DE2737129C3 - Vorrichtung zur Ermittlung eines sich innerhalb eines Überwachungsbereichs befindlichen Gegenstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung eines sich innerhalb eines Überwachungsbe-

r> reichs befindenden Gegenstands, bei welcher eine Abfrageantenne im Überwachungsbereich ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, mit einem am Gegenstand befestigten Zielobjekt in Form einer Marke aus sättigbarem ferromagnelischen Material, einem der

?ii Vormagnetisierung der Marke dienenden Magnetfeld und mit einer Empfangseinrichtung, die aufgrund von

fclurch die Marke hervorgerufenen sowie vorgebbaren ^Harmonischen des Wechselfeldes eine Alarmeinrichiung betätigt.

>^r> i, Die bekannte Vorrichtung, auf die sich die Erfindung bezieht, ist in der FR-PS 7 63 681 gezeigt und beschrieben. Wie in dieser Patentschrift beschrieben ist, ist ein zu ermittelnder Gegenstand, beispielsweise ein Buch aus einer Bücherei, mit einem Zielobjekt, bzw. mit einer Marke aus einem speziellen sättigbaren magnetischen Material, beispielsweise einer Permanentlegiefrung, versehen. Eine große Spule ist in der Nähe eines "Durchganges oder sonstigen Ausganges angeordnet, der aus dem Bereich, wo der zu ermittelnde Gegenstand

-)5 aufbewahrt wird, herausführt. Diese Spule wird mit /einem elektrischen Wechselsignal erregt, so daß sie ein entsprechendes magnetisches Abfragewechselfeld im (Bereich des Türdurchganges, d. h. des Überwachungsbereichs erzeugt. Wenn das Buch, das die Marke aus Permanentlegierung trägt, durch das abfragende Magnetwechselfeld hindurchgelangt, wie dies geschieht, wenn es durch den Türdurchgang hindurch nach draußen getragen wird, so wandelt die Marke aus Permanentlegierung einen Teil der Energie des Abfrage-Magnetwechselfeldes in andere Magnetwechselfelder bei verschiedenen Harmonischen der Frequenz des Grund- bzw. Abfrage-Magnetfeldes um. Ausgewählte dieser Harmonischen werden in einem Empfänger ermittelt. Wenn diese Harmonischen ermittelt werden, so ertönt ein Alarmsignal.

Die FR-PS 7 63 681 offenbart weiter, daß ein Ansprechen auf Zielobjektsignale bei geradzahligen Harmonischen einer Abfrage-Signalfrequenz erhalten werden kann, wenn ein Vorrnagnetisierungsfeld an einem Zielobjekt angewendet wird. In der bekannten Anordnung ist die Vormagnetisierungsspule mit der Antennenspule identisch, wodurch zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden müssen, um die Gleichstromquelle und Wechselstromquelle voneinander zu isolieren, was zusätzliche Bauelemente mit der Möglichkeit erhöhter Störanfälligkeit bedingt. Ferner ist dort beschrieben, daß ein magnetisiertes Metallstück an dem geschützten Gegenstand vorgesehen ist, um diesen Effekt zu erzielen. Dieses Ansprechen auf geradzahlige Harmonische, wie es in dieser Patentschrift beschrieben ist, ist vorteilhaft, weil harmlose Gegenstände, die keine Zielobjekte sind, mit geringerer Wahrscheinlichkeit ein Ansprechen bei geradzahligen als bei ungeradzahligen

Hürinonibchen verursachen.

Auch durch die DE-OS 21 60 041 ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen An bekannt geworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung eines sich innerhalb eines , Überwachungsbereichs befindenden Gegenstandes zu schaffen, die gegenüber den bisherigen Vorrichtungen der vorstehend genannten Art in der Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit verbessert ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der w> eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jedem Zeitpunkt das der Vormagnetisierung der Marke dienende Magnetfeld im Überwachungsbereich, abgesehen vom Vorzeichen, mit dem von der Abfrageantennenspule erzeugten magnetischen > ·, Wechselfeld in einem im wesentlichen konstanten Intensitätsverhältnis steht, und daß eine Vormagnetisierungsspule mit im wesentlichen derselben Gestalt und Größe wie die Abfrageantennenspule angrenzend an die Abfrageantennenspule angeordnet ist und mit einer ί> St<omzufuhreinrichtung zur Zuführung eines konstan-' ten oder sich in vorgegebener Weise ändernden elektrischen Stroms in Verbindung steht.
, Es ist also in dem Überwachungsbereich gemeinsam mit einem abfragenden Magnetfeld ein besonderes i-, Vormagnetisierungsfeld eingerichtet, dessen Gestalt ein im Vergleich zum Stand der Technik verbessertes Ansprechen ergibt. Dies gilt besonders bei geradzahligen Harmonischen, und zwar für Zielobjekte bzw. Marken an verschiedenen Stellen und in verschiedenen jo Ausrichtungen über den Überwachungsbereich.

