DE2065827C3

DE2065827C3 - Device for generating a number of electromagnetic fields in an interrogation zone

Info

Publication number: DE2065827C3
Application number: DE19702065827
Authority: DE
Inventors: Donald A. Saint 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: 1984-08-23
Also published as: DE2065827B2; DE2065827A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen einer Anzahl elektromagnetischer Felder mit gekrümmten Linien in einer Abfragezone durch Anlegen elektrischer Energie an mehrere Spulen, die so ausgerichtet sind, daß die Linien jedes Feldes einer der Spulen in jedem Punkt der Abfragezone eine Richtung haben, die wesentlich von der Richtung einer elektromagnetischen Feldlinie der anderen Spulen verschieden ist.The invention relates to a device for generating a number of curved line electromagnetic fields in an interrogation zone by application electrical energy to several coils, which are aligned so that the lines of each field are one of the Coils in every point of the interrogation zone have a direction which is substantially different from the direction of an electromagnetic one Field line of the other coils is different.

Aus der FR-PS 7 63 681 geht eine Einrichtung hurvor, bei der dynamische magnetische Erscheinungen zum Ermitteln der Anwesenheit eines Gegenstandes, z. B. eines Buches, benutzt werden, das durch die Tür einer Bücherei getragen wird. Diese bekannte Einrichtung beruht auf der Entdeckung, daß bei der Einwirkung eines sinusförmigen magnetischen Wechselfeldes auf ein MetaUstück eine Spannung induziert wird, die für die Metalliusammensetzung charakteristisch ist, und die in zwei abgeglichenen Spulen in der Nähe des erzeugten Magnetfeldes induziert wird. Eine Analyse dieser charakteristischen Spannung ermöglicht daher eine Klassifizierung des im erzeugten Magnetfeld befindlichen Metalls. Es kann daher ein Buch ermittelt werden, an dem ein Siück Metall einer besonderen Klasse angebracht worden ist.From the FR-PS 7 63 681 a device goes hurvor, in dynamic magnetic phenomena to detect the presence of an object, e.g. B. of a book, carried through the door of a library. This well-known facility is based on the discovery that when a sinusoidal alternating magnetic field is applied a metal piece a voltage is induced which is characteristic of the metal composition, and which in two balanced coils in the vicinity of the generated magnetic field is induced. An analysis of this characteristic voltage therefore enables a classification of the generated magnetic field Metal. A book can therefore be found on which a piece of metal of a special class has been attached.

Aus der FR-PS 7 63 681 ergibt sich eine Klasse von Metallen, bsi denen für eine magnetische Sättigung ein starkes Magnetfeld erzeugt werden muß. Die von einem Metall 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 FR-PS 7 63 681 there is a class of metals, bsi those for magnetic saturation strong magnetic field must be generated. The voltage induced by a metal from the class mentioned 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. soiehe Metalle, die sich in einem schwachen Magnetfeld sättigen, eine Spannung induzieren, die im Gegensatz zu der von Eisen induzierten Spannung Harmonische höhere 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 ent-Furthermore, highly permeable metals such. B. soie Metals that saturate in a weak magnetic field induce a voltage that, in contrast to the voltage induced by iron contains higher order harmonics. A highly permeable metal is according to FR-PS 7 63 681 Permalloy (according to Webster points Permalloy approx. 80% Ni. 20% Fe and is easily magnetizable and demagnetizable) and that of Permalloy-induced characteristic stress

hält 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.holds ninth and eleventh order harmonics as components in contrast to metals such as copper, Iron or aluminum, which practically do not produce harmonics of 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 wäre 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 Metallstückes wichtig sein soll nicht nur zum Bestimmen der Ordnung der vorliegenden Harmonischen, sondern vielmehr für die Erzeugung eines Signals, -las für die Ermittlung genügend stark istOnly 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 ratio of 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 Metal piece should be important not only for determining the order of the present harmonics, but rather for the generation of a signal, -las for the Determination is strong enough

Aus der FR-PS 7 63 681 geht 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 in Bücher einer Bibliothek dar, da normalerweise kaum jemand ein solches Metall bei sich trage.From FR-PS 7 63 681 it follows 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 into books in a library is usually a rare occurrence someone carries such a metal with them.

In der FR-PS 7 63 681 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 Drehfeld erzeugt wird. Ein solches Feld weist zu verschiedenen Zeiten jeweils eine andere Richtung auf, welche verschiedenen Richtungen jedoch immer nur ein Teil aller möglichen Richtungen bilden. Ferner ist die Größe 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 vermindert 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 minimalen Intensität. Ein F^Id mit einer minimalen Intensität ist ein Feld, dns einem Markierungselement eine ausreichende Energie zuführt, wenn letztens »auf die größte Empfindlichkeit ausgerichtet« ist.In FR-PS 7 63 681 various devices for generating an electromagnetic field are specified. One of these devices has an 8-shaped coil. That from such a coil The generated field has only one direction at one point, while the total number of directions only part of all possible directions. Another device is equipped with two coils that are excited at the same time, but in which there is no phase equality, so that a rotating field is generated will. Such a field has a different direction at different times, which different However, directions always only form a part of all possible directions. Furthermore, the size of such a Rotating field small compared to the size of the coil. By creating a field with a large Intensity, in contrast to a minimum intensity, can reduce 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 minimum intensity. A F ^ id with a minimum intensity is a field that supplies a marking element with sufficient energy, when the latter is "geared towards the greatest sensitivity".

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.This increases the directions that are possible with the field. With an increase in the intensity of the However, the field generally increases the cost of the means producing the field and the risk that the use of other facilities is hindered or disrupted.

Bei den Einrichtungen der obengenannten Art kann nur mit Schwierigkeiten erreicht werden, daß jedes Markierungseiement 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 Markierungselements in bezug auf die Richtung des Feldes an dieser Stelle. Für die Definition der Orientierung eines Markierungselements werden geeigneterweise die Ebene, die Achse oder die LängeWith the devices of the above type can only be achieved with difficulty that each Marking element receives enough energy when entering an interrogation zone. Although "energy" is a Function of time and intensity. so hereafter in order to simplify the description with the The term "energy" only means its intensity. The by a marker at one point in Energy received in a zone depends both on the field intensity at that point and on the Orientation of the marking element in relation to the direction of the field at this point. For the definition the orientation of a marking element is suitably the plane, the axis or the length

ίο eines Markierungselements benutzt Bekannte Markierungselemente weisen auf eine flache Empfangsspule, einen axialen elektrischen Dipol oder ein Stück üblicherweise in Form eines langgestreckten Streifens eines isotropischen magnetisierbaren Materials, 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« soil die Richtung oder die Intensität des Feldes an einer Stelle bezeichnet v/erden, 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 allgemeinen 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, währendίο a marking element uses known marking elements indicate a flat receiving coil, an axial electric dipole or a piece usually in the form of an elongated strip of isotropic magnetizable material which has at least one 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 The expression "direction or intensity of the field" used in the description is intended to indicate the direction or the Intensity of the field at one point denotes v / ground, and this point is usually that point at 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

■to 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 Markierungseiements« soll die Richtung■ to with a magnetizable piece of metal it is the orientation 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

■»5 des geometrischen Merkmals des Markierungselements benannt sein, das zum Definieren der Ausrichtung bei der größten Empfindlichkeit benutzt wird.■ »5 of the geometric feature of the marking element used to define the orientation at the greatest sensitivity.

In einigen Fällen kann die Richtung eines Markierungselements 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 soll. 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 Förderband beförderten Gegenstand, so ist es sehr wahrscheinlich, daß das Markierungselement nur einige von allen möglichen Richtungen einnimmt und dieseIn some cases the direction of a marker in a zone can be entirely random, or the direction changes as the marker is moved through the zone. This goes for those Cases in which theft should be prevented. In most areas of use, a marker can take any direction that it can can also change constantly. For example, if there is a marking element on one on one Conveyor belt conveyed object, so it is very likely that the marking element only some from all possible directions and this

bo 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 Feldkomponentc 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 dembo does not change when running through the zone. These Considerations and the reliability you want in the setup are important factors in this determination the requirements for the field, d. H. for determining whether a field component is along each Direction at any point in the zone, along any direction at some points in the zone, or along only certain directions must be provided in one or most places in the zone. With the

Ausdruck »Feldkomponente« ist natürlich eine Vektorkomponente gemeint, deren Intensität das Markierungselement mit »genügender« Energie versorgt.The term "field component" naturally means a vector component, the intensity of which is the marking element supplied with "sufficient" energy.

Die an das Feld zu stellenden Anforderungen hängen ferner von der äußeren Form des Markierungselements ab. Diese Anforderungen sind weniger streng für ein »mehrdimensionales« Markierungseiement 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 Markierungselemente im allgemeinen den mehrdimensionalen Markierungselementen vorzuziehen. Bei einigen Anwendungsgebieten führen andere Erwägungen dazu, daß eindimensionale Markierungselemente höchst erwünscht, wie z. B. wenn solche Markierungselemente zur Diebstahlsicherung verborgen angeordnet werden sollen.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" marking element than 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, such as. B. if such marking elements for Theft protection should be arranged in a hidden way.

Bei einer sehr zuverlässigen Anlage zum Erfassen eines Gegenstandes durch Erzeugung von Feldern in mehreren Richtungen müssen die Spitzenintensitäten des Feldes so gewählt werden, daß eine zum Aktivieren eines Markierungselements ausreichende Feldkomponente in fast jeder Richtung erzeugt wird. Die Felder werden als eine Folge von Impulsen erzeugt, wobei jeder Impuls in der Folge eine andere Richtung aufweist.In a very reliable system for detecting an object by generating fields in several directions, the peak intensities of the field must be chosen so that one for activation a marking element sufficient field component is generated in almost every direction. The fields are generated as a train of pulses, each pulse in the train having a different direction.

Zum Erfassen eines Gegenstandes in einer Abfragezone, z. B. am Ausgang einer Bibliothek, muß an jedem zu erfassenden Gegenstand ein Markierungselement angebracht werden, das aus einem ferromagnetischen Material mit einem gesamten magnetischen Sättigungsmoment von mindestens 0,1 elektromagnetischer Einheiten besteht. Das Markierungseiement wird so gewählt, daß seine Magnetisierung bei einer Orientierung für die höchste Empfindlichkeit in bezug auf ein sich sinusförmig veränderndes 60-Hz-Prüfmagnetfeld mit einer vorherbestimmten Spitzenintensität vonTo detect an object in an interrogation zone, e.g. B. at the exit of a library, must be at everyone to be detected object a marking element are attached, which consists of a ferromagnetic Material with a total magnetic saturation moment of at least 0.1 electromagnetic Units. The marking element is chosen so that its magnetization in one orientation for the highest sensitivity in relation to a sinusoidally changing 60 Hz test magnetic field with a predetermined peak intensity of

weniger als etwa 1600 — bei jedem Wechsel des mless than about 1600 - each time you change the m

Prüffeldes umgekehrt wird.Test field is reversed.

Strenggenommen ist eine vollständige Umkehrung der Magnetisierung von dem einen in den anderen Sättigungszustand entgegengesetzter Polarität nicht erforderlich. Mit Umkehrung der Magnetisierung ist eine periodische Änderung der Magnetisierung von mindestens 0,2 elektromagnetische Einheiten pro cm³ bei einem Wechsel des einwirkenden Feldes gemeint.Strictly speaking, a complete reversal of the magnetization from one to the other saturation state of opposite polarity is not necessary. Reversal of magnetization means a periodic change in magnetization of at least 0.2 electromagnetic units per cm ³ with a change in the acting field.

In der Abfragezone wird ein elektromagnetisches 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 Markierungselement versehener Gegenstand in das erzeugte Feld eingeführt, und werden das Markierungselement und eine Vektorkomponente des erzeugten Feldes orientiert, so wird die Magnetisierung des Markierungselements 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 Mittel zum Ermitteln eines Signals vorgesehen, das einem polaren Magnetfeldimpuls entspricht, und das zum Erfassen des Gegenstandes benutzt wird, wobei die Amplitude und die Zeitcharakteristik mindestens eines der Signale ermittelt wird.In the interrogation zone, an alternating electromagnetic field is generated, at least that mentioned has a predetermined peak intensity and is substantially free of frequency components that exceed a predetermined frequency of at least 1000 Hz. Becomes one with a marker element provided object is introduced into the generated field, and the marking element and If a vector component of the generated field is oriented, the magnetization of the marking element becomes reversed with each change of field. With each reversal of magnetization, a pulse is generated generated by the external polar magnetic field. Means are provided with which to close the A whole band of frequency components of the magnetic flux can be monitored in the detection zone. the lower cutoff frequency of this band is higher than the predetermined frequency, while the bandwidth is at least 600 Hz. Means are provided for determining a signal which is a polar magnetic field pulse corresponds to, and which is used to detect the object, where the amplitude and the time characteristic of at least one of the signals is determined.

