrung« der Magnetisierung, die nach unserer Ansicht dem Spitzenpunkt des Magnetisierungsumkehrungssignals entspricht. In dein nachfolgenden Teil der Beschreibung wird dieser Momentanwert des einwirkenden Feldes als »Wechselstromkoerziiivkraft« des Materials bezeichnet, obwohl beachtet werden muß, daß die Wechselstrom-Koerzitivkraft nicht nur von den magnetischen Eigenschaften des Materials abhängt, sondern auch von der Wellenform des einwirkenden Feldes. Dieser Ausdruck stellt jedoch ein geeignetes Mittel zum Vergleichen des Ansprechens verschiedener offener Streifen dar, die der Einwirkung desselben Feldes unterliegen.The signal generated by the marking element has another distinguishing feature, namely occurs with a certain composition and with a certain size and shape of the Material is the amplitude peak of the signal when an alternating field with a certain Waveform a predetermined time after each change of field. This characteristic of the signal can also be defined by the absolute instantaneous value of the active field in the Point in time at which the net magnetization of the marking element has the value zero. Of the According to the hypothesis, the "reversal" of the magnetization takes place at this point in time, that according to ours View corresponds to the peak point of the magnetization reversal signal. In your next part of the Description is this instantaneous value of the acting field as "AC coercive force" of the Materials, although it must be noted that the AC coercive force is not limited to the magnetic properties of the material depends, but also on the waveform of the acting Field. However, this term provides a convenient means of comparing the responses of different ones open stripes that are subject to the action of the same field.

Bei größeren Abmessungen des drahtförmigen Markierungselementes sinkt die Amplitude des Magnetisierungsumkehrungssignals ab, und die Breite wird bei halber Amplitude größer und kann schließlich nicht mehr unterschieden werden von Umkehrungssignalen, die von ferromagnetischen Metallgegenständen erzeugt werden, die Personen möglicherweise bei sich tragen.With larger dimensions of the wire-shaped marking element, the amplitude of the magnetization reversal signal decreases from, and the width becomes larger at half the amplitude and can ultimately no longer be distinguished from inversion signals, generated by ferromagnetic metal objects that people may carry with them.

Ein dünnes, flaches und schmales Markierungselement eignet sich besonders für Bücher in Bibliotheken, da das Markierungselement in den Buchrücken eingesetzt oder zwischen zwei Buchseiten eingelegt werden kann und somit verborgen bleibt. Ein Buch ist im allgemeinen mit zwei Paaren von Vorsatzblättern versehen, die durch einen über die gesamte Länge verlaufenden Falz miteinander verbunden sind. Diese Falze sind normalerweise breiter als ein offener Streifen, so daß in diesem Falz ein Markierungselement leicht verborgen angebracht werden kann. Wird das Markierungselement an beiden Seiten mit einem Klebstoffbelag und mit einer Unterlage versehen, so kann dieser nahe am Verband zwischen zwei Seiten eingesetzt werden.A thin, flat and narrow marking element is particularly suitable for books in libraries, because the marking element is inserted into the spine of the book or inserted between two book pages can be and thus remains hidden. A book generally comes with two pairs of flyleaves which are connected to one another by a fold running over the entire length. These Folds are usually wider than an open strip, so that there is a marking element in this fold can be easily hidden. If the marking element is on both sides with a Adhesive covering and provided with an underlay, so this can be close to the bandage between two sides can be used.

Die bevorzugte Anzahl und die relativen Orientierungen der geometrischen charakteristischen Abmessungen des Markierungsmittels hängen von den Merkmalen des einwirkenden Feldes in einer noch zu erläuternden Weise ab. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird ein idealisiertes Markierungsmittel mit einer einzigen Hauptabmessung als »eindimensionales« Markierungsmittel bezeichnet, während ein Markierungsmittel mit zwei zueinander senkrechten Hauptabmessungen, z. B. in Form eines »L«, »T« oder » + «, als zweidimensionales Markierungsmittel und ein Markierungselement mit drei zueinander senkrechten Hauptabmessungen als »dreidimensionales« Markierungsmittel bezeichnet wird. The preferred number and the relative orientations of the geometric characteristic dimensions of the marking means depend on the features of the acting field in a manner to be explained. For the purposes of the present description, an idealized marking means with a single main dimension is referred to as a "one-dimensional" marking means, while a marking means with two mutually perpendicular main dimensions, e.g. B. in the form of an "L", "T" or "+" as a two-dimensional marking means and a marking element with three mutually perpendicular main dimensions as a "three-dimensional" marking means.

Wird ein Markierungselement durch das Wirkungsfeld hindurchgeführt, so muß das Markierungselement bei der Bewegung durch die Überwachungszone an mindestens einer und vorzugsweise an mehreren Stellen so beeinflußt werden, daß das Markierur.gselement ummagnetisiert wird. Eine absolut sichere Orientierung würde erreicht werden mit einem »eindimensionalen« Wirkungsfeld zusammen mit einem »dreidimensionalen« Markierungselement, wobei die Stärke des Wirkungsfeldes an jeder Stelle in der Überwachungszone mindestens das l,4fache (Wurzel aus 2) des Schaltfeldes des Markierungselementes betragen würde. Als ein eindimensionales Feld wird ein Feld bezeichnet, bei.dem alle magnetischen Kraftlinien in der Überwachungszone parallel zueinander verlaufen. If a marking element is passed through the effective field, the marking element must be influenced in at least one and preferably at several points when moving through the monitoring zone in such a way that the original marking element is magnetized. Absolutely safe orientation would be achieved with a "one-dimensional" field of action together with a "three-dimensional" marking element, whereby the strength of the field of action at every point in the monitoring zone would be at least 1.4 times (root of 2) the switching field of the marking element. A one-dimensional field is a field in which all magnetic lines of force in the monitoring zone run parallel to one another.

Ein eindimensionales Feld weist zwei zueinander senkrechte Richtungen 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 Wirkungsfeldes verlaufen, während bei einem dreidimensionalen Feld in keiner Richtung keine Feldkomponenten verlaufen. Hieraus ist zu ersehen, daß bei einer Kombination eines eindimensionalen Markierungselementes mit einem dreidimensionalen Feld und ferner eines zweidimensionalen Markierungselementes mil einem zweidimensionalen Feld und eines dreidimensionalen Markierungselementes mit einem eindimensionalen Feld eine absolute »Orientierung« an jeder Stelle in der Überwachungszone mit Sicherheit erreicht wird.A one-dimensional field has two mutually perpendicular directions, which are also perpendicular to Direction of the field, in which directions actually no components of the field of action run exist. Likewise, a two-dimensional field has only one direction in which there are actually no components of the field of action run, while in a three-dimensional field none in any direction Field components run. From this it can be seen that with a combination of a one-dimensional marking element with a three-dimensional field and also a two-dimensional marking element with a two-dimensional field and a three-dimensional marking element with a one-dimensional Field an absolute "orientation" is achieved with certainty at every point in the surveillance zone.

Bei solchen Kombinationen könnte der Weg des Markierungselementes durch die Überwachungszone sehr kurz sein und nur etwas langer als ein offener Streifen. Wird der Weg verlängert, so wäre eine solche ideale Kombination, bei der mit Sicherheit eine Orientierung des Markierungselementes an jeder Stelle in der Überwachungszone erreicht wird, nicht erforderlich. Um zu sichern, daß 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 Überwachungszone.With such combinations, the path of the marking element could be through the surveillance zone be very short and only slightly longer than an open strip. If the path is extended, it would be one ideal combination in which the marking element can be safely oriented at every point is reached in the surveillance zone is not required. To ensure that when moving an open Stripping through a monitoring 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 Überwachungszone drei eindimensionale Felder erzeugt werden, von denen jedes Feld nach einer anderen Koordinatenachse im Raum orientiert ist. Die geforderte Bedingung kann andererseits euch dadurch erfüllt werden, daß in der Bewegungsbahn durch die Überwachungszone mehrere Bezirke vorgesehen wer-This condition can be met in that at each point in the Surveillance zone three one-dimensional fields are generated, each field after another Coordinate axis is oriented in space. On the other hand, you can thereby fulfill the required condition that several areas are provided in the movement path through the monitoring zone

jo den, in denen die Orientierung des Wirkungsfeldes sich nicht ändert, während die Felder in aufeinanderfolgenden Bezirken jedoch eine andere Orientierung aufweisen.
Außer der Länge der Zone, durch die das Markierungselement sich bewegen soll, bestehen für den Aufbau einer bestimmten Einrichtung noch weitere wichtige und voneinander abhängige Veränderliche, mit denen gesichert wird, daß bei der Bewegung eines offenen Streifens durch die Überwachungszone min destens eine Ummagnetisierung erfolgt, welche Verän derliche 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 Vektorkomponenien des Feldes an jeder Stelle in der Überwaciiungszone zu jedem Zeitpunkt.
Das magnetische Wechselfeld kann nach denjo those in which the orientation of the field of action does not change, while the fields in successive areas have a different orientation.
In addition to the length of the zone through which the marking element is to move, there are other important and interdependent variables for the construction of a specific device , with which it is ensured that at least magnetization reversal occurs when an open strip moves through the monitoring zone, which variables consist of the speed of the open strip, of the number and orientation of the characteristic geometrical dimensions of the open strip, of the frequency of the effective alternating field, of the peak intensity of the field and of the vector components of the field at every point in the surveillance zone for each Time.
The alternating magnetic field can after the

herkömmlichen Verfahren erzeugt werden, beispielsweise durch Versorgen einer Luftspule oder der Spule eines Elektromagneten mil Wechselstrom und durch Bewegen eines Permanentmagneten derart, daß dessen Magnetfeld in der Überwachungszone die Polarität wechselt.conventional methods can be generated, for example by supplying an air core coil or the coil an electromagnet with alternating current and by moving a permanent magnet so that its Magnetic field in the monitoring zone changes polarity.

Bei einer Anlage zum Verhindern von Diebstählen muß natürlich eine vorgeschriebene Maßnahme eingeleitet werden, sobald ein anscheinend gestohlener Gegenstand entdeckt wird. Die zu treffenden besonderen Maßnahmen hängen natürlich mit der Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung zusammen. Diese Maßnahmen können aus dem Photographieren der sich in der Überwachungszone befindenden Personen bestehen, oder es wird eine selbsttätige Einrichtung zum öffnen der Türen außer Betrieb gesetzt.In the case of a system for preventing theft, of course, a prescribed measure must be taken as soon as an apparently stolen item is discovered. The special ones to be met Measures are of course related to the operation of the device according to the invention. These Measures can be taken from taking photos of the people in the surveillance zone exist, or an automatic device for opening the doors is put out of operation.

