DE3235434A1

DE3235434A1 - Verfahren und vorrichtung zum sichern einer ueberwachungszone gegen diebstaehle

Info

Publication number: DE3235434A1
Application number: DE19823235434
Authority: DE
Inventors: Michael Nelson 11367 Flushing N.Y. Cooper; Peter Anthony 11554 East Meadow N.Y. Pokalsky
Original assignee: Knogo Corp 11801 Hicksville NY; Knogo Corp
Current assignee: Knogo Corp
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1983-05-11
Also published as: AU8784282A; US4476459A; GB2112252A; JPH0158555B2; CA1196409A; SG72185G; IT1148418B; JPS5882392A; DK157636C; GB2112252B; NL185735C; BR8206167A; BE894760A; AU533743B2; IT8249322A0; FR2515362A1; DE3235434C2; DK419282A; SE457577B; SE8205993L

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf den Diebstahlsschutz und betrifft insbesondere neuartige Verfahren und Vorrichtungen zum elektronischen Erfassen der Bewegung zu schützender Gegenstände durch eine Überwachungszone, z.B. gegenüber einem Packtisch oder dem Ausgang eines Ladens oder eines anderen zu schützenden Bereichs.

¹^ Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen gegenüber einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Erfassen gestohlener Waren, wie sie in der US-PS 3 740 742 beschrieben sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zum Erfassen der Bewegung eines resonanz-

fähigen elektronischen Kreises längs eines Durchgangs in einem Laden, der von sämtlichen Kunden passiert werden muß. Längs des Durchgangs werden Platten oder Spulen angeordnet, denen dann Impulse zugeführt werden, um in dem Durchgang scharf ausgeprägte elektrostatische oder elektromagnetische

Impulse zu erzeugen. Diese Impulse bewirken, daß resonanzfähige elektrische Kreise, die an den zu schützenden Gegenständen angebracht sind, welche von den Kunden längs des Durchgangs mitgeführt werden, nach jedem Impuls während

einer bestimmten Zeitspanne in Resonanz geraten. Hierbei 30

dient ein Empfänger dazu, die von den Resonanzkreisen ausgehende Strahlung zu erfassen, und der Empfänger wird so gesteuert, daß Signale erst nachgewiesen werden, nachdem der Betätigungsimpuls beendet ist.

-ιοί Weitere Vorrichtungen, die dazu dienen, das Vorhandensein resonanzfähiger elektrischer Kreise dadurch nachzuweisen, daß sie Impulse erzeugen und die Strahlung überwachen, die von den resonanzfähigen Kreisen ausgeht, sind in den US-PSen 2 812 427, 2 899 546, 2 958 781, 3 117 277 und 3 373 425 beschrieben. Jedoch befassen sich diese US-Patente in erster Linie mit der Übertragung von Signalen über große Strecken, und sie haben nichts mit dem Erfassen gestohlener Gegenstände zu tun.

Ein Nachteil der vorstehend genannten Verfahren und Vorrichtungen zum Nachweisen von Diebstählen sowie auch der Vorrichtungen nach den weiteren genannten US-Patenten würde bei ihrer unveränderten Benutzung zum Nachweisen von Diebstählen darin bestehen, daß bei ihnen die Gefahr von Fehlalarmen besteht, die auf Strahlung zurückzuführen sind, die von anderen der Vorrichtung benachbarten Quellen stammt« Das von dem Resonanzkreis ausgehende Signal hat eine außerordentlich kleine Amplitude, und es wird leicht durch eine Strahlung übertönt, die von benachbarten elektrischen Einrichtungen ausgeht, z.B. von Lampen, Motoren oder Schaltern oder sogar von benachbarten anderen Diebstahlschutzeinrichtungen; ferner können solche Störungen auf Klingeln oder Einschwingvorgänge innerhalb der Vorrichtung selbst zurückzuführen sein. Es wurde bereits vorgeschlagen, solche Störungen durch andere Strahlungsquellen dadurch zu verringern, daß man die Überwachungseinrichtung nur für die spezielle Resonanzfrequenz der auf den zu schützenden Gegenständen anzuordnenden Schaltkreise empfindlich macht. In der Praxis ist es jedoch schwierig, dafür zu sorgen, daß sämtliche Schaltkreise genau bei der gleichen Frequenz in Resonanz geraten. Weiterhin kann es vorkommen, daß die Schaltkreise verstimmt werden, z.B. wenn man sie in die Nähe eines Metallstücks oder eines anderen resonanzfähigen Kreises bringt. Schließlich bietet diese Maßnahme auch

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keinen Schutz gegen die Wirkung von Einschwingvorgängen oder von kontinuierlichen elektrischen Rauschvorgängen, für die verschiedene Quellen zusätzlich zu den zu erfassenden Resonanzkreisen verantwortlich sein können, wobei diese Quellen Signale erzeugen, deren Frequenz der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises entspricht.

Die Erfindung ermöglicht es, die vorstehend beschriebenen Nachteile von Verfahren und Vorrichtungen bekannter Art zu vermeiden, bei denen ein resonanzfähiger elektrischer Kreis, der sich auf zu schützenden Waren befindet, mit Hilfe eines Abfrageimpulses erfaßt wird, woraufhin die Erfassung des resultierenden Signals erfolgt, das von dem Resonanzkreis abgestrahlt oder durch ihn erzeugt wird, wobei gemäß der Erfindung der Nachweisvorgang nicht durch das Vorhandensein von Energie beeinträchtigt wird, die von anderen Quellen oder benachbarten Überwachungseinrichtungen abgestrahlt wird.

Gemäß der Erfindung werden in der Überwachungszone Abfragesignale in Form kurzer Impulse elektromagnetischer Feldenergie erzeugt. Diese Impulse sind durch Intervalle getrennt. Während jedes Intervalls wird die in der Über— wachungszone vorhandene elektromagnetische Energie erfaßt, und in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Größe der während der Intervalle nachgewiesenen Änderungen der elektromagnetischen Energie wird eine Warneinrichtung betätigt. Die Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß ein resonanzfähiger elektrischer Kreis nach dem Empfang eines

^O Betätigungsimpulses weiterhin im Resonanzzustand verbleibt, wobei sich eine vorbestimmte Abklinggeschwindigkeit einstellt. Hierdurch unterscheidet sich der Resonanzkreis von Einschwingvorgängen in dem Impulserzeugungssystem und dem Detektor selbst, die nach dem Betätigungsimpuls nahezu augenblicklich abklingen und verschwinden, sowie von in

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der Überwachungszone vorhandenen Gegenständen aus Metall, die ebenfalls in Resonanz geraten können, jedoch jeweils nur während einer sehr kurzen Zeitspanne. Weiterhin ergibt sich ein Unterschied des Resonanzkreises gegenüber einem kontinuierlichen elektrischen Rauschen, das die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises enthalten kann, das sich jedoch mit einer relativ konstanten Amplitude fortsetzt, ohne abzuklingen. Wenn man den Nachweis von der Abklinggeschwindigkeit der nachzuweisenden Signale abhängig macht, ist es ferner möglich, eine Detektoranordnung zu benutzen, die nicht genau auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt ist. Daher kann man die Genauigkeit verringern, mit der die Resonanzkreise der Ziele abgestimmt werden müssen. Ferner können die Detektoren mit einem breiteren Ansprechfrequenz— band betrieben werden.

Die Erfindung läßt sich bei einem sogenannten Packtisch anwenden, wo ein Detektor vorhanden ist, der dazu dient, das Vorhandensein eines Plättchens mit einem Resonanzkreis auf einem für einen Kunden einzupackenden Gegenstand nachzuweisen, wodurch z.B. ein Verkäufer im Bereich des Packtisches daran erinnert wird, daß das Plättchen entfernt werden muß. Es sind bereits solche Detektoranordnungen für Packtische bekannt, die sich in der Praxis bewährt haben.