Eine Einrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art,A device according to the type mentioned at the beginning,

bei der an Stelle einer einzigen Spule eine Anzahl Spulen Anwendung finden, die senkrecht zueinander angeordnet sind, ist weiterhin gemäß der BE-PS 6 98 063 bekannt.in which instead of a single coil, a number of coils are used which are perpendicular to one another are arranged, is also known from BE-PS 6 98 063.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Erzeugen einer Anzahl elektromagnetischer Felder mit gekrümmten Linien in einer Abfragezone derart zu gestalten, daß ein vielfachgerichtetes Ansprechen in der Abfragezone auf ein Markierungselement bewirkt wird, das lediglich eine einzige gerichtete Empfindlichkeit aufweist.The invention is based on the object of a device for generating a number of electromagnetic To design fields with curved lines in an interrogation zone in such a way that a multi-directional Responding in the interrogation zone to a marking element is effected, which is only a single has directional sensitivity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Anlegen der elektrischen Energie an die verschiedenen Spulen ohne zeitliche Überlappung abwechselnd erfolgt. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved in that the application of electrical energy to the takes place alternately with different coils without temporal overlap. Advantageous further training of the The device according to the invention emerge from the subclaims.

Es hat sich gezeigt, daß ein langgestreckter Streifen aus einem ferromagnetischen Material, wenn dieser genügend dünn in bezug auf die Dimension dessen »geometrischer Charakteristik« bemessen wird, einen charakteristischen Impuls eines äußeren polaren Magnetfeldes erzeugt, wenn dessen Magnetisierung umgekehrt wird unter der Einwirkung eines Wechselfeldes,It has been found that an elongated strip of a ferromagnetic material when this sufficiently thin in relation to the dimension of which the "geometric characteristic" is measured, one characteristic impulse of an external polar magnetic field generated when its magnetization is reversed is under the influence of an alternating field,

dessen Änderungsgeschwindigkeit 24 000—pro Sekun-its rate of change 24,000 - per second

de übersteigt. Im Gegensatz zu dem Markierungselement nach der FR-PS 7 63 681 kann das einen langgestreckten Streifen aufweisende, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendete Markierungselement nicht zuverlässig unterschieden werden mittels einer einzelnen Frequenz oder eines Verhältnisses von zwei Frequenzen zueinander. Es hat sich gezeigt, daß die Amplitude einer bestimmten Harmonischen von der Amplitude und der Frequenz des einwirkenden Feldes abhängt sowie von der Orientierung des Markierungselements in bezug auf dieses Feld. Bei einem gewählten Band geeigneter Frequenzen kann jedoch mit dem Markierungselement ein Signal erzeugt werden, das unterscheidende Merkmale aufweist, die im wesentlichen unabhängig sind von der Orientierung des Markierungselements sowie von der Amplitude und der Frequenz des einwirkenden Feldes. Das Markierungseiemeni isi bis zu dem Ausmaß frequenzunabhängig, daß es das für ihn charakteristische Signal erzeugt, sofern nicht an Stelle eines Sinuswechselfeldes ein anderes, z. B. ein gepulstes Feld verwendet wird.de exceeds. In contrast to the marking element according to FR-PS 7 63 681 it can do one Marking elements having elongate strips and used with the device according to the invention cannot be reliably distinguished by means of a single frequency or a ratio of two frequencies to each other. It has been shown that the amplitude of a certain harmonic from the amplitude and frequency of the acting field depends as well as on the orientation of the marking element with respect to this field. With an elected Band of suitable frequencies, however, can be generated with the marking element, a signal that has distinguishing features which are essentially independent of the orientation of the Marking element as well as the amplitude and frequency of the acting field. The marker belt isi frequency-independent to the extent that it generates its characteristic signal, unless another, z. B. a pulsed field is used.

Wirkt auf den langgestreckten Streifen ein sinusförmiges Feld ein, so wird ein äußerer polarer Impuls erzeugt, der unterscheidbar' ist durch die gesamten Flußkomponenten in einem Band, dessen untere Grenze 1000 Hz übersteigt und dessen 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, z. B. die in einer mit dem Fluß verketteten Spule induzierte Spannung, entspricht, ist sehr schmal und beträgt weniger als 0,1 ms bei einer halben Amplitude.
Das von dem langgestreckten Streifen erzeugteIf a sinusoidal field acts on the elongated strip, an external polar impulse is generated which is distinguishable by the total flux components in a band whose lower limit exceeds 1000 Hz and whose width is at least ten times the field frequency, so that with certainty a statistically representative group of frequencies is obtained. A signal indicative of the total change over time of the flux components within the band, e.g. B. the induced voltage in a coil linked to the flux, is very narrow and is less than 0.1 ms at half the amplitude.
That produced by the elongated strip

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 langgestreckten Streifens den Wert Null aufweist. Der Hypothese nach erfolgt in diesem Zeitpunkt die »Umkehrung« der Magnetisierung, die dem Spitzenpunkt des Magnetisierungsumkehrungssignals entspricht. Nachfolgend wird dieser Momentanwert des einwirkenden Feldes als »Wechselstromkoerzitivkraft« 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 erweist sich jedoch zum Vergleichen des Ansprechens verschiedener langgestreckter Streifen als geeignet, die der Einwirkung desselben Feldes unterliegen.Signal has another distinguishing feature, and that occurs at a particular one Composition and, for a certain size and shape of the material, the peak amplitude of the signal with the action of an alternating field with a certain waveform a predetermined time after each Change of field to. This characteristic of the signal can also be defined by the absolute Instantaneous value of the acting field at the point in time when the net magnetization of the elongated strip has the value zero. According to the hypothesis, the "Reversal" of magnetization, which corresponds to the peak point of the magnetization reversal signal. In the following this momentary value of the acting field is called "alternating current coercive force" of the material, although it must be noted that the alternating current coercive force does not only depend on the magnetic properties of the material, but also on the waveform of the applied field. However, this expression turns out to be Compare the response of various elongate strips as appropriate to that of the action subject to the same field.

Die bevorzugte Anzahl und die relativen Orientierungen der geometrischen charakteristischen Abmessungen des Markierungselements hängt von den Merkmalen des einwirkenden Feldes in einer noch zu erläuternden Weise ab. Ein idealisiertes Markierungselement weist eine einzige Hauptabmessung auf, während ein Markierungsmittel mit zwei zueinander senkrechten Hauptabmessungen, z. B. in Form eines »L«, »T«, » + «, und ein Markierungselement mit drei zueinander senkrechten Hauptabmessungen geläufig sind.The preferred number and relative orientations of the geometric characteristic dimensions of the marking element depends on the characteristics of the acting field in a still to explanatory manner. An idealized marking element has a single main dimension, while a marking means with two mutually perpendicular major dimensions, e.g. B. in the form of a »L«, »T«, »+«, and a marking element with three mutually perpendicular main dimensions are common are.

Wird das Markierungselement durch das Wirkungsfeld hindurchgeführt, so muß es bei der Bewegung durch die Abfragezone an mindestens einer und vorzugsweise an mehreren Stellen so beeinflußt werden, daß der langgestreckte Streifen des Markierungselements urnmagnetisiert wird. Eine absolut sichere Orientierung würde erreicht werden mit einem eindimensionalen Wirkungsfeld zusammen mit einem drei zueinander senkrechte Hauptabniessungen aufweisenden Markierungselement, wobei die Stärke des Wirkungsfeldes an jeder Stelle in der Abfragezone mindestens das 1,4fache des Schaltfeldes des Markierungselements betragen würde. Als ein eindimensionales Feld wird ein Feld bezeichnet, bei dem alle magnetischen Kraftlinien in der Abfragezone parallel zueinander verlaufen.If the marking element is passed through the field of action, it must move through it the interrogation zone can be influenced in at least one and preferably in several places so that the elongated strips of the marking element umagnetized will. An absolutely safe orientation would be achieved with a one-dimensional Field of action together with a marking element with three mutually perpendicular main dimensions, the strength of the field of action at each point in the interrogation zone at least 1.4 times of the switching field of the marking element would be. As a one-dimensional field becomes a field in which all magnetic lines of force in the interrogation zone run parallel to each other.

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 eine Hauptabmessung aufweisenden Markierungselements mit einem dreidimensionalen Feld und ferner eines zwei zueinander senkrechte Hauptabmessungen aufweisenden Markierungselements mit einem zweidimensionalen Feld und eines drei zueinander senkrechte Abmessungen aufweisenden Markierungselements mit einem eindimensionalen Feld eine absolute Orientierung an jeder Stelle in der Abfragezone 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 only has a direction in which actually no components of the field of action run, while with one three-dimensional field, no field components run in any direction. From this it can be seen that in the case of a combination of a marking element having a main dimension with a three-dimensional one Field and also a marking element having two main dimensions perpendicular to one another with a two-dimensional field and one having three dimensions perpendicular to one another Marking element with a one-dimensional field an absolute orientation at every point in the Interrogation zone is reached with certainty.

Bei solchen Kombinationen kann der Weg des Markierungselements durch die Abfragezone sehr kurz und nur etwas länger als ein langgestreckter Streifen sein. Wird der Weg verlängert, so ist eine solche ideale Kombination, bei der mit Sicherheit eine Orientierung des Markierungselements an jeder Stelle in der Abfragezone erreicht wird, nicht erforderlich. Um zu sichern, daß bei der Bewegung eines langgestreckten Streifens durch die Abfragezone über eine verhältnismäßig lange Strecke mindestens eine Ummagnetisierung erfolgt, ist nur erforderlich, daß die Vektoren der Magnetfeldkomponenten größer sind als das Schaltfeld des Markierungselements in jeder Richtung an einigen Stellen in der Abfragezone.With such combinations, the path of the marking element through the interrogation zone can be very short and only be a little longer than an elongated strip. If the path is lengthened, it is ideal Combination in which there is certainly an orientation of the marking element at every point in the Query zone is reached, not required. To ensure that when moving an elongated Stripes through the interrogation 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 marker in each direction at some points in the interrogation zone.

Diese Bedingung kann dadurch erfüllt werden, daß zeitlich der Reihe nach an jeder Stelle in der Abfragezone drei eindimensionale Felder erzeugt werden, von denen jedes Feld nach einer anderen Koordinatenachse im Raum orientiert ist, statt daß in der Bewegungsbahn durch die Abfragezone mehrere Bezirke vorgesehen werden, in denen die Orientierung des Wirkungsfeldes sich nicht ändert, während die Felder in aufeinanderfolgenden Bezirken eine andere Orientierung aufweisen.This condition can be met in that at each point in the Query zone three one-dimensional fields are generated, each field after another Coordinate axis is oriented in space, instead of several in the movement path through the interrogation zone Districts are provided in which the orientation of the field of action does not change while the Fields in successive districts have a different orientation.

;5 Außer der Länge der Zone, durch die der langgestreckte Streifen 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 des langgestreckten Streifens durch die Abfragezone mindestens eine Ummagnetisierung erfolgt. Diese Veränderliche sind die Geschwindigkeit des langgestreckten Streifens, die Anzahl und Ausrichtung der charakteristischen geometrischen Abmessungen des; 5 Except for the length of the zone through which the elongated If you want strips to move, there are others to build a particular facility important and interdependent variables with which it is ensured that during the movement of the elongated strip through the interrogation zone takes place at least one magnetic reversal. These Variables are the speed of the elongated strip, the number and orientation of the characteristic geometric dimensions of the

J5 langgestreckten Streifens, die Frequenz des wirksamen Wechselfeldes, die Spitzenintensität des Feldes, und die Vektorkomponenten des Feldes an jeder Stelle in der Abfragezone zu jedem Zeitpunkt.J5 elongated strip, the frequency of the effective Alternating field, the peak intensity of the field, and the vector components of the field at each point in the Query zone at any point in time.

Das magnetische Wechselfeld kann nach einem herkömmlichen Verfahren erzeugt werden, beispielsweise durch Versorgen einer Luftspule oder der Spule eines Elektromagneten mit Wechselstrom und durch Bewegen eines Permanentmagneten derart, daß dessen Magnetfeld in der Abfragezone die Polarität wechselt.The alternating magnetic field can be generated by a conventional method, for example by supplying an air core coil or the coil of an electromagnet with alternating current and through Moving a permanent magnet in such a way that its magnetic field changes polarity in the interrogation zone.

