DE4003212C2 - - Google Patents
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- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/08—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes
- G06K7/082—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors
- G06K7/087—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors flux-sensitive, e.g. magnetic, detectors
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Identifi
kation von Stückgütern, bestehend aus einem flächen
förmigen, von einer Seite her lesbaren, an dem Stück
gut befestigten Datenträger aus magnetisch permeablem
Material, der mit matrixförmig über seine Fläche ver
teilt angeordneten Löchern versehen ist, deren beson
dere Verteilung jeweils einen das Stückgut identifi
zierenden Code bildet, und einem Lesekopf, der in der
Leseposition in engem Abstand zur Fläche des Datenträ
gers angeordnet ist und der mindestens einen Erreger
zur Erregung eines den Datenträger durchsetzenden mag
netischen Feldes und eine Vielzahl von magnetischen
Sensoren aufweist, die den Löchern des Datenträgers
entsprechend matrixförmig angeordnet sind und auf das
Vorhandensein von magnetisch leitfähigem Material im
jeweils gegenüberliegenden Flächenbereich des Daten
trägers ansprechen.
Ein derartiges Identifikationssystem ist nach dem
Stande der Technik (DE-PS 25 58 956) bekannt. Dieses
Identifikationssystem arbeitet in vorteilhafter Weise
mit einfachen und robusten Datenträgern in Form von
metallischen Lochplatten. Jedoch läßt der Lesekopf im
Hinblick auf einen einfachen und robusten Aufbau und
eine störungsfreie Funktion zu wünschen übrig. Der
Lesekopf des vorbekannten Identifikationssystemes ver
wendet nämlich als Erreger Permanentmagnete und mißt
den elektrischen Widerstand von im Lesekopf ange
ordneten ferromagnetischen Meßstreifen, der von der
Richtung des den Meßstreifen durchsetzenden Magnet
streifens abhängig ist. Die Verwendung von Permanent
magneten als Erreger ist problematisch, weil diese
mit der Zeit durch Erwärmung und mechanische Erschüt
terung ihre magnetischen Eigenschaften verlieren. Wei
terhin ist problematisch, daß der elektrische Wider
stand der ferromagnetischen Meßstreifen stark tempe
raturabhähgig ist, so daß der Lesekopf bei schwanken
den Temperaturen oder unterschiedlichen Temperaturver
teilungen im Meßbereich ungenau arbeitet. Aus diesen
Gründen ist dieses vorbekannte Identifikationssystem
für die rauhen Betriebsbedingungen bei der Identifi
kation von Stückgütern nur schlecht geeignet.
Andere bekannte Identifikationssysteme für Stückgüter
arbeiten mit an dem Stückgut auf geeignete Art und
Weise befestigten Magnetstreifen, deren örtlich unter
schiedliche Magnetisierung von einem Lesekopf berüh
rungslos abgetastet und ausgewertet werden kann. Sol
che Magnetstreifen oder vergleichbare magnetische Sen
der sind jedoch ebenfalls empfindlich gegenüber hohen
und tiefen Temperaturen bzw. Magnetfeldern.
Daneben gibt es nach dem Stande der Technik auch op
tisch arbeitende Identifikationssysteme, die mit ei
nem optisch abtastbaren Balkencode arbeiten. Bei die
sen Identifikationssystemen sind die Datenträger em
pfindlich gegen Verschmutzung, eindringendes Wasser,
die Wirkung von Chemikalien etc. Diese bekannten
Systeme
sind deshalb für Anwendungsgebiete, in denen besonders
rauhe Betriebsbedingungen herrschen, nicht oder nur
teilweise geeignet.