^° Weiterhin läßt sich die Erfindung bei Detektoranordnungen zum Überwachen von Ausgängen anwenden, bei denen eine Antenne nahe einer Türöffnung oder einem anderen Ausgang eines zu schützenden Bereichs angeordnet ist, damit festgestellt werden kann, ob geschützte Gegenstände aus der

Überwachungszone entfernt werden. Eine solche Überwachungseinrichtung, bei der die Erfindung angewendet wurde, ist bis jetzt nicht erstellt worden, doch wird eine solche Anwendung der Erfindung vorgeschlagen.

Gemäß einem speziellen Merkmal werden gemäß der Erfindung

BAD OR)OiMAL

Signale verwendet, die in den Intervallen nachgewiesen werden, welche auf mehrere Abfrageimpulse folgen. Zu diesem Zweck werden die Intervalle zwischen je zwei Impulsen in Zeitabschnitte von unterschiedlicher Länge unterteilt, und die während entsprechender Zeitabschnitte nachgewiesenen Signale werden zugehörigen Signalsammlern, z.B. Tiefpaßfiltern, zugeführt. Die in den verschiedenen Signalsammlern vorhandenen Signalpegel werden ständig verglichen, und wenn der Unterschied bezüglich des gespeicherten Signalpegels in den Sammlern einen vorbestimmten Betrag erreicht, wird eine Warneinrichtung betätigt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: 15

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kassentisches, bei dem eine erste Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 in einer Draufsicht die Ausführungsform nach Fig. 1; 20

Fig. 3 eine Schrägansicht eines Targetplättchens zur Verwendung bei der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Ausführungsform nach Fig. 1; 25

Fig. 5 einen Satz von Wellenformen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 6A und 6B jeweils weitere Einzelheiten der Schaltung

^ou der Ausführungsform nach Fig. 1; und

Fig. 7 eine Schrägansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Wie eingangs erwähnt, war die Ausführungsform nach Fig. 1

bis 6 im Zeitpunkt der Hinterlegung der Patentanmeldung bereits gebaut worden, während die Ausführungsform nach Fig. 7 noch nicht verwirklicht worden war, wobei jedoch angenommen wurde, daß sich eine diesem Vorschlag entsprechende Vorrichtung einwandfrei betreiben lassen würde.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 wird in Verbindung mit einem elektronischen System zum Nachweisen von Diebstählen eingesetzt, z.B. dem in der US-PS 3 500 373 beschriebenen.

Das System zum Erkennen von Diebstählen dient dazu, in einem Laden Waren, z.B. Nahrungsmittel, gegen Ladendiebe zu schützen. Die geschützten Waren werden mit speziellen Targets versehen, die resonanzfähige elektrische Schaltungen enthalten. Wird ein Gegenstand, an dem ein solches Plättchen befestigt ist, nach dem Verlassen einer geschützten Zone durch einen Durchgang oder einen sonstigen Ausgang getragen, erzeugt es in der Türöffnung bzw. dem Ausgang eine vorbestimmte elektromagnetische Störung, die auf geeignete Weise erfaßt wird, um eine Warneinrichtung zu betätigen. Werden so geschützte Waren gekauft und bezahlt, kann ein Verkäufer oder Kassierer das Plättchen von den Waren entfernen, woraufhin ein Transport der Ware durch die Türöffnung bzw. den Ausgang möglich ist, ohne

daß die Warneinrichtung betätigt wird. 25

Die Ausführungsform nach Fig. 1 ermöglicht es, ein Targetplättchen zu erfassen und ein Erinnerungssignal zu erzeugen, durch das der Kassierer aufmerksam gemacht wird, wenn das Targetplättchen noch nicht von den Waren entfernt wor-

den ist, nachdem diese gekauft und bezahlt worden sind.

Fig. 1 zeigt einen Ladentisch bzw. einen "Packtisch" eines Kassierers in einem Laden, wo der Kassierer 12 hinter dem Tisch 10 einen Gegenstand 14 in Empfang nimmt, der gerade gekauft wird. An dem Gegenstand 14 sind vor dem Verkauf spezielle Plättchen 16 befestigt worden, in die gemäß

BAD ORIGINAL

Fig. 3 jeweils ein resonanzfähiger elektrischer Kreis eingebettet ist, zu dem eine Spule 18 und ein Kondensator 20 gehören. Die Plättchen 16 können an den Gegenständen 14 mit Hilfe magnetisch freigebbarer Klammern 22 befestigt sein, wie sie z.B. in der US-PS 3 911 534 beschrieben sind. Wird ein Gegenstand 14 aus dem Laden oder einer geschützten Zone eines Ladens herausgebracht, wobei an dem Gegenstand ein Plättchen 16 befestigt ist, verursacht der Resonanzkreis in dem Plättchen eine elektromagnetische Störung, die erfaßt werden kann, um zu veranlassen, daß eine Warneinrichtung betätigt wird. Wird dagegen ein Kauf auf ligitime Weise durchgeführt, bringt gemäß Fig. 1 ein Kunde 22 den Gegenstand 14 zu dem Packtisch 10, wo der Kassierer 12 die Zahlung entgegennimmt und sie mit Hilfe einer Kasse 24 registriert. Dann ordnet der Kassierer das Plättchen auf einem Spezialwerkzeug 26 an, damit das Plättchen von dem Gegenstand entfernt wird, bevor er eingepackt oder auf andere Weise zur Übergabe an den Kunden 22 vorbereitet wird. Bei dem Spezialwerkzeug 26 kann es sich um einen Zerhacker (chopper) handeln, wie er z.B. in der US-PS 3 748 936 beschrieben ist; ist das Plättchen 16 mit einer magnetisch freigebbaren Befestigungseinrichtung versehen, kann man als Spezialwerkzeug einen kräftigen Dauermagneten benutzen.

In den Packtisch 10 ist ein erfindungsgemäßer Detektor 28 eingebettet. Gemäß Fig. 2 gehören zu dem Detektor 28 eine Sendeantenne 30 in Form einer Rechteckschleife mit zwei Windungen, eine Empfangsantenne 32 in Gestalt einer rechteckigen achterförmigen Schleife mit zwei Windungen, die gegenüber der Sendeantenne um einen kleinen Betrag nach innen versetzt ist, sowie ein Elektronikmodul 34, an den die Antennen 30 und 32 angeschlossen sind; auf den Elektronikmodul 34 wird im folgenden näher eingegangen.

Nachdem der Kassierer 12 den verkauften Gegenstand 14 zur Abgabe an den Kunden 22 vorbereitet hat, führt er den Gegenstand auf dem Packtisch 10 über die Antennen 30 und 32 hinweg. Hierbei bildet der Bereich des Packtisches oberhalb der beiden Antennen eine Abfrage- bzw. Überwachungszone. Wird die Sendeantenne 30 eingeschaltet, erzeugt sie in der Überwachungszone elektromagnetische Felder, durch welche Ströme in dem Resonanzkreis auf einem in der Zone befindlichen Plättchen 16 induziert werden; hierbei erzeugt ein

IQ durch den Plättchenkreis fließender Strom elektromagnetische Störungen oder Felder, die ihrerseits bewirken, daß ein Strom in der Empfangsantenne 32 induziert wird. Ist das Plättchen 16 nicht von dem Gegenstand 14 entfernt worden, wird es von dem Detektor 28 erfaßt, so daß eine Warneinrichtung 36 betätigt wird, um den Kassierer daran zu erinnern, daß das Plättchen entfernt werden muß.

Der Elektronikmodul 34 des Detektors 28 ist in Fig. 4 in einem Blockschaltbild 4 dargestellt. Zu der Schaltung gehört ein Taktgeber 38, an den ein Zähler/Decodierer 40 angeschlossen ist und der Impulse mit einer Frequenz von etwa 120 kHz erzeugt, die dem Zähler/Decodierer 40 zugeführt werden, welch letzterer diese Impulse durch 8 teilt und Ausgangsimpulse erzeugt, die nacheinander an acht verschiedenen Ausgängen Ca), (b), (c), (d), (e), (f), (g) und (h) erscheinen. Die beiden Ausgangsklemmen (a) und (e) sind an eine Impulsformungsschaltung 42 angeschlossen, die sehr scharf ausgeprägte zackenförmige Impulse erzeugt, welche durch einen Leistungsverstärker 44 verstärkt und dann der Sendeantenne 30 zugeführt werden. Die Sendeantenne erzeugt ein elektromagnetisches Abfragefeld von entsprechend kurzer Dauer, das entsprechend scharf ausgeprägt ist und in dem Resonanzkreis des Plättchens 16 elektrische Ströme induziert, wenn das Plättchen in die Nähe der Sendeantenne gebracht wird. Der Resonanzkreis stört auf diese Weise das

elektromagnetische Abfragefeld dadurch, daß er bei seiner Resonanzfrequenz eigene elektromagnetische Felder abstrahlt, durch welche entsprechende Ströme in der Empfangsantenne induziert werden.