Die erforderliche Vormagnetisierung kann unabhängig vom Erdmagnetfeld sein. Durch ein gleichmäßiges Verhältnis zwischen Signal- und Voimagnetisierungsintensität auf dem Zielgegenstand wird nicht nur das r> Ansprechen auf Zielobjekte bei geradzahligen, sondern auch bei ungeradzahligen Harmonischen gegenüber dem Stand der Technik verbessert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anschließend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung der erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung,

F i g. 1A ein Schaltbild zur Darstellung einer Abwandlung eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig.2 eine Perspektivansicht eines Buches, das mit einem Zielobjekt in Form einer Marke versehen ist, damit es von der Vorrichtung nach Fig. 1 ermittelt werden kann;

F i g. 3 eine Draufsicht der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei bestimmte Magnetfeldkomponenten, die für die Wirkungsweise der Vorrichtung wesentlich sind, in idealisierter Form dargestellt sind;

Fig.4 eine Perspektivansicht ähnlich Fig. 1, zur ;DarstelIung einer derzeit bevorzugten Anordnung von Antennen der Vorrichtung;

Fig.5 eine auseinandergezogene Perspektivansicht zur Darstellung von Einzelheiten der Antennenanordnung nach F i g. 4; und

Fig.6 ein schematisches Schaltbild einer abgewandelten Anordnung zur Erregung der Antennen nach Fig. 5.

Die in F i g. 1 gezeigte Gegenstandsdetektoranlage kann beispielsweise in einer Bibliothek installiert werden, um Schutz gegen unberechtigte Entfernung von Büchern, Aufzeichnungen usw. aus dem Bibliotheksgebäude /u gewähren. In einem solchen Falle ist der /u .schützende Gegenstand mit einem Zielobjekt in Form einer Marke versehen, welche einen dünnen gestreckten Streifen aus leicht sättigbarem Magnetm.iterial enthält, beispielsweise eine Permanerttlegierung. Die Marke kann in dem zu schützenden Gegenstand versteckt sein und eine Länge von etwa 18 cm, eine Breite von 0,32 cm und eine Dicke von etwa 0,25 mm aufweisen.

Fig.2 zeigt die Anordnung einer Marke 10 (gestrichelt eingezeichnet) entlang dem Rücken eines Buches 12 zum Schutz desselben. Die Marke 10 ist vorzugsweise aus einer Permanentlegierung hergestellt, wie dies bereits in der genannten französischen Patentschrift 7 63 681 beschrieben ist.

Es wird erneut auf Fi g. 1 Bezug genommen. Dort ist ein Türdurchgang 14 gezeigt, der den Ausgang eines geschützten Bereiches bildet, beispielsweise aus dem Lesesaal 16 einer Bibliothek. Ein Paar großer Antennengruppen mit einer Sendegruppe 18 und einer Empfängergruppe 20 ist im Lesesaal 16 angrenzend an den Türdurchgang 14 und auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Die Antennengruppen 18 und 20 sind in , parallelen Ebenen angeordnet. Wenn eine Person 22 ' den Lesesaal 16 durch den Türdurchlaß 14 hindurch verläßt, so muß sie zwischen den Antennengruppen 18 und 20 hindurchgeiangen. Der Bereich zwischen den Antennengruppen 18 und 20 bildet einen Überwachungsbereich 24, ind die durch die Vorrichtung erzeugten elektromagnetischen Effekte laufen vorwiegend im Überwachungsbereich ab, wie im einzelnen noch beschrieben wird. Wenn also das mit der Marke 10 (F i g. 2) versehene Buch 12 von der Person 22 durch den 'Überwachungsbereich 24 getragen wird, so reagiert die Marke 10 elektromagnetisch mit der Vorrichtung, so daß ein Alarmsignal erzeugt wird. Es treten jedoch keine Wechselwirkung und kein Aiarmzeichen auf, wenn das mit der Marke versehene Buch sich an anderen Stellen im Lesesaal 16, entfernt vorn Überwachungsbereich 24 befindet, und es wird kein Alarmsignal 'erzeugt, wenn andere Gegenstände, die nicht mit einer (speziellen Maike versehen sind, durch dem Überwaichungsbereich gelangen.