Nach dem Stande der Technik (EP-A-00 08 998) ist
schließlich ein Identifikationssystem bekannt, welches
zwar einen mechanisch besonders robusten Datenträger
in Form einer gelochten Metallplatte aus magnetisch
permeablem Material aufweist, deren Löcher magnetisch
abgetastet werden. Bei diesem Identifikationssystem
muß aber die gelochte Metallplatte von beiden Seiten
her zugänglich sein, weil den jeweiligen Leseköpfen
gegenüberliegend ein als Sender dienender Dauermagnet
oder Elektromagnet angeordnet ist. Der Datenträger
ist also nicht von einer Seite her lesbar und kann
deshalb nur schlecht an einem Stückgut befestigt wer
den.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Identifikations
system der eingangs genannten Art dahingehend weiter
zubilden, daß auch der Lesekopf für besonders rauhe
Betriebsbedingungen geeignet ist und weitestgehend
unempfindlich gegen Erschütterungen und Erwärmung ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus
gehend vom Identifikationssystem der eingangs genann
ten Art vor, daß der oder die Erreger als Sendespulen
und die Sensoren als Empfangsspulen ausgebildet sind,
wobei die Kerne der Sendespulen und Empfangsspulen
auf der dem Datenträger abgewandten Seite durch eine
Platte aus weichmagnetischem Material mit hoher mag
netischer Permeabilität verbunden sind und bei Lese
position des Lesekopfes auf der dem Datenträger zuge
wandten Seite unter Belassung von den magnetischen
Fluß bestimmenden kleinen oder großen Luftspalten
durch den Datenträger magnetisch leitend verbunden
sind.
Das Identifikationssystem gemäß der Erfindung kommt
in besonders vorteilhafter Weise ohne jeden Permanent
magneten aus und ist deshalb gegen Erschütterungen
und unterschiedliche Temperaturen weitestgehend unem
pfindlich. Das für den Abtastvorgang benötigte starke
magnetische Feld wird mittels der oder den Sendespu
len nur für eine kurze Zeit erzeugt und kann dement
sprechend stark sein. Das Meßprinzip beruht darauf,
daß der die Kerne der Empfangsspulen durchsetzende
magnetische Fluß groß ist, wenn sich zwischen den Kernen
der Sendespulen und der Empfangsspulen im wesentlichen
magnetisch permeables Material unser Belassung eines
nur kleinen Luftspaltes befindet. Dieser hohe magne
tische Fluß induziert in der Empfangsspule eine ent
sprechend hohe Spannung. Ist der magnetische Fluß zu
der Empfangsspule demgegenüber durch einen breiten
Luftspalt behindert, wie dies der Fall ist, wenn dem
Kern der Empfangsspule ein Loch des Datenträgers ge
genüber liegt, so ist der den Kern der Empfangsspule
durchsetzende magnetische Fluß nur klein und dement
sprechend auch die in der Spule induzierte Spannung
gering. Dieses neue und einfache Meßprinzip gewährlei
stet unabhängig von Temperaturschwankungen, Erschüt
terungen oder sonstigen Umwelteinflüssen deutlich un
terscheidbare Signalpegel in den Empfangsspulen, je
nach dem, ob der jeweiligen Empfangsspule ein Loch
des Datenträgers gegenüberliegt oder nicht. Die für
das Identifikationssystem geeigneten Datenträger kön
nen billig in hoher Stückzahl hergestellt werden und
sind völlig unempfindlich gegenüber Temperaturschwan
kungen, Magnetfeldern, Verschmutzungen, Erschütterun
gen, eindringendes Wasser oder der Wirkung von Chemi
kalien etc. Das Identifikationssystem gemäß der Erfin
dung ist deshalb insbesondere zur Kennzeichnung von
Stückgütern unter besonders rauhen Betriebsbedingungen
geeignet.
Um den Datenträger zu schützen und insbesondere um
die Codierung des Datenträgers unsichtbar zu machen,
können die Löcher des Datenträgers und/oder der gesam
te Datenträger mit einem Material geringer magneti
scher Permeabilität, insbesondere mit Kunststoff, ver
gossen sein.
