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QUERVERWEISE AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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nicht
anwendbar
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BEMERKUNGEN BEZÜGLICH FÖDERAL GEFÖRDERTER
FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
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nicht
anwendbar
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft ein elektronisches Warnüberwachungssystem (EAS) und
Marken und Etiketten zur Verwendung darin und insbesondere eine
neue Vormagnetisierungskonfiguration für magnetomechanische und magnetoakustische
EAS-Marken.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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US-Patent
Nr. 4,510,489, das '489
Patent, legt eine EAS-Marke aus einem länglichen Streifen aus magnetostriktivem
ferromagnetischem Material offen, das angrenzend an ein ferromagnetisches
Element angeordnet ist, das, wenn es magnetisiert wird, den Streifen
vormagnetisiert und ihn dazu bringt bei einer vorausgewählten Resonanzfrequenz
mechanisch zu schwingen. Die Marke schwingt, wenn sie einem Abfragefeld
bei einer Frequenz von oder nahe der Resonanzfrequenz der Marke
ausgesetzt wird. Die Antwort der Marke bei der Resonanzfrequenz
der Marke kann von dem EAS-Empfangsgerät erfasst werden, wodurch eine elektronische
Marke zur Verwendung in EAS-Systemen bereitgestellt wird. Hier bezieht
sich der Begriff "Marke" auf Marken, Etikette und
Kennzeichnungen, die in EAS-Systemen
verwendet werden.
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Bezugnehmend
auf 1 ist die Marke
des '489 Patents
aus einem Resonator, einem länglichem duktilem
Streifen aus magnetostriktivem ferromagnetischem Material 18 aufgebaut,
der angrenzend an ein ferromagnetisches Element 44 angeordnet
ist. Element 44 ist ein Hochkoerzivitätsvormagnetisierungsmagnet,
der, wenn er magnetisiert wird, in der Lage ist ein magnetisches
Gleichfeld auf einen Resonator 18 anzulegen, so dass der
Resonator 18 mit einem einzelnen Paar magnetischer Pole
ausgestattet ist, wobei jedes der Pole an gegenüberliegenden Extrema der länglichen
Abmessung des Resonators 18 ist. Der Resonator 18 liegt
innerhalb der hohlen Aussparung oder des Aufnahmeraums 60 des
Gehäuses 62,
wobei der Vormagnetisierungsmagnet 44 parallel angrenzend
zu der Ebene gehalten wird, so dass der Vormagnetisierungsmagnet 44 keine
mechanische Interferenz mit der Vibration des Resonators 18 verursacht.
Da der Resonator 18 frei innerhalb des Aufnahmeraums 60 vibrieren
muss und der Vormagnetisierungsmagnet 44 in einer parallelen
angrenzenden Ebene gehalten wird, weist die Marke eine benötigte Minimaldicke
auf, um die angrenzenden parallelen Ebenen unterzubringen und das
freie Vibrieren des Resonators 18 zu erlauben.
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Auf
Grund der Nähe
des Vormagnetisierungsmagneten 44 und des Resonators 88,
entsteht eine wesentliche magnetische Anziehung zwischen dem Resonator
und dem Vormagnetisierungsmagneten. Die magnetische Anziehung verursacht,
dass der Resonator innerhalb seines Aufnahmeraums in Richtung der
Vormagnetisierungsmagnet, und in einen Vormagnetisierungsfeldbereich,
der sich leicht von dem gewünschten
Vormagnetisierungsfeld unterscheidet, das in der Nähe der Mitte
des Aufnahmeraumes angeordnet ist, gezogen wird. Die magnetische
Anziehung führt
zu einem signifikanten Verlust der Signalamplitude von der mechanischen
Reibung zwischen dem Resonator und einem Aufnahmeraum, und von der
Vormagnetisierungsinstabilität
auf Grund der Position des Resonators. Um das magnetische "Klemmen" oder Dämpfen der
freien Schwingungen des Resonators zu überwinden, kann der Resonator mit
einer Querwindung geglüht
werden, um die magnetische Anziehung zu minimieren. Als Folge des
gewundenen Resonators, muss der Aufnahmeraum der Marke für den Resonator
tiefer gemacht werden, um frei zu vibrieren. Eine noch dickere Marke
resultiert aus dem tieferen Aufnahmeraum, der benötigt wird, um
einen gewundenen Resonator unterzubringen. Das US-Patent Nr. 5,568,125
legt einen Prozess zum Herstellen eines Resonators mit einer Querwindung offen.
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Zur
Zeit gibt es EAS-Markenanwendungen, bei denen flache Marken gewünscht werden.
Eine flache EAS-Marke ist hierin als EAS-Marke mit niedrigerer Minimumdicke
als die, die benötigt,
um einen Vormagnetisierungsmagneten und einen Resonator in parallelen,
aneinander angrenzenden Ebenen unterzubringen, wie in 1 dargestellt. Eine flache Marke
kann einen größeren Flächenbereich
bereitstellen für
das Anbringen von Vermerken und kann biegbarer sein.
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Bezugnehmend
auf 2 und 3, legt das US-Patent Nr.
4,727, 360, das '360
Patent eine flache Marke offen, bei der der Resonator 48 und
der Vormagnetisierungsmagnet 50 in einer Seite zu Seite Beziehung
aufgebaut sind, die durch einen vorausgewählten Abstand "d" getrennt sind, und innerhalb der selben
Ebene angeordnet sind, wie in 3 gezeigt.