Die Ermittlungseinrichtung kann aus einer Schaltung bestehen, die auf mindestens ein Signal anspricht, das eine Mindestamplitude und eine kleinere als die Höchstbreite aufweist. Die Schaltung kann zusätzlich die Zeit des Auftretens des ermittelten Signals in bezug auf die Zeitcharakteristik entweder des Wirkungsmagnetfeldes oder auf ein Bezugssignal überwachen, das mit dem Magnetfeldsignal in Wechselbeziehung steht. Dieselbe Schaltung kann sowohl für Einzustands-Markierungselemente als auch für Mehrzustands-Markierungselemente verwendet werden.The determination device may consist of a circuit that responds to at least one signal that has a minimum amplitude and a width less than the maximum. The circuit can additionally the time of occurrence of the detected signal in relation to the time characteristic of either the effective magnetic field or monitor for a reference signal that is correlated with the magnetic field signal. The same circuit can be used for both single-state markers as well as for multi-state markers.

Wird die Einrichtung nach der Erfindung zum Verhindern einer Entwendung von Büchern aus einer Bücherei verwendet, so können die Bücher durch Verwendung eines Meh'zustands-Markierungselementes während einer Überprüfung desensibilisiert werden, so daß das Buch der Bücherei entnommen werden kann. Bei der Rückgabe des Buches kann dieses sensibilisiert werden, so daß eine unzulässige Entnahme des Buches aus der Bücherei verhindert wird.If the device according to the invention for preventing the theft of books from a Library used, the books can by using a Meh'status marking element desensitized during a review so that the book can be retrieved from the library. When the book is returned, this can be sensitized so that the book cannot be removed from the library is prevented.

Bei einer solchen Sensibilisierung und Desensibilisierung braucht die genaue Stelle des Markierungselementes an sich nicht bekannt zu sein. Durch eine geschickte und verborgene Anordnung eines oder mehrerer Markierungselemente an einem Gegenstand kann die Anlage nach der Erfindung gegen eine Täuschung durch Abdecken oder durch Entfernen des Responders wirksam geschützt werden.With such a sensitization and desensitization, the exact location of the marking element is required not to be known per se. By cleverly and covertly arranging one or more The system according to the invention can protect against deception by marking elements on an object Cover or effectively protect by removing the responder.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnungen. In letzteren sindFurther advantages of the invention emerge from the description of the drawings. In the latter are

F i g. 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;F i g. 1 an overview of a system for preventing theft or an inadmissible one Removal of objects from a building. taking the facility at the exits of the building is arranged;

F i g. 2 είπε Darstellung von zwei langen, geraden unc parallelen Leitern und der Kraftlinien, die von einem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden;F i g. 2 είπε representation of two long, straight unc parallel conductors and the lines of force generated by a current flowing in the conductors;

F i g. 3 eine Darstellung von vier langen, geraden und parallelen Leitern und der Kraftlinien, die von dem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden;F i g. 3 is an illustration of four long, straight and parallel conductors and the lines of force leading from the in current flowing through the conductors is generated;

F i g. 4 501, eine schernatische Darstellung von zwei allgemein rechteckigen »O«-Spulen, und 503 eine schaubildliche Darstellung von 5OJ. und einer Zone, in der die Feldlinien der Spulen nahezu rechtwinklig zueinander verlaufen;F i g. 4 501 is a schematic representation of two generally rectangular "O" coils, and 503 is a diagrammatic representation of 50J. and a zone in which the field lines of the coils run almost at right angles to one another;

F i g. 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, 507,509 und 511 je eine Darstellung der Spulen des Gitters 505; F i g. 5 505 . a representation of a grid formed by three superimposed coils, which consists of two generally rectangular "8" coils and one generally rectangular "O" coil, 507, 509 and 511 each an illustration of the coils of the grid 505;

F i g. 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 »waagerechten« Abschnitten der in der F i g. 5 dargestellten Spulen erzeugt werden, 504 eine Darstellung der in der F i g. 5 dargestellten Spule, die in 502 nicht gezeigt wird, und ein Querschnitt durch eine Zone, in der Vektoren das Feld darstellen, das vom »senkrechten« Mittelabschnitt einer in der Fig. 5 dargestellten »8«-Spule erzeugt wird;F i g. 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 formed by the "horizontal" sections of the in FIG. 5 are generated, 504 a representation of the in FIG. 5, not shown in 502 , and a cross-section through a zone in which vectors represent the field generated by the "vertical" central portion of an "8" coil shown in FIG. 5;

F i g. 7 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer bei der Einrichtung nach der Fig. 1 verwendeten felderzeugenden Einrichtung;F i g. 7 shows a front view of a preferred embodiment of one in the device according to FIG. 1 field-generating device used;

F i g. 8 eine schematische Darstellung der Wicklungen eines Teiles der in der Fig. 7 dargestellten felderzeugenden Einrichtung;F i g. 8 is a schematic representation of the windings of part of the field generating shown in FIG Facility;

F i g. 9, !0 je eine Darstellung der Magnetfelder, die von der in der Fig. 7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden;F i g. 9,! 0 each a representation of the magnetic fields that generated by the device shown in Figure 7;

F i g. 11, 1 la und 1 Ib Darstellungen der Überlagerung von zwei Gruppen von Iviagnetfeldlinien, die von der in der F i g. 7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden;F i g. 11, 1 la and 1 Ib representations of the superposition of two groups of Iviagnet field lines derived from the one shown in FIG. 7 are generated device shown;

Fig. 12 ein Schaltungsplan für eine Einrichtung, mit der mehrere, ein elektromagnetisches Feld erzeugende Einrichtungen der Reihe nach mit elektrischer Energie versorgt werden, undFig. 12 is a circuit diagram for a device with the several devices generating an electromagnetic field in sequence with electrical energy are supplied, and

Fig. 13a und 13b ein Schaltungsplan für eine bevorzugte Ausführungsform der den Magnetfluß überwachenden Einrichtung und des Signaldetektors in der Anlage nach der F i g. 1.13a and 13b are a circuit diagram for a preferred embodiment of the magnetic flux monitoring device and the signal detector in the system according to FIG. 1.

Eine bevorzugte Ausführung eines Mehrzustands-Markierungselementes, das 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 Kontrollelcment vorgesehen aus einem gamma-Eisenoxidstreifen, der die gleiche Breite und Länge aufweist wie der offene Streifen. Ein solches Steuer- oder Kop.trollelement kann in der Weise erzeugt werden, daß zuerst 100 Gewichtsteile eines für Tonbänder verwendeten gamma-Eisenoxidpigmentes und 2 Gewichtsteile eines Benetzungsmittels, wie Ross and Rowe Yelkin ITS in einem Lösungsmittel, wie Tokien, dispergiert werden, wobei ein 25% Feststoffe enthaltendes Gemisch hergestellt wird. Diesem Gemisch werden 50 Gewichtsteile einer Harzzusammenseizung zugesetzt, 7.. B. 75% eines Kopolymers von 89 Teilen Vinylchlorid und U Teile Vinylazetat (VYHH) und 25% Dioctylphthalat. 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 als Steuerelement werden Streifen 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. Für die Herstellung in großen Mengen kann das Gemisch auf eine breite Folie des Materials des offenen Streifens aufgetragen werden, ausA preferred embodiment of a multi-state marking element, which can be used in particular 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, 18 cm long and 0.6 cm wide. A control or control element is provided from a gamma iron oxide strip which has the same width and length as the open strip. Such a control or Kop.trollelement can be produced by first dispersing 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 Ross and Rowe Yelkin ITS in a solvent such as Tokien, with a Mixture containing 25% solids is prepared. 50 parts by weight of a resin composition are added to this mixture, 7 ... B. 75% of a copolymer of 89 parts of vinyl chloride and U parts of vinyl acetate (VYHH) and 25% dioctyl phthalate. To prepare a solution that can be applied in the form of a layer, a small amount of a mixture of equal parts of 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 strips of uniform thickness 230 microns are made for use as a control. If the thickness of the described open strip is more than 230 microns, the open strip can be desensitized if the control element is magnetized by a magnetron magnet with a gap of 25.4 mm. These controls are then layered together in an open strip. For production in large quantities, the mixture can be applied to a wide sheet of the material of the open strip

welcher Folie dann 0,6 cm breite Streifen herausgeschnitien werden.which film then cut out strips 0.6 cm wide will.

Die Fig. ! zeigt drei Einheiten 104, lOßund IOC. die so angeordnet sind, daß sie zwei Ausgangswege bilden, wobei die Zwischenräume /.wischen den gegenüberstehenden Einheilen I0.-4 und lOßund zwischen lOßund lOCje eine »Überwachuneizone« bilden.The figure! shows three units 104, 10 and IOC. the are arranged so that they form two exit paths, the spaces /. between the opposing ones Incorporate I0.-4 and 10 and between 10 and 10 lOCje form a »surveillance zone«.

Die Einheit 10.4 ist zum Teil aufgeschnitten, so daß zwei Elektromagnete 12A und 12S, eine Luftspule 14 und vier kleinere Spulen 16A, 165, 16C und 16D zu o^hen 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 Feidsequenzschahung 20 verbunden ist, von denen nur die mit der Einheit 10/4 verbundenen Leiter 22/4, 24/4 und 26/4 dargestellt sind. Die Einheiten 10.4 und IOC weisen den gleichen Aufbau auf, während die Einheit lOßsich 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 soviel wie möglich ausgefiltert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die oberen Spulen 16Λ und 16ß senkrecht orientiert, während die unteren Spulen 16C und 16D waagerecht orientiert sind. Jede Spule ist mit einer nicht dargestellter, 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.The unit 10.4 is partially cut open so that two electromagnets 12A and 12S, an air core coil 14 and four smaller coils 16A, 165, 16C and 16D have to be opened. 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 alternating current source, and with an "output contact" which is connected via conductors 22, 24 and 26 is connected to a field sequence circuit 20, of which only the conductors 22/4, 24/4 and 26/4 connected to the unit 10/4 are shown. The units 10.4 and IOC have the same structure, while the unit differs from the other units in that it is not equipped with the four smaller coils. These smaller coils, each made of 900 turns of enamelled wire with a diameter of 0.1 mm, have a diameter of 10 cm and form a magnetic flux monitoring device labeled 29. These coils are connected in series with an RG 58 A / U coaxial cable, placed in separate locations on one side of the surveillance zone and carefully oriented to filter out as much of the magnetic noise generated by the field generating device and other sources as possible . In the illustrated embodiment, the upper coils 16Λ and 16ß are oriented vertically, while the lower coils 16C and 16D are oriented horizontally. Each coil is wrapped in a 12.7 micron thick aluminum foil (not shown) that shields against electrostatic noise but allows magnetic signals to pass through. These shielding foils are connected to the shielding of the connecting coaxial cable.