Die Sendeaniennengruppe 18 enthält eine flache, im ^wesentlichen rechteckige Abfrageantennenspule 26, die aus verschiedenen Windungen isolierten, elektrisch leitenden Drahtes hergestellt ist. Es kann eine Platte oder eine Halterungseinrichtung (nicht dargestellt) !vorgesehen sein, um die Abfrageantennenspule in 'Stellung zu halten. Die Enden der Abfrageantennenspu-Ie 26 sind über Leitungen 28 mit einem Oszillator und Verstärker 30 verbunden. Dieser ist wiederum so geschaltet, daß er von einer Steuereinheit 32 gesteuert "werden kann. Oszillator und Verstärker dienen dazu, elektrischen Wechselstrom mit im wesentlichen einer einzelnen Frequenz der Abfrageantennenspule 26 zuzuführen. Die Erfindung betrifft nicht die Einzelheiten .dieser Komponente, und folglich werden aus Gründen fder Klarheit diese Einzelheiten nicht näher beschrieben. Vorrichtungen, mit denen elektrischer Wechselstrom einer Spule zugeführt werden kann, sind wohlbekannt; eine derartige Vorrichtung ist in der bereits genannten ,französischen Patentschrift 7 63 681 beschrieben. In gleicher Weise sind die Einzelheiten der Steuereinheit 32 nicht wesentlich für diese Erfindung und werden aus Gründen der Klarheit hier nicht näher beschrieben. Im wesentlichen dient die Steuereinheit 32 dazu, Oszillator und Verstärker ein- und auszuschalten. Wenn beispielsweise die Person 22 sich dem Überwachungsbereich 24

nähert, so kann irgendeine Schalteinrichtung, beispielsweise ein photoelektrisches System oder ein druckempfindlicher Schalter am Fußboden (nicht dargestellt) durch das Vorbeischreiten der Person zum Überwachungsbereich betätigt werden, und die Steuereinheit 32 spricht auf diese Schaltereinrichtung an, um Oszillator und Verstärker 30 einzuschalten.

Die Sendeantennengruppe 18 enthält ferner eine flache, im wesentlichen rechtwinklige Vormagnetisierungsspule 34, die ebenfalls aus verschiedenen Windungen eines isolierten, elektrisch leitenden Drahtes gebildet ist- Die Vormagnetisierungsspule besitzt im wesentlichen dieselbe Größe und Form wie die Abfrageantennenspule 26 und ist so montiert, daß sie in die Abfrageantennenspule 26 eingebettet ist oder gegen diese anliegt. Bei der gewählten Darstellung ist die Vormagnetisierungsspule 34 innerhalb der Sendespule liegend angeordnet. Es genügt jedoch jegliche Anordnung, bei der die Vormagnetisierungsspule so Hegt, daß sie der Größe, Form und Lokalisierung der Sendespule nahe folgt. Die Enden der Vormagnetisierungsspule 34 sind über Leitungen 36 mit einer Gleichstrom-Vorspannungsquelle verbunden, beispielsweise mit einer Batterie 38, und ferner mit einer Stromregelvorrichtung, beispielsweise ein Stellwiderstand 40, der in Reihe mit der Spule und der Batterie liegt. Eine lineare Drosselspule 41 ist in Reihe mit der Batterie 38 angeordnet, um zu verhindern, daß Wechselströme fließen, die aus der Abfrageantennenspule 26 induziert werden.