Eine Flußüberwachungseinrichtung und eine Detektorschaltung können dazu dienen, die Magnetflußänderungen in der Abfragezone zu überwachen, und die von dem Markierungselement erzeugten Magnetflußänderungen von allen äußeren Magnetflußänderungen zuA flux monitor and a detector circuit can serve to detect the changes in magnetic flux in the interrogation zone and monitor the changes in magnetic flux generated by the marker of all external magnetic flux changes to

so unterscheiden. Äußere Flußänderungen umfassen das einwirkende Feld, ein von Elektromotoren erzeugtes Rauschen, die beim Betätigen eines Ausschalters erzeugten Geräusche usw., wobei die Einwirkung auf die Flußüberwachungseinrichtung wesentlich von der Stärke der Einwirkungen und von der Entfernung von der Abfragezone abhängt Es gibt Überwachungseinrichtungen für den Magnetfluß, die die Frequenz des Wechsels des Feldes direkt anzeigen, und andere Einrichtungen, die die Momentanstärke des Feldes anzeigen, aus welcher Anzeige die Wechselfrequenz abgeleitet werden kann. Die letztgenannten Einrichtungen umfassen magnetresistive Einrichtungen, bei denen der Hall-Effekt ausgenutzt wird, und Magnet-Dioden-Sensoren. Beide Arten von Einrichtungen können zum Verbessern der Empfindlichkeit zusammen mit Flußsammelvorrichtungen benutzt werden. Bei einer derartigen Einrichtung ist mindestens eine Spule vorgesehen, mit der der Magnetfluß induktiv ermittelt wird. Es kannso differentiate. External flux changes include the applied field, one generated by electric motors Noise, the noise made when a switch is operated, etc., the effect on the Flow monitoring device depends largely on the strength of the impact and the distance from the Interrogation zone depends. There are magnetic flux monitors that monitor the frequency of the Display change of field directly, and other facilities that the current strength of the field show from which display the alternating frequency can be derived. The latter institutions include magnetoresistive devices using the Hall effect and magnetic diode sensors. Both types of devices can be used in conjunction with flow collection devices to improve sensitivity to be used. In such a device at least one coil is provided, with which the magnetic flux is determined inductively. It can

eine große Spule mit einigen wenigen Windungen benutzt werden und sogar mit nur einer einzigen Windung, oder es können mehrere kleine Spulen verwendet werden, von denen jede Spule verhältnismäßig mehr Windungen aufweist. Kleine Spulen weisen den Vorzug auf, daß sie weniger empfindlich sind für magnetisches Rauschen, das von Elektromotoren und Stromabschaltern verursacht wird. Andererseits spricht eine große Spule gleichmäßiger auf das Markierungselement an verschiedenen Stellen in der Abfragezone an, als einzelne kleine Spulen. Es kann jede Anzahl von zueinander im Gegensatz stehenden Spulen vorgesehen werden, so daß ein magnetisches Rauschen aus einer entfernten Quelle gering gehalten werden kann, während ein Markierungselement erfaßt wird, das näher zu einer Spule als zu einer anderen gelegen ist. Bei Verwendung von mehreren Spulen können diese mit einzelnen Detektoren versehen werden, oder die Spulen werden der Reihe nach mit einem gemeinsamen Detektor verbunden.a large coil with a few turns and even a single one Turn, or several small coils can be used, each coil proportionate has more turns. Small coils have the merit of being less sensitive to magnetic noise caused by electric motors and circuit breakers. On the other hand, speaks a large spool more evenly on the marking element at various points in the interrogation zone as individual small coils. It can be any number of opposing coils are provided, so that a magnetic noise from a distant source can be kept low while a marker is detected, which is closer to one coil than to another. When using several coils, these can be used with individual detectors are provided, or the coils are sequentially with a common Detector connected.

Der der Flußüberwachungseinrichtung zugeordnete Signaldetektor zeigt in der einfachsten Ausführung die Anwesenheit des Markierungselements in der Abfragezone an durch Ermitteln der Zeit und der Amplitudenmerkmale eines Signals, das einer einzelnen Magnetisierungsumkehrung des Markierungselements entspricht. Wie bereits ausgeführt, erzeugt das erfindungsgemäße Markierungselement ein ungewöhnlich schmales Signal und ein Signal, das für ein bestimmtes Wirkungsfeld auftritt, während das Markierungselement mit einer ■bestimmten Wechselstrom-Koerzitivkraft ein Signal zu einem vorherbestimmten Zeitpunkt nach einem Wechsel des Wirkungsfeldes erzeugt. Durch Ermitteln von Signalen, die innerhalb eines vorherbestimmten Intervalls auftreten und eine Mindestamplitude aufweisen, und die während eines Mindestintervalls beginnen und enden, unterscheidet der Detektor zwischen Rauschen, den vom Markierungselement erzeugten Signalen und äußeren Signalen aus anderen Gegenständen, die auf ein magnetisches Wechselfeld ansprechen.The signal detector assigned to the flow monitoring device shows in the simplest embodiment the Presence of the marking element in the interrogation zone by determining the time and the amplitude characteristics a signal corresponding to a single magnetization reversal of the marking element. As already stated, the marking element according to the invention generates an unusually narrow signal and a signal that occurs for a specific field of action while the marker element is with a ■ certain AC coercive force, a signal at a predetermined point in time after a change of the field of activity generated. By detecting signals that are within a predetermined interval occur and have a minimum amplitude, and which begin during a minimum interval and end, the detector distinguishes between noise, the signals generated by the marking element and external signals from other objects that respond to an alternating magnetic field.

Die Vorausbestimmung des Zeitpunktes, in dem die von dem Markierungselement erzeugten charakteristischen Signale auftreten, ermöglicht ferner, die Detektorschaltung etwas reichhaltiger auszustatten als Sicherheitsfaktor gegen falsche Alarme. Das Bezugsmittel zum Messen aufeinanderfolgender Signale kann ein vorhergehendes Signal, die Phase oder die Zeit des Wirkungsfeldes sein und geeigneterweise können für diesen Zweck die Wechselpunkte des Wirkungsfeldes benutzt werden. Ferner kann in der Abfragezone ein Markierungselement dauernd angeordnet werden, das das Bezugssignal erzeugt. Die Zeitintervalle zwischen den Signalen sowie die einzelnen Signalmerkmale zeigen daher zuverlässig die Erfassung des Markierungselements an. Werden beide Möglichkeiten vorgesehen, so kann eine von falschen Alarmen freie Anlage erzielt werden.The predetermination of the point in time at which the characteristic generated by the marking element Signals occur, also allows the detector circuit to be equipped somewhat more richly than Safety factor against false alarms. The reference means for measuring successive signals can be a previous signal, phase or time of the field of action and may be suitable for the changing points of the field of action are used for this purpose. Furthermore, in the query zone a Marking element are permanently arranged, the the reference signal generated. The time intervals between the signals as well as the individual signal characteristics therefore reliably indicate the detection of the marker. If both options are provided, in this way, a system free of false alarms can be achieved.

Bei einer Anlage zum Verhindern von Diebstählen muß eine vorgeschriebene Maßnahme eingeleitet werden, sobald ein anscheinend gestohlener Gegen- ω stand entdeckt wird. Die zu treffenden besonderen Maßnahmen hängen mit der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Markierungselements zusammen. Diese Maßnahmen können aus dem Photographieren der sich in der Abfragezone befindenden Person bestehen, oder es wird eine selbsttätige Einrichtung zum öffnen der Türen außer Betrieb gesetzt.In the case of a system to prevent theft, a prescribed measure must be initiated become as soon as an apparently stolen counter- ω stand is discovered. The particular measures to be taken depend on the mode of operation of the invention Marking element together. These measures can be taken from taking photos of yourself exist in the interrogation zone person, or it will be an automatic device to open the Doors put out of order.

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 ein Markierungselement mit einem oder mehreren langgestreckten Streifen ohne ein Steuerelement als auch für ein Markierungselement mit einem oder mehreren langgestreckten Streifen und einem oder mehreren Steuerelementen verwendet werden. Die von einem langgestreckten Streifen bei Entmagnetisierung eines zugehörigen Steuerelements erzeugten Signale weisen im wesentlichen die gleiche Amplitude und Breite auf wie die von einem Streifen erzeugten Signale der kein Steuerelement aufweist. Wird jedoch das Steuerelement magnetisiert, so werden die Form, die Amplitude und die Zeit des Auftretens der Signale verändert, die vom langgestreckten Streifen erzeugt werden. Die Detektorschaltung kann daher im wesentlichen die Magnetisierung des Steuerelements ermitteln.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 a marking element with one or more elongated Strips without a control element as well as for a marking element with one or more elongated ones Stripes and one or more controls can be used. The one from an elongated Stripes generated when an associated control element is demagnetized indicate signals in the essentially the same amplitude and width as the signals generated by a strip of the no Has control. However, if the control is magnetized, the shape, amplitude and changes the time of occurrence of the signals generated by the elongate strip. The detector circuit can therefore essentially determine the magnetization of the control element.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen ist dieThe invention will now be described in detail. In the drawings is the

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, with the system at the exits of the building is ordered

F i g. 2 eine Darstellung von zwei langen, geraden und parallelen Leitern und der Kraftlinien, die von einem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden.F i g. 2 is an illustration of two long, straight and parallel conductors and the lines of force extending from one in Electricity flowing through the conductors can be generated.

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 electricity flowing through the conductors is generated,

F i g. 4 501, eine schematische Darstellung von zwei (im wesentlichen) rechteckigen »o«-Spulen, und 503 eine schaubildliche Darstellung von 5JH und einer Zone, in der die Feldlinien der Spulen nahezu rechtwinklig zueinander verlaufen,F i g. 4 501, a schematic representation of two (essentially) rectangular "o" coils, and 503 a diagrammatic representation of 5JH and a zone in which the field lines of the coils are almost at right angles run towards each other,

Fig.5 505, eine Darstellung eines von drei einander überlagernden Spulen gebildeten Gitters, das aus zwei rechteckigen »8«-Spulen aus einer rechteckigen »o«-Spule besteht, 507, 509 und 5JJ je eine Darstellung der Spulen des Gitters 505,Fig. 5 505, a representation of one of three each other overlapping coils formed by a grid consisting of two rectangular "8" coils from a rectangular "O" coil consists of 507, 509 and 5JJ each a representation 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 separated from the "horizontal" sections of the FIG. 5 shown ■ coils are generated. 504 is an illustration of the FIG. 5, which is not shown in 502, and a cross-section through a zone in which vectors represent the field which is generated by the "vertical" central section of an "8" coil shown in FIG.

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

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Wicklungen eines Teils der in der F i g. 7 dargestellten felderzeugenden Einrichtung,F i g. 3 is a schematic representation of the windings of part of the circuit shown in FIG. 7 shown field generating Facility,

Fig.9, 10 je eine Darstellung der Magnetfelder, die von der in der Fi g. 7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden,9, 10 each show a representation of the magnetic fields that of the in Fi g. 7 are generated,

Fi g. 11 eine Darstellung der Oberlagerung von zwei Gruppen von Magnetfeldlinien, die von der in der F i g. 7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden,Fi g. 11 shows the superposition of two Groups of magnetic field lines which are determined by the one shown in FIG. 7 are generated,

Fig. 12 ein Schaltplan für eine Einrichtung, mit der mehrere ein elektromagnetisches Feld erzeugende Einrichtungen der Reihe nach mit elektrischer Energie versorgt werden,Fig. 12 is a circuit diagram for a device with the a plurality of electromagnetic field generating devices in sequence with electrical energy to be taken care of,

Fig. 13 ein Schaltplan für eine bevorzugte Ausführungsform der den Magnetfluß überwachenden Einrichtung und des Signaldetektors in der Anlage nach der Fig. 1.Figure 13 is a circuit diagram for a preferred embodiment the magnetic flux monitoring device and the signal detector in the system after Fig. 1.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgern^.ßen Markierungselements, das besonders zum Schutz des Buchbestandes einer Bücherei verwendet werden kann, besteht aus einem langgestreckten Streifen eines ausgeglühten Permalloy-Bandes mit der Zusammensetzung von 4% Mo, 79% Ni und 1 % Fe und mit einer Dicke von 25 μιτι, einer Länge von 18 cm und mit einer Breite von 0,6 cm. Es ist ein Steuerelement aus einem gamma-Eisenoxidstreifen vorgesehen, der die gleiche Breite und Länge aufweist wie der offene Streifen. Ein solches Steuerelement kann in der Weise erzeugt werden, daß zuerst 100 Gewichtsteile eines für Tonbänder verwendeten gamma-Eisenoxidpigments und 2 Gewichtsteile eines Benetzungsmittels; in einem Lösungsmittel wie Toluen dispergiert werden, wobei ein 25% Feststoffe enthaltendes Gemisch hergestellt wird. Diesem Gemisch werden 50 Gewichtsteile einer Harzzusammensetzung zugesetzt, z. B. 75% eines Kopolymers von 89 Teilen Vinylchlorid und 11 Teile Vinylazetat (VYHH) und 25% Dioctylphthalat. Zum Herstellen einer in Form einer Schicht auftragbaren Lösung kann eine kleine Menge eines Gemisches aus gleichen Teilen Methylethylketon und Toluen nach Bedarf zugesetzt werden. Die Lösung wird mittels einer Rakel auf eine mit Silikon beschichtete und ablösbare papierbiauartige Unterlage aufgetragen. Nach dem Trocknen der Lösung wird die Unterlage abgezogen, und zwecks Verwendung als Steuerelement werden Streifen mit einer gleichmäßigen Dicke von 230 μπι hergestellt. Beträgt die Dicke des langgestreckten Streifens mehr als 230 μΐη, so kann der langgestreckte Streifen desensibilisiert werden, wenn das Steuerelement von einem Magnetron-Magneten mit einem Spalt von 25,4 mm magnetisiert wird. Diese Steuerelemente werden dann zu dem langgestreckten Streifen zusammengeschichtet. Für die Herstellung in großen Mengen kann das Gemisch auf eine breite Folie des Materials des langgestreckten Streifens aufgetragen werden, aus welcher Folie dann 0,6 cm breite Streifen herausgeschnitten werden.A preferred embodiment of the erfindungsgern ^ .ßen Marking element that is particularly used to protect the book inventory of a library consists of an elongated strip of annealed permalloy tape with the Composition of 4% Mo, 79% Ni and 1% Fe and with a thickness of 25 μιτι, a length of 18 cm and with a width of 0.6 cm. It's a control off a gamma iron oxide strip is provided which is the same width and length as the open one Stripes. Such a control element can be created in such a way that first 100 parts by weight of one for Audio tapes used gamma iron oxide pigment and 2 parts by weight of a wetting agent; in one Solvents such as toluene can be dispersed to produce a 25% solids mixture. To this mixture, 50 parts by weight of a resin composition are added, e.g. B. 75% of one Copolymer of 89 parts vinyl chloride and 11 parts vinyl acetate (VYHH) and 25% dioctyl phthalate. To the A small amount of a mixture can be used to prepare a solution that can be applied in the form of a layer equal parts of methyl ethyl ketone and toluene are added as required. The solution is by means of a Squeegee applied to a silicone-coated and removable paper biau-like base. After this Drying the solution, the backing is peeled off, and used as a control Strip made with a uniform thickness of 230 μπι. Is the thickness of the elongated Strip more than 230 μΐη, so can the elongated Strips are desensitized when the control of a magnetron magnet with a gap of 25.4 mm is magnetized. These controls are then layered together to form the elongated strip. For production in large quantities, the mixture can be spread over a wide sheet of the material of the elongated strip are applied, from which film then 0.6 cm wide strips are cut out will.