Über ein Koaxialkabel 28 ist an die Magnetflußüberwachungseinrichtung der Einheit 10/4 ein Signaldetektor 32/4 angeschlossen, und ein gleicher Signaldetektor 326 steht über ein Koaxialkabel 30 mit der Magnetflußüberwachungseinrichtung der Einheit IOC in Verbindung. Wird ein Gegenstand mit einem sensibilisierten Markierungselement durch das Wirkungsfeld in einer Überwachungszone hindurchgetragen, so vv.rd das Markierungselement bei jedem Wechsel des Wirkungsfeldes ummagnetisiert und erzeugt einen Impuls eines äußeren polaren Magnetfeldes. Die Flußüberwachungseinrichtung 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.A coaxial cable 28 is connected to the magnetic flux monitoring device a signal detector 32/4 is connected to the unit 10/4, and an identical signal detector 326 is connected to the magnetic flux monitor via a coaxial cable 30 the unit IOC in connection. Becomes an object with a sensitized Marking element carried through the effective field in a surveillance zone, so vv.rd that The marking element is remagnetized with every change in the effective field and generates a pulse of a external polar magnetic field. The flow monitor in this zone responds to this change of the magnetic flux in the zone and generates a signal that corresponds to the pulse and associated with it Detector circuit 32 is conducted. The detector circuit generates due to the special amplitudes and Time characteristics of the marker signal a signal which sets an alarm and display circuit 34 in operation.

Die F i g. 1 zeigt allgemein die räumliche Anordnung der felderzeugenden Einrichtung und der Flußüberwachungseinrichtung, welche Einrichtungen Überwachungszonen bilden, die in einer Bücherei angeordnet sind, deren Bücher mit einem Markierungselement nach der Erfindung ausgestattet sind. Es sind besondere Flußüberwachungseinrichtungen und fc'derzeugende 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 Fig. 2 dargestellt ist, um allgemein das Feld zu zeigen, das von langen geraden Leitern erzeugt wird.The F i g. 1 shows in general the spatial arrangement of the field generating device and the flow monitoring device, which devices form surveillance zones which are arranged in a library, whose books are traced with a marking element of the invention are equipped. There are special flow monitoring devices and fc'generators Facilities shown, although according to the invention other such devices can also be provided. The field generating device can z. B. also consist of a grid-like or other arrangement of conductors, one of which Arrangement shown in Fig. 2 is general to show the field created by long straight conductors.

Die Fig. 2 zeigt als Schnitt zwei lange, gerade und parallele Leiter 512 und 514 mit den Kraftlinien, die vonFig. 2 shows as a section two long, straight and parallel conductors 512 and 514 with the lines of force that of

ίο dem in jedem 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 Reihe von konzentrischen und kreisförmigen Kraftlinien darstellt, die von dem im Leiter 514 fließenden Strom erzeugt werden. Zwecks Vereinfachung der Darstellung werden in der F i g. 2 nur die Magnelflußlinien gezeigt. Aus den gleichen Gründen werden hiernach nur die magnetischen Eigenschaften des elektromagnetischen Feldes behandelt.ίο which are generated in each flowing stream at different time intervals. The circular line 513 represents only one line of force of a series of circular lines of force generated by the current flowing in the conductor 512, while the circular line 515 represents only one line of force of a series of concentric and circular lines of force generated by the current flowing in the conductor 514 will. For the purpose of simplifying the representation, FIG. 2 only the magnetic flow lines are shown. For the same reasons, only the magnetic properties of the electromagnetic field are discussed below.

Wie aus der Fig. 2 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 zueinander 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.
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 bzw. der Länge der Überwachungszone. 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. FCr einen besonderen Durchgang mit einer Breite 519, bei einer Entfernung der Leiter 512 und 514 voneinander, die der Abmessung 523 entspricht, und d<*ren Abstand von der Kante des Durchganges gleich der Strecke 525 ist, und für einen eine bestimmte ausreichende Energie erfordernden Responder kannAs can be seen from FIG. 2, the field lines of the two conductors 512 and 514 extend in the region 510 enclosed by the broken line 517 , although they are curved but essentially at right angles to one another at the intersection points. The area 510 represents a cross section through a monitoring zone and is therefore shown at right angles, since this is often the shape of the cross section of a passage in which the monitoring zone of an electromagnetic field is to be generated. Entrances and exits, corridors and similar passages generally have such a cross section.
Assuming that the dimension 519 of the area 510 corresponds to the width of a passage and that the conductors 512 and 514 are oriented perpendicularly, the dimensions 519 and 521 correspond to the width and the length of the surveillance zone, respectively. The considerations in determining the actual length of the surveillance zone have already been explained. It is known that the intensity of the field changes directly with the amplitude of the current flowing in the conductor and vice versa with respect to the distance from the conductor. FCr a particular passage with a width 519, with a distance of the conductors 512 and 514 from each other corresponding to the dimension 523, and the distance from the edge of the passage equal to the distance 525, and for one requiring a certain sufficient energy Responder can

₅c durch eine Vektoranalyse jedes der Felder an deren Kreuzungspunkten an der entferntesten Stelle im Bezirk (nahe der Abmessung 521) bestimmt werden, welche Amplitude der in den Leitern 512 und 5i4 fließende Strom aufweisen muß.Are determined ₅ c by a vector analysis of each of the fields at their crossing points at the location in the district entferntesten (close to the dimension 521), which is required to have amplitude of the current flowing in the conductors 512 and 5i4 current.

J₅ Die Fig.3 zeigt vier lange, gerade und paral'-ile 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 Volumen 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 Richtungen mit der gleichen Stärke fließen würden, während in den Leitern 520 und 522 keinJ ₅ The 3 shows four long, straight and paral'-ile conductors 516, 518, 520 and 522 and two sets of magnetic field lines that may be generated by the current flowing in the conductors current. One group of flow lines is shown in volume and the other group in 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 strength in conductors 516 and 518 while in conductors 520 and 522 no

65. Strom fließt. Die mit unterbrochenen Linien dargestellten Feldlinien werden erzeugt bei einem umgekehrten Stromfluß, d. h, die Leiter 516 und 518 sind stromlos, während in den Leitern 520 und 522 gleich starke jedoch65. Electricity flows. The field lines shown with broken lines are generated when the current flow is reversed, i. That is, the conductors 516 and 518 are de-energized, while the conductors 520 and 522 are equally strong

entgegengesetzt gerichtete Ströme fließen. Es wird darauf hingewiesen, daß bei gleichen Abmessungen in den Fig. 2 und 3 dar Feld in der Fig. 3 eine größere Länge (521) aufweist; jedoch können beide Felder in der gleichen Zeitspanne erzeugt werden (in beiden Fällen brauchen nur zwei »Feldimpulse« erzeugt zu werden). Die Analyse zum Bestimmen des Strombedarfs der beiden Leiter in der Fi g. 3 wird allgemein in derselben Weise durchgeführt wie in bezug auf die Fig. 2 beschrieben. 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 zueinander verlaufen, so wird eine dreidimensionale Einrichtung !5 geschaffen. Bei einer solchen Einrichtung besteht an im wesentlichen jeder Stelle im Bezirk 510 mindestens einmal während jeder Impulssequenz der vier Impulsfei· der ein jedes der drei aufeinander nahezu senkrecht stehenden Magnetfelder. Der »End«-Leiter des genannten weiteren Leitersatzes ist in der F i g. 3 mit unterbrochenen Linien dargestellt und mit 527 bezeichnet. oppositely directed currents flow. It should be noted that with the same dimensions in FIGS. 2 and 3 represent a larger field in FIG Length (521); however, both fields can be generated in the same amount of time (in both cases only two "field impulses" need to be generated). The analysis to determine the electricity demand of the both heads in Fig. 3 is general in the same Carried out as described with reference to FIG. Becomes a further "sentence" of such a Arrangement of ladders is provided, and these two sets of ladders are a short distance apart having parallel planes so that the conductors of the sets in question are perpendicular to each other run, it becomes a three-dimensional device! 5 created. Such a facility has at least at least one place in essentially every location in District 510 once during each pulse sequence of the four pulse fields, each of the three almost perpendicular to one another standing magnetic fields. The "end" head of the said further ladder set is shown in FIG. 3 shown with broken lines and denoted by 527.

Die Fig.4 zeigt eine ein zweidimcnsionales Feld erzeugende Einrichtung, die mit 501 bezeichnet ist und zwei »O«-Spulen 524 und 526 aufweist. Für die Zwecke einer Analyse können Hie senkrechten Abschnitte der Spulen als lange, gerade und parallele Leiter angesehen werden. Die Spulen 524 und 526 sind im wesentlichen in derselben Ebene gelegen, überlappen sich jedoch derart. daß der Abstand der benachbarten und zu verschiedenen Spulen gehörenden Abschnitte 528 und 530 voneinander viel kleiner ist als der Abstand der senkrechten Abschnitte derselben Spule voneinander. 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. Waren die Spulen gleich weit voneinander entfern;, d. h. wenn der Abstand zwischen den innengelegenen Abschnitten gleich dem halben Abstand der senkrechten Abschnitte derselben Spule wäre, so würden Felder mit den in der F i g. 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. W. G. (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 unterdämp'ter sinusförmiger Strom mit einer Anfangsspitzenamplitude von 180 Amp. geleitet wurde.4 shows a two-dimensional field generating device, which is designated by 501 and has two "O" coils 524 and 526. For the purposes An analysis can include vertical sections of the Coils can be viewed as long, straight, and parallel conductors. Coils 524 and 526 are essentially in located on the same plane, but overlap in such a way. that the distance between neighboring and to different Coils belonging to sections 528 and 530 from each other is much smaller than the distance between the perpendicular sections of the same coil from each other. In this way the field lines between the internal vertical sections approximately the field lines shown in FIG. 2. At 503 there is a shown by such unevenly spaced coils formed by the length 521, the Has width 519 and height 534. Were the coils equidistant from each other; d. H. if the distance between the inner sections equal to half the distance between the vertical sections of the same Coil, then fields with the in the F i g. 3 field lines shown are generated. It has shown that with such unequal spaced coils with a length of 105 cm vertical sections and with 120 cm long horizontal sections, which coils of 10 turns a # 10 A.W.G. strand of wire (like both # 30610), an essentially two-dimensional field can be created in a surveillance zone that is approximately 90 cm high and 90 cm wide and had a length of 150 cm when a pulsating underdamped sinusoidal through the coils Current with an initial peak amplitude of 180 amps.

