DE3419785C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchtrittssicherheitssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Durchtrittssicherheitssystem ist aus der US-PS 39 83 552 bekannt.

Durchtrittssicherheitssysteme dienen in erster Linie zur Verhinderung von Diebstählen, beispielsweise in Geschäften, Büchereien usw. Die Etiketten bzw. Schilder oder Anhänger werden an den Gütern angebracht, deren unerlaubtes Entfernen verhindert werden soll. Diese Etiketten werden am Ausgang des zu schützenden Bereichs, beispielsweise eines Ladengeschäfts oder einer Bücherei erfaßt. Am Ausgang müssen die Personen ein magnetisches Wechselfeld durchwandern. Dieses magnetische Wechselfeld wird durch die weichmagnetischen Materialien eines Etiketts modifiziert. Das modifizierte Magnetfeld wird erfaßt und die Modifikationen ermittelt, die anzeigen, daß ein Etikett durch das Magnetfeld hindurchgeht, also ein Gut unerlaubt aus dem geschützten Bereich entfernt werden soll, was zu einer Alarmauslösung führt.

Falls das das Magnetmaterial aufweisende Etikett entfernt wird oder falls dessen magnetische Eigenschaften durch eine Überwachungsperson modifiziert oder beseitigt werden, dann wird das magnetische Wechselfeld am Ausgang nicht beeinflußt. Derartige Güter können somit ohne Alarmauslösung durch das magnetische Feld gebracht werden. Die Grundlagen eines derartigen Durchtrittssicherheitssystems sind beschrieben in der FR-PS 7 63 681 von Picard. Dieses System basiert auf dem Konzept, daß die Modifikation des magnetischen Wechselfeldes sich im Auftreten von harmonischen Schwingungen der Grundfrequenz des Wechselfelds ausdrückt und diese Modifikation zuordenbar ist dem weichmagnetischen Material des Etiketts. Hierbei wurde erkannt, daß die Größe und die Form des Etiketts lediglich die Amplitude modifiziert. Weiterbildungen dieses Systems sind beschrieben in den US-Patentschriften 36 31 442, 37 47 086, 36 65 449 und 39 83 552. Bei diesen Systemen wird ein magnetisches Wechselfeld am Ausgang des zu schützenden Raums aufgebaut und ein weichmagnetische Materialien enthaltenes Etikett wird erfaßt durch Ermitteln bestimmter harmonischer Schwingungen des durch das Etikett modifizierten magnetischen Wechselfelds.

Eines der Hauptprobleme bei diesen bekannten Systemen ist das Auftreten von Fehlalarmen infolge der Ermittlung von Harmonischen der Grundfrequenz des magnetischen Wechselfelds infolge von Metallteilchen, welche von Personen getragen werden, wie beispielsweise Gürtelschnallen, Schlüssel, Schmuckstücke usw. Derartige Fehlalarme sind für Geschäftskunden in höchstem Maße unangenehm, da sie unbegründet den Verdacht des Diebstahls auslösen. Infolge der Unzuverlässigkeit der vorerwähnten Systeme haben sich diese auch nicht durchgesetzt.

Bei dem Sicherheitssystem nach der US-PS 39 83 552, das demjenigen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 entspricht, wird vorgeschlagen, mindestens zwei verschiedene weichmagnetische Materialien beim Etikett zu verwenden, welche eine unterschiedliche Koerzitivfeldstärke aufweisen, wodurch Ausgangssignale erzeugt werden, die komplizierter und unterscheidbarer sind als diejenigen, die ein Etikett erzeugt, das nur aus einem weichmagnetischem Material besteht. Das Erfassen der resultierenden Feldausgangsimpulse infolge dieser Materialkombination erhöht die Überwachungssicherheit, da es unwahrscheinlich ist, daß andere von einer Person getragene Metallteile die gleiche Kombination von Materialien unterschiedlicher Koerzitivfeldstärke aufweisen und somit die gleiche Kombination von harmonischen Schwingungen ergeben.