Die Fig. 1 zeigt drei Einheiten 10Λ, lOßund IOC, die so angeordnet sind, daß sie zwei Ausgangswege bilden, wobei die Zwischenräume zwischen den gegenüberstehenden Einheiten iOA und iOB und zwischen iOS und lOCje eine Abfragezone bilden.1 shows three units 10Λ, 10 and IOC, which are arranged so that they form two exit paths, the spaces between the opposing units iOA and iOB and between iOS and IOC each forming an interrogation zone.

Die Einheit 10A ist zum Teil aufgeschnitten, so daß zwei Elektromagnete 12A und 125, eine Luftspule 14 und vier kleinere Spulen 16A, 165, 16C und 16£> zu sehen sind. Die Elektromagnete und die Luftspule bilden eine ein Wirkungsfeld erzeugende Einrichtung mit einem Anschlußkontakt (als Eingangskontakit bezeichnet), der mit dem nicht geerdeten (heißen) Leiter 18 einer gefilterten Wechselstromquelle verbunden ist, und mit einem »Ausgangskontakt«, der Ober die Leiter 22,24 und 26 mit einer Feldsequenzschaltung 20 verbunden ist, von denen nur die mit der Einheit 1OA verbundenen Leiter 22Λ, 24Λ und 26Λ dargestellt sind. Die Einheiten 10A und IOC weisen den gleichen Aufbau auf, während die Einheit 1Ousich 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 16A und 165 senkrecht orientiert, während die unteren Spulen 16C und 16D waagerecht orientiert sind. Jede Spule ist mit einer nicht dargestellten und 12,7 μπι 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 10A is partially cut open so that two electromagnets 12A and 125, an air core coil 14 and four smaller coils 16A, 165, 16C and 16 £> too are seen. The electromagnets and the air-core coil form a device that generates an effective field a connection contact (referred to as an input contact kit), which is connected to the ungrounded (hot) conductor 18 of a filtered AC power source, and with an "output contact", the upper one the conductors 22,24 and 26 is connected to a field sequencing circuit 20, only those of which are connected to the unit 10A Heads 22Λ, 24Λ and 26Λ are shown. The units 10A and IOC have the same structure, while the unit 10 differs from the other units differs in that it is not equipped with the four smaller coils. These smaller coils from each 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 designated 29. These coils come with a RG 58 A / U coaxial cable connected in series, at separate points on one side of the surveillance zone arranged and very carefully oriented so that from that of the field generating device and magnetic noise generated by other sources is filtered out as much as possible. In the In the illustrated embodiment, the upper coils 16A and 165 are oriented vertically, while the lower Coils 16C and 16D are oriented horizontally. Each coil is μπι with a not shown and 12.7 thick aluminum foil, which shields against electrostatic noise, encases the passage magnetic signals, however. These shielding foils are with the shielding of the connecting coaxial cable.

Über ein Koaxialkabel 28 ist an die Magnetflußüberwachungseinrichtung der Einheit 1OA ein Signaldetektor 32A angeschlossen, und ein gleicher Signaldetektor 32b steht über ein Koaxialkabel 30 mit der Magnetflußüberwachungseinrichtung der Einheit IOC in Verbindung. Wird ein mit einem sensibilisierten Markierungselement versehenes Buch durch das Wirkungsfeld in einer Abfragezone hindurchgetragen, so wird 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 auf Grund der besonderen Amplituden- und Zeitmerkmale des Markierungssignals ein Signal, das eine Alarm- und Anzeigeschaltung 34 in Betrieb setzt.A signal detector 32A is connected to the magnetic flux monitoring device of the unit 10A via a coaxial cable 28, and a similar signal detector 32b is connected via a coaxial cable 30 to the magnetic flux monitoring device of the unit IOC. If a book provided with a sensitized marking element is carried through the effective field in an interrogation zone, the marking element is magnetized with each change in the effective field and generates a pulse of an external polar magnetic field. The flow monitoring device in this zone responds to this change in the magnetic flux in the zone and generates a signal which corresponds to the pulse and which is sent to the associated detector circuit 32. The detector circuit generates a signal on the basis of the particular amplitude and time characteristics of the marking signal which sets an alarm and display circuit 34 into 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 ausgestattet sind. Die felderzeugende Einrichtung kann z. B. auch aus einer gitterartigen oder anderen Anordnung von Leitern bestehen, von denen eine Anordnung in der F i g. 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, the books of which are marked with a marking element are equipped. The field generating device can, for. B. also from a grid-like or other There are arrangement of conductors, one of which is shown in FIG. 2 is shown to be general to show the field created by long straight conductors.

Die F i g. 2 zeigt als Schnitt zwei lar ge, gerade und para'iieie Leiter 5i2 und 514 mit den Kniftiinien, die von 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 Magnetflußlinien gezeigt Aus den gleichen Gründen werden hiernach nur die magnetischen Eigenschaften des elektromagnetischen Feldes behandeltThe F i g. 2 shows a section of two lar ge, straight and para'iieie ladder 5i2 and 514 with the folding lines leading from which are generated in each flowing stream at different time intervals. The circular line 513 represents represents only one line of force of a series of circular lines of force from the one flowing in conductor 512 Electricity can be generated while the circular line 515 is just a line of force of a series of concentric and represents circular lines of force generated by the current flowing in conductor 514. For the purpose of Simplification of the representation are shown in FIG. 2 only the magnetic flux lines shown for the same reasons hereinafter only the magnetic properties of the electromagnetic field are dealt with

Wie aus der F i g. 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 rechtwinkligAs shown in FIG. 2 can be seen, run in the the area 510 enclosed by the broken line 517 is the field lines of the two conductors 512 and 514 although it is curved, it is essentially rectangular

zueinander an den Kreuzungsp-inkten. Der Bezirk 510 stellt einen Querschnitt durch eine Abfragezone dar und ist daher rechtwinklig dargestellt, da dies oftmals die Form des Querschnitts eines Durchganges ist, in dem die Abfragezone eines elektromagnetischen Feldes erzeugt werden soll. Einen solchen Querschnitt weisen im allgemeinen Ein- und Ausgänge, Korridore und ähnliche Durchgänge auf.to each other at the crossing points. The area 510 represents a cross section through an interrogation zone and is therefore shown at right angles, since this is often the shape of the cross section of a passage in which the interrogation zone of an electromagnetic field is to be generated. Entrances and exits, corridors and similar passages generally have such a cross section.

Unter der Annahme, daß die Abmessung 519 des Bezirks 510 der Breite eines Durchganges entspricht, und daß die Leiter 512 und 514 senkrecht ausgerichtet sind, so entsprechen die Abmessungen 519 und 521 der Breite bzw. der Länge der Abfragezone. Die Erwägungen bei der Bestimmung der tatsächlichen Länge der Abfragezone wurden bereits erläutert. Bekanntlich verändert sich die Intensität des Feldes direkt mit der Amplitude des im Leiter fließenden Stroms und umgekehrt in bezug auf die Entfernung vom Leiter. Für einen besonderen Durchgang mit einer Breite 519, bei einer Entfernung der Leiter 512 und 514 voneinander, die der Abmessung 523 entspricht, und deren Abstand von der Kants des Durchganges gleich der Strecke 525 ist, und für ein eine besondere ausreichende Energie erforderndes Markierungselement kann durch eine Vektoranalysis jeder 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 514 fließende Strom aufweisen muß.Assuming that dimension 519 of region 510 corresponds to the width of a passage and that conductors 512 and 514 are oriented perpendicularly, dimensions 519 and 521 correspond to the width and length of the interrogation zone, respectively. The considerations in determining the actual length of the query zone have already been discussed. 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. For a particular passage with a width 519, at a distance of the conductors 512 and 514 from one another which corresponds to the dimension 523, and whose distance from the edge of the passage is equal to the distance 525, and for a marking element which requires a particular sufficient energy, can through a vector analysis of each of the fields at their intersection points at the most distant point in the district (near dimension 521) can be used to determine what amplitude the current flowing in conductors 512 and 514 must have.

Die F i g. 3 zeigt vier lange, gerade und parallele Leiter 516, 518, 520 und 522 und zwei Gruppen von Magnetfeldlinien, die von dem in den Leitern fließenden Strom erzeugt werden könnten. Die eine Gruppe der Flußiinien ist mit Vollinien und die andere Gruppe mit unterbrochenen Linien dargestellt. Die voll ausgezogenen Linien sind die Kraftlinien, die erzeugt würden, wenn in den Leitern 516 und 518 Ströme in entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Stärke fließen würden, während in den Leitern 520 und 522 kein 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 jedoch entgegengesetzt gerichtete Ströme fließen. Es wird darauf hingewiesen, daß bei gleichen Abmessungen in den F i g. 2 und 3 das Feld in der F i g. 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 wercen). Die Analyse zum Bestimmen des Strombedarfs der beiden Leiter in der F i g. 3 wird allgemein in derselben Weise durchgeführt wie in bezug auf die F i g. 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 geschaffen. Bei einer solchen Einrichtung besteht an im wesentlichen jeder Stelle im Bezirk 510 mindestens einmal während jeder Impulssequenz der vier Impulsfelder ein jedes der drei aufeinander nahezu senkrecht stehenden Magnetfelder. Der »End«-Leiter des genannten weiteren Leitersatzes ist in der Fig.3 mit unterbrochenen Linien dargestellt und mit 527 bezeichnet. The F i g. Figure 3 shows four long, straight, and parallel conductors 516, 518, 520 and 522 and two sets of magnetic field lines that could be created by the current flowing in the conductors. One group of the flow lines is shown with solid lines and the other group with broken lines. The solid lines are the lines of force that would be created if currents flowed in opposite directions with the same magnitude in conductors 516 and 518 while conductors 520 and 522 did not flow. The field lines shown with broken lines are generated when the current flow is reversed, ie the conductors 516 and 518 are de-energized, while currents of the same strength but in opposite directions flow in the conductors 520 and 522. It should be noted that given the same dimensions in FIGS. 2 and 3 the field in FIG. 3 has a greater length (521) , but both fields can be generated in the same period of time (in both cases only two "field pulses" need to be generated). The analysis to determine the power requirements of the two conductors in FIG. 3 is performed generally in the same manner as with respect to FIG. 2 described. If another "set" of such an arrangement of conductors is provided, and these two sets of conductors are arranged in closely spaced parallel planes so that the conductors of the respective sets are perpendicular to one another, a three-dimensional device is created. In such a device, at essentially every point in the district 510, there is at least one time during each pulse sequence of the four pulse fields, each of the three almost perpendicular magnetic fields. The “end” ladder of the further set of conductors mentioned is shown in FIG. 3 with broken lines and denoted by 527.

Die Fig.4 zeigt eine ein Zweidimensionales Feld erzeugende Einrichtung, die mit 501 bezeichnet ist und zwei »o«-Spulen 524 und 526 aufweist. Für die Zwecke einer Analyse können die senkrechten Abschnitte der Spulen als lange, gerade und parallele Leiter angesehen werden. Die Spulen 524 und 526 sind 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.FIG. 4 shows a device that generates a two-dimensional field, which is designated by 501 and has two “o” coils 524 and 526. For the purposes of analysis, the perpendicular sections of the coils can be viewed as long, straight, and parallel conductors. The coils 524 and 526 are located essentially in the same plane, but overlap one another in such a way that the spacing of the adjacent sections 528 and 530 belonging to different coils is much smaller than the spacing of the perpendicular sections of the same coil from one another.

ίο 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. Wären die Spulen gleich weit voneinander entfernt, d.h., wenn der Abstand zwischen den innen gelegenen Abschnitten gleich dem halben Abstand der senkrechten Abschnitte derselben Spule wäre, so würden Felder mit den in der 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 Ab-xhnitte und mit 120 cm langen waagerechten Abschnitten, welche Spulen aus 10 Windungen einer Drahtlitze Nr. 10 A. W. G. (wie Beiden Nr. 30 610) bestanden, ein im wesentlichen zweidimensionales Feld in einer Abfragezone erzeugt werden kann, die eine Höhe von ungefähr 90 cm, eine Breite von 90 cm und eine Länge von 150 cm aufwies, wenn durch die Spulen ein pulsierender-unterdämpfter sinusförmiger Strom mit einer Anfangsspitzenamplitude von 180A geleitet wurde.ίο In this way the field lines between the inside vertical sections approximately the field lines shown in Figure 2. At 503 there is a shown by such unevenly spaced coils formed by the length 521, the Has width 519 and height 534. If the coils were the same distance apart, i.e. if the The distance between the inner sections is equal to half the distance between the vertical sections would be the same coil, fields with the in the F i g. 3 field lines shown are generated. It has has been shown that with such an unevenly spaced coils with a length of 105 cm vertical Ab-xhnitte and with 120 cm long horizontal sections, which coils of 10 turns a # 10 A.W.G. strand of wire (like both # 30,610), an essentially two-dimensional field can be generated in an interrogation zone that is approximately 90 cm high, 90 cm wide and had a length of 150 cm when a pulsating-underdamped sinusoidal current through the coils an initial peak amplitude of 180A.