Um sicherzustellen, daß der Lesekopf beim Lesen des
am Stückgut befestigten Datenträgers immer in der
richtigen Position liegt, ist weiterhin vorgesehen,
daß der Lesekopf und das Stückgut mit Führungsmitteln
versehen sind, die den Lesekopf in der Leseposition
in eine bestimmte Stellung relativ zum Datenträger
festlegen.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die
Führungsmittel vom schräg nach außen abfallenden, um
laufenden Rand des Datenträgers und einem über die
Sensorfläche vorstehenden und umlaufenden Rahmen des
Lesekopfes gebildet werden, wobei der Rand und der
Rahmen in der Leseposition durch die Abschrägung zen
triert aufeinander aufliegen. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß die Sensorfläche durch den vor
stehenden Rahmen gut gegen mechanische Beschädigungen
geschützt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen
den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine Draufsicht auf einen Daten
träger,
Fig. 2 die dem Datenträger bei der
Identifikation zugekehrte Sen
sorseite,
Fig. 3 schematisch die den Sensor im
Informationsfluß nachgeordnete
Auswerteschaltung,
Fig. 4 eine Standardschnittstelle,
Fig. 5 den Datenbus des Auswertungs
rechners,
Fig. 6 den Auswertungsrechner,
Fig. 7 den schematisierten Feldlinien
verlauf in Sensor und Datenträ
ger bei der Identifikation,
Fig. 8 einen Schnitt durch einen Daten
träger.
Der in Fig. 1 dargestellte Datenträger 1 besteht aus
einer Platte aus einem ferromagnetischem Werkstoff.
In die Platte sind Löcher 2 eingebohrt oder einge
stanzt. Die Anordnung dieser Löcher repräsentiert den
binären Code des Datenträgers, wobei der Code redun
dant gewählt sein sollte. Der Rand 3 des Datenträgers
1 ist abgeschrägt und dient dem Zentrieren von Daten
träger 1 und Sensor in Leseposition, wie weiter unten
noch erläutert wird. Die Löcher 2 können ebenso wie
der gesamte Datenträger mit einem Material geringer
magnetischer Permeabilität vergossen sein, z. B. mit
einem Kunststoff.
Fig. 2 zeigt schematisch die bei der Identifikation
dem Datenträger zugekehrte Seite des Lesekopfes. Der
Lesekopf hat einen umgekehrt zum Datenträger 1 abge
schrägten Rand 4, der über die Sensorfläche vorsteht
und der Zentrierung von Datenträger 1 und Lesekopf in
Leseposition dient. Der Lesekopf 1 besitzt die schema
tisch dargestellten Detektorspulen 5 und Sendespulen
6, die dicht hinter der Sensoroberfläche liegen. Die
Sensoroberfläche besteht aus einem Material geringer
Permeabilität, z. B. einem Kunststoff. Die Sendespu
len 6 liefern einen Niederfrequenten (maximal 2000 Hz)
magnetischen Fluß, der von den Detektorspulen 5
in ein elektrisches Signal gleicher Frequenz umge
setzt wird. Je nachdem, ob sich vor einer Detektorspu
le 5 ein Loch 2 befindet oder nicht und hierdurch der
magnetische Widerstand zwischen Sendespule 6 und Detektor
spule 5 groß oder klein ist, liefert die Detektorspu
le 6 ein elektrisches Signal mit großer oder kleiner
Amplitude. Diese Amplitude wird von der in Fig. 3
schematisch dargestellten, nachgeordneten Schaltung
binär interpretiert. Die Phasenlage des von den Detek
torspulen 5 gelieferten elektrischen Signales ist oh
ne Bedeutung. Die Sendespulen 6 werden sinnnvollerwei
se zentral,
wie in Fig. 2 dargestellt, angeordnet. Aus Effektivi
tätsgründen sind sie als Paket ausgeführt. Fig. 2
zeigt daher vier Sendespulen 6. Die Identifikation
arbeitet berührungslos, obwohl eine mechanische Zen
trierung von Lesekopf und Datenträger 1 in Leseposi
tion erfolgt.