Dieses System arbeitet wie folgt: Ein Etikett, das zwei weichmagnetische Materialien mit unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken aufweist, wird durch ein magnetisches Wechselfeld geführt, dessen Feldstärke ausreichend ist, um die beiden Materialien zu sättigen. Die Sättigungen treten zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Verlaufs des magnetischen Wechselfeldes auf. Hierdurch wird das von der Empfangsspule empfangene Magnetfeld verändert, bei dem bei der empfangenen Halbwelle im Vergleich zu jeder ausgesandten Halbwelle zwei Impulse überlagert sind. In einer Empfängerschaltung wird die durch die Sättigung der Materialien bewirkte Veränderung im Verlauf des empfangenen Magnetfeldes frequenzmäßig analysiert. Hierbei findet eine Fourier-Analyse statt. Beim Erfassen von bestimmten Harmonischen, die durch die beiden Impulse bewirkt werden, wird ein Alarm ausgelöst. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems kann nicht nur der Anteil der Harmonischen, sondern auch die Beziehung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Harmonischen ein Prüfkriterium bilden.

Derartige Durchtrittssicherheitssysteme unter Verwendung von Etiketten, die aus mindestens zwei weichmagnetischen Materialien mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften bestehen, weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, welche die Zuverlässigkeit des Sicherheitssystems beeinträchtigen. Die Orientierung des Etiketts im Feld kann bewirken, daß für eines der Materialien des Etiketts nur ein sehr schwacher oder überhaupt kein Impuls im Vergleich zum anderen Impuls auftritt. Hierdurch können die Harmonischen nicht oder nur schwach gemessen werden. Falls eine Person das Feld durchschreitet, die ein Gut trägt, das mit einem vorgenannten Etikett versehen ist, dann kann die Orientierung des Etiketts relativ zum Feld vielen Veränderungen unterworfen sein. Demzufolge verändert sich die Amplitudenbeziehung der Impulse mit der Zeit und damit auch die Harmonischen, wodurch sich folglich auch die Beziehungen der Harmonischen zueinander verändern. Die Amplitude eines Impulses relativ zum benachbarten Impuls kann hierbei so gering sein, daß sie nicht erfaßt wird. Wird beispielsweise ein Impuls in Form einer halben Sinuswelle erfaßt, wenn ein Stück Magnetmaterial voll gesättigt ist, dann wird hierbei ein gegebener Satz von Harmonischen erzeugt. Falls jedoch lediglich der Phasenanteil der Sinuswelle zwischen 40° und 50° als Impuls auftritt, dann sind viele höher Harmonische nicht vorhanden. Wird also ein Anhänger oder Etikett aus mehreren Materialien verwendet, dann können unzuverlässige Resultate auftreten infolge des unterschiedlichen Ansprechens der unterschiedlichen Materialien im Magnetwechselfeld infolge der unterschiedlichen Orientierungen und Bewegungen des Etiketts im Feld während der Messung. In jedem Fall sind es jedoch die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften eines aus zwei Materialien bestehenden Anhängers, die es ermöglichen, eine zuverlässigere Messung durchzuführen als dies bei einem Anhänger der Fall ist, der aus nur einem Material besteht.

Es besteht die Aufgabe, das Durchtrittssicherheitssystem so zu verbessern, daß bei Verwendung eines aus mindestens zwei weichmagnetischen Materialien bestehenden Etiketts die Veränderung im Verlauf des empfangenen Magnetfelds von der Orientierung und der Bewegung des Etiketts unabhängig und die Veränderung leicht analysierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Infolge der unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken der beiden weichmagnetischen Materialien tritt deren Sättigung zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf, was dazu führt, daß der ausgesandten Welle Impulse zu verschiedenen Zeitpunkten überlagert werden. Infolge der gleich großen Sättigung der Materialien sind die Amplituden dieser Impulse zueinander gleich.

Da die beiden Impulse gleich sind, hat sich gezeigt, daß es nicht notwendig ist, diese zu filtern oder eine Fourier-Analyse auszuführen, obwohl dies grundsätzlich möglich ist. Es ist lediglich erforderlich, das Verhältnis zwischen den Impulsmaxima und dem Mininum zwischen den beiden Impulsen zu ermitteln. Als Prüfkriterien dienen also die beiden gleich großen Impulsamplituden in Verbindung mit dem Amplitudenverhältnis und die Zeitspanne zwischen dem Auftreten der beiden Impulse. Mit diesen beiden Prüfkriterien erhält man eine außerordentlich zuverlässige Erfassung eines Etiketts im magnetischen Wechselfeld. Es ist also keine teuere, langsame und möglicherweise unzuverlässige Bestimmung der Harmonischen und des Verhältnisses bestimmter Harmonischen zueinander erforderlich.