In der Fig.5 ist eine ein dreidimensionales Feld erzeugende Einrichtung dargestellt. Die bei 505 dargestellte Errichtung 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 5U einzeln dargestellt. Das Gitter weist drei senkrechte Bestandteile 540, 542 und 533 sowie fünf waagerechte Bestandteile 546,548,550,552 und 554 auf. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung dieser Bestandteile zu ersehen sein wird, besteht jeder dieser Bestandteile aus mindestens einem Abschnitt einer Spule, und der größte Teil dieser Bestandteile umfaßt Abschnitte mehrerer Spulen. Es wird darauf hingewiesen, daß diejenigen Felder nicht benötigt werden, die von den die Bestandteile 540 und 544 bildenden Spulenabschnitten erzeugt werden. Diese Felder werden jedoch erzeugt und verkürzen die »Länge« der Zone, wenn die Bestandteile 540 und 544 genügend nahe am Bestandteil 542 gelegen sind. In denjenigen Fällen, in denen ein Bestandteil aus einem Abschnitt von mehr als einer Spule besteht, wird nur das Feld eines Abschnittes benötigt. Nachstehend werden daher von den einzelnen Spulen nur die benötigten Felder behandelt. In der Fig.5 ist bei 507 eine aufrechte, rechteckige »8«-Spule 555 dargestellt. Die Spule besteht aus einem Leiter, der in Form einer »8« gewunden ist und zwei rechteckige und in Serie geschaltete Teile nahezu gleicher Größe bildet, die allgemein mit 558 und 560 bezeichnet sind, und die im wesentlichen parallele obere und untere Längen aufweisen. Der Teil 558 weist eine obere LängeA device generating a three-dimensional field is shown in FIG. The construction 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 5U. The grid has three vertical components 540, 542 and 533 and five horizontal components 546, 548, 550, 552 and 554 . As will be seen from the following description of these components, each of these components consists of at least a portion of a coil, and most of these components comprise portions of a plurality of coils. It should be noted that those fields which are generated by the coil sections forming the components 540 and 544 are not required. However, when components 540 and 544 are sufficiently close to component 542 , these fields are created and shorten the "length" of the zone. In those cases where a component consists of a section of more than one coil, only the field of one section is required. Therefore, only the required fields of the individual coils are dealt with below. An upright, rectangular “8” coil 555 is shown at 507 in FIG. The coil consists of a conductor wound in an "8" shape to form two rectangular and serially connected portions of nearly equal size, indicated generally at 558 and 560, with substantially parallel top and bottom lengths. The portion 558 has a top length

es 572 und eine untere Länge 574 auf, während der Teil 560 eine obere Länge 576 und eine untere Länge 578 aufweist. Die untere Länge 574 der Schleife 558 und die obere Länge 576 der Schleife 560 bilden zusammen denit 572 and a lower length 574 , while the portion 560 has an upper length 576 and a lower length 578. The lower length 574 of the loop 558 and the upper length 576 of the loop 560 together form the

Mittelabschnitt der »8«-Spuli 555. Die oberen und unteren Längen der Teile 558 und 560 und zwar die obere Länge 572 und die untere Länge 578 bilden die Endabschnitte der »(«-Spule 555. Ober die Anschlußkontakte 580 und 582 können der Spule Energieimpulse zugeführt werden. Die in den beiden Schleifen dargestellten Pfeile, von denen ein Pfeil mit 584 bezeichnet ist, zeigen die Richtung des Stromflusses durch die verschiedenen Abschnitte der Schleife bei Gleichstrom an. Aus der Unterfigur 507 ist zu ersehen, daß die Länge 572 dem waagerechten Bestandteil 546 entspricht, daß die Längen 574 und 576 dem waagerechten Bestandteil 550 entsprechen, und daß die Länge 578 dem waagerechten Bestandteil 554 entspricht Die Unterfigur 509 zeigt eine »o«-Spule 557, deren waagerechte Abschnitte mit 586 und 588 bezeichnet sind, und die den waagerechten Bestandteilen 548 und 552 des Gitters 539 entsprechen (Unterfigur 505). In der Unterfigur 51_1 ist eine zur Seite gedrehte »8«-SpuIe 559 dargestellt. Die mit 594 und 596 bezeichneten Längen der Spule entsprechen dem senkrechten Bestandteil 542 des Gitters 539 (505), während die Längen 590 und 592 den Bestandteilen 540 bzw. 544 entsprechen. 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 length 578, form the end sections of the "(" coil 555. Via the connection contacts 580 and 582, the coil The arrows shown in the two loops, one of which is denoted by 584, indicate the direction of current flow through the various sections of the loop with direct current component 546 corresponds to that the lengths 574 and 576 correspond to the horizontal part 550, and the length 578 corresponding to the horizontal part 554. the lower figure 509 shows a "o" -Spule 557, the horizontal portions are denoted by 586 and 588, and the correspond to the horizontal components 548 and 552 of the grid 539 ( sub-figure 505 ). In the sub-figure 51_1 an "8" coil 559 is shown turned to the side Lengths of the coil labeled 594 and 596 correspond to vertical component 542 of grid 539 (505), while lengths 590 and 592 correspond to components 540 and 544, respectively.

Die Fig.6 zeigt Vektordarstellungen der magnetischen Kraftlinien für die Felder, die von der ein dreidimensionales Feld erzeugenden Einrichtung (Spulen 555,557 und 559 nach der F i g. 5) erzeugt werden. In der Unterfigur 502 sind Feldvektoren in einer Ebene dargestellt, die sowohl parallel zu den »senkrechten« Längen (z. B. 594 und 596) der Spule als auch senkrecht zur Ebene der Spulen verläuft, und eine Seitenansicht der Längen der Spulen 555 und 557. Die Spule 559 ist nicht dargestellt. Mit gestrichelten Linien ist ein Bezirk 539 eines Querschnittes dargestellt An drei willkürlich gewählten Punkten 610, 612 und 614 sind Feldvektoren dargestellt. Die als »a«-Vektoren bezeichneten Vektoren entsprechen dem Feld, das von den Längen 572,574, 376 und 578 der Spule 555 erzeugt wird, während die als »iw-Vektoren bezeichneten Vektoren dem Feld entsprechen, das von den Leitern 586 und 588 der Spule 557 erzeugt wird. Die Feldvektoren des von der dritten Spule 559 erzeugten Feldes sind bei 504 an den Punkten 610, 612 und 614 dargestellt, wobei das Feld in einer Ebene betrachtet wird, die parallel zu den waagerechten Längen der Spulen und senkrecht zur Ebene der Spulen gelegen ist. Die Spulen 555 und 557 sind nicht dargestellt. Der Bezirk 510 ist nochmals mit unterbrochenen Linien dargestellt und die Vektoren des Feldes der Spule 559 sind als ><c«-Vektoren bezeichnet. Die Unterfigur 504 zeigt die in der Mitte gelegenen Längen 594 und 596 und die Endlängen 590 und 595 der Spule 559. Die Abmessung 521 des Bezirkes 510 verläuft nur über einen Teil der Strecke von den beiden Mittelabschnitten 594 und 596 aus zum Endleiter 590 und 592. Dies ist eine Folge des Umstandes, daß in den Endleitern 590 und 592 der Strom in der entgegengesetzten 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 Mittelabschnitts 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 Feldvektoreu zeigen, daß aas Feld der Spule 559 dem Feld eine »dritte« Dimension hinzugefügt hat 6 shows the vector representations of lines of magnetic force for the fields, a three-dimensional field generating means (coil after the F i g. 5 555.557 and 559) are generated by the. In the sub-figure 502 , field vectors are shown in a plane that is parallel to the "perpendicular" lengths (e.g. 594 and 596) of the coil as well as perpendicular to the plane of the coils, and a side view of the lengths of the coils 555 and 557 . The coil 559 is not shown. A region 539 of a cross section is shown with dashed lines. Field vectors are shown at three arbitrarily selected points 610, 612 and 614. The vectors labeled "a" vectors correspond to the field produced by lengths 572, 574, 376 and 578 of coil 555 , while the vectors labeled "iw vectors correspond to the field produced by conductors 586 and 588 of coil 557 is generated. The field vectors of the field generated by the third coil 559 are shown at 504 at points 610, 612 and 614 , the field being viewed in a plane parallel to the horizontal lengths of the coils and perpendicular to the plane of the coils. The coils 555 and 557 are not shown. The area 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 595 of the coil 559. The dimension 521 of the area 510 runs only part of the distance from the two middle sections 594 and 596 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 spacing between the conductors 594 and 596 of the middle 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 Erfassen von erfindungsgemäßen Markierungselementen benutzten Ausführungsform der Einrichtung nach der Fig.5 wurde eine Abfragezone, die aus einem zu einem Durchgang führenden Bezirk bestand, 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 In one used for detecting the invention marking elements embodiment of the device according to the Figure 5 an interrogation zone, which consisted of a leading to a passage district was, cm with a height of at least 150, having a width of 60 cm and a length of 75 cm (dimensions 534, 519 and 521). That from

ίο den Spulen 555,557 und 559 gebildete Gitter hatte die folgenden Abmessungen: Die senkrechten Komponenten 540, 542 und 544 waren 180 cm lang, während aie waagerechten Komponenten 546,548,550 und 554 eine Länge von 150 cm aufwiesen. Die »o«-Spule wurde umίο the coils 555,557 and 559 had the grid formed the following dimensions: The vertical components 540, 542 and 544 were 180 cm long, while aie horizontal components 546,548,550 and 554 had a length of 150 cm. The "o" coil was over 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.centered around the intersection of the middle sections of the "8" coils, and their lengths 586 and 588 were spaced 53 cm from lengths 574 and 576 of coil 555. All of the coils 555,557 and 559 were made from a No.

10 (Beiden Nr. 30 610) hergestellt Die Spule 555 bestand aus 6 Windungen, die Spule 557 aus 10 Windungen und die Spule 559 aus 7 Windungen.10 (both # 30610). The coil 555 passed from 6 turns, the coil 557 from 10 turns and the coil 559 from 7 turns.

Es wird darauf hingewiesen, daß der in der F i g. 5 dargestellte ebene Aufbau ohne große Kosten herzu stellen 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 Durchgangs angeordnet werden. Der be schriebene Aufbau weist noch den weiteren Vorzug auf, daß die Spulen mühelos so »abgeglichen« werden können, daß zwischen einer erregten Spule und den anderen beiden nicht erregten Spulen gar keine oder nur eine geringe Induktanz auftritt. Es ist daher tatsächlich die von einer Spule erzeugte Energie für die Erzeugung einet Feldes verfügbar, das in einer Abfragezone wirksam ist. It should be noted that the one shown in FIG. 5 is to provide flat structure without great cost and can be disguised so that it has a pleasing appearance. Such a structure can be easily arranged on one side of a passage leading to a door. The be required construction has still the further advantage that the coils can thus be "balanced" with ease, that between an energized coil and the other two non-energized coil inductance occurs only a small or none. The energy generated by a coil is therefore actually available to generate a field which is effective in an interrogation zone.

Die F i g. 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 umgeben 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 an jedem Ende der Stangen. Die beiden zusätzlichen Wicklungen mit je 60 Windungen wurden mit den am Ende gelegenen 60 Windungen der aus 125 Windungen bestehenden Wicklungen bifilar gewickelt In der F i g. 8 ist diese Wicklungsart schematisch dargestellt.The F i g. 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 bars with a cross section of 5.1 cm ² , which were surrounded by coils. The bars were composed of sheets 0.457 mm thick of Type M-19 transformer steel and were 142 cm long and 5.1 cm wide. Each coil consisted of two windings with 125 turns of enamelled wire with a diameter of 0.2 cm, which were evenly distributed on the rod, as well as two further windings with 60 turns of enamelled wire with a diameter of 0.259 cm at each end of the Poles. The two additional windings with 60 turns each were wound bifilarly with the 60 turns at the end of the windings consisting of 125 turns. In FIG. 8 this type of winding is shown schematically.

Wie aus der Fig.8 zu ersehen ist, sind die 60 Windungen der Wicklungen 36Λ und 365 miteinander und mit der Parallelschaltung der 125 Windungen umfassenden Wicklungen 38,4 und 38ß in Serie geschaltet. Diese Kombination der Wicklungen wird hiernach als »Spulenwicklung« bezeichnet, die mit einem Eingangskontakt 35 und einem Ausgangskontakt 37 versehen ist. Es wurde ermittelt, daß die Pole der Magnete von den Enden der Stangen einen Abstand von 7,5 cm aufwiesen. Zwei solcher Einrichtungen, die mit einem Abstand von ungefähr 1 m voneinander angeordnet werden und die genannten Abmessungen aufweisen, eignen sich für die Errichtung einer ÜberwachungszoneAs can be seen from FIG. 8, the 60 turns of the windings 36Λ and 365 are connected in series with one another and with the parallel connection of the 125 windings comprising windings 38,4 and 38ß. This combination of windings is hereinafter referred to as “coil winding”, which is provided with an input contact 35 and an output contact 37. The poles of the magnets were found to be 7.5 cm from the ends of the rods. Two such devices, which are arranged at a distance of approximately 1 m from one another and have the dimensions mentioned, are suitable for setting up a surveillance zone

mit den Abmessungen von ungefähr 100 cm χ 200 cm χ 200 cm.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 Elektromagnete 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 der Schleife nahe an den Polen beider Magnete verläuft. Die Gründe für eine solche Maßnahme ergeben sich aus den nachstehend erläuterten Beziehungen zwischen den Magnetfeldern der Elektromagnet und der Luftspule.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 designed to be circular, the diameter of which is equal to the distance between the poles of the electromagnets 12, while the loop of 80 Windings of enamelled wire with a diameter of 2.05 mm is formed. Had the electromagnets not the same length, the loop would be curved, but designed so that the circumference of the Loop runs close to the poles of both magnets. The reasons for such a measure result from the Relationships between the magnetic fields of the electromagnet and the air core coil explained below.