Die Empfangsantennengruppe 20 ist aus einer Empfängerspule 42 aufgebaut, die eine ähnliche Gestalt aufweisen kann wie die Abfrage- und Vormagnetisierungsspulen 26 bzw. 34, jedoch im Überwachungsbereich 24 auf der gegenüberliegenden Seite dieser Spulen angeordnet ist. Die Enden der Empfängerspule 42 sind über Leitungen 44 mit einem Empfänger 46 verbunden. Dieser ist wiederum mit einer Alarmeinrichtung 47 verbunden. Der Empfänger 46 kann irgendeine Vorrichtung sein, die imstande ist, in den Leitungen 44 ausgewählte Signale zu ermitteln, die von elektromagnetischen Störungen im Überwachungsbereich 24, die auf die Empfängerspule 42 einwirken, erzeugt werden. Insbesondere ist der Empfänger 46 so abgestimmt, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die elektromagnetischen Störungen, die auf die Empfängerspule 42 einwirken, Freqjenzen enthalten, die irgendeine oder mehrere ausgewählte Harmonische der Frequenz des Oszillators und Verstärkers 30 sind. Die Alarmeinrichtung 47 kann irgendeine Vorrichtung sein, die imstande ist, ein hörbares oder sichtbares Ausgangssignal zu erzeugen, beispielsweise das Läuten einer Glocke oder Aufleuchten einer Lampe, ansprechend auf Ausgangssignale des Empfängers 46. Es kann auch eine (nicht gezeigte) Einrichtung vorgesehen sein, um eine Tür oder ein Drehkreuz im Überwachungsbereich zu versperren, wenn der Empfänger 46 ein Alarmauslösesignal erzeugt.

Die Erfindung beruht nicht auf den spezifischen Einzelheiten des Empfängers 46 und der Alarmeinrichtung 47, so daß zur Vereinfachung und Verdeutlichung Einzelheiten bei der Erläuterung ausgelassen werden. Ein geeigneter Empfänger und eine geeignete Alarmeinrichtung sind beispielsweise im einzelnen in der bereits erwähnten französischen Patentschrift 7 63 681 beschrieben.

Beim Betrieb des Detektorsystems bewirkt die Steuereinheit 32, daß Oszillator und Verstärker 30 einen elektrischen Wechselstrom der Abfrageantennenspule

26 zuführen; diese erzeugt ein magnetisches Abfragcwechselfeld im Überwachungsbereich 24. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform des Systems beträgt die Frequenz des magnetischen Abfragefeldes, d. h. die Grundfrequenz, 2,5 Kilohertz. Der Empfänger ist nicht auf die Grundfrequenz von 2,5 Kilohertz abgestimmt, sondern auf irgendeine ausgewählte Harmonische dieser Frequenz, vorzugsweise eine geradzahlige Harmonische, beispielsweise die sechste (d.h. fünfzehn Kilohertz). Wenn nun eine Person 22 einen geschützten Gegenstand beispielsweise das Buch ,12, bis in dem Überwachungsbereich 24 hinein trägt, so wandelt die Marke 10 aus Permanentlegierung (F i g. 2) am Buch einen Teil der Energie des magnetischen Abfragewechselfeldes, das darauf auftrifft, in andere magnetische Wechselfelder bei Frequenzen um, die Harmonische der Grundfrequenz von 2,5 Kilohertz sind.

Es hat sich gezeigt, daß ein dünner Streifen aus Permanentlegierung unter diesen Bedingungen eine sechste Harmonische mit wesentlich größerer Amplitude erzeugt als andere Stoffe, und folglich ist es durch Überwachung hinsichtlich der sechsten Harmonischen der Grundfrequenz möglich, nur solche Gegenstände zu ermitteln, die speziell mit den Streifen aus Permanentlegierung gekennzeichnet wurden. Diese Ermittlung der sechsten Harmonischen wird erreicht durch geeignete Frequenzfiltereinrichtungen gemeinsam mit der Empfängerspule 42 und dem Empfänger 46. Derartige Filter sind wohlbekannt; geeignete Filter sind in der bereits genannten französischen Patentschrift 7 63 681 beschrieben.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist. enthält die rechteckig geformte Abfrageantennenspule 26 erste und zweite senkrechte Längen 26a und 266 und untere und obere waagerechte Längen 26c und 26c/. Jede dieser Längen erzeugt kreisförmige Magnetfelder im Überwachungsbereich 24, und die Vektorsumme dieser Felder bildet das Magnetfeld an jeder Stelle dieses Bereichs. Es wird also deutlich, daß die Magnetfeldorientierung und -intensität, welche von der Abfrageantennenspule 26 erzeugt werden, an jeder Stelle des Überwachungsbereichs unterschiedlich sind.

Eine idealisierte Ausbildung der durch die elektrischen Ströme, die in den ersten und zweiten senkrechten Drähten 26a und 26ö der Abfrageantennenspule 26 fließen, erzeugten Magnetfeldlinien ist in F i g. 3 gezeigt. Diese Felder sind durch doppelte Pfeile A dargestellt, die sich über Bögen erstrecken, die um die Drähte 26a und 266 zentriert sind. Die Pfeile sind doppelseitig ausgebildet, um die Richtungsumkehr des Magnetfeldes anzuzeigen, wenn der elektrische Wechselstrom in der Spule 26 seine Richtung ändert.