Gemäß Fig. 4 ist die Empfangsantenne 32 an einen Bandpaßverstärker 46 mit variabler Verstärkung angeschlossen. Die den Verstärker 46 durchlaufenden Signale werden von einem Detektor 48 mit quadratischer Kennlinie erfaßt und dann durch einen Niederfrequenzverstärker 50 verstärkt, dessen Ausgangssignal durch einen Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungsregelung verstärkt und über eine Verstärkungsregelleitung 53a rückgekoppelt wird, um die Verstärkung des Bandpaßverstärkers 46 einzustellen. Ein v/eiterer Ausgang des Niederfrequenzverstärkers 50 ist durch eine Leitung 53b mit einem Analogschalter 54 verbunden, an den erste und zweite Akkumulatoren oder Tiefpaßfilter 56 und 58 angeschlossen sind.

Die vier Ausgangsklemmen (c), (d), (g) und (h) des Zähler/ Decodierers 40 sind an den Analogschalter 54 angeschlossen. Die in diesen Klemmen erscheinenden Signale veranlassen den Schalter 54, die von dem Niederfrequenzverstärker 50 kommenden Signale in vorbestimmten Zeitpunkten ersten und zweiten Akkumulatoren oder Tiefpaßfiltern 56 und 58 zuzuführen, mittels welcher diesen Signalen entsprechende elektrische Ladungen angesammelt werden, die ihnen in Zeitpunkten zugeführt werden, welche durch die Signale bestimmt werden, die an den Klemmen (c), (d), Cg) und (h) des Zähler/

Decodierers 40 erscheinen. Die verbleibenden Ausgangsklemmen (b) und (f) des Zähler-Decodierers 40 sind nicht mit irgendwelchen anderen Schaltkreisen verbunden. Die in den Akkumulatoren oder Filtern 56 und 58 angesammelten Ladungen werden durch einen Spannungskomparator 60 verglichen. Wenn

die in dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 56 ange-

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sammelte Spannung die durch den zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 58 angesammelte Spannung um einen vorbestimmten Betrag überschreitet, der einer Bezugseingangsspannung entspricht, erzeugt der Spannungskomparator ein Ausgangssignal, das einer Schaltung 64 zum Bestimmen: der Dauer eines Warnsignals zugeführt wird, wodurch eine zeitliche Verlängerung des Ausgangssignals herbeigeführt wird. Dieses verlängerte Ausgangssignal wird einem Alarmtreiber 66 zugeführt, der die Warneinrichtung 36 betätigt.

Die an den Ausgängen (a) und (b) des Zähler-Decodierers 40 erscheinenden Ausgangssignale, welche der Impulsformungsschaltung 42 zugeführt werden, gelangen außerdem zu einem NOR-Gatter 68, das seinerseits in einer Einschaltleitung 70 ein Freigabesignal erscheinen läßt. Die Einschaltleitung ist an den Bandpaßyerstärker 42 angeschlossen, so daß der Bandpaßverstärker 46 ermöglicht, daß von der Empfangsantenne 32 kommende Signale durch den Detektor 48 mit quadratischer Kennlinie erfaßt werden, jedoch nur während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Auftreten eines Abfragesignals.

Auf welche Weise der Detektor 28 arbeitet, um die durch das Plättchen 16 erzeugten elektromagnetischen Störungen zu erfassen, ist aus Fig. 5 ersichtlich. Wie erwähnt, erzeugt der Taktgeber 38 Impulse mit einer Frequenz von etwa 120 kHz, die in Fig. 5 bei C dargestellt sind, zwischen denen Intervalle von 8,3 MikroSekunden vorhanden sind und deren Breite etwa 3 MikroSekunden beträgt. Der Zähler-Decodierer 40 läßt an seinen acht verschiedenen Ausgängen nacheinander Ausgangssignale erscheinen, deren Dauer den Abständen zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen des Taktgebers 38 entspricht. Diese Ausgangssignale sind in

Fig. 5 bei a bis h dargestellt.
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In Pig. 5 bezeichnet der Linienzug N das Ausgangssignal des NOR-Gatters 68. Es ist ersichtlich, daß diese Spannung jeweils negativ wird, während ein Impuls an den Ausgängen (a) und (e) des Zähler-Decodierers 40 erscheint.

Der Linienzug T in Fig. 5 repräsentiert die Spannung an der Sendeantenne 30. Man erkennt, daß der Sendeantenne jeweils am Beginn jedes Impulses an den Klemmen (a) und (e) des Zähler-Decodierers 40 eine starke, sehr schmale negative Spannungsspitze zugeführt wird. Die Spannung dieser negativen Spannungsspitzen beträgt vorzugsweise etwa 24 V, und sie haben eine Dauer von weniger als 1 Mikrosekunde, vorzugsweise 0,3 Mikrosekunden. Diese scharf ausgeprägten negativen Spannungsspitzen veranlassen die Sendeantenne 30, entsprechend scharf ausgeprägte Abfrageimpulse in Form elektromagnetischer Felder in der Umgebung des Packtisches 10 zu erzeugen. Die Abfrageimpulse sind durch Intervalle getrennt, die vier durch den Taktgeber 38 erzeugten Impulsen entsprechen, d.h. diese Intervalle betragen etwa 33 Mikrosekunden. Wenn sich ein Gegenstand 14, an dem ein Plättchen 16 befestigt ist, auf dem Packtisch befindet, während diese Abfrageimpulse erzeugt werden, induzieren die elektromagnetischen Abfragefelder im Resonanzkreis des Plättchens einen alternierenden Stromfluß, der sich fortsetzt, nachdem jeder Abfrageimpuls von sehr kurzer Dauer abgeschlossen ist, und die Amplitude dieses Wechselstroms in dem Schaltkreis des Plättchens nimmt mit einer Geschwindigkeit ab, die dem Q-Wert des Schaltkreises entspricht. Der in dem Plättchen fließende Strom erzeugt

³^ seinerseits eine entsprechende elektromagnetische Störung in Form eines elektromagnetischen Feldes von allmählich abklingender Amplitude in der Umgebung des Plättchens.

Das durch den Schaltkreis des Plättchens erzeugte allmählieh abklingende elektromagnetische Feld induziert in der

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Empfangsantenne 32 einen entsprechenden Stromfluß. Während der Dauer eines Impulses, der an dem Ausgang (a) oder (e) des Zähler-Decodierers 40 erscheint, d.h. während einer Zeitspanne von etwa 8 MikroSekunden nach dem Auftreten des Abfrageimpulses, verhindert das NOR-Gatter 68, daß der Bandpaßverstärker 46 irgendwelche durch die Empfangsantenne 32 erzeugten Signale durchläßt, wodurch der Empfänger gegen die durch die Sendeantenne erzeugten Felder von großer Amplitude geschützt wird. Wie die Kurve T in Fig. 5 zeigt, geht die Spannung an der Sendeantenne nicht augenblicklich auf Null zurück, nachdem die negative Spannungsspitze erzeugt worden ist. Vielmehr wird die Senderspannung positiv, um danach allmählich auf Null zurückzugehen. Dadurch, daß der Bandpaßverstärker 46 daran gehindert wird, Signale während der Zeitspanne von 8 MikroSekunden durchzulassen, die auf die Einleitung eines Abfrageimpulses folgt, wird sichergestellt, daß keine durch den Sender erzeugte Störung zu dem Empfänger gelanden kann.