Die Fig.-3 und 10 zeigen die charakteristischen 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 Feid des senkrecht orientierten Elektromagneten senkrechte Komponenten (parallel zur V-Achse) und nahe an den Polen wichtige waagerechte Komponenten (parallel zur X-Achse). Ebeso enthält das Magnetfeld der Luftspule, Komponenten, die parallel zur X-Achse und parallel zur Y-Achse verlaufen.FIGS. 3 and 10 show the characteristic magnetic fields of an electromagnet and an air-core coil, similar to the coil shown in FIG. 7, in free space, the lines of force running in the plane of the drawing. According to the illustration, the field of the vertically oriented electromagnet contains vertical components (parallel to the V-axis) and close to the poles important horizontal components (parallel to the X-axis). The magnetic field of the air-core coil also contains components that run parallel to the X-axis and parallel to the Y- axis.

Wird die Luftspule an den Polen des Elektromagneten vorbeigeführt, so ergänzen sich die beiden Formen der felderzeugenden Mittel gegenseitig. Dies ist am besten aus der F i g. 11 zu ersehen, in der die Überlagerung von zwei Magnetfeldern im freien Raum dargestellt ist, die von den Einrichtungen 12Λ und 125 sowie 14 in einer Zoneneinheit erzeugt werden. Der Übersichtlichkeit halber sind die das von der Einrichtung 12/4 erzeugte Feld darstellenden Linien gleichmäßig gestrichelt gezeichnet, während die das von der F.inriehuing 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 ausgezogen. Wie aus der Darstellung bei 2 zu ersehen ist, schneidet sich die eine Gruppe von Kraftlinien am Punkt M und die andere Gruppe von Kraftlinien am Punkt N. Bei 4 ist die Winkelbeziehung der Magnetfeldstärken am Punkt Mund bei 6 am Punkt Ndargestellt (Vektoren). Bei 4 stellen die Komponenten r, s und t die Stärke der Magnetfelder am Punkt M dar, die von den Einrichtungen 12ß, 14 und 12/4 erzeugt werden, während bei 6 die Komponenten r's'und f'die Stärke der entsprechenden Magnetfelder am Punkt N durch Vektoren darstellen. Wie zu ersehen ist, verlaufen Jie Komponenten jeder Gruppe fast senkrecht zueinander, obwohl die Richtungen der Komponenten r, s und t anders verlaufen als die Richtungen der Komponenten r', s' und f'. Aus der Fig. 11 ist zu ersehen, daß die Vektorkomponenten 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.If the air coil is moved past the poles of the electromagnet, the two forms of the field-generating means complement each other. This is best seen in FIG. 11 can be seen in which the superposition of two magnetic fields in free space is shown, which are generated by the devices 12Λ and 125 and 14 in a zone unit. For the sake of clarity, the lines representing the field generated by the device 12/4 are drawn uniformly dashed, while the lines representing the field generated by the F.inriehuing 12S are drawn by alternating short and long lines. The lines representing the field generated by the device 14 are solid. As can be seen from the illustration at 2, one group of lines of force intersects at point M and the other group of lines of force intersects at point N. At 4, the angular relationship of the magnetic field strengths at point mouth is shown at 6 at point N (vectors). At 4 the components r, s and t represent the strength of the magnetic fields at point M, which are generated by the devices 122, 14 and 12/4, while at 6 the components r 'and f' the strength of the corresponding magnetic fields at the point Represent N by vectors. As can be seen, the components of each group are almost perpendicular to each other, although the directions of the components r, s and t are different from the directions of the components r ', s' and f'. It can be seen from FIG. 11 that the vector components of the points of intersection of other groups of lines of force likewise 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 langgestreckten Streifens erzeugt, so sind solche Felder selbst an den Enden der Abfragezone an den Enden der polaren Magnete, an denen die betreffenden Richtungen der Felder sich rasch ändern, nahezu vorbildlich oder »dreidimensional«. Ein absolut gleichförmiges dreidimensionales Feld ist nicht erforderlich, da e» unmöglich ist ein M?rkierungselement 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 Markierungselements.Are fields of not less than 1.4 times (square root of 2) the field of the elongated If the strip is generated, such fields are even at the ends of the interrogation zone at the ends of the polar ones Magnets on which the relevant directions of the fields change rapidly, almost exemplary or "Three-dimensional". An absolutely uniform three-dimensional field is not required, since e »is impossible is a marking element through an entire zone without the marking element being aligned at least once to a component of the active field that is larger than the switching field of the marking element.

Die in den Fig.9, 10 und 11 dargestellten Felder werden erzeugt, sofern nicht ein äußerer magnetischerThe fields shown in FIGS. 9, 10 and 11 are generated, unless an external magnetic one

ίο 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 Abfragezonen, 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 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.ίο Influence exists in the case of the one shown in FIG Setup with three zone units, the middle zone unit interacts with the two outer zone units together to form two interrogation zones, so that in turn all nine field-generating means in Operation would have to be set so that the displayed fields are generated. Because of the proportionate long distance is the generation of the nine fields in sequence for the reasons already explained not mandatory. This can be undesirable as the peak amplitude of the through the windings of the Electromagnets and currents flowing through the air coil and thus the cost of the circuit as a result can be reduced that a field is generated simultaneously in each zone unit.

Die Fig. 12 zeigt einen Schaltplan für eine Einrichtung mit einem Energieversorgungsteil -570, mit drei Energieübertragungsabschnitten 672Λ, 6725 und 672C sowie mit einem Sequenzsteuersignalgenerator 683. Die Schaltung ist nicht nur genau auf 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 voneinander verschieden, d. h., sie weisen unterschiedliche induktive Eigenschaften auf, und soll die jeder Spule zugeführte Energie die gleiche Dauer und Frequenz aufweisen, so können für einige Schaltungselemente andere Werte gewählt werden. Der Energieversorgungsabschnitt 670 weist geeigneterweise eine Wechselspannungsquelle 674 auf, die aus dem herkömmlichen Netzanschluß 617 bestehen kann, sowie einen herkömmlichen Spannungsverdoppler-Gleichrichter 676. Dieser erzeugt eine Gleichspannung mit einem Potential von ungefähr Null und minus 200 V, welche Spannung über die Leiter 678 und 680 den Energieübertragungsabschnitten 672Λ, 6725 und 672C zugeführt wird.Fig. 12 shows a circuit diagram for a device with a power supply part -570, with three power transmission sections 672Λ, 6725 and 672C as well as with a sequence control signal generator 683. The circuit is not only accurate to three transmission sections 672, but this number has only been used to simplify the description of a circuit for a field-generating device with three coils according to FIG. 5 or 7. Of the Transmission sections 672, only one section is shown in detail as all of these sections denote the have the same structure. Are the electrical characteristics of the coils different from one another, i. h., they have different inductive properties and the energy supplied to each coil should be the same Have duration and frequency, other values can be selected for some circuit elements. Of the Power supply section 670 suitably has an AC voltage source 674, which consists of the conventional power supply 617 may exist, as well as a conventional voltage doubler rectifier 676. This generates a direct voltage with a potential of approximately zero and minus 200 V, what voltage across conductors 678 and 680 to power transmission sections 672Λ, 6725 and 672C is fed.

Es ist eine elektrische Schaltung vorgesehen, die in einen 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 Abfragezone ein gedämoftes sinusförmiges elektromagnetisches Feld. Die Schaltung weist einen Parallelresonanzkreis auf, dessen induktive Komponente aus einem Leiter besteht, der das elektromagnetische Feld erzeugt. Es sind Mittel vorgesehen, mit denen eine Quelle elektrischer Energie intermittierend mit dem Resonanzkreis verbunden wird, so daß eine vorherbestimmte Menge elektrischer Energie dem Resonanzkreis zugeführt wird. Wird die Energiequelle vom Resonanzkreis abgeschaltet, soAn electrical circuit is provided which is inserted into a conductor (e.g. 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 the Fig. 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 dampened sinusoidal electromagnetic field in an interrogation zone. The circuit has a parallel resonance circuit, the inductive component of which consists of a conductor that carries the electromagnetic field generated. Means are provided to provide a source of electrical energy is intermittently connected to the resonant circuit, so that a predetermined amount of electrical Energy is supplied to the resonance circuit. If the energy source is switched off from the resonance circuit, 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 sinusförmige.'; 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 ι ο Impulse erzeugt werden als bei einer Speicherung der Energie im kapazitiven ElementFree vibrations consume the energy supplied to the resonance circuit in the form of an energy in the conductor flowing damped sinusoidal current, so that in the sequence a damped sinusoidal. '; electromagnetic Field is generated. The transmitted energy can either be capacitive or inductive Component of the resonance circuit are stored. Should the energy be stored in the inductive element are, the time required to generate sufficiently strong currents leads to the fact that much longer ι ο Pulses are generated than when the energy is stored in the capacitive element

Bei einer bevorzugten Ausführungsform 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, mii der die Energie vom Resonanzkreis gespeichert wird. Dies kann mit Hilfe eines steuerbar-« Silizium-Gleichrichters erreicht werden, mit dem der Resonanzkreis intermittierend mit der Energiequelle verbunden wird. Wird mit dem Gleichrichter und dem Resonanzkreis ein entsprechend gewählter Induktor in Serie geschaltet, so werden keine weiteren Mittel zum Sperren des Gleichrichters und zum Abschalten des Resonanzkreises von der Energiequelle benötigt 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 Silizium-Gleichrichter nicht gesperrt werden.In a preferred embodiment, the amount of electrical energy passed on to the resonance circuit is limited approximately to a value at which the speed at which the energy is dissipated from the resonance circuit exceeds the speed with which the energy is stored by the resonance circuit. This can be achieved with the help of a controllable silicon rectifier, with which the resonance circuit is intermittently connected to the energy source. If a suitably selected inductor is connected in series with the rectifier and the resonance circuit, no further means are required to block the rectifier and to switch off the resonance circuit from the energy source is used to generate the electromagnetic field. This inductance should preferably be 4.7 to 25 times and ideally approximately 6 times the inductance of the conductor. If the difference is less than 4.7 times, the controllable silicon rectifier cannot be blocked.

Bei einer anderen Ausführungsform bildet der induktor die Primärwicklung und der induktive Teil des Resonanzkreises die Sekundärwicklung eines Transformators. Um mit Sicherheit eine wirksame Verkopplung der beiden Wicklungen miteinander zu erreichen, kann der Transformator aus einen Spartransformator (Autotransformator) bestehen. Bei einer weiteren anderen Ausführungsform ist an Stelle eines Induktors zwischen das Verbindungsmittel und den Resonanzkreis ein Widerstand geschaltet.In another embodiment, the inductor forms the primary winding and the inductive part of the The secondary winding of a transformer. To be sure of an effective coupling of the two windings with each other, the transformer can consist of an autotransformer (autotransformer) exist. In a further alternative embodiment, instead of an inductor, there is between the connecting means and the resonance circuit switched a resistor.