In der Fig. 5 ist eine ein dreidimensionales Feld erzeugende Einrichtung dargestellt. Die bei 505 dargestellte Einrichtung weist einen 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 5JJ einzeln dargestellt. Das Gitter weist drei senkrechte Bestandteile 540, 542 und 544 sowie fünf waagerechte Bestandteile 546, 54«, 550, 552 und 554 auf. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung dieser Bestandteile zu ersehen sein wird, besteht jeder dieser Bestandteile au; mindestens einem Abschnitt einer Spule, und der größu Teil dieser Bestandteile umfaßt Abschnitte mehrerei Spulen. Es wird darauf hingewiesen, daß diejenige! Felder nicht benötigt werden, die von den di( Bestandteile 540 und 544 bildenden Spulenabschnittei erzeugt werden. Diese Felder werden jedoch erzeug und verkürzen die »Länge« der Zone, wenn di( Bestandteile 540 und 544 genügend nahe am Bestandtei 542 gelegen sind. In denjenigen Fällen, in denen eir Bestandteil aus einem Abschnitt von mehr als einei Spule besteht, wird nur das Feld eines Abschnitte: benötigt. Nachstehend werden daher von den einzelnei Spulen nur die benötigten Felder behandelt. In de Fig. 5 ist bei 507 eine aufrechte und allgemeii rechteckige »8«-Spule 555 dargestellt. Die Spule besteh aus einem Leiter, der in Form einer »8« gewunden is und zwei allgemein rechteckige und in Serie geschalten Teile nahezu gleicher Größe bildet, die allgemein mi 558 und 560 bezeichne! ~ind, und die im wesentlicher parallele obere und untere Längen aufweisen. Der Tc: 558 weist eine obere Lange 572 und eine untere Längt 574 auf, wahrer.! der Teil 560 eine obere Länge 576 unc eine untere Länge 578 aufweist. Die untere Länge 57' der Schleife 558 und die obere Länge 576 der Schleift 560 bilden zusammen den Mittelabschnitt der »8«-Spul< 555. Die oberen und unteren Längen der Teile 558 unc 560, und zwar die obere Länge 572 und die untere Längs 578 bilden die Endabschniite der »8«-Spule 555. Übe: die Anschlußkontakte 580 und 582 können der Spuh Energieimpulse zugeführt werden. Die in den beider Schleifen dargestellten Pfeile, von denen ein Pfeil mi 584 bezeichne', ist. zeigen die Richtung des Stromfiusse: durch die verschiedenen Abschnitte der Schleife be Gleichstrom an. Aus der Unterfigur 507 ist zu ersehen daß die Länge 572 dem waagerechten Bestandteil 54< entspricht, daß die Lange 572 dem waagerechter Bestandteil 546 entspricht, daß die Längen 574 und 57( dem waagerechten Bestandteil 550 entsprechen, unc daß die Länge 578 dem waagerechten Bestandteil 55* einspricht. Die Unterfigur 509 zeigt eine »0«-Spule 557 deren waagerechten Abschnitte mit 586 und 58$ bezeichnet sind, und die den waagerechten Bestandtei !en 548 und 552 des Gitters 539 entsprechen (Unterfig 505). In der Unterfigur 5_M ist eine zur Seite gedrehte »8«-Spule dargestellt. Die mit 594 und 5% bezeichneter Längen der Spule entsprechen dem senkrechter Bestandteil 542 des Gitters 539 (505), während die Längen 590 und 592 den Bestandteilen 540 bzw. 54^ entsprechen.In FIG. 5, a device generating a three-dimensional field is shown. 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 shown individually at 507, 509 and 5JJ. The grid has three vertical components 540, 542 and 544 and five horizontal components 546, 54 ″, 550, 552 and 554. As will be seen from the following description of these components, each of these components consists of; at least a portion of a coil, and the majority of these components comprise portions of a plurality of coils. It should be noted that the one! Fields generated by the coil sections forming di (components 540 and 544 are not needed. However, these fields are generated and shorten the "length" of the zone when di (components 540 and 544 are sufficiently close to component 542. In those In 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 will be discussed below. In Fig. 5 at 507 is an upright and general rectangular "8" coil 555. The coil consists of a conductor which is wound in the shape of an "8" and forms two generally rectangular parts connected in series of almost the same size, which are generally denoted by 558 and 560, and which have substantially parallel upper and lower lengths. The Tc: 558 has an upper length 572 and a lower length 574, truer, the portion 560 has an upper length 576 and a lower length e 578. The lower length 57 'of the loop 558 and the upper length 576 of the loop 560 together form the middle section of the "8" coil 555. The upper and lower lengths of the parts 558 and 560, namely the upper length 572 and the lower longitudinal 578 form the end sections of the "8" coil 555. Ex: the connection contacts 580 and 582 can be supplied with energy pulses to the coil. The arrows shown in the two loops, one of which denotes mi 584, is. indicate the direction of the current flow: through the different sections of the loop be direct current. From the sub-figure 507 it can be seen that the length 572 corresponds to the horizontal component 54 <, that the length 572 corresponds to the horizontal component 546, that the lengths 574 and 57 (correspond to the horizontal component 550, and that the length 578 corresponds to the horizontal component 55 The sub-figure 509 shows a "0" coil 557, the horizontal sections of which are labeled 586 and 58 $, and which correspond to the horizontal components 548 and 552 of the grid 539 (sub-figure 505) The lengths of the coil labeled 594 and 5% correspond to the vertical component 542 of the grid 539 (505), while the lengths 590 and 592 correspond to the components 540 and 54 ^, respectively.

Die Fig.6 zeigt Vektordarstellungen der magneti sehen Kraftlinien für die Felder, die von der eir dreidimensionales Feld erzeugenden Einrichtung (Spu len 555,557 und 559 nach der F i g. 5) erzeugt werden. Ir der Unterfigur 502 sind Feldvektoren in einer Ebene dargestellt, die sowohl parallel zu den »senkrechtem Längen (z. B. 594 und 596) der Spule als auch senkrech zur Ebene der Spulen verläuft, und eine Seiienansichi der Längen der Spulen 555 und 557. Die Spule 559 isi nicht dargestellt. Mit gestrichelten Linien ist ein Bezirk 539 eines Querschnittes dargestellt. An drei willkürlich gewählten Punkten 610, 612 und 614 sind Feldvektorer dargestellt. Die als »a«-Vektoren bezeichneten Vekto ren entsprechen dem Feld, das von den Längen 572,574 576 und 578 der Spule 555 erzeugt wird, während die ah »iM-Vcktoren bezeichneten Vektoren dem Feld entsprechen, das von den Leitern 586 und 588 der Spule 557 erzeugt wird. Die Fcldvcktoren des von der dritterThe Fig.6 shows vector representations of the magneti see lines of force for the fields created by the device that generates a three-dimensional field (Spu len 555,557 and 559 according to FIG. 5) can be generated. Ir The sub-figure 502 shows field vectors in a plane that is parallel to the »perpendicular Lengths (z. B. 594 and 596) of the coil as well as perpendicular to the plane of the coils, and a Seiienansichi the lengths of the coils 555 and 557. The coil 559 is not shown. With dashed lines is a district 539 of a cross section. At three arbitrarily chosen points 610, 612 and 614 are field vectors shown. The vectors labeled "a" vectors correspond to the field that has lengths 572,574 576 and 578 of the coil 555 is generated, while the vectors labeled ah »iM vectors correspond to the field, generated by conductors 586 and 588 of coil 557. The third one

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 5% aus zum Endleiter 590 und 592 Dies ist eine Folge des Umstandes, daß in den Endleitern 590 und 592 der Strom in der entgegengesetzten Richtung 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 »8«-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 F i g. 6 bei 502 dargestellten Feldvektordiagramme zeigen, daß die Spulen 555 und 557 ein zweidimensionales Feld an den Punkten 610,612 und 614 erzeugen, während die bei 504 dargestellten Feldvektoren zeigen, daß das Feld der Spule 559 dem Feld eine »dritte Dimension« hinzugefügt hat.The field generated by 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 plane of the coils. 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 central lengths 594 and 596 and the end lengths 590 and 592 of the coil 559. The dimension 521 of the area 510 runs only part of the distance from the two middle sections 594 and 5% to the end conductor 590 and 592 This is a consequence of the fact that in end conductors 590 and 592 the current flows in the opposite direction than in conductors 594 and 596. In conductors 594 and 596 the current flows in the same direction so that the two conductors are as one Head can be handled. With such an "8" 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 dimensions shown in FIG. 6, field vector diagrams shown at 502 show that coils 555 and 557 create a two-dimensional field at points 610, 612 and 614, while the field vectors shown at 504 show that the field of coil 559 has added a "third dimension" to the field.

Bei einer zum Entdecken von Markierungselementen nach der Erfindung benutzten Ausführungsform der Einrichtung nach der Fi g. 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 folgenden Abmessungen: die senkrechten Komponenten 540, 542 und 544 waren 180 cm lang, während die waagerechten Komponenten 546,548,550 und 554 eine Länge von 150 cm aufwiesen. Die »0«-Spule wurde um den Schnittpunkt der Mittelabschnitte der »8«-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 Nr. 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 used for discovering marking elements according to the invention Establishment according to Fi g. 5, the surveillance zone from a district leading to a passageway existed, a surveillance zone with a height of at least 150 cm, with a width of 60 cm and created with a length of 75 cm (dimensions 534,519 and 521). That from coils 555, 557, and 559 The grid formed had the following dimensions: the perpendicular components were 540, 542 and 544 180 cm long, while the horizontal components 546,548,550 and 554 had a length of 150 cm. The "0" coil has been centered around the intersection of the center sections of the "8" coils, and the lengths 586 and 588 thereof were spaced 53 cm from the lengths 574 and 576 of the coil 555. All of the coils 555,557 and 559 were made from one with Vinyl insulated stranded wire # 10 (both # 30610) made. The coil 555 consisted of 6 turns, the Coil 557 of 10 turns and 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 beschriebene Aufbau weist noch den weiteren Vorzug auf, daß die Spulen mühielos 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 in Fig.5 is flat structure shown without great cost to manufacture and can be clad so that it is a has a pleasing appearance. Such a structure can easily be attached to one side of a door leading passage can be arranged. The structure described has the further advantage on that the coils can be effortlessly "adjusted" so that between an excited coil and the the other two unexcited coils have little or no inductance. It is therefore actually the energy generated by a coil is available for the generation of a field, which in a Monitoring zone is effective.

Die Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht einer felderzeugenden und den Fluß überwachenden Einrichtung nach der F i g. 1. Die Elektromagnete 12 der felderzeugenden Einrichtung bestanden aus Eisenstangen mit einem Querschnitt von 5,1 cm², die von Spulen umgebenFIG. 7 shows a front view of a field-generating and flow-monitoring device according to FIG. 1. The electromagnets 12 of the field generating device consisted of iron rods with a cross section of 5.1 cm ² surrounded by coils waren. Die Stangen waren aus Blechen mit einer Dicke von 0,457 mm aus Transformatorstahl Type M-19 zusammengesetzt und wiesen eine Länge von 142 cm und eine Breite von 5,1 cm auf. Jede Spule bestand aus zwei Wicklungen 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 anwas. The rods were made of sheet metal 0.457 mm thick of M-19 transformer steel assembled and had a length of 142 cm and a width of 5.1 cm. Each coil consisted of two windings, each with 125 turns of enamelled wire with a diameter of 0.2 cm, which on the rod were evenly distributed, as well as two further windings with 60 turns each Enamelled wire with a diameter of 0.259 cm

to 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 F i g. 8 ist diese Wicklungsart schematisch dargestellt.to each end of the poles. The two additional Windings with 60 turns each became 125 turns with the 60 turns at the end existing windings bifilar wound. In FIG. 8th this type of winding is shown schematically.