Bevorzugt bestehen die beiden weichmagnetischen Materialien aus der gleichen Legierung, jedoch werden die beiden weichmagnetischen Materialien der gleichen Legierung unterschiedlich wärmebehandelt, wodurch sich ergibt, daß diese Materialien wohl die gleiche Sättigung, jedoch unterschiedliche Koerzitivfeldstärken aufweisen.

Dies führt zu einem weiteren Vorteil: bestehen die beiden weichmagnetischen Materialien aus unterschiedlichen Legierungen, dann besteht die Gefahr einer galvanisch bedingten Korrosion, insbesondere in feuchter Atmosphäre. Dementsprechend ist es gefährlich, das Etikett so klein und leicht zu machen, daß es permanent in Bekleidungsstücke befestigt werden kann, beispielsweise in Krägen oder Aufschlägen, da beim Waschen und Trocknen diese Kleidungsstücke dann durch das Etikett verfärbt werden würden. Bei den bekannten Etiketten ist es daher erforderlich, diese aus den Kleidungsstücken beim Kauf zu entfernen. Dies gibt natürlich unerwünschte Informationen über das Vorhandensein und den Ort des Anbringens derartiger Schilder.

Die vorliegenden Etiketten, Schilder oder Anhänger könnten jedoch fest und unlösbar mit Bekleidungsstücken verbunden werden. Es ist lediglich erforderlich, sie beim Kauf zu deaktivieren, wodurch sichergestellt ist, daß Personen, die derartige Bekleidungsstücke tragen, beim Durchschreiten eines magnetischen Überwachungsfelds keinen Alarm auslösen.

Ein Ausführungsbeispiel und der Stand der Technik werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Etiketts oder Schilds;

Fig. 2 die Magnetisierung und Erfassung eines Etiketts oder Schilds;

Fig. 3 die Magnetisierungskurve eines bekannten Etiketts oder Schilds, das aus mehreren Teilen besteht;

Fig. 4 die erfaßte Kurvenform bei einer Magnetisierung nach Fig. 3;

Fig. 5 und 6 Kurvenformen der empfängerseitig erfaßten Impulse beim Stand der Technik;

Fig. 7 eine Magnetisierungskurve bei einem erfindungsgemäßen Etikett oder Schild;

Fig. 8 empfängerseitige Kurvenformen nach einer Magnetisierung eines Schilds gem. der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 und 10 Kurven der empfangenen Signale nach Fig. 8;

Fig. 11 eine Kurvenform nach Fig. 9 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Systems zum Magnetisieren und Erfassen eines Etiketts bzw. Schilds nach der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist die bevorzugte Ausführungsform eines Etiketts, Schilds oder Anhängers gem. der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Etikett besteht aus zwei oder mehreren Streifen 2 aus weichmagnetischem Material, welche als Laminate zusammengefügt sind zusammen mit kurzen Streifen 3 eines hartmagnetischen Materials, die an einer Seite im Abstand zueinander angeordnet sind. Jeder Streifen 2 ist etwa 5 cm lang, 3 mm breit und 0,04 mm dick. Die kurzen hartmagnetischen Streifen können eine Länge und Breite von jeweils 3 mm aufweisen und sind im Abstand von 1 cm zueinander angeordnet.

Das weichmagnetische Material hat bevorzugt eine Permeabilität zwischen 50 000 und 500 000. Infolge der Größe und der Flexibilität der Streifen können sie ohne Schwierigkeiten in Kleidungsstücke eingesetzt werden, wie beispielsweise in Kragen und in Aufschläge und ebenso in Buchhüllen.

Gem. dem Stand der Technik bestehen die Streifen 2 aus unterschiedlich magnetischem Material mit unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird nachfolgend die grundsätzliche Arbeitsweise beschrieben.

An eine Sendespule 4, die am Ausgang eines zu schützenden Bereichs angeordnet ist, wird ein Wechselstromsignal angelegt. Hierdurch wird ein magnetisches Wechselfeld in dem Bereich aufgebaut, durch den Personen den überwachten Bereich verlassen. Zum Erfassen des magnetischen Feldes ist eine Empfängerspule 5 vorgesehen.