Wie an sich bekannt, kann die Menge der einem Resonanzkreis zugeführten Energie dadurch bestimmt werden, daß entweder die Ladung am kapazitiven Element oder der im induktiven Element des Resonanzkreises fließende Strom reguliert wird.As is known per se, the amount of 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 F i g. 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 Miitel mit elektrischer Energie zu versorgen.With reference to the F i g. 12, an embodiment of an electrical circuit is described below, with which a further circuit cooperates, so that several of the first-mentioned circuits are used to supply several field generating units with electrical energy in sequence.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei der Schaltung nach der Fig. 12 die aus der Energiequelle übertragene Energie in erster Linie in dem kapazitiven Element und nicht in dem induktiven Element des Resonanzkreises gespeichert wird. Das kapazitive Element des Reso- eo nanzkreises 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 Wernach 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 darstelltIt should be noted that in the circuit of FIG. 12, the transmitted from the power source Energy primarily in the capacitive element and not in the inductive element of the resonance circuit is saved. The capacitive element of the Resoeo nanzkreises therefore has a double function and, first of all, this element provides energy transmitted, and secondly, a resonance circuit is formed together with the inductive element, which the The rest of the transmitted energy is consumed as free vibrations. Because of this dual function, this capacitive element may sometimes be considered a component of the resonance circuit as well as a part of the Energy transmission section viewed and designated accordingly, with the remaining part of this Section represents the means for connecting the energy source to the resonance circuit

Der Energieübertragungsabschnitt 672 enthält einen Schalter in Form eines Transistors 682Λ der in den leitenden Zustand versetzt wird, wenn dem Anschlußpunkt 684A ein Steuersignal aus einem Sequenzsteuersignalgenerator 683 zugeführt wird. Ist der Transistor 682Λ leitend, so leitet der Abschnitt 672/4 einen Energieimpuls zur Spule der zugehörigen felderzeugenden Einrichtung weiter. In der Fig. 12 ist die zum Energieübertragungsabschnitt 672Λ gehörende Spule schematisch als Induktor 686 dargestellt. Ist der Transistor 682 leitend, so speichert ein Kondensator 688 einen Energieimpuls, der zu der felderzeugenden Einrichtung als gedämpfter Energieimpuls weitergeleitet wird. Die Schaltung zum Aufladen des Kondensators 688, die später die Weiterleitung dieser Ladung zur felderzeugenden Einrichtung oder zum Induktor 686 bewirkt, umfaßt einen Induktor 690, einen steuerbaren Silizium-Gleichrichter 692 und eine bei 694 dargestellte Schaltung zum Triggern des Gleichrichters 692. Die Triggerschaltung 694 weist einen normalerweise nichtleitenden Transistor 696 auf, dessen Basiselektrode mit dem einen Ende der beiden Widerstände 698 und 700 verbunden ist Der Widerstand 698 ist am anderen Ende über einen Sperrkondensator 704 und eine Diode 706 mit der Kollektorelektrode des Transistors 682/4 verbunden. Der eine Belag des Kondensators 704 und die Kathode der Diode 706 stehen gemeinsam mit dem einen Leiter eines Widerstands 708 in Verbindung, dessen anderer Leiter mit dem Leiter 678 verbunden ist, an dem eine Bezugspannung von null Volt liegt. Ist der Transistor 682 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 nichtleitenden Zustand verbleibt. Wird der Transistor 682 leitend, so wird der Kondensator 704 aufgeladen, und der über den Kondensator 704 fließende Ladestrom versetzt den Transistor 696 in den leitenden Zur.tand, bis die Spannung am Kondensator 704 die Höhe von 212 Verreicht hat. Der übrige Teil Her 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 das Widerslands 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 6% leitend ist. Der Transistor 696 wird leitend, wenn dem Anschlußpunkt 684 ein Impuls zugeführt wird, der den Transistor 682 im Vorwärtssinne vorspannt. Es fließt ein Strom von der Emitterelektrode zur Kollektorelektrode des Transistors 682 über die Diode 706, den Kondensator 704 und den Widerstand 698, wobei der Transistor 696 in den leitenden Zustand versetzt wird. In diesem Falle wird der Kondensator 718 über den Widei stand 712 und den Transistor 6% entladen, so daß der Gitterelektrode des steuerbaren Silizium-Gleichrichters 692 ein Stromimpuls zugeführt wird, der den Gleichrichter in den leitenden Zustand versetzt, so daß über den Kondensa-The energy transfer section 672 contains a switch in the form of a transistor 682Λ in the becomes conductive when terminal 684A receives a control signal from a sequence control signal generator 683 is fed. If the transistor 682Λ 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 Coil belonging to the energy transfer section 672Λ 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 causes an inductor 690, a controllable silicon rectifier 692 and one shown at 694 Circuitry for triggering rectifier 692. Trigger circuit 694 has a normally non-conductive Transistor 696, the base electrode of which is connected to one end of the two resistors 698 and 700 Resistor 698 is connected at the other end via blocking capacitor 704 and diode 706 connected to the collector electrode of transistor 682/4. One layer of the capacitor 704 and the cathode of the diode 706 are connected together with the one conductor of a resistor 708, the other conductor of which is connected to conductor 678 which has a reference voltage of zero volts. Is the If transistor 682 is non-conductive, the voltage across capacitor 704 is normally approximately 200 V, so that no current can flow to the base electrode of transistor 696, the transistor im normal non-conductive state remains. When transistor 682 becomes conductive, capacitor 704 becomes charged, and the charging current flowing through the capacitor 704 puts the transistor 696 in the conductive guard until the voltage on capacitor 704 has reached 212. The remaining part Her Trigger circuit 694 includes emitter and collector resistors 710 and 712 of transistor 696, a Capacitor charging network with a resistor 714, a Zener diode 716 and with a capacitor 718. The grid conductor of the rectifier 692 is connected to both the emitter electrode of the transistor 696 as also with the emitter resistor 710 in connection, so that with one at the other end the contradiction 710 and voltage of approximately minus 200 V applied to the cathode of the diode 692, the rectifier is made conductive or triggered and only when the transistor is 6% conductive. The transistor 696 becomes conductive when a pulse is applied to junction 684 which drives transistor 682 in the forward sense pretensioned. A current flows from the emitter electrode to the collector electrode of the transistor 682 diode 706, capacitor 704, and resistor 698, with transistor 696 in the conductive state. In this case, the capacitor 718 stood over the Widei 712 and the Transistor 6% discharged, so that the grid electrode of the controllable silicon rectifier 692 a current pulse is supplied, which puts the rectifier in the conductive state, so that via the capacitor

tor 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 '/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 —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 minus 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 Silizium-Gleichrichter 692 nichtleitend. Der Kondensator 688 wird nunmehr in den felderzeugenden Induktor 686 hinein entladen, wobei in der Spule ein Strom mit einer charakteristischen gedämpften und sinusförmigen Wellenform fließt. Zwischen das eine Ende des Induktors 686 und den Leiter 678, an dem die Bezugsspannung, von null Volt liegt, ist ein Widerstand 691 mit einem sehr kleinen Wert eingeschaltet. Die am Widerstand 691 abfallende Spannung ist genau proportional dem im Induktor 686 fließenden Strom und kann daher als Synchronisierungssigna! für eine Detektoreinrichtung verwendet werden. In einer solchen Einrichtung zeigt ein Detektor die Anwesenheit eines Responders an, wenn zu einer bestimmten Zeit in bezug auf die Zeitbasis des elektromagnetischen Feldes ein charakteristisches Signa! ermittelt wird.gate 688, inductor 690 and through the rectifier 692 a current flows with the result that energy is stored on the capacitor 688. So that Energy is stored quickly enough, the value of the inductor 690 must be chosen so that it does not more than about 1/5 the value of inductor 686 amounts to. Most of the current from capacitor 688 therefore flows through inductor 690 and not through inductor 686. As capacitor 688 charges to approximately -200 volts, the im Inductor 590 current flowing to the maximum value. This flow of current continues until the energy in the Inductor 690 is consumed, with the consequence that the capacitor has a voltage of approximately minus 300 V is charged. This highest voltage depends in part on the ratio of the inductances of the Inductors 686 and 690 as well as the losses caused by the resistance in inductor 690 and in others Circuit elements through which the current flows. Has the one on capacitor 688 Voltage reaches its maximum value, and no more current flows in the inductor 690, the controllable Silicon rectifier 692 non-conductive. The capacitor 688 is now in the field generating inductor 686 discharged into it, whereby in the coil a current with a characteristic damped and sinusoidal Waveform flows. Between one end of the inductor 686 and the conductor 678 on which the Reference voltage, is from zero volts, a resistor 691 is turned on with a very small value. The on Resistance 691 dropping voltage is exactly proportional to the current flowing in inductor 686 and can therefore as a synchronization signal! can be used for a detector device. In such a facility a detector indicates the presence of a responder when related to a particular time a characteristic signa on the time base of the electromagnetic field! is determined.

Der Sequenzsteuersignalgenerator 683 hat die Aufgabe, den Anschlußpunkten 684/4, 6845 und 684C der Reihe nach ein Steuersignal zuzuführen, so daß die Spulen der Abschnitte 672/4,672ß und 672CFeldimpulse erzeugen, von denen eine Spule als Induktor 686 dargestellt ist. Der Generator 683 könnte aus einer Anzahl von monostabilen Multivibratoren in einer Ringschaltung bestehen, so daß bei einer Umschaltung eines jeden 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 Ansch'ußpunktcn 684 zugThe sequence control signal generator 683 has the task of connecting points 684/4, 6845 and 684C of the To apply a control signal in turn so that the coils of sections 672 / 4,672ß and 672C field pulses one coil of which is shown as inductor 686. The generator 683 could consist of a Number of monostable multivibrators exist in a ring circuit, so that when switching of every multivibrator from the unstable to the stable state is a reversal of the operating states of the following multivibrators in the ring circuit. The outputs of the individual multivibrators would move the connection point 684

84 zugeführ84 supplied

t werden.become T.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Anschlußpunkte 684 mit den einzelnen Stufen eines einfachen Flipflop-Zählers zu verbinden, der von einem freilaufenden Multivibrator betrieben wird.Another possibility is to use the connection points 684 with the individual stages of a simple To connect flip-flop counter, which is operated by a free-running multivibrator.

Die aus zwei Zeichnungen (a, b) bestehende Fig. 13 ist ein Schaltbild für eine der beiden und den gleichen Aufbau aufweisenden Kombinationen der Magnetflußüberwachungseinrichtung 29 mit den Signaldetektorschaltungen 32 der Anlage nach der F i g. 1. Wie aus der Fig. 13 zu ersehen ist, stehen die Spulen 16A, i€E, 16C und 16D der Magnetüberwachungseinrichtung 29 über ein Koaxialkabel 28 mit dem Eingang der Detektorschaltung 32 in Verbindung.FIG. 13, which consists of two drawings (a, b), is a circuit diagram for one of the two 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 FIG. 13, the coils 16A, 16C and 16D of the magnetic monitoring device 29 are connected to the input of the detector circuit 32 via a coaxial cable 28.

Die Detektorschaltung 32 umfaßt einen Signalformungs- und Verstärkungsabschnitt 128, einen Signaldiskriminatorabschnitt 130 und einen Ausgangsabschnitt 132, dessen Ausgang über den Leiter 134 zur Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 der Anlage nach F i g. 1 geleitet wird.The detector circuit 32 comprises a signal shaping and amplifying section 128, a signal discriminating section 130 and an output section 132, the output of which via the conductor 134 for alarm and Display device 34 of the system according to FIG. 1 is directed.

Der Abschnitt 128 umfaßt eine 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 verbunden ist (144), einen weiteren Verstärker 146 und eine Begrenzerstufe (148), welche Schaltungselemente aus an sich bekannten Ausführungen bestehen. Die beiden Zwillings-T-Filterelemente des Filters 136 weisen bei 60 Hz eine sehr hohe Übertragungsimpedanz auf, welche Frequenz die Frequenz der felderzeugenden Einrichtung bei der Ausführungsform nach der F i g. 7 ist. Diese Filter bestehen, aus einer billigen Ausführung mit einer Toleranz von 10%, erfordern keine Abstimmung, beseitigen fast vollständig die sehr starke 60-Hz-Störung und schwächen andere Störsignale bis zu 1000 Hz ebensogut. Im Eingangsfilter 136 weisen die Kondensatoren 201, 202. 204 und 206 einen Wert von 0,01 μ^ die Kondensatoren 208 und 210 einen Wert von je 0,022 μ^ die Widerstände 212, 214,216 und 218 einen Wert von je 270 kQ 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, the is connected via a coaxial cable to a further filter (144), a further amplifier 146 and a limiter stage (148), which circuit elements consist of designs known per se. the Both of the twin T-filter elements of the filter 136 have a very high transmission impedance at 60 Hz on what frequency the frequency of the field generating device in the embodiment according to FIG. 7th is. These filters consist of a cheap version with a tolerance of 10%, do not require coordination, almost completely eliminate the very strong 60 Hz interference and up to weaken other interfering signals at 1000 Hz as well. In the input filter 136, the capacitors 201, 202, 204 and 206 have a value of 0.01 μ ^ capacitors 208 and 210 have a value of 0.022 μ ^ each of the resistors 212, 214, 216 and 218 one Value of 270 kΩ each and resistors 220 and 222 each have a value of 120 kD. In the preamp stage 138, a transistor with very low self-noise is used, since it is to be avoided that im If there is an amplified signal at the output, additional inherent noise occurs.

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 Kollektorelektrode des Transistors 152 liegenden Wechselspannung auf einen Wert, bei dem der Detektor 130 ein Signal ermittelt, obwohl bekanntermaßen in der Abfragezone kein für einen Responder 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 a good one 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, the may occur frequently in the vicinity of the system in question. The most favorable setting is made by increasing the AC voltage across the collector electrode of transistor 152 to one Value at which the detector 130 detects a signal, although it is known not to be in the interrogation zone for a responder characteristic signal has been generated. The value of this alternating voltage at the The collector electrode is determined, after which the variable resistor 150 is set so that the at the Collector electrode of the transistor 152 lying AC voltage is half of the determined value.