Wenn die Marke i0 längs ihrer Bewegungsrichtung durch den Überwachungsbereich 24 hindurch ausgerichtet wird» so wird sie nach der Richtung des von den senkrechten Drähten 26a erzeugten Magnetfeldes ausgerichtet, wenn sie sich ungefähr auf einer Linie befindet, die sich von diesem aus direkt über den Überwachungsbereich erstreckt, wie in F i g. 3 gezeigt ist. Wenn die Marke näher an die Drähte 26a herangebracht wird, wo das Magnetfeld stärker ist (mit durchgehendem Strich gezeichnete Stellung), so ergibt ein stärkeres Ansprechen als wenn sie sich im Überwachungsbereich an einer Stelle befindet, wo das Magnetfeld schwächer ist (gestrichelt gezeichnete Stellung).

■ Das Vormagnetisierungssystem mit der Vormagnetisierungsspule 34 und der Einrichtung zur Zuführung von

Gleichstrom mit vorbestimmten! Wert durch diese Spule dient dazu, das Ansprechen auf die Marke 10 zu verbessern. Die Vormagnetisierungsspule 34 ist, wie in F i g. I gezeigt, in die Gestalt der Abfrageantennenspule 26 eingebettet und an diese angepaßt. Die von der Vormagnetisierungsspule 34 erzeugten Magnetfeldlinien folgen daher denjenigen der Abfrageantennenspule 26. Die von der Vormagnetisierungsspule erzeugten Magnetfeldkomponenten, die den von den Abfrageantennenspüle erzeugten Magnetfeidkomponenten A entsprechen, sind durch den einzelnen Pfeil B in Fi g. 3 bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß diese Komponenten in Form und Orientierung den Abfragemagnetfeldkomponenten entsprechen. Obwohl die Intensität der Vormagnetisierungsfeldkomponenten auch nicht dieselbe sein kann wie diejenige der Abfragemagnetfeldkomponenten, folgt ihr Intensitätsabfall bei Entfernung von Abfrage- und Vormagnetisierungsspulen 26,34 derjenigen der Abfragemagnetfeldkomponenten. Das Verhältnis zwischen der Intensität des Abfragemagnetfeldes und demjenigen des Vormagnetisierungsfeldes ist in der Tat im wesentlichen konstant über die Abfragezone.

Die Pfeile B, welche die Vormagnetisierungsfeldkomponenten darstellen, sind als einfache Pfeile dargestellt, um anzudeuten, daß das Vormagnetisierungsfeld nur in einer Richtung gerichtet ist.

Es hat sich gezeigt, daß zur Ermittlung des Ansprechens bei der sechsten Harmonischen der Abfragefeldfrequenz eine gute Gleichförmigkeit des Ansprechens erzielt werden kann, indem die Vormagnetisierungsfeldstärke bei etwa 25% der Feldstärke des Abfragemagnetfeldes gehalten wird (Effektivwert).

In einigen Fällen, besonders wenn verschiedene Harmonische ermittelt werden sollen, kann es erwünscht sein, eine Vormagnetisierung zu verwenden, die sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bzw. Frequenz ändert, die wesentlich niedriger ist als die Frequenz des Abfragesignals, jedoch wenigstens groß genug, damit ein gegebener Vormagnetisierungsbereich während der Zeitspanne überdeckt werden kann, wo eine Marke durch den Überwachungsbereich hindurchgelangt. Fig. IA zeigt eine Anordnung, mit der dieses Überstreichen der Vormagnetisierung erreicht werden kann. Wie dort gezeigt ist, ist in der Schaltung mit der Batterie 38, dem Stellwiderstand 40 und der Drosselspu-Ie 41 ein als Treiber arbeitender Verstärker 48 und ein Oszillator 49 vorgesehen. Der Oszillator 49 kann irgendein elektrischer Signalgenerator sein, der ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das sich zeitlich in derselben Weise ändert, wie das Vormagnetisierungsfeld geändert werden soll. Derartige Oszillatoren sind dem Fachmann wohlbekannt. Der Verstärker 48 hebt den Pegel des vom Oszillator 4S zugeführten Signals an und überlagert es auf die von der Batterie 38 zugeführte Vorspannung, wodurch der Vormagnetisierungsstrom, der der Vormagnetisierungsspule 34 zugeführt wird, verändert wird.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Antennenanordnung, die derzeit bevorzugt wird.