Wird ein Etikett, Schild oder Anhänger 1 zwischen den Spulen 4, 5 hindurchgeführt, dann wird das Magnetfeld modifiziert. Jeder der Streifen 2 kommt hierbei in Sättigung, wenn die Feldstärke sich aufbaut, sodann verschwindet die Sättigung mit abnehmender Feldstärke, worauf dann die Streifen wiederum, jedoch mit entgegengesetzter Polarität gesättigt werden, wenn sich die Feldstärke mit entgegengesetzter Polarität aufbaut. Die Sättigungseigenschaften der beiden Materialien ist in Fig. 3 gezeigt. Es handelt sich hierbei um die Hysteresiskurven 6 und 7.

Vorausgesetzt, die sendeseitige Kurvenform bei der Senderspule 4 ist eine Sinuskurve, dann ergibt sich empfängerseitig eine Kurve entsprechend Fig. 4. Die der Sinuskurvenform 8 überlagerten Impulse ergeben sich durch die Sättigung der einzelnen Materialien der Streifen 2. Beispielsweise bewirkt das Streifenmaterial mit der Hysteresiskurve 6 den Impuls 9, der sowohl im positiven als auch im negativen Teil der empfangenen Kurvenform auftritt, während das Streifenmaterial mit der Hysteresiskurve 7 den Impuls 10 ergibt, der der Kurvenform 8 überlagert ist, sobald dieses Material gesättigt ist.

Nach dem Stand der Technik werden diese Impulse ausgefiltert, wodurch sich die Kurvenformen 11 nach Fig. 5 ergeben. Diese Kurven 11 werden bezüglich ihrer harmonischen Komponenten analysiert und das Verhältnis von bestimmten geraden zu ungeraden Harmonischen wird bestimmt, um die Anwesenheit eines Etiketts oder Schilds zu ermitteln.

Da ein einziges Streifenmaterial lediglich einen einzigen Impuls bei jeder Kurvenhälfte ergibt, ergibt sich hieraus, daß Schilder, die aus mehreren Materialien bestehen zu entsprechend komplizierteren Kurvenformen führen und damit ein komplizierteres Verhältnis der Harmonischen auftritt. Theoretisch führt dies dazu, daß das Vorhandensein eines aus mehreren Materialien bestehenden Schilds oder Etiketts mit größerer Sicherheit und Zuverlässigkeit erfaßbar ist. Dieser Punkt wird nachfolgend näher behandelt.

Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt, sind mit dem Etikett oder Schild als Laminat auch hartmagnetisches Material 3 verbunden. Eine Deaktivierung des Etiketts tritt auf, wenn das gesamte Etikett oder Schild in die Nähe eines starken gleichgerichteten Magnetfelds kommt. Hierdurch kommt das hartmagnetische Material 3 in Sättigung, was dazu führt, daß durch das hartmagnetische Material 3 das Schild eine remanente, d. h. zurückbleibende Magnetisierung aufweist. Durch dieses remanente Magnetfeld kommt das weichmagnetische Material in Sättigung und somit ist das Schild deaktiviert.

Wird ein derart deaktiviertes Schild in ein magnetisches Wechselfeld gebracht, dann kann es nicht mehr erfaßt werden, da die weichmagnetischen Streifen 2 infolge ihrer permanenten Sättigung durch das remanente Magnetfeld des hartmagnetischen Materials nicht mehr in und aus der Sättigung gebracht werden. Natürlich soll das magnetische Wechselfeld nicht so stark sein, daß hierdurch das hartmagnetische Material magnetisiert wird. Es reicht aus, daß dieses magnetische Wechselfeld so stark ist, daß das weichmagnetische Material in Sättigung gebracht wird, wenn das Schild oder der Anhänger nicht deaktiviert ist.

Somit ergibt sich, daß bei einem deaktivierten Schild oder Anhänger keine Impulse in der Empfängerkurve auftreten, da das weichmagnetische Material keinem Wechsel zwischen Sättigung und Nichtsättigung unterworfen wird. Demnach wird auch kein Alarmsignal erzeugt.

Wie sich aus der Fig. 5 ergibt, entsteht infolge der unterschiedlichen Magnetmaterialien eine komplizierte Kurvenform. Bei den bekannten aus mehreren Materialien bestehenden Schildern ist die Amplitude der Impulse unterschiedlich, wie dies Picard zeigt. Beispielsweise ist in Fig. 5 die Amplitude des Impulses 9 geringer als die Amplitude des Impulses 10.