Das Filter 144 besteht aus einem Hochpaßfilter mit einem zusätzlichen Bandfilter, dessen Mittelwert auf die Grundfrcqiicnz des Wirkur.gsfeldes abgestimmt wird, welches letztgenannte Filter aus einem Zwillings-T-Filternetzwerk, das zwischen die Hochpaßfilterkondensatoren eingeschaltet ist Das Zwillings-T-Filternetzwerk weist bei der Grundfrequenz von 60 Hz des Wirkungsfeldes eine hohe Übertragungsimpedanz auf, während die Hochpaßfilterkondensatoren im wesentlichen Signale dämpfen, deren Frequenz zwischen 60 und 1000 Hz liegen, welche Frequenz bei der zur Zeit 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 kil, der Widerstand 232 einen Wert von 120 IcQ und der Kondensator 234 einen Wert von 0,022 μΡ auf. Der Verstärker 146 bewirkt eine zusätzliche Verstärkung, während die Begrenzungsstufe 148 noch eine weitere Verstärkung bewirkt, für den Verstärker 146 eine hohe Eingangsirn-The filter 144 consists of a high-pass filter with an additional band filter whose mean value is based on the The basic shape of the field of action is coordinated, which latter filter from a twin T filter network, which 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 in the currently preferred embodiment Frequency is. In the filter 144, the capacitors 224 and 266 each have a value of 0.01 μΡ, the resistors 228 and 230 each have a value of 270 kilograms, the resistance 232 has a value of 120 IcQ and the capacitor 234 a value of 0.022 μΡ. The amplifier 146 causes an additional gain, while the limiting stage 148 still another gain causes a high input impedance for the amplifier 146

pedanz darstellt und dem Signaldiskriminator 130 unsymmetrisch abgeschnittene Signale zuführt.pedanz and the signal discriminator 130 feeds unbalanced cut signals.

Der Signaldaskriminator 130 erzeugt ein die Alarm- und Anzeigevorrichtung 34 in Betrieb setzendes Ausgangssignal immer dann, wenn in aufeinanderfolgenden Intervallen von ungefähr 6²/3 ms 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 Respon- ι ο ders der oben beschriebenen Ausführung. Ferner entspricht das I6V3 ms umfassende Intervall der Periode eines 60-Hz-Signals und stellt daher die Magnetisierungsumkehrungen eines sensibilisierten Markierungselements 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, die (das) unmittelbar auf einen Richi.ungswechsel des Wirkungsfeldes folgt. Bei der Entdeckung eines solchen Signals wird dem Ausgangsabschnitt 132 über den Leiter 154 ein Signal zugeführt. Bei Empfang von drei Signalen über den Leiter 154 in aufeinanderfolgenden Intervallen von je I6V3 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 13²/3 ms, und wenn in den folgenden 6 ms kein weiteres Signal empfangen wird, so wird der Zähler in den Zustand Null zurückversetzt.The Signaldaskriminator 130 generates an alarm and display device 34 releasing in operation output signal whenever approximately at successive intervals of about 6 ^2/3 ms three signals with a least twice as high amplitude as the noise and with a duration of less than 0.3 ms occur. Each of these signals corresponds to the characteristic signal of a respondent of the embodiment described above. Furthermore, the I6V3 ms interval corresponds to the period of a 60 Hz signal and therefore represents the magnetization reversal of a sensitized marking element , 5 ms or within a time window that immediately follows a change in direction of the field of action. Upon detection of such a signal, a signal is fed to output section 132 via conductor 154. Upon receipt of three signals over the conductor 154 at successive intervals of 16V3 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 during the following 13 ^2/3 ms, and if no further signal is received in the following 6 ms, the counter is reset to the state zero.

Der Signaldiskriminator 130 weist einen Sperrtransistor 156 auf, der zusammen mit der Triggerschaltung, 158, dem Verzögerungszeitgeber 160 und dem Koerzitivgatter 162 den Durchlauf eines Ausgangssignals aus der Begrenzungsstufe 148 zu der Kombination eines Signalformers 164 und eines Signalbreiten-Diskriminators i66 während des größten Teils einer jeden Periode verhindert. Im Betrieb wechselt die Triggerschaltung 158 ihren Zustand ungefähr in dem Zeitpunkt, in dem die to Neizwechselspannung 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 Wjrkungsfeld weist gegenüber der Netzspannung eine Nacheilung vor. 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 monostabilen 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 mjt der Folge, daß der Signalbreiten-Diskriminator in Betrieb gesetzt wird. Kehrt der Multivibrator des Koerzitivgatters in den stabilen Zustand zurück, so liegt der umgekehrte Fall vor. Am Widerstand 172 liegt eine hohe Spannung, so daß der Transistor 156 einen Strom durch den Widerstand 177 leitet mit der Folge, daß der Transistor 179 beständig leitend ist, wobei die Signalformungsschaltung außer Betrieb gesetzt wird. Zugleich wird dem Widerstand 174 eine niedrige Spannung zugeführt, so daß der Transistor 176 keinen Strom erhält und der Signalbreitendiskriminator ausgeschaltet wird. Nur während des kurzzeitigen unstabilen Zustandes des Koerzitivgatters 162 in jeder 60-Hz-Periode kann daher ein Signal empfangen werden. In dieses kurze Zeitintervall fällt der charakteristische Signalimpuls, der von einem Markierungselement erzeugt wird.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 i66 during most of each Period prevented. In operation, the trigger circuit 158 changes its state approximately at the point in time at which the AC voltage exceeds the value zero. During this transition from the positive to the negative value, an identical transition occurs at the output of the trigger circuit, a pulse being generated which triggers the delay timer via a capacitor 168 and puts the monostable multivibrator in the unstable state. The delay timer remains in this state for approximately 4 ms, after which it is switched off approximately at the point in time at which the field of action crosses the value zero (the field of action is lagging behind the mains voltage. Somewhat less than 90 ° or approx. 4 ms) . When the delay timer becomes effective, it passes a negative going pulse through capacitor 170 which triggers the coercive gate and places a monostable multivibrator in the unstable state, in which the multivibrator remains for approximately 1.5 ms until it returns to the steady state Im In the unstable state, the resistor 172 has a low voltage, so that no current flows to the base electrode of the blocking transistor 156. If the gate 162 is in the unstable state, the transistor 156 is therefore non-conductive, during which time the signal shaping circuit is put into operation A high voltage is supplied to 74 , 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, the opposite is the case. A high voltage is applied to resistor 172 , so that transistor 156 conducts a current through resistor 177, with the result that transistor 179 is continuously conductive, the signal shaping circuit being put out of operation. At the same time, a low voltage is applied to resistor 174 so that transistor 176 receives no current and the signal width discriminator is switched off. A signal can therefore only be received during the brief unstable state of the coercive gate 162 in each 60 Hz period. The characteristic signal pulse generated by a marking element falls within this short time interval.

Wird ein solches charakteristisches Signal zeitgerecht von der Begrenzungsstufe 148 empfangen, so wird der Zustand der Signalformerschaltung verändert, wenn die Höhe der Amplitude den Wert von ungefähr 8 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 The state of the signal conditioning circuit changes when the level of the amplitude has a value of approximately 8 V. exceeds while transistors 179 and 181 change from the normally conductive to the non-conductive State. Here, a pulse is passed through the capacitor 178 and the diode 180, which puts the multivibrator 182 of the signal width discriminator in the unstable state.

Die Transistoren 179 und 181 verbleiben in ihren neuen Zuständen so lang, wie das empfangene Signal den Wert von ungefähr 6 V übersteigt, welche Zeit für charakteristische Markierungssignale weniger als ungefähr 0,3 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 bereits bei der Beschreibung des Koerzitivgatters 162 beschrieben. Der Transistor 186 ist nichtleitend während des stabilen Zustandes des Signalbreitemultivibrators 182. Der Transistor 184 ist daher nur dann leitend, wenn das Koerzitivgatter und der Signalbreitenmultivibrator sich im unstabilen Zustand befinden und während eines Normalzustandes des Signalformers 164, wenn der Kollektorstrom des Transistors 179 dessen Basiselektrode mit einer Vorspannung im Vorwärtssinne versorgt. Der unstabile Zustand des Multivibrators 182 muß daher länger dauern als die Breite des charakteristischen Signals beträgt.The transistors 179 and 181 remain in their new states for as long as the received signal exceeds the value of about 6 V, which time for characteristic marker signals is less than about 0.3 ms. Since during this time there is no current through the collector electrode of transistor 179 flows, the transistor 184 remains blocked, which is blocked again when either one or both Transistors 176 and 186 are non-conductive. The non-conductive state of the first transistor was already described in the description of the coercive gate 162. The transistor 186 is non-conductive during the steady state of the signal width multivibrator 182. The transistor 184 is therefore only then conductive when the coercive gate and the signal width multivibrator are in the unstable state and during a normal state of the signal shaper 164, when the collector current of transistor 179 has its base electrode with a forward bias provided. The unstable state of the multivibrator 182 must therefore last longer than the width of the characteristic signal.

Wird der Transistor 184 von einem charakteristischen Signal in den leitenden Zustand versetzt, so wird dem Eingangsleiter des Ausgangsabschnittes 132 über den Leiter 154 ein negativ gerichtetes Signal zugeführt.If the transistor 184 is put into the conductive state by a characteristic signal, then the Input conductor of output section 132 is fed a negative-going signal via conductor 154.

Der Ausgangsabschnitt weist auf einen Zähler 188, ein Periodenzeitgeber 190, ein Konsekutiv-Impulsgatter 192 und ein Zählerlöschgatter 194.The output section includes 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 gelichteten Signal in den unstabilen Zustand versetzt wird. Bei jedem Übergang des Periodenzeitgebers aus dem stabilen in den unstabilen Zustand wird der Zähler 188 vom Schalttransistor 196 um einen Schritt fortgeschaltet Der unstabile Zustand des Periodenzeitgebers dauert ungefähr 13²A ms, so daß die Geschwindigkeit des Zählers auf einen Zählschritt pro 13V₃ ms oder auf ungefähr einen Zählschritt in einer 60-Hz-Periode. Eine Löschung oder Nulleinstellung des Zählers wird während dieser 13²A ms dauernden Zeitspanne vonThe period timer 190 is simply a monostable multivibrator connected to the input conductor 154 that is unstable by a negatively illuminated signal. At each transition of the periodic timer from the stable in the unstable state, the counter 188 is incremented by the switching transistor 196 by one step, the unstable state of the period timer takes about 13 ² A ms, so that the speed of the counter to a counting step per 13V ₃ ms or approximately one count in a 60 Hz period. The counter will be cleared or reset to zero during this 13 ² A ms period of time

der am Anschlußpunkt 198 liegenden Vorwärtsvorspannung verhindert, da in diesem Falle der Transistor 200 gesperrt ist. Das aus einem weiteren monostabilen Multivibrator bestehende IConsekutivimpulsgatter 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. 1st 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 zurückversetztthe forward bias voltage present at connection point 198 is prevented, 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.When the counter has counted to three, a relay driver circuit 133 generates an output signal on conductor 134 which sets the alarm and display device 34 into operation.

Hierzu 8 Blatt ZeichnungenIn addition 8 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for generating a number of electromagnetic fields with curved lines in an interrogation zone by applying electrical energy to several coils that are aligned so that the lines. ^ of the field of one of the coils in each point of the interrogation zone will have a direction which is substantially different from the direction of an electromagnetic one Field line of the other coils is different, characterized in that the Applying electrical energy to the various coils (512 and 514, or 516,518, 520 and 522, or 524 and 526, or 555, 557 and 559, or 12A 125 and J4) alternate with no time overlap he follows.

2. Device according to claim 1, characterized in that that at least one of the coils is an 8-shaped coil (555,559)

3. Device according to claim 2 with three coils, characterized in that for the generation of such field lines, which at essentially every point of the Interrogation zones are on the whole in pairs perpendicular to each other, the first (555) and third (559) coil each have an essentially rectangular, 8-shaped turn, two of which are in the substantial rectangular parts are of almost the same size, the 8-shaped coils being so are directed that their central segments (574, 576 or 594, 596) are perpendicular to each other and cross each other near their centers that the second field generating coil (557) a has a substantially rectangular -> o "turn, that one (555) of the 8-shaped and the "o" -shaped coil (557) are at a short distance stand with each other and lie in approximately parallel planes to each other, and that each of the parallel segments (586, 588) of the "o" coil parallel to the center segment (574,576) and one End segment (572, 578) of the relevant 8-shaped «ο Coil is and lies between these segments.

4. Device according to claim 1, characterized in that the electrical energy from a Direct current source is discharged and that each coil (686) with a capacitor (688) an LC circuit forms, wherein the capacitor (688) in the conductive state of a transistor (682) an energy pulse stores and the stored energy is supplied to the coil (686) as a damped energy pulse.

5. Device according to claim 4, characterized in that the LC circuit (686, 688) consists of a overdamped electrical circuit consists of an overdamped electromagnetic field pulse generated.

6. Device according to claim 4, characterized in that the LC circuit (686, 688) consists of a There is an underdamped electrical circuit that generates an underdamped electromagnetic field pulse generated.

7. Device according to claim 4, characterized by one connected in series with the LC circuit Inductor (690).

8. Device according to claim 7, characterized in that the inductor (690) is the primary winding and the inductive component (686) of the LC circuit form the secondary winding of a transformer.

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the inductance of the inductive Component (686) is 4.7 to 25 times the inductance of the inductor (690) that a trigger switch device (694) and a silicon thyristor (692) are provided, the latter being connected to the power supply via an anode cable and on the cathode side to the inductor (690) and the trigger circuit (694) to the grid electrode of the silicon thyristor (692) are connected, and that the trigger circuit (694) is connected to the silicon thyristor (692) places a bias in the forward sense when a control signal is transmitting electrical Energy through the inductor (690) to the LC circuit (686,688) causes the current flow in the inductor (690) is essentially ended, whereupon the silicon thyristor (692) no longer conducts and the Switches off the energy supply from the LC circuit

10. Device according to claim 9, characterized in that the inductance of the inductive Component (686) is approximately six times the inductance of inductor (690)

11. Device avenge claim 8, characterized characterized in that the transformer (686, 690) is an autotransformer.