Fig. 4 zeigt eine Standardschnittstelle zwischen der
in Fig. 3 schematisch dargestellten Schaltung und dem
in Fig. 5 dargestellten Datenbus des Rechners. Der
Rechner ist in Fig. 6 dargestellt.
Fig. 7 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung
den Verlauf des magnetischen Flusses bei der Identifi
kation. Die Sendespulen 6 mit den Wicklungen 6a und
die Detektorspulen 5 mit den Wicklungen 5b sind rück
wärtig durch eine Platte 7 aus weichmagnetischem Werk
stoff verbunden. Je nachdem, ob sich vor einer Detek
torspule 5 eine massive Stelle des Datenträgers 1
oder ein Loch 2 befindet, liegt ein großer oder ein
kleiner magnetischer Fluß zwischen den Sendespulen 6
und der entsprechenden Detektorspule 5 vor. Der Unter
schied zwischen großem und kleinem magnetischem Fluß
wird in Fig. 7 durch die Zahl der magnetischen Feld
linien schematisch dargestellt.
Fig. 8 zeigt eine Aus
führungsform des Datenträgers 1. Dargestellt ist ein
gefräster Metallkörper mit einer ebenen Oberfläche,
Löchern 2 und einen zur Zentrierung abgeschrägten
Rand 3.
Claims (4)
1. Einrichtung zur Identifikation von
Stückgütern, bestehend aus einem flächenförmigen, von
einer Seite her lesbaren, an dem Stückgut befestigten
Datenträger aus magnetisch permeablem Material, der
mit matrixförmig über seine Fläche verteilt angeord
neten Löchern versehen ist, deren besondere Vertei
lung jeweils einen das Stückgut identifizierenden
Code bildet, und einem Lesekopf, der in der Leseposi
tion in engem Abstand zur Fläche des Datenträgers
angeordnet ist und der mindestens einen Erreger zur
Erregung eines den Datenträger durchsetzenden magneti
schen Feldes und eine Vielzahl von magnetischen Senso
ren aufweist, die den Löchern des Datenträgers ent
sprechend matrixförmig angeordnet sind und auf das
Vorhandensein von magnetisch leitfähigem Material im
jeweils gegenüberliegenden Flächenbereich des Daten
tragers ansprechen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Erreger als Sendespulen (6) und die
Sensoren als Empfangsspulen (5) ausgebildet sind, wo
bei die Kerne der Sendespulen (6) und Empfangsspulen (5)
auf der dem Datenträger (1) abgewandten Seite durch
eine Platte (7) aus weichmagnetischem Material mit
hoher magnetischer Permeabilität verbunden sind und
bei Leseposition des Lesekopfes auf der dem Datenträ
ger (1) zugewandten Seite unter Belassung von den mag
netischen Fluß bestimmenden kleinen oder großen Luft
spalten durch den Datenträger (1) magnetisch leitend
verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Löcher (2) des Datenträgers
(1) und/oder der gesamte Datenträger (1) mit einem
Material geringer magnetischer Permeabilität, insbe
sondere mit Kunststoff, vergossen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Lesekopf und dem Datenträger
Führungsmittel (3, 4) zugeordnet sind, die den Lese
kopf in der Leseposition in einer bestimmten Stellung
relativ zum Datenträger (1) festlegen.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungsmittel vom schräg nach
außen abfallenden, umlaufenden Rand (3) des Datenträ
gers (1) und einem über die Sensorfläche vorstehenden
Rahmen (4) des Lesekopfes gebildet werden, wobei der
Rand (3) und der Rahmen (4) in der Leseposition durch
die Abschrägung zentriert aufeinander aufliegen.
Priority Applications (2)
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DE19904003212 DE4003212A1 (de) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Einrichtung zur identifikation von stueckguetern |
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