Bei diesen aus mehreren Teilen bestehenden Etiketten oder Anhängern nach dem Stand der Technik treten Schwierigkeiten auf, wenn infolge der Orientierung des Etiketts oder dessen Bewegung nur ein geringes Ansprechen auf das Etikett auftritt. In einem solchen Fall nehmen die Amplituden der empfangenen Impulse ab, wie dies die Fig. 6 zeigt. Im gezeigten Fall ist in der einen Polarität die Amplitude des Impulses 10 relativ groß, während die Amplitude des Impulses 9 fast vernachlässigbar gering ist. In der entgegengesetzten Polarität jeoch ist die Amplitude des Impulses 10 gering und der Impuls 9 wird überhaupt nicht mehr erfaßt. Diese Kurvenform kann auftreten infolge der Bewegung des Etiketts durch das Magnetfeld.

Werden die Harmonischen erfaßt und das Verhältnis ausgewählter Harmonischen ermittelt, dann ergibt sich, daß infolge der unterschiedlichen Kurvenformen sich bei den Kurvenformen nach Fig. 5 und nach Fig. 6 unterschiedliche Verhältnisse ergeben.

Hierbei ist anzumerken, daß bei Verwendung von sehr kleinen Etiketten oder Anhängern, die an sich zu bevorzugen sind, die Amplituden empfängerseitig geringer sind als bei Verwendung eines großen Anhängers. In diesem Fall sind Rauschspannungen mit zu berücksichtigen, wobei im Fall der Kurvenform nach Fig. 6 der Impuls 9 im Rauschen untergeht und somit nicht erfaßt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in bezug auf die Zuverlässigkeit und in bezug auf die Einfachheit des Erfassens eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik erreicht. Gem. der vorliegenden Erfindung besteht der Anhänger oder das Schild aus mindestens zwei weichmagnetischen Materialien unterschiedlicher Koerzitivfeldstärke, welche jedoch gleiche magnetische Sättigung aufweisen. Die Hysteresiskurven eines Anhängers gem. der Erfindung sind in Fig. 7 gezeigt, wobei das hartmagnetische Material nicht beachtet ist. Die Hysteresiskurve 12 entspricht einem der Streifen 2, während die Hysteresiskurve 13 dem anderen der beiden Streifen entspricht. Es ist klar ersichtlich, daß die Koerzitivfeldstärken der beiden Streifen unterschiedlich ist, daß jedoch die Sättigungsmagnetisierung gleich ist.

Wird ein derartiger Anhänger in ein magnetisches Wechselfeld gebracht und wird das resultierende Feld, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben erfaßt, dann ergibt sich eine Kurvenform 14 nach Fig. 8. Diese Sinuskurve ist mit zwei Impulsen 15 und 16 überlagert, welche gleiche Amplituden haben.

Wird diese Kurvenform gefiltert, dann treten die resultierenden Impulse nach Fig. 9 auf. Selbst bei einem schwachen Empfangssignal werden zwei Impulse 15 und 16 erfaßt, die eine geringere Amplitude aufweisen, wie dies die Fig. 10 zeigt. Da die Impulsamplituden gleich sind, ergibt sich, daß wenn ein Impuls erfaßt wird, auch der zweite Impuls erfaßt werden muß, da stets beide Impulse einer Halbwelle keine unterschiedlichen Amplituden haben können. Demzufolge ist ein Analysieren der Kurvenform stets möglich, ausgenommen für den Fall, daß überhaupt keine Impulse erfaßt werden.

Die beiden weichmagnetischen Materialien bestehen aus unterschiedlichen Legierungen, wodurch sich unterschiedliche Koerzitivfeldstärken, jedoch gleiche magnetische Sättigungen ergeben. Bevorzugt bestehen jedoch die beiden oder mehrere weichmagnetischen Materialien aus der gleichen Legierung. Picard hat bereits erkannt, daß ein solches Material gleiche Koerzitivfeldstärken, jedoch unterschiedlicher Amplituden aufweist, falls die Form und die Größe unterschiedlich sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch unterschiedliche Wärmebehandlung der gleichen Legierung die Koerzitivfeldstärken unterschiedlich werden, jedoch bei gleicher Größe und Ausbildung des Materials die Sättigung gleich bleibt. Ein derartiges Material ist als ideal anzusehen.

In einigen Anwendungsfällen ist es wünschenswert, daß die Größe des einen Streifens, beispielsweise dessen Breite unterschiedlich ist zur Größe des anderen Streifens, beispielsweise wenn unterschiedliche Materialien vorliegen, damit die gleiche Sättigung erhalten wird.