Wie in F i g. 4 gezeigt ist, ist auf gegenüberliegenden Seiten des Türdurchganges 14 ein Sendeantennenfetd 50 und ein Empfängerantennenfeld 52 vorgesehen, die jeweils den Sende- und Empfängerantennengruppen 18 und 20 in F i g. 1 entsprechen. Das Sendeantennenfeld 50 enthält einen rechtwinkligen kasten'ahnlichen Fuß 54, der sich längs des Fußbodens erstreckt, und ein Paar rechtwinkliger offener Rahmen 56, 58, die diagonal versetzt sind, einander jedoch teilweise schneiden. Die Rahmen selbst sind hohl und bilden eine Umhüllung und Lagerung für noch zu beschreibende Sende- und Vormagnetisierungsspulen. Das Empfängerfeld ist in gleicher Weise aufgebaut und enthält ebenfalls einen Fuß 60, auf dem diagonal versetzte und teilweise einander schneidende offene rechtwinklige Rahmen 62 und 64 befestigt sind. Die Rahmen 62 und 64 bilden eine Umhüllung und eine Lagerung für die Empfängerantennenspulen.

Die Füße 54 und 60, auf denen die Rahmen 56,58,62 und 64 gelagert sind, können dazu verwendet werden, verschiedene elektrische Bauteile einschließlich Sender-, Steuer-, Empfänger- und Alarmeinrichtungsteilen des Systems zu umschließen.

Es wird nun auf die auseinandergezogene Darstellung in F i g. 5 Bezug genommen. Dort ist eine erste und eine zweite Abfrageantennenspule 66, 68 vorgesehen, die den rechtwinkligen offenen Rahmen 56 und 58 'entsprechen und in diese hineinpassen. Die Spulen 66,68 sind in derselben Richtung gewickelt und in Reihe geschaltet, wie durch eine Querverbindungsleitung 70 gezeigt ist. Die Spulen 66,68 sind, wie dargestellt, über die Leitungen 28 mit dem Oszillator und Verstärker 30 (in F i g. 5 nicht dargestellt) verbunden. Wenn die Spulen 66 und 68 mit elektrischem Wechselstrom erregt werden, so erzeugen sie alternierende magnetische Abfragefelder in derselben Weise wie Spule 26 in Fig. 1. Die zwei sich teilweise schneidenden rechtwinkligen Spulen in F i g. 5 ergeben jedoch eine verbesserte Änderung der Magnetfeldkomponenten mit verschiedener Orientierung und besseres Ansprechen für alle möglichen Ausgangswege und alle möglichen Zielobjekte im Überwachungsbereich 24.

Ferner sind, wie in F i g. 5 gezeigt ist, erste und zweite Vormagnetisierungsspulen 72, 74 gezeigt, die ebenfalls den Rahmen 56 und 58 entsprechen und in diese hineinpassen. Die Vormagnetisierungsspulen 72,74 sind über eine Querverbindungsleitung 76 in Reihe geschaltet, jedoch in entgegengesetztem Sinn gewickelt. Die Enden der Spulen 72,74 sind über die Leitungen 36 mit einer Gleichstromvorspannungsversorgung und -steuerung verbunden. Wie in F i g. 5 gezeigt ist, empfangen die Vormagnetisierungsspulen 72, 74 Gleichstrom aus einer Stromversorgung, die einen an eine Wechselstromquelle (nicht dargestellt) angeschlossenen Transformator 78, einen Vollweggleichrichter 80 und eine Gruppe von Kondensatoren 82 enthält, die parallel zum Ausgang des Gleichrichters 80 geschaltet sind. Die Sekundärseite des Transformators 78 weist eine Mehrzahl von Abgriffen 78a, 7Sb, 78c und 78c/ auf, so daß verschiedene Werte von Vormagnetisierungsströmen den Vormagnetisierungsspulen 72, 74 zugeführt werden können. Die Kondensatoren 82 sind relativ groß, beispielsweise liegen sie in der Gegend von 4700 Mikrofarad, um eine ausreichende Filterwirkung zu ergeben, so daß ein im wesentlichen konstanter Gleichstrom durch die Vormagnetisierungsspulen fließt.