■ S Wie aus der Fig.8 zu ersehen ist, sind die 60 Windungen der Wicklungen 36/4 und 36ß miteinander und mit der Parallelschaltung der 125 Windungen umfassenden Wicklungen 38/4 und 38ß in Serie geschaltet. Diese Kombination der Wicklungen wird■ S As can be seen from Fig. 8, the 60 Turns of the windings 36/4 and 36ß with each other and with the parallel connection of the 125 turns comprehensive windings 38/4 and 38ß connected in series. This combination of windings will 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 mithereinafter referred to as "coil winding" with an input contact 35 and an output contact 37 is provided. It has been determined that the poles of the magnets are spaced from the ends of the rods by 7.5 cm. Two such bodies that work with einem Abstand von ungefähr 1 Meter voneinander 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.a distance of about 1 meter from each other are arranged and have the dimensions mentioned, are suitable for the establishment of a Monitoring 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 F i g. 7 dargestellten Ausführungsform ist die Schleife 14 kreisrund ausgestaltet, wobei deren Durchmesser gleich dem Abstand der Pole der Elektromagne-The air core coil 14 consists of a simple closed loop with several turns. at the one shown in FIG. 7, the loop 14 is circular, the diameter of which is equal to the distance between the poles of the electromagnetic te 12 voneinander 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 derte 12 from each other, while the loop of 80 turns of enamelled wire with a diameter of 2.05 mm is formed. If the electromagnets were not of the same length, the loop would curved, but designed so that the scope of the

Schleife nahe an den Polen beider Magnete verläuft. DieLoop runs close to the poles of both magnets. the Gründe für eine solche Maßnahme ergeben sich aus denReasons for such a measure result from the

nachstehend erläuterten Beziehungen zwischen denrelationships between the

Magnetfeldern der Elektromagnete und der Luftspule.Magnetic fields of the electromagnets and the air core coil. Die Fig.9 und 10 zeigen die charakteristischen9 and 10 show the characteristic

Magnetfelder eines Elektromagneten und einer Luftspule gleich der in der Fig. 7 dargestellten Spule im freien Raum, wobei die Kraftlinien in der Ebene der Zeichnung verlaufen. Nach der Darstellung enthält das Feld des senkrecht orientierten ElektromagnetenMagnetic fields of an electromagnet and an air core coil are the same as the coil shown in FIG. 7 free space, with the lines of force running in the plane of the drawing. According to the illustration, the Field of the vertically oriented electromagnet

so senkrechte Komponenten (parallel zur V-Achse) und nahe an den Polen wichtige waagerechte Komponenten (parallel zur X-Achse). Ebenso enthält das Magnetfeld der Luftspule Komponenten, die parallel zur X-Achse und parallel zur V-Achse verlaufen.so perpendicular components (parallel to the V-axis) and important horizontal components close to the poles (parallel to the X-axis). Likewise contains the magnetic field the air coil components that run parallel to the X-axis and parallel to the V-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 F i g. 11 zu ersehen, in der die Überlagerung von zwei Magnetfeldern im freien RaumIf the air coil is moved past the poles of the electromagnet, the two forms complement each other of the field-generating means mutually. This is best seen in FIG. 11, in which the Superposition of two magnetic fields in free space dargestellt ist, die von den Einrichtungen 12/4 und 125 sowie 14 in einer Zoneneinheit erzeugt werden. Der Übersichtlichkeit halber sind die das von der Einrichtung 12/4 erzeugte Feld darstellenden Linien gieichmä-Dig gestrichelt gezeichnet, während die das von dershown by devices 12/4 and 125 and 14 can be generated in a zone unit. For the sake of clarity, the lines representing the field generated by the device 12/4 are drawn in dashed lines, while that of the Einrichtung 12S erzeugte Feld darstellenden Linien durch miteinander abwechselnde kurze und lange Striche gezeichnet sind. Die das von der Einrichtung 14 erzeugte Feld darstellenden Linien sind voll ausgezo-Device 12S generated field-representing lines by alternating short and long lines Lines are drawn. The lines representing the field generated by the device 14 are fully extended.

gen. Wie aus der Darstellung bei 2 =u ersehen ist, schneidet sich die eine Gruppe von Kraftlinien am Punkt /77 und die andere Gruppe von Kraftlinien am Punkt n. Bei 4. in Fi g. 1 la ist die Winkelbeziehung der Magnetfeldstärken am Punkt/77 und bei 6 in F i g. 1 Ib am Punkt η dargestellt (Vektoren). Bei 4 stellen die Komponenten r, s und /die Stärke der Magnetfelder am Punkt m dar, die von den Einrichtungen 12ß, 14 und 12/t erzeugt werden, während bei 6 die Komponenten r\ y und f¹ die Stärke der entsprechenden Magnetfelder am Punkt π durch Vektoren darstellen. Wie zu ersehen ist, verlaufen die Komponenten jeder Gruppe fast senkrecht zueinander obwohl die Richtungen der Komponenten r, sund t anders verlaufen als die Richtungen der Komponenten r\ s' und f. Aus der F; g. 11 ist zu ersehen, daß die Vektorkomponen'.en der Schnittpunkte anderer Gruppen von Kraftlinien gleichfalls fast senkrecht zueinander verlaufen. Durch eine entsprechende Wahl der einzelnen Magnetfeldstärken könnte mit den Einrichtungen 12/4, 125 und 14 ein fast vorbildliches Feld erzeugt werden.As can be seen from the illustration at 2 = u, one group of lines of force intersects at point / 77 and the other group of lines of force intersects at point n. At 4. in FIG. 1 la is the angular relationship of the magnetic field strengths at point / 77 and at 6 in FIG. 1 Ib shown at point η (vectors). At 4 the components r, s and / represent the strength of the magnetic fields at point m , which are generated by the devices 122, 14 and 12 / t , while at 6 the components r \ y and f ¹ the strength of the corresponding magnetic fields at Represent point π 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 directions of the components r \ s' and f. From the F; G. 11 it can be seen that the vector components of the intersections of other groups of lines of force also run almost perpendicular to one another. By selecting the individual magnetic field strengths accordingly, the devices 12/4, 125 and 14 could produce an almost exemplary field.

Werden Felder von nicht weniger als das l,4fache (Wurzel aus 2) des Schaltfeldes des offenen Streifens erzeugt, so sind 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 dreidimensionales Feld nicht erforderlich, da es tatsächlich unmöglich ist, ein Markierungselement durch eine ganze Zone hindurchzuführen, ohne daß das Markierungselement mindestens einmal auf eine Komponente des Wirkungsfeldes ausgerichtet wird, die größer ist als das Schaltfeld des Markierungselementes.Are fields of not less than 1.4 times (square root of 2) the field of the open strip generated, then such fields are even at the ends of the surveillance zone at the ends of the polar magnets, in which the relevant directions of the fields change rapidly, almost exemplary or "three-dimensional". Of course, an absolutely uniform three-dimensional field is not required, as it actually is it is impossible to pass a marking element through an entire zone without the marking element is aligned at least once to a component of the field of activity that is larger than that Control panel of the marking element.

Die in den Fig.9, 10, 11, 11a und 11b 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 Wicklungen der Elektromagnete und durch die Luftspule fließenden Ströme und damit die Kosten der Schaltung dadurch herabgesetzt werden können, daß in jeder Zoneneinheit gleichzeitig ein Feld erzeugt wird.The fields shown in FIGS. 9, 10, 11, 11a and 11b are generated, unless an external one magnetic influence exists. In the device shown in Fig. 1 with three zone units acts the middle zone unit with the two outer zone units together to form two Monitoring zones, so that in turn all nine field-generating means are put into operation would have to, so that the fields shown are generated. Because of the relatively long distance it is over For the reasons already explained, it is not necessary to generate the nine fields in sequence. this can actually be undesirable as the peak amplitude of the electromagnets and windings currents flowing through the air-core coil and thus the costs of the circuit are thereby reduced can that in each zone unit a field is generated at the same time.

Die Fig. 12 zeigt einen Schaltungsplan für eine Einrichtung mit einem Energieversorgungsteil 670, mit drei Energieübertragungsabschnitten 627/4, 672S und 672C sowie mit einem Sequenzsteuersignalgenerator 683. Die Schaltung ist 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 Fig.5 oder 7 gewählt. Von den Übertragungsabschnitten 672 ist nur ein Abschnitt ausführlich dargestellt, da alle diese Abschnitte den gleichen Aufbau aufweisen. Sind die elektrischen Merkmale der Spulen voneiander verschieden, d. h., sie weisen unterschiedliche induktive Eigenschaften auf, und soll die jeder Spule zugeführte Energie die gleiche Dauer und Freauenz aufweisen, so können natürlich für einige Schaltungselemente andere Werte gewählt werden. Der Energieversorgungsabschnitt 670 weist geeignelerweise 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 Null und minus 200 V, welche Spannung über die Leiter 678 und 680 den Energieübertragungsabschnitten 672Λ, 672Ä und 672C ίο zugeführt wird.12 shows a circuit diagram for a device with an energy supply part 670, with three energy transmission sections 627/4, 672S and 672C 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 for simplification the description of a circuit for a field generating device with three coils according to Fig.5 or 7 is selected. Only one section of the transmission sections 672 is shown in detail, since all of these sections have the same structure. If the electrical characteristics of the coils are different from one another, ie they have different inductive properties, and if the energy supplied to each coil is to have the same duration and frequency, other values can of course be selected for some circuit elements. The power supply section 670 suitably has an AC voltage source 674 , which can consist of the conventional mains connection 617 , as well as a conventional voltage doubler rectifier 676. This generates a DC voltage with a potential of approximately zero and minus 200 V, which voltage via the conductors 678 and 680 the power transmission sections 672Λ, 672A and 672C ίο is supplied.