In Fig. 5 repräsentiert die Kurve R das allmählich abklingende Signal des Plättchens 16, das zu dem Empfänger gelangt, nachdem das NOR-Gatter 68 den Bandpaßverstärker 46 freigegeben hat, d.h. nach dem Ablauf der ersten Zeitspanne von 8 Mikrosekunden nach der Einleitung des Senderabfrageimpulses. Das empfangene Signal wird von dem Detektor 48 mit qudratischer Kennlinie erfaßt, dem Niederfrequenzverstärker 50 zugeführt und dann dem Analogschalter 54 zugeleitet. Es sei bemerkt, daß sich das empfangene Signal über den Rest des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Abfrageimpulsen erstreckt und exponentiell abklingt. Dies ist ein kennzeichnendes Merkmal eines Resonanzkreises mit einem hohen Q-Wert, und von diesem Merkmal wird Gebrauch gemacht, um den Schaltkreis des Plättchens zu erfassen und ihn gegen elektrisches Rauschen zu schützen. Gemäß der Erfindung wird die Abklinggeschwindigkeit des der Kurve R

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entsprechenden Signals erfaßt, und wenn feststeht, daß diese Geschwindigkeit einen vorbestimmten Wert hat, der dem Wert für den Schaltkreis des Plättchens entspricht, wird ein Warnsignal erzeugt. Um das Ausmaß dieses Abklingvorgangs zu ermitteln, wird das empfangene Signal verschiedenen Akkumulatoren oder Tiefpaßfiltern 56 und 58 während verschiedener Zeitabschnitte innerhalb jedes Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Abfrageimpulsen zugeführt, und die Amplituden der Signale In den Filtern 56 und 58 werden verglichen. Wenn dieser Unterschied einen vorbestimmten Betrag erreicht, wird die Warneinrichtung 36 betätigt. Die verschiedenen Zeitabschnitte werden durch den Analogschalter 54 festgelegt, der in Abhängigkeit von Signalen des Zähler-Decodierers 40 betätigt wird, um den nachgewiesenen elektromagnetischen Feldern entsprechende Signale während verschiedener Zeitabschnitte jedes Intervalls den Akkumulatoren 56 und 58 zuzuführen.

In Fig. 5 repräsentiert die Kurve F die Spannungen, welche dem Analogschalter 54 von den Ausgängen (c) und (d) des Zähler-Decodierers 40 zugeführt werden, während die Kurve S die Spannung repräsentiert, welche dem Analogschalter über die Ausgänge (g) und (h) des Zähler-Decodierers zugeführt wird. Erscheinen an den Ausgängen (c) und (g) positive Signale, läßt der Analogschalter 54 das erfaßte Signal von dem Niederfrequenzverstärker aus zu dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 56 gelangen. Sind die bei (d) und (h) erscheinenden Ausgangssignale positiv, leitet der Analogschalter 54 das erfaßte Signal von dem Nieder- ^Q frequenzverstärker aus zu dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 58. Wie erwähnt, empfangen die Tiefpaßfilter 56 und 58 während der ersten Periode von 8 Mikrosekunden keinerlei Signale, nachdem ein Abfragesignal eingeleitet worden ist, da der Bandpaßverstärker 46 in diesem Zeitpunkt im abgeschalteten Zustand gehalten wird. Ferner

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empfangen die Akkumulatoren oder Filter 56 und 58 während der nächsten Zeitspanne von 8 Mikrosekunden, d.h. während der Dauer der positiven Ausgangssignale (b) und (f) des Zähler-Decodierers, keine Signale, da die betreffenden Ausgänge nicht mit dem Analogschalter 54 verbunden sind. Die zweite Periode von 8 Mikrosekunden, die auf die Einleitung jedes Abfrageimpulses folgt, wird nicht zur Erzeugung eines Warnsignals verwendet, da während dieser Zeitspanne der Bandpaßverstärker 46 durch das NOR-Gatter 68 freigegeben ist und in einen stabilen Betriebszustand kommen muß.

Die Signale an den Ausgängen (c) und (g) des Zähler-Decodierers 40 bewirken, daß der Analogschalter 54 die erfaßten Empfängersignale dem ersten Akkumulator bzw. Tiefpaßfilter 56 während der dritten Periode von 8 Mikrosekunden zuführt, die auf die Einleitung jedes Abfrageimpulses folgt, Entsprechend bewirken die bei (d) und (h) erscheinenden Signale, daß die erfaßten Empfängersignale dem zweiten Akkumulator bzw. Tiefpaßfilter 58 während der vierten Periode von 8 Mikrosekunden zugeführt werden, die auf die Einleitung jedes Abfrageimpulses folgt.

Somit folgt auf jeden Abfrageimpuls eine Verzögerung von etwa 16 Mikrosekunden. Danach werden empfangene und erfaßte Signale dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 56 während einer Zeitspanne von etwa 8 Mikrosekunden zugeführt, woraufhin die empfangenen und erfaßten Signale dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 58 ebenfalls während einer Zeitspanne von etwa 8 Mikrosekunden zugeführt werden. Wird ein Plättchen mit einem resonanzfähigen Schaltkreis durch den Abfrageimpuls in Tätigkeit gesetzt, verbleibt dieser wegen des hohen Q-Wertes nach dem ersten Intervall von 16 Mikrosekunden im Resonanzzustand, doch verringert sich die Amplitude der durch die Resonanz

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hervorgerufenen Feldstörung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, die sich ebenfalls nach dem Q-Wert richtet. Somit ist während der dritten und der vierten Periode mit einer Dauer von 8 MikroSekunden, die auf den Abfrageimpuls folgen, die Amplitude der dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 56 zugeführten erfaßten Signalspannung höher als diejenige der erfaßten Signalspannung, welche dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 58 zugeführt wird. Die in den Tiefpaßfiltern 56 und 58 angesammelten Signalspannungen werden durch den Spannungskomparator 60 verglichen, und wenn die Spannung in dem ersten Tiefpaßfilter 56 diejenige in dem zweiten Tiefpaßfilter 58 um den Betrag einer Bezugsspannung überschreitet, die einer Bezugsklemme 62 des Komparators 60 zugeführt wird, erzeugt der Komparator ein Ausgangssignal zum Betätigen der Warneinrichtung.

Die Dauer des Ausgangssignals des Spannunaskomparators 60 kann nur einen sehr kleinen Bruchteil einer Sekunde betragen. Daher wird dieses Signal einer Schaltung 64 zum Bestimmen der Dauer des Warnsignals zugeführt, wo das Signal auf eine vorbestimmte Länge gespreizt wird, die sich danach richtet, welche Dauer das Warnsignal erhalten soll. Das von der Schaltung 64 abgegebene Signal wird dann dem Alarmtreiber 66 zugeführt, wo es so verstärkt wird, daß es zur Betätigung der Warneinrichtung 36 geeignet ist.

Es ist ersichtlich, daß es die Erfindung ermöglicht, mit Resonanzkreisen versehene Targets zu erfassen und sie von Störungen zu unterscheiden, die von anderen elektrischen

Kreisen ausgehen, und zwar auf der Basis des Q-Wertes der Targets. Mit anderen Worten, die Signale, die durch die Targets während aufeinanderfolgender Zeitspannen in dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Abfrageimpulsen erzeugt werden, werden verglichen, und wenn der Vergleich eine vorbestimmte Änderung der Amplitude zeigt, wird ein

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Signal zum Betätigen einer Warneinrichtung erzeugt. Gemäß der Erfindung wird störendes Rauschen zurückgewiesen, da sich die Amplitude des Rauschens nicht mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ändert, wie es bei dem abklingenden Signal eines Plättchens mit einem resonanzfähigen Kreis der Fall ist. Mit anderen Worten, wenn sich kein Plättchen in der Überwachungszone befindet, wenn jedoch ein erhebliches elektrisches Rauschen vorhanden ist, werden die Amplituden der Signale, die während der dritten und der vierten Zeitspanne von 8 Mikrosekunden nach einem Abfrageimpuls erfaßt werden, etwa die gleiche Größe haben, so daß der Spannungskomparator 60 kein Ausgangssignal erzeugt. Ferner wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht durch das Vorhandensein von elektrischem Rauschen gestört, da die Rauschspannung den beiden Tiefpaßfiltern 56 und 58 in der gleichen Weise zugeführt wird und da die nachgewiesene Sig— nalspannung des Plättchens den Rauschspannungen überlagert wird, welche sich in dem Komparator 60 einfach auslöschen, während die durch die Plättchenschaltung hervorgerufene Spannungsdifferenz erfaßt wird.

Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, Plättchen mit Resonanzkreisen von anderen elektrischen Schaltungen und Gegenständen aus Metall zu unterscheiden, die keinen hohen Q-Wert aufweisen. Zwar können solche Schaltungen und Gegenstände durch den Abfrageimpuls veranlaßt werden, elektromagnetische Feldstörungen auszusenden, doch ergibt sich wegen des niedrigen Q-Wertes ein sehr schnelles Abklingen des Stromflusses, nachdem der Abfrageimpuls beendet worden ist. Somit bewirkt die Verzögerung der Erfassung während einer Zeitspanne von etwa 16 Mikrosekunden nach dem Abfrageimpuls, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht durch in der Nähe befindliche elektrische Schaltkreise oder Gegenstände aus Metall beeinflußt wird, deren Resonanz innerhalb der genannten Periode beendet wird. Es hat sich gezeigt,

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daß die Vorrichtung einwandfrei arbeitet, wenn der Q-Wert des Plättchen—Resonanzkreises etwa 120 beträgt, doch lassen sich auch Resonanzkreise mit einem Q-Wert von weniger als 100 erfassen.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist nur in einem sehr geringen Ausmaß für die Wirkungen einer Verstimmung der Plättchen empfindlich. Dies ist darauf zurückzuführen, daß es der Bandpaßverstärker 46 und der Detektor 48 mit quadratischer Kennlinie ermöglichen, Signale innerhalb eines breiten Frequenzbandes zu erfassen. Die Vorrichtung erfaßt das Vorhandensein eines Plättchens nicht aufgrund der Tatsache, daß das Plättchen elektromagnetische Feldstörungen mit einer bestimmten Frequenz hervorruft, sondern aufgrund der Tatsache, daß das Plättchen weiterhin im Resonanzzustand verbleibt und eine elektromagnetische Feldstörung hervorruft, die sich fortsetzt und mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit abklingt, nachdem der Abfrageimpuls erzeugt worden ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltkreise der Plättchen so ausgebildet, daß ihre Resonanzfrequenz etwa 1980 kHz und ihr Q-Wert etwa 120 beträgt. Der Bandpaßverstärker 46, der Detektor 48 mit quadratischer Kennlinie und der Niederfrequenzverstärker 50 sind so ausgebildet, daß Signale im Bereich von 1500 bis 2500 kHz erfaßt werden. Ordnet man zwei solche Plättchen übereinander an, erzeugen sie eine resultierende Resonanzfrequenz von etwa 1600 kHz bei einem Q-Wert von etwa 100. Diese geänderte Resonanzfrequenz liegt hinreichend innerhalb der Erfassungsbandbreite der Vorrichtung, und der resultierende Q-Wert ist immer noch ausreichend, um eine unterscheidbare abklingende Resonanz während einer ausreichenden Zeitspanne nach einem Abfrageimpuls aufrechtzuerhalten, so daß eine Erfassung möglich ist.

Zwar liegt das breite Frequenzband des Empfängers von 1500 bis 2500 kHz innerhalb des Rundfunkfrequenzbereichs von mit Amplitudenmodulation arbeitenden Sendern, doch wird die Vorrichtung nicht durch von solchen Stationen ausgehenden Sendungen beeinflußt. Erstens werden die von entfernten Rundfunksendern kommenden Signale den beiden Schleifen der Empfangsantenne 32 wegen ihrer Achterform in der gleichen Weise zugeführt, so daß sie sich praktisch gegenseitig auslöschen. Zweitens erzeugen Rundfunksendungen nicht solche Signale mit allmählich abklingender Amplitude, wie es für ein resonanzfähiges Plättchen charakteristisch ist.

Auch durch den erfindungsgemäßen Detektor wird die Erzeugung von Fehlalarmen dadurch vermieden, daß jeweils ein mehrmaliges Ansprechen eines zu erfassenden resonanzfähigen Plättchens erforderlich ist. Zu diesem Zweck sind die Akkumulatoren oder Tiefpaßfilter 56 und 58 vorgesehen, von denen jedes dazu dient, eine Ladung zu speichern, die der Amplitude der zugeführten erfaßten Signale entspricht.

Zwar bewirkt ein resonanzfähiges Plättchen, daß das'erste Tiefpaßfilter 56 eine höhere Spannung annimmt als das zweite Tiefpaßfilter 58, doch ist der Unterschied zwischen diesen beiden Spannungen nicht größer als die an der Bezugsklemme 62 des Spannungskomparators 60 eingestellte Bezugsspannung. Jedoch klingen die Ladespannungen der Akkumulatoren oder Tiefpaßfilter 56 und 58 ziemlich langsam ab, und wenn sich das resonanzfähige Plättchen beim nächsten Abfrageimpuls noch an Ort und Stelle befindet, werden den Filtern 56 und 58 zusätzliche erfaßte Spannungen zugeführt, um ihre Ladung zu vergrößern, wobei sich auch der Unterschied zwischen den Ladungen erhöht. Wenn schließlich etwa acht solche Erhöhungsschritte durch eine entsprechende Anzahl aufeinanderfolgender Abfrageimpulse herbeigeführt worden sind, wird der Unterschied zwischen den von den Filtern 56 und 58 gespeicherten Ladungen ausreichen,

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um die dem Spannungskomparator 60 zugeführte Bezugsspannung zu überwinden, woraufhin der Spannungskomparator ein Ausgangssignal erzeugt.

Die Erfindung bietet auch insofern einen besonderen Vorteil, als die Betriebsfähigkeit des Detektors nicht durch das Vorhandensein anderer ähnlicher Detektoren in der Nähe beeinträchtigt wird. Dies hat seinen Grund darin, daß die Amplituden der Signale, die durch eine gewobbelte Frequenz

IQ oder andere kontinuierlich arbeitende Detektoren erzeugt werden, nicht in der gleichen Weise variieren wie ein durch ein resonanzfähiges Plättchen erzeugtes abklingendes Signal. Auch in der Nähe befindliche, mit Impulsen arbeitende Abfrageeinrichtungen beeinträchtigen die Betriebsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht, denn jede Vorrichtung hat eine etwas andere Taktfrequenz, und die durch eine Vorrichtung erzeugten Abfrageimpulse sind nicht mit den Erfassungsperioden einer anderen in der Nähe befindlichen Vorrichtung synchronisiert. Daher ist es sehr unwahrscheinlich, daß eine solche andere Vorrichtung durch die Abfrageimpulse der ersten Vorrichtung getriggert wird.

Fig. 6A und 6B bilden ein vollständiges Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform jedes der in Fig. 4 in einem Blockschaltbild dargestellten Schaltungselemente. Diese Schaltungen wurden für den praktischen Betrieb ausgeführt, und es hat sich gezeigt, daß sie einwandfrei arbeiten. Durch gestrichelte Linien ist angedeutet, welche Schaltungselemente sich in den verschiedenen Schaltungsblöcken nach Fig. 4 befinden.