Die Streifen sollten bevorzugt aus der gleichen amorphen Legierung Co₆₆Fe₄(Mo, Si, B)₃₀ bestehen, welche unterschiedlich wärmebehandelt sind, um unterschiedliche Koerzitivfeldstärken zu erhalten, jedoch die gleiche magnetische Sättigung. Liegen identische Größen vor und sind die Streifen laminiert wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wird ein Etikett oder Schild gem. einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhalten. Es hat sich gezeigt, daß die Korrosionswiderstandsfähigkeit besser ist als bei rostfreiem Stahl und daß die galvanische Reaktion zwischen diesen beiden unterschiedlich wärmebehandelten Materialien vernachlässigbar ist.

Obwohl laminierte Streifen zur Bildung des Etiketts bevorzugt werden, ist es nicht erforderlich, daß diese zur Bildung des Laminats miteinander verklebt sind. Es ist beispielsweise auch möglich, daß diese Streifen durch eine Kunststoffumhüllung zusammengehalten werden.

Die Fig. 11 zeigt die Kurvenform der Fig. 9 in vergrößertem Maßstab. Bei einer Permeablitätsdifferenz von etwa 50 000 zeigt sich, daß bei einem magnetischen Wechselfeld von 12 kHz die Zeitdifferenz zwischen den Spitzen 15 und 16 etwa 400 nsec beträgt. Analysiert wird diese Kurve durch Ermitteln der Relativamplituden zwischen den Spitzen A und C relativ zum Kurvental B zwischen den Spitzen. Die Anzeige des Vorhandenseins eines Etiketts oder Anhängers wird somit einfach bestimmt durch Bestimmung der Relativamplituden im Hinblick darauf, ob diese größer sind als eine bestimmte Relativamplitude. Es hat sich gezeigt, daß dies eine zuverlässige erste Anzeige des Vorhandenseins eines Etiketts oder Anhängers darstellt, ohne daß es erforderlich ist, die Signale bezüglich ihrer harmonischen Bestandteile zu analysieren, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.

Eine zweite Anzeige des Vorhandenseins eines Etiketts oder Anhängers besteht darin, daß die Zeitdauer zwischen dem Auftreten der Spitzen ermittelt wird. Wie vorerwähnt, kann für eine bestimmte Permeabilitätsdifferenz eine Zeitdauer zwischen dem Auftreten der Spitzen von etwa 1500 nsec vorhanden sein. Falls bei der Empfängerspule eine Rauschspannung eingestreut wird, so ist es ziemlich unwahrscheinlich, daß benachbarte Rauschspannungsspitzen innerhalb einer Zeitdauer von etwa 1500 nsec auftreten.

Das erste Kriterium des Amplitudenverhältnisses und das zweite Kriterium des Zeitverhältnisses können beim Durchgang eines Anhängers oder Etiketts durch das Magnetfeld verschiedene Male überprüft werden, wodurch sich eine hohe Zuverlässigkeit der Anzeige eines Etiketts ergibt.

Die Unterschiede zum Stand der Technik werden somit offensichtlich. Falls beim Stand der Technik eine Amplitudenmessung der erfaßten Impulse durchgeführt wird, dann ist die Erfassung eines Schilds oder Anhängers nicht möglich, falls die Amplitude eines Impulses sehr gering ist oder durch Rauschspannungen überdeckt wird. Im vorliegenden Fall jedoch werden entweder beide Spitzen bzw. Impulse gleich stark erfaßt oder keine der Spitzen wird empfangen.

Beim Stand der Technik verändert sich das Verhältnis der Amplituden, d. h. der Unterschied von Spitzenamplitude zu Talamplitude bei Signalen niederer Amplitude mit Änderungen der Signalamplitude. Im vorliegenden Fall jedoch bleibt die Amplitudendifferenz die gleiche, solange eine Signalamplitude erfaßt wird.

Da die Harmonischen bei den erfaßten Impulsen nicht analysiert werden müssen, kann die empfängerseitige Schaltung wesentlich vereinfacht werden. Die Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm eines derartigen Sicherheitssystems. Eine Senderschaltung 18 legt ein Wechselstromsignal bevorzugt an einen Resonanzschwingkreis 19 an, der aus einer Senderspule und einem Kondensator 19 besteht. Die Spule hat beispielsweise einen Durchmesser von etwa 450 mm. Der Kondensator ist parallel zu dieser Spule geschaltet. Die Schwingfrequenz des Resonanzschaltkreises 19 entspricht der Ausgangsfrequenz des Senders 18, beträgt als beispielsweise 12 kHz.