Die Erfindung sieht eine elektrische Schaltung vor, die in einem Leiter (z. B. in der Wicklung des Elektromagneten nach den F i g. 7 und 8, in der Luftspule nach der F i g. 7 und in den Leitern der felderzeugenden Mittel nach den Fig.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 iinem Leitertesteht, 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 Nienge elektrischer Energie dem Resonanzkreis zugeführt wird. Wird die Energiequelle vom Resonanzkreis 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 dazu, daß wesentlich längere Impulse erzeugt werden als bei einer Speicherung der Energie im kapazitiven Element.The invention provides an electrical circuit which is in a conductor (z. B. in the winding of the Electromagnet according to the F i g. 7 and 8, in the air core coil according to FIG. 7 and in the heads of the field-generating means according to FIGS. 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 electrical circuit therefore generates a damped sinusoidal electromagnetic in a monitoring zone Field. The circuit has a parallel resonance circuit, its inductive component consists of a conductor that represents the electromagnetic Field generated. Means are provided by which a source of electrical energy is intermittent with the Resonant circuit is connected, so that a predetermined amount of electrical energy enters the resonant circuit is fed. If the energy source is switched off from the resonance circuit, free Vibrations the energy supplied to the resonance circuit in the form of a damped energy flowing in the conductor sinusoidal current, so that as a result a damped sinusoidal electromagnetic field is produced. The transmitted energy can either be in the capacitive or in the inductive component of the resonance circuit can be saved. If the energy is to be stored in the inductive element, so the time required to generate sufficiently strong currents results in much longer pulses are generated than 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 Geschwindigkeit der Abführung der Energie aus dem Resonanzkreis die Geschwindigkeit übersteigt, mit der die Energie vom Resonanzkreis gespeichert wird. Dies kann mit Hilfe eines steuerbaren Siliziumglcichrichters 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. Die Induktanz des Induktors soll mindestens das 4,7fache der Induktanz des Leiters betragen, der zum Erzeugen des elektromagnetischen Feldes benutzt wird. Diese Induktanz soll vorzugsweise das 4,7fache bis 25fache und im Idealfalle ungefähr das 6fache der Induktanz des Leiters betragen. Beträgt die Differenz weniger als das 4,7fache, so kann der steuerbare Siliziumgleichrichter nicht gesperrt werden.In a preferred embodiment of the invention, the amount of becomes the resonance circuit transmitted electrical energy is limited to a value at which the speed of the Dissipation of the energy from the resonance circuit exceeds the speed with which the energy from the Resonance circuit is stored. This can be achieved with the help of a controllable silicon rectifier, with which the resonance circuit is intermittently connected to the energy source. Used with the rectifier and a suitably selected inductor connected in series with the resonance circuit, no further means for blocking the rectifier and for disconnecting the resonant circuit from the energy source needed. The inductance of the inductor should be at least 4.7 times the inductance of the conductor which is used to generate the electromagnetic field. This inductance should be preferred 4.7 to 25 times and ideally approximately 6 times the inductance of the conductor. Is the If the difference is less than 4.7 times, the controllable silicon rectifier cannot be blocked.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung bildet der Induktor die Primärwicklung und der induktive Teil des Resonanzkreises die Sekundärwicklung eines Transformators. Um mit Sicherheit eine wirksame Verkopplung der beiden Wicklungen mitein-In another embodiment of the invention, the inductor forms the primary winding and the inductive part of the resonance circuit the secondary winding of a transformer. To be sure of a effective coupling of the two windings

ander zu erreichen, kann der Transformator aus einem Spartransformator (Autotransformator) bestehen. Bei einer weiteren anderen Ausführungsform ist anstelle eines Induktors zwischen das Verbindungsmittel und den Resonanzkreis ein Widerstand geschaliet.To achieve another, the transformer can consist of an autotransformer (autotransformer). at Another embodiment is instead of an inductor between the connecting means and the resonance circuit is connected to a resistor.

Wie an sich bekannt, kann die Klenge 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 volume of the energy supplied to a resonance circuit can thereby be determined be that either the charge on the capacitive element or in the inductive element of the resonance circuit flowing electricity is regulated.

Unter Hinweis auf die Fig. 12 wird nachstehend eine Ausführung einer elektrischen Schaltung beschrieben, mit der eine weitere Schaltung zusammenwirkt, so daß mehrere der erstgenannten Schaltungen benutzt werden können, um der Reihe nach mehrere felderzeugende Mittel mit elektrischer Energie zu versorgen.Referring to Fig. 12, a Execution of an electrical circuit described with which another circuit interacts so that Several of the first-mentioned circuits can be used to sequentially several field-generating To supply means with electrical energy.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei der Schaltung nach der Fi g. 12 die aus der Energiequelle übertragene Energie in erster Linie in dem kapazitiven Element und nichtleitenden Zustand verbleibt. Wird der Transistor 682 leitend, so wird der Kondensaten 704 aufgeladen, und der über den Kondensator 704 fließende Ladestrom versetzt den Transistor 696 in den leitenden Zustand, bis die Spannung am Kondensator 7C4 die Höhe von 212 V erreicht hat. 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 Kathode 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 denIt should be noted that in the circuit according to Fi g. 12 the transmitted from the energy source Energy primarily remains in the capacitive element and non-conductive state. Will the transistor 682 conductive, the condensate 704 is charged, and the charging current flowing through the capacitor 704 puts the transistor 696 in the conductive state, to the voltage across capacitor 7C4 has reached 212 V. The remainder of the trigger circuit 694 comprises emitter and collector resistors 710 and 712 of transistor 696, a capacitor charging network with a resistor 714, a Zener diode 716 and a capacitor 718. The grid conductor of the Rectifier 692 is connected to both the emitter electrode of transistor 696 and the emitter resistor 710 in connection, so that at one at the other end of the resistor 710 and at the cathode of the Diode 692 lying voltage of approximately minus 200 V, the rectifier is made conductive or triggered only when transistor 696 is conductive. The transistor 696 becomes conductive when the Terminal 684 a pulse is applied to the

nicht in dem induktiven Element des Resonanzkreises 20 Transistor 682 im Vorwärtssinne vorspannt. Es fließt einnot forward biasing transistor 682 in the inductive element of resonant circuit 20. It flows in

gespeichert wird. Das kapazitive Element des Resonanzkreises übt daher eine doppelte Funktion 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 Funktion wird dieses kapazitive Element hiernach zuweilen als ein Bestandteil des Resonanzkreises sowie als ein Teil des Energieübertragungsabschnittes angesehen und dementsprechend bezeichnet, wobei der übrige Teil dieses Abschnittes das Mittel zum Verbinden der Energiequelle mit dem Resonanzkreis darstellt.is saved. The capacitive element of the resonance circuit therefore has a double function, and Firstly, the energy is transmitted from this element and secondly, together with the inductive element formed a resonance circuit, the rest of the transmitted energy as free oscillations consumed. Because of this double function, this capacitive element is sometimes referred to as a Considered part of the resonance circuit as well as part of the energy transmission section and accordingly referred to, with the remainder of this section the means for connecting the energy source represents with the resonance circuit.

Der Energieübertragungsabschnitt 672 enthält einen Schalter in Form eines Transistors 682/4, der in den leitenden Zustand versetzt wird, wenn dem Anschlußpunkt 684/4 ein Steuersignal aus einem Sequenzsteuersignalgenerator 683 zugeführt wird. Ist der Transistor 6824 leitend, so leitet der Abschnitt 672/4 einen Energieimpuls zur Spule der zugehörigen felderzeugenden Einrichtung weiter. In der Fig. 12 ist die zum Energieübertragungsabschnitt 6724 gehörende Spule schematisch als Induktor 686 dargestellt. Ist der Transistor 682 leitend, so speichert ein Kondensator 688 einen Energieiiiipuls, 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 einen Induktor 690, einen steuerbaren Siliziumgleichrichter 692 und eine bei 694 dargestellte Schaltung zum Triggern des Gleichrichters 692. Die Triggerschaltung 694 weist einen normalerweise nicht leitenden Transi-The energy transfer section 672 includes a switch in the form of a transistor 682/4, which is in the conductive state is set when the connection point 684/4 a control signal from a sequence control signal generator 683 is fed. If the transistor 6824 is conductive, the section 672/4 conducts one Energy pulse to the coil of the associated field-generating device on. In Fig. 12 is the for The coil belonging to the energy transmission section 6724 is shown schematically as an inductor 686. Is the When transistor 682 is conductive, a capacitor 688 stores an energy pulse which is used to generate the field Facility is passed on as a damped energy pulse. The circuit for charging the capacitor 688, which later conducts this charge to the field-generating device or to the inductor 686 is considered new and comprises an inductor 690, a silicon controllable rectifier 692 and a circuit shown at 694 for triggering rectifier 692. The trigger circuit 694 has a normally non-conductive transit

Strom von der Emitterelektrode zur Kollektorelektrode des Transistors 682 über die Diode 706, den Kondensator 704 und den Widerstand 698, wobei der Transistor 6% 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 steuerbaren Siliziumgleichrichters 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 690 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 nicht durch den Induktor 686. Bei der Aufladung des Kondensators 688 auf ungefähr minus 200 V 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, daß der Kondensator auf eine Spannung von ungefähr -300 V 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 steuerbare Siliziumgleichrichter 692 nichtleitend. Der Kondensator wird nunmehr in den felderzeugenden Induktor 686 hinein entladen, wobei in der Spule ein Strom mit einerCurrent from the emitter electrode to the collector electrode of the transistor 682 via the diode 706, the capacitor 704 and the resistor 698, whereby the transistor is placed 6% in the conductive state. In this Trap, the capacitor 718 is discharged through the resistor 712 and the transistor 696, so that the Grid electrode of the controllable silicon rectifier 692 a current pulse is fed to the rectifier put into the conductive state, so that through the capacitor 688, the inductor 690 and through the Rectifier 692, a current flows with the result that energy is stored on the capacitor 688. In order to the energy is stored sufficiently quickly, the value of the inductor 690 must be chosen so that it does not is more than about 1/5 the value of inductor 686. Most of the stream from the Capacitor 688 therefore flows through inductor 690 and not through inductor 686. When the Capacitor 688 at approximately minus 200 volts, the current flowing in inductor 590 has its maximum value. This current flow continues until the energy in the inductor 690 is consumed, with the result that the Capacitor is charged to a voltage of approximately -300 V. This highest tension depends on Part of the ratio of the inductances of inductors 686 and 690 as well as the losses caused by causing resistance in inductor 690 and other circuit elements that make the Electricity flows. When the voltage across the capacitor 688 has reached its maximum value, it flows in the If the inductor 690 no longer has any current, the controllable silicon rectifier 692 becomes non-conductive. The condenser is now discharged into the field-generating inductor 686, with a current in the coil with a

stör 696 auf, dessen Basiselektrode mit dem einen Ende ₅₅ charakteristischen gedämpften und sinusförmigen Wilder beiden Widerstände 698 und 700 verbunden ist. Der lenform fließt. Zwischen das eine Ende des Induktors Widerstand 698 ist am anderen Ende über einen 686 und den Leiter 678, an dem die Bezugsspannung von Sperrkondensator 704 und eine Diode '/06 mit der null Volt liegt, ist ein Widerstand 691 mit einem sehr Kollektorelektrode des Transistors 682/4 verbunden. kleinen Wert eingeschaltet. Die am Widerstand 691 Der eine Belag des Kondensators 704 und die Katode 60 abfallende Spannung ist genau proportional dem imdisturb 696, the base electrode of which is connected to one end _{55 of the} characteristic damped and sinusoidal Wilder's two resistors 698 and 700. The lenform flows. Between one end of the inductor resistor 698 is at the other end via a 686 and the conductor 678, on which the reference voltage of blocking capacitor 704 and a diode '/ 06 with the zero volts is, is a resistor 691 with a very collector electrode of transistor 682 / 4 connected. small value switched on. The voltage drop across the resistor 691 of the capacitor 704 and the cathode 60 is exactly proportional to the im

der Diode 706 stehen gemeinsam mit dem einen Leiter eines Widerstandes 708 in Verbindung, dessen anderer Leiter mit dem Leiter 678 verbunden ist, an dem eine Bezugsspannung von null Volt liegt. Ist der Transistor nichtleitend, so beträgt normalerweise die am Kondensator 704 liegende Spannung ungefähr 200 V, so daß zur Basiselektrode des Transistors 696 kein Strom fließen kann, wobei der Transistor im normalen Induktor 686 fließenden Strom und kann daher als Synchronisierungssignal für eine Detektoreinrichtung verwendet werden. In einer solchen Einrichtung zeigt ein Detektor die Anwesenheit eines Markierungselementes an, wenn zu einer bestimmten Zeit in bezug auf die Zeitbasis des elektromagnetischen Feldes ein charakteristisches Signal ermittelt wird.of the diode 706 are in common with one conductor of a resistor 708 in connection, the other Conductor is connected to conductor 678 which has a reference voltage of zero volts. Is the transistor non-conductive, the voltage across capacitor 704 is normally about 200 volts, see above that no current can flow to the base electrode of the transistor 696, the transistor in the normal Inductor 686 flows current and can therefore be used as a synchronization signal for a detector device be used. In such a facility shows a detector indicates the presence of a marking element if related to a given time the time base of the electromagnetic field a characteristic signal is determined.