Obwohl die Abfrageantennenspulen 66, 68 in derselben Richtung gewickelt sind, während die Vormagnetisierungsspuien 72,74 in entgegengesetztem Sinn gewickelt sind, ist die Auswirkung jeder Vormagnetisierungsspule auf ihre zugeordnete Abfrageantennenspule im wesentlichen dieselbe wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. Dies liegt daran, daß die Richtung einer Gleichstrom-Vormagnetisierung effektiv dieselbe bezüglich eines magnetischen Wechselfeldes ist, gleich ob die Gleichstrom-Vormagnetisierung in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung erfolgt.

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Da andererseits die zwei Vormagnetisierungsspulen in entgegengesetztem Sinn gewickelt sind, wird die elektrische induktion, die in einer Vormagnetisierungsspule von ihrer zugeordneten Abfrageantennenspule erzeugt wird, im Ergebnis wirksam durch die in der anderen Spule erzeugten Induktionseffekte ausgelöscht. Folglich geht durch die Anwesenheit der Vormagnetisierungsspulen, wenn überhaupt, so nur wenig Energie verloren.

Bei der derzeit bevorzugten Anordnung sind die Rahmen 56,58, die Abfrageantennen- und Vormagnetisierungsspulen 66, 72 sowie 68, 74, die darin befestigt sind, quadratisch und messen etwa 75 cm an jeder Seite, und sie überlappen sich um etwa 25 cm in waagerechter Richtung (Abmessung »a«) und 38 cm in senkrechter Richtung (Abmessung »b«). Die Abfrageantennenspulen .66, 68 enthalten vorzugsweise jeweils 52 Windungen Draht der Größe # 12, während die Vormagnetisierungsspulen 72, 74 jeweils 30 Windungen Draht der Größe # 20 enthalten. Der Oszillator und Verstärker 30 werden normalerweise so betrieben, daß sie einen Spitzenstrom in den Spulen 66, 68 von etwa zehn Ampere bzw. einen Effektivwert von dreieinhalb Ampere erzeugen. Die Vormagnetisierungssteuerung hingegen ist so ausgebildet, daß sie einen Strom von zwei Ampere durch die Vormagnetisierungsspulen 72, 74 erzeugt. Diese Ströme in den Abfrageantennenspulen sind so ausgelegt, daß ein magnetisches Abfragefeld erzeugt wird, das sich von einem Maximum von etwa zehn Oersted (Effektivwert) in der Nähe der Abfrageantennen- und Vormagnetisierungsspulen in einer Richtung rechtwinklig zu ihrer Ebene und sich über den Überwachungsbereich erstreckend bis zu einem Minimum von etwa einem Oersted über den Überwachungsbereich am Empfängerantennenfeld 52 ändert. In ähnlicher Weise ist der Strom in den Vormagnetisierungsspulen so ausgelegt, daß er eine Vormagnetisierungsfeldintensität ergibt, die ungefähr 25% derjenigen des Abfrageantennenfeldes beträgt. Dies dient dazu, eine ausreichende Vormagnetisierung gesamten Überwachungsbereich zu erzeugen.

Die Rahmen 62, 64 des Empfängerantennenfeides 52 besitzen ungefähr dieselbe Größe und Anordnung wie die Rahmen 56 und 58 des Sendeantennenfeldes 50. Ferner ist ein Paar Empfängerspulen (nicht dargestellt) mit im wesentlichen derselben Gestalt und Anordnung

wie die Abfrageantennenspulen 66, 68 in den Rahmen 62, 64 untergebracht. Andere Empfängerantennenanordnungen können ebenso verwendet werden, bei denen eine oder mehrere Spulen benutzt werden.

Fig.6 zeigt eine anders ausgeführte Schaltung der Vormagnetisierungsspule. Eine Abfrageantennenspule 84 und eine Vormagnetisierungsspule 86 sind ineinander eingebettet dargestellt. Die Abfrageantennenspule 84 ist so geschaltet, daß sie von dem Oszillator und Verstärker 30 bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen erregt wird. Die Vormagnetisierungsspule 86 ist an einem Ende mit einer Gleichstromversorgung und einem Filter 90 verbunden, das in gleicher Weise wie bei Fig.5 ausgebildet sein kann. Das andere Ende der Vormagnetisierungsspule 86 ist an einen Verbindungspunkt 92 zwischen einem Kondensator 94 und einer Spule 96 angeschlossen. Der Kondensator 94 und die Spule % sind in Reihe geschaltet, gemeinsam mit Phasen- und Amplitudeneinstelleinrichtungen 98, 100. und zwar zwischen dem Ausgang des Oszillators und Verstärkers 88 und Masse.