In den nachstehenden Tabellen sind die elektrischen Werte der verschiedenen Widerstände, Kondensatoren und Spulen sowie die Typenbezeichnungen und die Hersteller genannt. 35

-28-Widerstände - (Werte in Ohm; k bezeichnet Kiloohm)

R1-200 Rll-15k R21-100

R2-2OO R12-100 R22-lk

R3-100 R13-12k R23-lk

R4-12k R14-12k R24-1OO

R5-12k Rl5-6,8k R25-1OO

R6-5,6k R16-6,8k R26-lk

R7-5,6k R17-6,8k R27-lk

R8-5,6k R18-6,8k R28-1OO

R9-5,6k R19-24O R29-9,lk

R10-15k R2O-24O R30-4,7k

R31-4,7k R41-10k R51-3,6k

R32-4,7k R42-20k R52-22Ok

R33-4,7k R43-2Ok R53-l,5k

R34-I2k R44-5,lk R54-l,5k

R35-24O R45-lOk R55-22Ok

R36-2k R46-10k R56-25Ok

R37-3k R47-lOk R57-10k

R38-3k R48-5,lk R58-lk

R39-39O R49-5,lk R59-lk

R4O-39k R5O-3,6k R60-lk

R61-75O R66-1O

R62-lk R67-51

R63-1O R68-5k
R64-75O

R65-lk
30

Kondensatoren - (Werte in Farad; pF bezeichnet Picofarad; UF bezeichnet Mikrofarad)

Cl-80-380 pF CIl-O,1 UF C21-2,2 UF

C2-0,01 UF C12-0,001 UF C22-15 UF

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ό I ό b 4 ό 4

C3-0,01 UF C4-5,5-4O pF C5-47 pF C6-0,01 UF C7-0,01 UF C8-5,5-4O pF C9-47 pF ClO-O,1 UF

-29-

C13-0,001 UF C14-0,001 UF C15-0,001 UF C16-0,l UF C17-0,l UF C18-0,l UF C19-0,l UF C2O-2,2 UF

C23-O,O1 UF C24-15 UF C15-0,l UF C26-O,O1 UF C17-47O pF C28-15 UF C29-15 UF C3O-15 UF

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C31-15 UF C32-22 UF C33-O,OO1 UF C34-100 pF C35-1OO pF

Induktivitäten
Ll-27 Microhenry
L2-39 Microhenry

C36-1000 UF C37-0,1 UP C38-1OOO UF C39-O,l UF

Gleichrichter CRl-IN914 CR2-1N914 CR3-1N914 CR4-1N914 CR5-1N914

CR6-L.E.D. CR7-1N2O7O CR8-1N2O7O CR9-1M2O7O CRlO-L.E.D.

Transistoren und integrierte Schaltkreise Q1-Q8 - Motorola MPS 5172
Q9 - Motorola MJE 1100
³⁰ Q10-Q13 - Motorola MPS 5172
Q14-Q15 - 2N2219A

35

Vl-Motorola MC 1496L
V2-Texas Instruments TLO82
V3-National NE 555

JZ

V4-Motorola MC 14022B
V5-Motorola MC 14016B
V6-Texas Instruments TLO82
V7-Texas Instruments TLO82

VRl-Motorola MC 7815

VR2-Motorola MC 7805

VR3-Motorola MC 7915

VR4-Motorola MC 7905

Die Nummern bei den Leitungsverbindungen der Festkörper-Schaltungselemente gelten für die betreffenden Anschlußstifte.

Gemäß Fig. 6A und 6B gehört zu dem Taktgeber 38 das Festkörperelement U3 mit den zugehörigen Widerständen und Kondensatoren. Der Taktgeber erzeugt die in Fig. 5 dargestellte Wellenform C, die bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Satz von Rechteckwellenimpulsen mit einer Frequenz von 120 kHz ist.

Der Zähler-Decodierer 40 wird durch das Festkörperelement U4 gebildet. Ihm wird die Impulsreihe von dem Taktgeber 38 zugeführt, und er erzeugt gemäß der Darstellung bei a bis h in Fig. 5 acht Impulsreihen mit niedrigerer Wiederholungsfrequenz. Die hohen Pegel dieser Impulse haben die gleiche zeitliche Länge wie die Taktperiode, und sie treten nacheinander auf.

Das NOR-Gatter 68 umfaßt einen Teil des Festkörperelements U8, den Gleichrichter CR3 und die zugehörigen Widerstände. Diesem Schaltkreis werden die Ausgangssignale a und e des Zähler-Decodierers 40 zugeführt, und er erzeugt einen Impuls, durch den der Bandpaßverstärker 46 abgeschaltet wird, wenn sich entweder das Signal a oder das Signal e auf einem hohen Pegel befindet.

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όI 6 5 4 6

Zu dem Impulsformungsnetzwerk 42 gehören gemäß Fig. 6B die Kondensatoren C34 und C35 sowie die Widerstände R61 und R64, die als Differenziereinrichtung zur Wirkung kommen. Die Zeitkonstanten dieser Schaltkreise werden so eingestellt, daß an ihren Ausgängen jeweils dann ein schmaler Impuls erscheint, wenn das Eingangssignal von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel übergeht. Dieser Schaltkreis hat doppelte Ein- und Ausgänge. Er wird über doppelte parallele Puffer gespeist, die durch die Transistoren QlO und QH gebildet werden, und zwar von den Ausgängen a und e des Zähler-Decodierers 40. Die Ausgänge des Impulsformungsnetzwerks 42 sind über Puffer, die aus den Transistoren Q12 und Q13 bestehen, an den Leistungsverstärker 44 angeschlossen.

Zu dem Leistungsverstärker 44 gehören Transistoren Q14 und Q15, denen doppelte Eingangssignale von der Impulsformungsschaltung 42 aus zugeführt werden. Diese Transistoren werden als Verstärker der Klasse C betrieben, und sie leiten Strom von der Energiequelle CR9, C36 und C37 immer dann durch die Sendeantenne 30, wenn eines der von dem Impulsformungsnetzwerk zugeführten Eingangssignale einen hohen Pegel hat.

Im vorliegenden Fall sind das Impulsformungsnetzwerk 42 und der Leistungsverstärker 44 so aufgebaut, daß der Sendeantenne 30 eine Spannungsspitze von etwa 24 V mit einer Breite von weniger als 1 Mikrosekunde und vorzugsweise von etwa 0,3 Mikrosekunde zugeführt wird.

Die Empfangsantenne 32 nach Fig. 3 überwacht das durch den Resonanzkreis des Plättchens erzeugte Magnetfeld; sie ist achterförmig gewickelt. Die Antenne spricht auf in ihrer Nähe erzeugte Signale an, jedoch werden aus größeren Entfernungen eintreffende Signale ausgelöscht oder zurückgewiesen.

Zu dem Bandpaßverstärker 46 gehören die Transistoren Ql bis Q8 sowie die Induktivitäten Ll, L2 und die zugehörigen Widerstände und Kondensatoren. Diese Elemente sind so geschaltet, daß sie einen gestaffelten abgestimmten Verstärker bilden, mittels dessen das von der Empfangsantenne aufgenommene Signal verstärkt wird. Das Durchlaßband dieses Verstärkers hat eine Breite von 400 kHz, das mit der Resonanzfrequenz des Plättchenschaltkreises zentriert ist. Dem Bandpaßverstärker wird zusätzlich zu dem Signal der Antenne von dem NOR-Gatter 68 aus über eine Leitung 70 ein Freigabesignal zugeführt, das immer dann auftritt, um den Verstärker einzuschalten, wenn das Signal, das der Zeitspanne entspricht, welche durch die Ausgangssignale a und e des Zähler-Decodierers 40 repräsentiert wird, einen niedrigen Pegel hat, wie es in Fig. 5 durch die Kurven a und e dargestellt ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß das von der Sendeantenne 30 aus der Empfangsantenne 32 durch direkte Kopplung zugeführte Signal nicht verstärkt und zu dem Detektor 48 weitergeleitet wird.

Ein weiteres Signal wird über die Leitung 53 von dem Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungsregelung aus dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen R4 und R5 zugeführt, um die Verstärkung des Bandpaßverstärkers so einzustellen, <jaß das mittlere Ausgangssignal des Detektors 48 mit quadratischer Kennlinie konstant gehalten wird.

Der Detektor 48 mit quadratischer Kennlinie besteht aus dem Festkörperelement Ul mit den zugehörigen Widerständen

^ou und Kondensatoren. Dieser Detektor ist als Vier-Quadranten-Multiplikator geschaltet; seine beiden Eingänge sind an den Ausgang des Bandpaßverstärkers 46 angeschlossen. Bei dieser Anordnung ist das Ausgangssignal des Detektors gleich dem Quadrat des Ausgangssignals des Bandpaßverstärkers. Ferner bewirkt der Detektor 48 eine erhebliche Verstärkung des erfaßten Signals.