Der Seauenzsteuersienaleenerator 683 hat die Aufea-The Seauenzsteuersienaleenerator 683 has the Aufea-

be. den Anschlußpunkten 6844, 684ß und 684C der Reihe nach ein Steuersignal zuzuführen, so daß die Spulen der Abschnitte 6724, 672ß und 672C Feldimpulse erzeugen, von denen eine Spule als Induktor 686 dargestellt ist. Der Generator 683 könnte aus einer Anzahl von monostabilen Multivibraloren in einer Ringschaltung bestehen, so daß bei einer Umschaltung eines jeden Multivibrators 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 Flipflop-Zahlers zu verbinden, der von einem freilaufenden Multivibrator betrieben wird.be. to apply a control signal to terminals 6844, 6843 and 684C in sequence so that the coils of sections 6724, 6723 and 672C generate field pulses, one of which is shown as inductor 686. The generator 683 could consist of a number of monostable multivibralors in a ring circuit so that when each multivibrator is switched from the unstable to the stable state, the operating states of the following multivibrators in the ring circuit are reversed. The outputs from 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 flip-flop counter operated by a free-running multivibrator.

Die Fig. 13a und 13b zeigen ein Schaltbild für eine der beiden gleichartig aufgebauten Kombinationen der Magnetflußüberwachungseinrichtung 29 mit den Signaldetektorschaltungen 32 der Anlage nach der Fig. 1. Wie aus den Fig. 13a und !3b zu ersehen ist, stehen die Spulen 164, 165, 16Cund 16Dder Magnetflußüberwachungseinrichtung 29 über ein Koaxialkabel 28 mit dem Eingang der Detektorschaltung 32 in Verbindung.13a and 13b show a circuit diagram for a of the two similarly constructed combinations of the magnetic flux monitoring device 29 with the signal detector circuits 32 of the system according to FIG. 1. As can be seen from FIGS. 13a and 3b, the Magnetic flux monitor coils 164, 165, 16C and 16D 29 via a coaxial cable 28 with the input of the detector circuit 32 in connection.

Die Detektorschaltung 32 umfaßt einen Signalformungs- und Verstärkungsabschnitt 128. einen Signaldiskriminatorsabschnitt 130 und einen Ausgangsabschnitt 132. dessen Ausgang über den Leiter 134 zur Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 der Anlage nach der F i g. I geleitet wird.The detector circuit 32 comprises a signal shaping and amplifying section 128, a signal discriminator section 130 and an output section 132, the output of which via the conductor 134 to the alarm and display device 34 of the system according to FIG. I is headed.

Der Abschnitt 128 umfaßt der Reihe nach ein Eingangsfilter 136, einen Vorverstärker 138 in der ersten Stufe, einen Vorverstärker 140 in der zweiten Stufe, einen Vorverstärker 142 in der dritten Stufe, der über ein Koaxialkabel mit einem weiteren Filter 144 verbunden ist. einen weiteren Verstärker 146 und eine Begrenzerstufe 148, welche Schaltungselemente aus an sich bekannten Ausführungen bestehen. Die beiden Filterelemente des Zwillings-T-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 Störsignalc bis zu 1000 Hz ebensogut. Im Eingangsfilter 136 weisen die Kondensatoren 201, 202, 204 und 206 einen Wert von 0,01 μΡ, die Kondensatoren 208 und 210 einen Wert von je 0.022 μF. die Widerstände 212, 214. 216 und 218 einen Wer; von .ic 270 kCl und die Widerstände 220 und 222 einen Wert von je 120 kD auf. In der Vorverstärkerstufe 138 wird ein Transistor mit sehr geringem Eigenrauschen verwendet, da vermieden werden soll, daß im verstärkten Signal am Ausgang noch ein zusätzliches Eigenrauschen auftritt.The section 128 comprises in sequence an input filter 136, a preamplifier 138 in the first stage, a preamplifier 140 in the second stage, a preamplifier 142 in the third stage, which is connected to a further filter 144 via a coaxial cable. a further amplifier 146 and a limiter stage 148, which circuit elements consist of designs known per se. The two filter elements of the twin T-filter 136 have a very high transmission impedance at 60 Hz, which frequency is the frequency of the field-generating device in the embodiment according to FIG. These filters consist of a cheap design with a tolerance of 10%, do not require tuning, almost completely eliminate the very strong 60 Hz interference and attenuate other interfering signals up to 1000 Hz just as well. In the input filter 136 , the capacitors 201, 202, 204 and 206 have a value of 0.01 μΡ, the capacitors 208 and 210 a value of 0.022 μF each. the resistors 212, 214, 216 and 218 a who; of .ic 270 kCl and the resistors 220 and 222 have a value of 120 kD each. A transistor with very low inherent noise is used in the preamplifier stage 138, since it is to be avoided that additional inherent noise occurs in the amplified signal at the output.

Die zweiten und dritten Verstärkerstufen 140 und 142 bewirken eine Signalverstärkung mit einer guten Linearität. Die zwischengeschalteten Kopplungskondensatoren dämpfen Frequenzen unter ungefähr 1000 Hz ab. Zwischen die Vorverstärker 140 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 Kolektorelektrodc des Transistors 152 liegenden Wechselspannung auf einen Wert, bei dem der Detektor 130 ein Signal ermittelt, obwohl bekanntermaßen in der Überwachungszone kein für ein Markierungselement charakteristisches Signal erzeugt worden ist. Der Wert dieser Wechselspannung an der Kollektorelektrode wird ermittelt, wonach der Regelwiderstand 150 so eingestellt wird, daß die an der Kollektorelektrode des Transistors 152 liegende Wechselspannung die Hälfte des ermittelten Wertes beträgt.The second and third amplifier stages 140 and 142 effect a signal amplification with good linearity. The interposed coupling capacitors attenuate frequencies below approximately 1000 Hz. A variable resistor 150 is connected between the preamplifiers 140 and 142 , with which the system can be set so that no false alarms are triggered by randomly occurring signals which may occur frequently in the vicinity of the system concerned. The most favorable setting is made by increasing the alternating voltage applied to the collector electrode of the transistor 152 to a value at which the detector 130 detects a signal although, as is known, no signal characteristic of a marking element has been generated in the monitoring zone. The value of this alternating voltage at the collector electrode is determined, after which the variable resistor 150 is set so that the alternating voltage applied to the collector electrode of the transistor 152 is half of the value determined.

ίο Das Filter 144 besteht aus einem Hochpaßfilter mit einem zusätzlichen Bandfilter, dessen Mittelwert auf die Grundfrequenz des Wirkungsfeldes abgestimmt wird, welches letzgenannte Filter aus einem Zwillings-T-Filternetzwerk besteht, das zwischen die Hochpaßfilterkondensatoren eingeschaltet ist. Das Zwiliings-T-Filiernetzwerk weist bei der Grundfrequenz von 60 Hz des Wirkungsfeldes eine hohe Übertragungsimpedanz auf, während die Hochpaßfilterkondensatoren im wesentlichen Signale abdämpfen, deren Frequenz zwischen 60 und 1000 Hz liegen, welche Frequenz bei der bevorzugten Ausführungsform die vorherbestimmte Frequenz ist. Im Filter 144 weisen die Kondensatoren 224 und 266 einen Wert von je 0,01 μΡ, die Widerstände 228 und 230 einen Wert von je 270 kQ, der Widerstand 232 einen Wert von 120 kQ und der Kondensator 234 einen Wert von 0,022 μΨ 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 filter, the mean value of which is matched to the fundamental frequency of the effective field, which last-mentioned filter consists of a twin T-filter network that is connected between the high-pass filter capacitors. The twin T-filter network has a high transmission impedance at the fundamental frequency of 60 Hz of the effective field, while the high-pass filter capacitors essentially attenuate signals whose frequency is between 60 and 1000 Hz, which frequency is the predetermined frequency in the preferred embodiment. In the filter 144 , the capacitors 224 and 266 each have a value of 0.01 μΩ, the resistors 228 and 230 each have a value of 270 kΩ, the resistor 232 has a value of 120 kΩ and the capacitor 234 has a value of 0.022 μΩ . 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 13C erzeugt ein die Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 in Betrieb setzendes Ausgangssignal immer dann, wenn in aufeinander folgenden Intervallen von ungefähr 16²Aj Millisekunden drei Signale mit einer mindestens doppelt so hohen Amplitude wie die des Rauschens und mit einer Dauer von weniger als ungefähr 0,3 ms auftreten. Ein jedes dieser Signale entspricht dem charakteristischen Signal eines Markierungselementes der oben beschriebenen Ausführung. Ferner entspricht das 16²/3 ms 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 ms oder innerhalb eines zeitlichen Fensters, das unmittelbar auf einen Richtungswechsel des Wirkungsfeldes folgt. Bei der Entdeckung eines solchen Signals wird dem Ausgangsabschnitt *32 über den Leiter J54 ein Signal zugeführt. Bei Empfang von drei Signalen über den Leiter 154 in aufeinander folgenden Intervallen von je 16²/3 ms 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 13²/s Millisekunden, und wenn in den folgenden 6 Millisekunden kein weiteres Signal empfangen wird, so wird der The signal discriminator 13C generates an output signal that puts the alarm and display device 34 into operation whenever, in successive intervals of approximately 16 ² Aj milliseconds, three signals with an amplitude at least twice as high as that of the noise and with a duration of less than approximately 0.3 ms occur. Each of these signals corresponds to the characteristic signal of a marking element of the embodiment described above. Furthermore, the 16 ^2/3 ms long interval corresponds to the period of a 60 Hz signal and therefore represents the magnetization reversal of a sensitized responder. The signal discriminator 130 is generally synchronized with the effective field so that a characteristic signal is determined only within a period of time of approximately 1.5 ms or within a time window that immediately follows a change in direction of the effective field. If such a signal is detected, a signal is fed to output section * 32 via conductor J54. Upon receipt of three signals over the conductor 154 at successive intervals of 16 ^2/3 ms each, the output section 132 supplies the alarm and display device 34 with a signal. After receiving a first signal, the output section 132 blocks the counter for the following 13 ² / s milliseconds, and if no further signal is received in the following 6 milliseconds, the

fio Zähler in den Zustand Null zurückversetzt fio counter reset to zero

Der Signaldiskriminator 130 weist einen Sperrtransi stor 156 auf, der zusammen mit der Triggerschaltung 158, dem Verzögerungszeitgeber 160 und dem Koerzi- livgatter 162 den Durchlauf eines Ausgangssignals aus der Begrenzungsstufe 148 zu der Kombination eines Signalformcrs 164 und eines Signalbreiten-Diskrimina- tors 166 während des größten Teils einer jeden Periode verhindert. Im Betrieb wechselt die Triggerschaltung 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, the passage of an output signal from the limiting stage 148 to the combination of a signal shaper 164 and a signal width discriminator 166 during the prevented for the most part of each period. The trigger circuit changes during operation