Die Empfängerspule 20 begrenzt auf der anderen Seite den Durchtrittsbereich des zu schützenden Bereichs und ist mit einem Empfänger 21 verbunden. Der Empfänger kann ein Hochpaßfilter aufweisen, durch welchen das 12 kHz-Signal abgefiltert wird, sowie eine automatische Verstärkungsregelung. Das Ausgangssignal des Empfängers 21, das aus den Impulsen 15 und 16 besteht, wird angelegt an einen Analog-Digital-Umsetzer 22, welcher die Impulse in Digitalform umsetzt, welche einem Register 23 zugeführt werden. Der Ausgang des Registers 23 ist verbunden mit einem Mikroprozessor 24, welcher den Sender 18 steuert. Ein Ausgang des Mikroprozessors 24 erzeugt ein Alarmsignal zum Ansteuern eines Alarmgeräts, sobald ein Etikett oder Anhänger erfaßt wurde.

Im Betrieb wird ein aktiviertes Etikett 1 beim Durchgang durch das magnetische Wechselfeld, das, gesteuert durch den Sender 18, von der Spule 19 erzeugt wird, dadurch erfaßt, daß das resultierende Magnetfeld von der Spule 20 erfaßt wird. Es handelt sich hierbei um das Signal 14 gem. Fig. 8. Dieses Signal liegt am Empfänger 21 an. Im Empfänger 21 wird das 12 kHz-Signal ausgefiltert und das resultierende Signal besteht dann aus den Impulsen 15 und 16 der Fig. 9 bis 11, die dem Konverter 22 zugeführt werden. Das digitalisierte Signal wird dem Register 23 zugeführt und von dort dem Prozessor 24.

Der Prozessor ermittelt bei jedem digitalisierten Satz von Analogimpulsen ein Signalmaximum, gefolgt von einem Signalminimum, das wiederum gefolgt wird von einem anderen Signalmaximum. Beim Stand der Technik werden derartige Spitzen nur unzuverlässig ermittelt, wenn unterschiedliche und dazu geringe Spitzenamplituden vorliegen, da es ohne weiteres möglich ist, daß eine Spitze nicht erfaßt wird oder von Rauschspannungen überdeckt wird. Beim Stand der Technik sind zudem die Relativamplituden nicht von Bedeutung, da dort die harmonischen Schwingungen der komplizierten Signalformen ermittelt und analysiert werden.

Im vorliegenden Fall ermittelt der Prozessor 24 die Relativamplituden zwischen den Punkten A, B und C, wie im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben. Dies ist ein erstes Kriterium für das Vorhandensein eines Etiketts. Diese Art der Messung ist beim Stand der Technik nicht vorgesehen, da dort es erforderlich ist, harmonische Schwingungen zu ermitteln und aus diesen harmonischen Schwingungen Verhältnisse bestimmter harmonischer Schwingungen abzuleiten.

Der Prozessor 24 bestimmt weiterhin die Zeitdauer zwischen dem Auftreten der Spitzen A und C in Fig. 11 sowie den Zeitpunkt des Auftretens des Wellentals B. Beim Stand der Technik ist ein solches Prüfkriterium nicht vorgesehen und auch nicht möglich.

Der Prozessor 24 bestimmt weiterhin die Ähnlichkeit oder Gleichheit der erfaßten Relativamplituden und der vorerwähnten Zeiten bei aufeinanderfolgenden Impulsfolgen. Falls beispielsweise eine bestimmte Anzahl von gleichen Prüfkriterien erfaßt wurde, beispielsweise bei drei aufeinanderfolgenden Impulsfolgen, dann wird das Alarmsignal erzeugt. Das vorliegende System ist im wesentlichen immun gegenüber Rauschspannungen und falschen Spitzen, was darauf zurückzuführen ist, daß durch die gleichen Amplitudenspitzen im wesentlichen die Zuverlässigkeit erhöht wird.

Infolge der Veränderung der Amplituden der beiden Spitzen beim Durchgang eines Etiketts durch das Feld tritt beim Stand der Technik der Nachteil auf, daß infolge unterschiedlicher Signalkurvenformen eine Veränderung des harmonischen Inhalts auftritt, wodurch aufeinanderfolgende Signalfolgen nicht in zuverlässiger Weise einander zugeordnet werden können. Im vorliegenden Fall jedoch wird durch die Gleichheit der Spitzenamplituden erreicht, daß eine gute Korrelation zwischen aufeinanderfolgenden Impulsgruppen möglich ist, was zu einer wesentlich verbesserten Zuverlässigkeit der Korrelation und damit des Erfassens eines durch das Feld geführten Etiketts führt.