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Der Niederfrequenzverstärker 50 umfaßt das Festkörperelement U8 mit den zugehörigen Widerständen und Kondensatoren. Dieser Verstärker ermöglicht eine Verstärkung und arbeitet dadurch als Tiefpaßfilter, daß er nur die niederfrequenten Komponenten der Signale des Detektors 48 mit quadratischer Kennlinie verstärkt. Das Ausgangssignal dieses Niederfrequenzverstärkers wird als Eingangssignal dem Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungsregelung und dem Analogschalter 54 zugeführt.

Zu dem Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungsregelung gehören ein Teil des Festkörperelements U2, die Gleichrichter CRl, CR2 sowie die zugehörigen Widerstände und Kondensatoren. Dieser Verstärker vergleicht den Pegel des ihm von dem Niederfrequenzverstärker 50 aus zugeführten Eingangssignals mit einem Bezugspegel und überträgt über eine Leitung 53a zu dem Bandpaßverstärker 46 ein Signal, welches die Verstärkung des Bandpaßyerstärkers steigert, wenn der Eingangspegel zu niedrig ist, bzw. die Verstärkung des Bandpaßverstärkers verringert, wenn der Eingangspegel zu hoch ist. Durch diese Regelung wird die Verstärkung des Bandpaßverstärkers für die Signalbedingungen der Signale optimiert, die von der Empfangsantenne eintreffen.

Der Analogschalter 54 wird durch das Festkörperelement gebildet; ihm werden erfaßte Eingangssignale über eine Leitung 53b von dem Niederfrequenzverstärker 50 aus zugeführt. Der Analogschalter 54 führt das in der Leitung 53b erscheinende Signal des Niederfrequenzverstärkers dem ersten Signalakkumulator bzw. Tiefpaßfilter 56 während der Zeitspannen zu, während welcher Ausgangssignale mit hohem Pegel an den Klemmen c und g des Zähler-Decodierers 40 erscheinen (Kurven c und g in Fig. 5). Der Analogschalter verbindet auch die Signalleitung 53b des Niederfrequenz-Verstärkers 5O mit dem zweiten Signalakkumulator oder

135434

Tiefpaßfilter 58 während der Zeitspannen, während welcher Ausgangssignale mit hohem Pegel an den Klemmen d und h des Zähler-Decodierers erscheinen (Kurven d und h in Fig. 5). Dies ermöglicht es den Akkumulatoren bzw. Tiefpaßfiltern 56 und 58, sich auf den mittleren Pegel des Ausgangssignals des Niederfrequenzverstärkers 50 aufzuladen, der während der Zeit vorhanden ist, während welcher die Filter durch den Analogschalter 54 mit dem Niederfrequenzverstärker 50 verbunden sind.

Der Spannungskomparator 60 umfaßt das Festkörperelement U6, einen Teil des Elements U7 und die zugehörigen Widerstände und Kondensatoren. Er erzeugt immer dann ein Ausgangssignal, wenn der angesammelte Signalpegel des Tiefpaßfilters 56 den Pegel bei dem Tiefpaßfilter 58 um einen Betrag überschreitet, der höher ist als ein über den Widerstand R52 zugeführtes Bezugseingangssignal.

Die Schaltung 64 zum Bestimmen der Länge eines Warnsignals umfaßt den verbleibenden Teil des Elements U7, die Gleichrichter CR4, CR5 und die zugehörigen Widerstände und Kondensatoren. Diese Schaltung dient dazu, bei einer Alarmtreiberschaltung 66 jeweils ein Eingangssignal während einer voreingestellten Zeit aufrechtzuerhalten, nachdem das zugehörige Eingangssignal aus dem Spannungskomparator 60 von seinem aktiven Pegel mit hohem Ausgangswert auf seinen inaktiven Pegel mit niedrigem Ausgangswert übergegangen ist. Diese Anordnung gewährleistet, daß jeweils ein Warnsignal mit einer vorbestimmten JMindestdauer auch dann gegeben wird, wenn ein sehr kurzzeitiges Ansprechen auf ein Plättchen erfolgt ist.

Zu dem Alarmtreiber 66 gehören gemäß Fig. 6B der Transistor Q9 und die Gleichrichter CR6 und CR7. Diese Schaltung stellt eine elektrische Verbindung zu der Warneinrichtung

immer dann her, wenn ihr von der Schaltung 64 zum Bestimmen der Dauer eines Warnsignals aus ein Eingangssignal zugeführt wird.

Bei der Warneinrichtung 36 handelt es sich um einen Breitband-Tonfrequenzgenerator, der einen Summton immer dann erzeigt, wenn er durch die Treiberschaltung eingeschaltet wird, um anzuzeigen, daß ein Plättchen mit einer resonanzfähigen Schaltung die Überwachungszone durchlaufen hat.

In Fig. 7 ist dargestellt, auf welche Weise sich die erfindungsgemäße Vorrichtung als Einrichtung zur Verhinderung von Diebstählen benutzen läßt. In Fig. 7 erkennt man eine Kundin 80 eines Ladens, die gerade eine zu überwachende Zone 84 eines Ladens oder dergl., in der sich zu schützende Waren 86 befinden, über eine Türöffnung 82 verläßt. An den zu verkaufenden Gegenständen 86 sind Plättchen 88 mit resonanzfähigen Kreisen befestigt. Auf dem Boden ist im Bereich der Türöffnung 82 eine Sendeantenne 90 angeordnet, oberhalb welcher an der Decke eine Empfangsantenne 92 aufgehängt ist. Diese Antennen können gemäß der in der US-PS 4 135 184 gegebenen Beschreibung ausgebildet sein, und sie grenzen eine sich zwischen ihnen erstreckende Überwachungszone ab. Die Antennen sind an elektronische Module 94 und 96 angeschlossen, die in der anhand von Fig. 5, 6A und 5B beschriebenen Weise ausgebildet sind und einen Betrieb der entsprechenden Art ermöglichen. Wenn die Kundin 80 die Überwachungszone 84 über die Türöffnung 82 verläßt und sich hierbei an den Antennen 90 und 92 vorbeibewegt, werden alle mit Resonanzkreisen versehenen Plättchen, die gegebenenfalls noch an einem von der Kunden mitgeführten Gegenstand vorhanden sind, erfaßt, und es wird ein Warnsignal erzeugt; beispielsweise wird eine erhöht angeordnete Warnlampe 98 eingeschaltet. Bei den Abfragesignalen, die der Sendeantenne 90 bei der Anordnung nach Fig. 7

1 zugeführt werden, kann es sich um Impulse mit einer Höhe von 100 V und einer Länge von weniger als 1 Mikrosekunde und vorzugsweise von etwa 0,3 Mikrosekunde handeln. Die Intervalle zwischen diesen Impulsen sollen etwa der anhand

5 von Fig. 1 gegebenen Beschreibung entsprechen.