Beim Betrieb der in Fig.6 gezeigten Anordnung werden die in der Vormagnetisierungsspule 81 aus der Abfrageantennenspule 84 induzierten elektrischen Signale wirkungsvoll durch die Spannungsänderungen ausgelöscht, die am Verbindungspunkt 92 zwischen dem Kondensator 74 und der Spule 96 verursacht werden. Die Amplituden- und Phaseneinsielleinrichtungen 94, 96, bei denen es sich um irgendwelche bekannten elektrischen Schaltungen zur Verursachung von Amplituden- und Phaseneinstellungen von oszillierenden elektrischen Signalen handeln kann, können so eingestellt werden, daß eine präzise Synchronisation zwischen den au» der Abfrageantennenspule induzierten Signalen und den über die Verbindung 92 zugeführten Signalen erreicht wird, so daß eine im wesentlichen vollständige Auslöschung erzielt werden kann.

Es werden zwar besonders gute Ergebnisse mit den hier beschriebenen Vormagnetisierungsspulen erreicht, es können jedoch auch andere Vormagnetisierungseinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Permanentmagnete, die so angeordnet sind, daß eine Vormagnetisierung von derselben Gestalt erhalten wird, wie man sie mit den Vorrnagnctisicrungsspu'en erhält.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorrichtung zur Ermittlung eines sich innerhalb eines Überwachungsbereiches befindenden Gegenstands, bei welcher eine Abfrageantenne im Überwachungsbereich ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, mit einem am Gegenstand befestigten Zielobjekt in Form einer Marke aus sättigbarem ferromagnelischen Material, einem der Vormagnetisierung der Marke dienenden Magnetfeld und mit einer Empfangseinrichtung, die aufgrund von durch die Marke hervorgerufenen sowie vorgebbaren Harmonischen des Wechselfeldes eine Alarmeinrichtüng betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zeitpunkt das der Vormagnetisierung der Marke (10) dienende Magnetfeld im Überwachungsbereich (24), abgesehen vom Vorzeichen, mit dem von der Abtrageantennenspule (26; 66, 68) erzeugten magnetischen Wechselfeld in einem im wesentlichen konstanten Intensitätsver-

   .·. hältnis steht, und daß eine Vormagnetisierungsspule '-'. (34; 72, 74) mit im wesentlichen derselben Gestalt und Größe wie die Abfrageantennenspule (26)

   . angrenzend an die Abfrageantennenspule angeordnet ist und mit einer Stromzufuhreinrichtung (38; 48, 49) zur Zuführung eines konstanten oder sich in vorgegebener Weise ändernden elektrischen Stroms in Verbindung steht.

   '■■ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierungsspule (34) in

   ' die Abfrageantennenspule (26) eingebettet ist.
   ^; 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageantenne ein Paar gegeneinander versetzter Spulen (66, 68) 'umfaßt, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und in additiver Beziehung zueinander geschaltet sind, daß die Vormagnetisierungsspule ein Paar elektrischer Spulen (72, 74) derselben Gestalt ■wie die Spulen der Abfrageantenne umfaßt und diese Spulen (72,74) subtraktiv zueinander geschaltet sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stromzuführung zur Vormagnetisierungsspule ein elektrisches Filter (41) liegt.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhreinrichtung (38, 48, 49) der Vormagnetisierungsspule (34) Signale solcher Amplitude und Phase zuführt, daß die in der Vormagnetisierungsspule (34) aus der Abfrageantennenspule (26) induzierten Signale ausgelöscht werden.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung so bemessen ist, daß ein Vormagnetisierungsfeld entsteht, dessen Intensität an jeder Stelle und in jeder Orientierung des Überwachungsbereiches (24) 25% der Effektivintensität des Magnetfeldes beträgt, das von der Abfrageantennenspule (26; 66,68) erzeugt wird.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnst, daß die Abfrageantennen- <;Spu!e (26) und eine weitere elektrische Oszillator- und Treibereinrichtung (30) zu deren Speisung derart ausgebildet sind, daß sie ein Magnetfeld erzeugen, dessen Effektivwertintensität in einer Richtung über den Überwachungsbereich (24) sich über diesen Bereich von einem Wert von zehn Oersted auf der Seite des Bereichs angrenzend an die Abfrageantennenspule bis zu einem »Oersteds auf der gegenüberliegenden Seite des Bereichs ändert.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (42) zur Erfassung einer geradzahligen Harmonischen der Frequenz des magnetischen Wechselfeldes ausgebildet ist.