Der Prozessor kann dazu verwendet werden, den Sender 18 zu steuern, wodurch die Zeitanalyse erleichtert wird, da die Frequenz des der Senderspule 19 zugeführten Signals vom Prozessor bestimmt wird. Der Prozessor 24 kann so programmiert sein, daß eine Gruppe von Spulen 19 angesteuert wird, welche winkelmäßig zueinander angeordnet sind. Das erzeugte Feld kann gemessen werden von einer Gruppe von Empfängerspulen 20, welche ebenfalls winkelmäßig zueinander angeordnet sind. Die empfangenen Signale können miteinander addiert werden, um ein stärkeres Ausgangssignal für die Analyse zu erhalten, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß ein Etikett das Feld maximal beeinflußt.

Durch ein Etikett mit Streifen aus weichmagnetischen Materialien, welche unterschiedliche Koerzitivfeldstärken jedoch gleiche Sättigung aufweisen, ist es möglich, Etiketten weit zuverlässiger zu erfassen, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Der gesamte Schaltungsaufbau wird zusätzlich vereinfacht. Anstelle der beschriebenen zwei Streifen aus weichmagnetischem Material, ist es jedoch auch möglich, mehrere solcher Streifen zu verwenden, womit dann mehrere Amplitudenverhältnisse und mehrere Zeitdauern zwischen dem Auftreten von Spitzen erfaßbar sind.

Claims (10)

1. Durchtrittssicherheitssystem mit einer ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Sendespule und einer Empfangsspule, die das magnetsiche Wechselfeld erfaßt und mit einem Etikett, das mindestens zwei weichmagnetische Materialien mit unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken aufweist, die beim Durchgang durch das magnetische Wechselfeld magnetisch gesättigt werden und somit das von der Empfangsspule empfangene Magnetfeld verändern, wobei die durch die Sättigung der Materialien bewirkten Veränderung im Verlauf des empfangenen Magnetfelds in einer Empfängerschaltung analysiert wird und diese Empfängerschaltung ein Signal erzeugt, wenn die Veränderung mindestens einem vorgegebenen Prüfkriterium entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden weichmagnetischen Materialien gleiche Sättigung aufweisen.

2. Durchtrittssicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetischen Materialien die Form von aneinander liegenden Streifen aufweisen.

3. Durchtrittssicherheitssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen gleiche Form haben.

4. Durchtrittssicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Etikett ein drittes magnetisierbares Material aufweist, das in bezug auf die weichmagnetischen Materialien eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweist, dieses Material mit den weichmagnetischen Materialien verbunden ist und nach einer Magnetisierung einen remanenten Magnetismus aufweist, der eine Sättigung der weichmagnetischen Materialien bewirkt.

5. Durchtrittssicherheitssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Material aus kurzen Streifen besteht, die an mindestens einer Seite der weichmagnetischen Materialien angeordnet sind.

6. Durchtrittssicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetischen Materialien aus einer amorphen Metallegierung bestehen.

7. Durchtrittssicherheitssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide weichmagnetischen Materialien aus einer Legierung Co₆₆Fe₄(Mo, Si, B)₃₀ bestehen und die Streifen unterschiedlich wärmebehandelt sind.

8. Durchtrittssicherheitssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen mehrere Zentimeter lang, weniger als 1 cm breit und weniger als 1 mm dick sind und die Streifen ein Laminat bilden.

9. Durchtrittssicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im empfangenen Wechselstromsignal in jeder Halbwelle die dem Sendesignal überlagerten beiden Impulse erfaßt und die Relativamplituden zwischen den Impulsspitzen einerseits und dem Tal zwischen den Spitzen andererseits ermittelt werden und ein erstes Prüfkriterium die Größe dieser Relativamplituden in bezug auf eine Sollamplitude ist.

10. Durchtrittssicherheitssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im empfangenen Wechselstromsignal der zeitliche Abstand beider Impulse erfaßt wird und ein zweites Prüfkriterium die Größe dieses zeitlichen Abstands in Bezug auf einen zeitlichen Sollbereich ist.