158 ihren Zustand ungefähr in dem Zeitpunkt, in dem die Netzwechselspannung den Wert Null überschreitet. Bei diesem Übergang aus dem positiven in den negativen Wert erfolgt bei dem Ausgang der Triggerschaltung ein gleicher Übergang, wobei ein Impuls erzeugt wird, der über einen Kondensator 168 den Verzögerungszeitgeber triggert und den monostabilen Multivibrator in den unstabilen Zustand versetzt. Der Verzögerungszeitgeber verbleibt in diesem Zustand ungefähr 4 ms lang, wonach eine Abschaltung ungefähr in dem Zeitpunkt erfolgt, in dem das Wirkungsfeld den Wert Null überquert (das Wirkungsfeld weist gegenüber der Netzspannung eine Nacheilung von etwas weniger als 90° auf oder ungefähr 4 ms). Wird der Verzögerungszeitgeber wirksam, so leitet er durch den Kondensator 170 einen negativ gerichteten Impuls, der das Koerzitivgatter triggert und einen moriostabilen Multivibrator in den unstabilen Zustand versetzt, in dem der Multivibrator ungefähr 1,5 ms 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 Koerzitivgattcrs in den stabilen Zustand zurück, so liegt der umgekehrte Fall vor. Am Widerstand 172 liegt die 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 Markierungselement nach der Erfindung erzeugt wird.158 their condition approximately at the time when the AC line voltage exceeds zero. In this transition from the positive to the negative Value, an equal transition occurs at the output of the trigger circuit, with a pulse being generated that triggers the delay timer via a capacitor 168 and enters the monostable multivibrator unstable state. The delay timer remains in this state for approximately 4 ms, after which a shutdown takes place 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 ° on or about 4 ms). When the delay timer takes effect, it conducts through the capacitor 170 a negative-going pulse that triggers the coercive gate and a morostable multivibrator in the unstable state, in which the multivibrator remains approximately 1.5 ms until it becomes stable State returns. In the unstable state there is a low voltage across resistor 172, so that the Base electrode of the blocking transistor 156 no current flows. If the gate 162 is in the unstable State, the transistor 156 is therefore non-conductive during which time the waveform shaping circuit in FIG Operation is set. 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 put into operation. If the multivibrator of the coercive gate returns to the stable state, so the opposite is the case. The high voltage is applied to resistor 172, so that transistor 156 has a Current through the resistor 177 conducts with the result that the transistor 179 is continuously conductive, the Shaping circuit is put out of service. At the same time the resistor 174 becomes a low one Voltage is supplied so that the transistor 176 receives no current and the signal width discriminator is switched off will. Only during the momentary unstable state of the coercive gate 162 in every 60 Hz period a signal can therefore be received. The characteristic one falls into this short time interval Signal pulse generated by a marking element according to the invention.

Wird ein solches charakterisches Signal zeitgerecht von der Begrenzungsstufe 148 empfangen, so wird der Zustand der Signalformerschaltung verändert, wenn die Höhe der Amplitude den Wert von ungefähr 8 V übersteigt, während die Transistoren 179 und 181 aus dem normalerweise leitenden in den nichtleitenden Zustand versetzt werden. Hierbei wird über den Kondensator 178 und die Diode 180 ein Impuls geleitet, der den Multivibrator 182 des Signalbreiten-Diskriminators in den unstabilen Zustand versetzt.If such a characteristic signal is received in a timely manner by the limiting stage 148, the state of the signal shaping circuit is changed when the level of the amplitude exceeds the value of approximately 8 V, while the transistors 179 and 181 are switched from the normally conductive to the non-conductive state. In this case, a pulse is passed through the capacitor 178 and the diode 180, which puts the multivibrator 182 of the signal width discriminator into the unstable state.

Die Transistoren 179 und 181 verbleiben in ihren neuen Zuständen so lange, wie das empfangene Signal den Wert von ungefähr 6 V übersteigt, welche Zeit für charakteristische Markierungssignale weniger als ungefähr 03 ms 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 Sj bereits bei der Beschreibung des Koerzitivgatters 162 betrieben. Der Transistor 186 ist nichtleitend während des stabilen Zustandes des Signalbreitenmultivibrators .The transistors 179 and 181 remain in their new states as long as the received signal exceeds the value of approximately 6 V, which time for characteristic marker signals is less than approximately 03 ms. Since during this time no current flows through the collector electrode of the transistor 179, so 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 was already operated when the coercive gate 162 was described. Transistor 186 is non-conductive during the steady state of the signal width multivibrator.

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 langer dauern als die Breite des charakteristischen Signals beträgt.182. The transistor 184 is therefore only conductive when the coercive gate and the signal width multivibrator are in the unstable state and during a normal state of the waveform shaper 164 when the Collector current of transistor 179 has its base electrode with a bias in the forward sense provided. The unstable state of the multivibrator 182 must therefore last longer than the width of the characteristic Signal is.

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, then the Input conductor of output section 132 is fed a negative-going signal via conductor 154.

Der Ausgangsabschnitt weist einen Zähler 188, einen Periodenzeitgeber 190, ein Konsekutiv-Impulsgatter 192 und ein Zählerlöschgatter 194 auf.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 1% um einen Schritt fortgeschaltet. Der unstabile Zustand des Periodenzeitgebers dauert ungefähr 13²/3 ms, so daß die Geschwindigkeit des Zählers einen Zählschritt pro 13²/3 Millisekunden oder ungefähr einen Zählschritt in einer 60-Hz-Periode beträgt. Eine Löschung oder Nulleinstellung des Zählers wird während dieser 13²/jms dauernden Zeitspanne von der am Anschlußpunkt 198 liegenden Vorwärtsvorspannung verhindert, da in diesem Falle der Transistor 200 gesperrt ist. Das aus einem weiteren monostabüen Multivibrator bestehende Konsekutivimpulsgatter 192 wird in den unstabilen Zustand versetzt, wenn der Periodenzeitgeber in den stabilen Zustand zurückkehrt. In dem ungefähr 6 ms dauernden unstabilen Zustand verhindert das Gatter 192, daß der Zähler in die Nullstellung zurückversetzt wird dadurch, daß der Basiselektrode des Zählerlöschgatters 194 eine Vorspannung im Vorwärtssinne 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 Null zurückversetzt.The period timer 190 is simply a monostable multivibrator connected to the input conductor 154 that is unstable by a negative going signal. With each transition of the period timer from the stable to the unstable state, the counter 188 is incremented by one step by the switching transistor 1%. The unstable state of the period timer lasts approximately 13 ^2/3 ms, so the speed of the counter is one count per 13 ^2/3 milliseconds, or approximately one count in a 60 Hz period. The counter is prevented from being erased or reset to zero during this 13 ² / jms period of time by the forward bias voltage present at connection point 198, since in this case transistor 200 is blocked. The consecutive pulse gate 192 consisting of another monostable multivibrator is placed in the unstable state when the period timer returns to the stable state. In the approximately 6 ms unstable condition, gate 192 prevents the counter from being reset to zero by applying a forward bias to the base electrode of counter clear gate 194. If the period timer has not yet been reset to the unstable state when the consecutive pulse gate 192 has returned to the stable state, the counter is reset to the zero 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 a on conductor 134 when the counter has counted to three Output signal which sets the alarm and display device 34 into operation.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann außer zum Schutz gegen Diebstähle aus Bibliotheken oder aus Warenlagern z. B. auch zum Sortieren von Gegenständen benutzt werden. Die zu einer Klasse gehörenden Gegenstände können mit einem Markierungselement ausgestattet werden, dessen offener Streifen eine bestimmte Wechselstrom-Koerzitivkraft aufweist, während die zu einer anderen Klasse gehörenden Gegenstände mit einem Markierungselement versehen werden, dessen offener Streifen eine andere Wechselstrom-Koerzitivkraft aufweist, usw.The device according to the invention can except for protection against theft from libraries or from Warehouses z. B. can also be used to sort objects. Those belonging to a class Objects can be equipped with a marking element, the open strip of which has a has certain AC coercive force, while those belonging to a different class Objects are provided with a marking element, the open strip of which has a different alternating current coercive force has, etc.

Das Markierungselement 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 solches Markierungselement kann aus einem kräftigen Klebemittel auf. einer Länge eines offenen Streifens eines ferromagnetischen MaterialsThe marking element according to the invention could also be used as a fraud-proof closure, the integrity of which can be determined without direct contact by facilities, e.g. B. on one Railroad car driving past an inspection point Such a marking element can consist of a strong adhesive. a length of an open strip of ferromagnetic material

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bestehen. Das Klebemittel kann aus der in der US-Patentschrift Nr. Re 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.exist. The adhesive may be of the type described in US Pat. No. Re 24,906 consist, while the open strip of permalloy with a width of 6 mm, a thickness of 25 microns and a length of 18 cm.

Hierzu 8 Blatt ZeichnungenIn addition 8 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for detecting the presence of a highly permeable, ferromagnetic, elongated Marking element in an interrogation zone, the marking element in the interrogation zone exposed to an electromagnetic field that changes periodically at a fundamental frequency is to generate certain harmonics of the fundamental frequency, which in the detection device induce a voltage, the signal components of which correspond to these harmonics, thereby characterized in that the ratio of length to square root of the cross-sectional area of the Markicrungselementes is at least 150 and the device is designed so that the Markingeleitient to generate a pulse of an external magnetic field is caused by its Magnetization by an applied alternating magnetic field with a rate of change of more than 300 Oe / s is reversed, with harmonics of the pulse within a frequency band whose lower limit frequency is above 1000 Hz and whose width is at least that Ten times the fundamental frequency of the applied field.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the marking element has a thickness of about 0.1 to 130 μΓη.

3. Device according to claim 1, characterized in that the marking element has a wire is about 10 to 300 µm in diameter.

4. Device according to claim 1, characterized in that the marking element is thin, flat, disk-shaped and from a thickness of 0.1 to 130 μπι and a ratio of the larger Has diameter to disk thickness of at least 6000.

5. Device according to claim 1, characterized in that when the maximum amplitude occurs of the pulse generated by the marking element when the said alternating field is applied a period of time after each field change is made near the interrogation zone it can be determined whether the maximum amplitude of the pulse after a certain time of each undertaking the field change occurs.

6. Device according to claim 1, characterized in that one after the other in the interrogation zone Number of acting magnetic alternating fields can be applied so that in the presence of the marking element in the interrogation zone in each direction at least one vector of a magnetic field component is present which is greater than an alternating magnetic field which is sufficiently strong to reverse the magnetization of the marking element is.