Patentanwalt

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Claims

Verfahren und Vorrichtung zürn Sichern einer Überwachungszone gegen Diebstahle

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Ansprüche

Vorrichtung, die es ermöglicht, in einer überwachungszone eine verkaufte Ware zu erfassen, an der ein Plättchen befestigt ist, das einen resonanzfähigen elektrischen Schaltkreis enthält, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Überwachungs- bzw. Abfragesignalen in Form kurzer Impulse elektromagnetischer Feldenergie in der Oberwachungszone (84), wobei die Impulse durch Intervalle getrennt sind, eine Einrichtung (28) zum Erfassen elektromagnetischer Energie in der Überwachungszone während des auf jeden Impuls folgenden Intervalls sowie eine Einrichtung (66) zum Betätigen einer Warneinrichtung in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Änderung der in den genannten Intervallen erfaßten elektromagnetischen Energie.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Betätigen einer Warneinrichtung eine Einrichtung gehört, die auf die Änderung der erfaßten elektromagnetischen Feldenergie anspricht, die

nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach jedem Impuls auftritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte vorbestimmte Zeit ausreicht, um es Ausgleichsvorgangen, die sich in der Einrichtung zum Erzeugen von Abfragesignalen und der Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie abspielen, zu ermöglichen, nach jedem Impuls abzuklingen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die genannte vorbestimmte Zeitspanne ausreicht, um es elektrischen Reaktionen in Abhängigkeit von Gegenständen, bei denen es sich nicht um resonanzfähige elektrische Schaltkreise in der Überwachungszone handelt, nach jedem Impuls zu ermöglichen, abzuklingen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Betätigen einer Warneinrichtung eine Einrichtung (60) gehört, die geeignet ist, die Amplituden von Signalen zu vergleichen, die während verschiedener Zeitabschnitte innerhalb jedes Intervalls erzeugt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Zeitabschnitte auftreten, nachdem nach jedem Impuls eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, um es Ausgleichsvorgängen, die sich in der Einrichtung zum Erzeugen von Überwachungssignalen und der Einrichtung zum Nachweisen elektromagnetischer Energie abspielen, sowie Reaktionen auf Gegenstände, bei denen es sich nicht um resonanzfähige Schaltkreise in der Überwachungszone handelt, zu ermöglichen, nach jedem

Impuls abzuklingen.
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8AD ORtGfNAL

323b434

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Betätigen einer Warneinrichtung eine Einrichtung gehört, die geeignet ist, Signale, die der erfaßten elektromagnetischen Feldenergie entsprechen, während verschiedener Zeitspannen innerhalb jedes Intervalls verschiedenen Signalakkumulatoren (56, 58) zuzuführen, und daß eine Einrichtung zum Vergleichen der Amplituden der in den Akkumulatoren enthaltenen Signale vorhanden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Zuführen der Signale zu verschiedenen Akkumulatoren ein Schalter (54) gehört.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schalter durch einen Zeitgeber (38) betätigt wird, mittels dessen die Einrichtung zum Erzeugen der Abfragesignale betätigt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber und der Schalter so ausgebildet sind, daß sie während jedes der genannten Intervalle zwei derartige Zeitabschnitte liefern.

li. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber und der Schalter so ausgebildet sind, daß die beiden Zeitabschnitte einander benachbart sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, ³^ daß jeder Signalakkumulator (56, 58) so geschaltet und ausgebildet ist, daß er erfaßte Signale während einander entsprechender Zeitabschnitte innerhalb mehrerer Intervalle akkumuliert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung (60) zum Vergleichen der Amplituden der Signale in jedem Akkumulator so eingestellt ist, daß sie ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen den in den Akkumulatoren akkumulierten erfaßten Signalen der Differenz entspricht, die während mehrerer aufeinanderfolgender Intervalle durch einen in der Überwachungszone befindlichen resonanzfähigen Schaltkreis hervorgerufen wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie in der Überwachungszone ein Gatter gehört, das durch die Einrichtung zum Erzeugen von Abfragesignalen gesteuert wird und verhindert, daß die Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie nach jedem Impuls während einer vorbestimmten Zeitspanne in Tätigkeit tritt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte vorbestimmte Zeitspanne ausreicht, um es elektrischen Ausgleichsvorgangen innerhalb der Sende- und Erfassungseinrichtungen zu ermöglichen, abzuklingen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte vorbestimmte Zeitspanne ausreicht, um ein Abklingen elektrischer Reaktionsvorgänge zu ermöglichen, die von in der Überwachungszone befindlichen Gegenständen herrühren, welche nicht mit einem resonanzfähigen elektrischen Schaltkreis versehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erzeugen eines Warnsignals zwei Signalakkumulatoren gehören, ferner ein elektrischer Schalter, der so eingerichtet ist, daß er von den

Einrichtungen zum Erfassen von Energie Signale aufnimmt, wobei der elektrische Schalter so angeschlossen ist, daß er durch die Einrichtung zum Erzeugen elektrischer Signale betätigt wird, um die erfaßten Signale während einer ersten Zeitspanne innerhalb jedes Intervalls einem der Akkumulatoren und während einer zweiten Zeitspanne innerhalb jedes Intervalls dem anderen Akkumulator zuzuführen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erzeugen der Abfrage- bzw. Überwachungssignale ein Taktgeber (38) zum Erzeugen einer kontinuierlichen Impulsreihe gehört.sowie ein Zähler (40), der die genannten Impulse nacheinander an verschiedenen Ausgangsklemmen erscheinen läßt, ein Abfrageimpulsgenerator, der an eine der Klemmen angeschlossen ist, wobei der elektrische Schalter an andere der genannten Klemmen angeschlossen ist.

ig. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie ein Gatter gehört, das so geschaltet ist, daß es in Abhängigkeit von Signalen, die an weiteren Klemmen des Zählers erscheinen, geöffnet wird, um nach jedem

Abfrageimpuls die Betätigung der Einrichtung zum Erfassen von Energie während einer vorbestimmten Zeitspanne zu verhindern.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erzeugen der Abfrage- bzw. Überwachungssignale und der Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie eine Antennenanordnung (30, 32) gehört, die auf einem Ladentisch (10) angeordnet ist, auf dem verkaufte Waren zur Abgabe an einen Kunden vorbereitet werden.

-δι 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Antennenanordnung eine Sendeantenne (30) gehört, die einen Teil der Einrichtung zum Erzeugen von Abfrage- bzw. Überwachungssignalen bildet, sowie eine Empfangsantenne G2), die einen Teil der Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie bildet.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne (32) in Form von zwei in entgegengesetzten Richtungen gewickelten Schleifen ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen von Abfrage- bzw. Überwachungssignalen und die Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Energie eine Antennenanordnung umfassen, die längs eines Ausgangs (82) einer zu überwachenden Zone (84) angeordnet ist, in der sich Waren (86) befinden, an denen Plättchen (16) befestigt sind, die jeweils einen resonanzfähigen Schaltkreis enthalten,

24. Verfahren, um in einer Abfrage- oder Überwachungszone eine Ware zu erfassen, an der ein Plättchen befestigt ist, das einen resonanzfähigen elektrischen Schaltkreis enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Abfragesignale in Form kurzer Impulse elektromagnetischer Feldenergie in der Abfragezone erzeugt werden, wobei die Impulse durch Intervalle getrennt sind, daß während des auf jeden Impuls folgenden Intervalls elektromagnetische Energie in der Abfragezone erfaßt wird, und daß ein Warnsignal in Abhängigkeit davon erzeugt wird, daß eine vorbestimmte Änderung der innerhalb der Intervalle erfaßten elektromagnetischen Energie eintritt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Betätigen einer Warneinrichtung in der Weise durchgeführt wird, daß getrennt Signale akkumuliert werden, die der erfaßten elektromagnetischen Feldenergie entsprechen, welche innerhalb jedes Intervalls während verschiedener Zeitabschnitte auftreten, daß die Amplituden der getrennt akkumulierten Signale verglichen werden und daß die Warneinrichtung betätigt wird, wenn zwischen den verglichenen Amplituden ein vorbestimmter Unterschied vorhanden ist«

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Betätigens einer Warneinrichtung in Abhängigkeit davon durchgeführt wird, daß eine vorbestimmte Änderung der elektromagnetischen Energie auftritt, nachdem nach jedem Impuls eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitspanne ausreicht, um ein Abklingen elektrischer Ausgleichsvorgänge zu ermöglichen, die während der Schritte zum Erzeugen von Abfragesignalen und zum Erfassen elektromagnetischer Energie erzeugt werden.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitspanne ausreicht, um das Abklingen elektrischer Reaktionen auf in der Abfragezone befindliche Gegenstände zu ermöglichen, die nicht mit

einem resonanzfähigen elektrischen Schaltkreis versehen sind.

29. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß Signale akkumuliert und verglichen werden, die im Verlauf der Intervalle während einander entsprechender Zeitabschnitte auftreten.

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-δι 30. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß Signale verglichen werden, die innerhalb jedes Intervalls während zweier Zeitabschnitte auftreten.

5 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Zeitabschnitte einander benachbart sind,