Anders als bei dem in dem '989
Patent offengelegten Marke und der oben beschriebenen Marke, ist die
Marke des '360 Patents
eine Frequenzteilungsmarke.
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Die
Frequenzteilungsmarke des '360
Patents weist eine Resonanzfrequenz "f" auf,
die, wenn sie einer Abfragefrequenz von "2f" unterzogen
wird, mit einer harmonischen Unterschwingung der Frequenz "2f" antwortet.
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Bezugnehmend
auf die 4 und 5, legt das US-Patent Nr. 5,414,412,
das '412 Patent,
eine Frequenzteilungsmarke offen, die eine Verbesserung der in dem '360 Patent offengelegten
Marke ist. Die in dem '412
Patent offengelegte Marke enthält
einen dreipoligen Vormagnetisierungsmagneten 54, der angrenzend
an den Resonator 52 und auf der gegenüberliegenden Seite von der
Vormagnetisierungsmagnet 51 angeordnet ist, wobei alle
in der selben Ebene angeordnet sind, um eine verbesserte Frequenzteilungsleistung
zu erreichen.
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Wie
oben diskutiert sind die Marken des '360 und '412 Patents Frequenzteilungsmarken,
die nicht auf die selbe Weise arbeiten wie die in dem '489 Patent offengelegte
Marke. Wenn allerdings bei ähnlicher
Vormagnetisierungsorientierung eine, die an der Seite des Resonators
und in der selben Ebene angeordnet ist, bei einer Marke des in dem '489 Patents offengelegten
Typs verwendet wird, um ein flaches magnetomechanisches Etikett
zu erzeugen, entstehen Probleme. Mit einem einzelnen Vormagnetisierungsmagneten,
der an der Seite des Resonators angeordnet ist, entsteht eine relativ
niedrige magnetische Kopplung und diese benötigt eine erhöhte Minimummenge
an Vormagnetisierungsmaterial, um den Resonator geeignet vorzumagnetisieren.
Magnetisches Klemmen entsteht somit zwischen dem Resonator und der
größeren Vormagnetisierungsmagneten.
Wie oben beschrieben besteht das magnetische Klemmen auf Grund der
magnetischen Anziehung zwischen dem Vormagnetisierungsmagneten und dem
Resonator, das zu einem "Klemmen" oder Dämpfen der
freien Schwingungen des Resonators führt, wodurch die Amplitude
der Resonatorantwort bei seiner vorausgewählten Resonanzfrequenz verringert
wird. Darüber
hinaus führt
ein einzelner Vormagnetisierungsmagnet, der an der Seite des Resonators
angeordnet ist und von geeigneter Größe ist, um den Resonator geeignet
vorzumagnetisieren, zu einem dicken und/oder breitem Vormagnetisierungsmagneten,
der dazu neigt sich selbst zu demagnetisieren. Der Demagnetisierungseffekt
des Vormagnetisierungsmagneten verursacht eine Verschlechterung
der Stabilität
des Etikettes über
die Zeit.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist eine magnetomechanische elektronische
Warenüberwachungsmarke,
die einen magnetostriktiven Resonator aus einem amorphen magnetischen
Material aufweist. Der Resonator ist ausreichend lang und dünn, um eine
Längsachse
aufzuweisen. Ein Paar Vormagnetisierungsmagnete, die ebenso eine
Längsachse
aufweisen, ist an gegenüberliegenden
Seiten und angrenzend an den Resonator angeordnet, um den Resonator
mit einem Magnetfeld einer vorausgewählten Feldstärke vorzumagnetisieren.
Das Paar Vormagnetisierungsmagnete und der Resonator können in der
Länge relativ
gleich sein und sind in einem Gehäuse angeordnet und werden im
Wesentlichen parallel und koplanar zueinander gehalten.
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Die
Vormagnetisierungsmagnete werden entlang ihrer Längen magnetisiert, wobei jeder
einen magnetischen Nordpol und einen magnetischen Südpol aufweist,
die an gegenüberliegenden
Enden jedes Vormagnetisierungsmagneten angeordnet sind. Die Vormagnetisierungsmagneten
sind angrenzend an den Resonator angeordnet, so dass der Nordpol und
der Südpol
jedes Vormagnetisierungsmagneten zueinander angrenzend sind und
angrenzend zu den gegenüberliegenden
Enden des Resonators sind.
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In
einer Ausführungsform
sind die Vormagnetisierungsmagneten ungefähr 6 Tausendstel Zoll dick
bei einer Breite von etwa 3 mm und einer Länge von etwa 3,7 cm mit einem
Abstand zwischen dem Paar Vormagnetisierungsmagnete von ungefähr 1,15 cm.
Der zwischen den Vormagnetisierungsmagneten angeordnete Resonator
ist dann ungefähr
1 Tausendstel Zoll dick bei einer Breite von 6 mm und einer ungefähren Länge von
3,8 cm. Mehrere Resonatoren können
zwischen den Vormagnetisierungsmagneten in einer alternativen Ausführungsform
angeordnet sein.
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In
einer Ausführungsform
ist die vorausgewählte
Vormagnetisierungsmagnetfeldstärke
ungefähr
6,5 Oersted (Oe) und der Resonator ist ausgelegt, um bei einer Frequenz
von ungefähr
58 kHz zu schwingen. Die Vormagnetisierungsmagnete können aus
einem halb harten oder harten magnetischen Material hergestellt
sein.
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Die
Vormagnetisierungsmagnete, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, können in
der Position relativ zu dem Resonator einstellbar sein, was den
Vormagnetisierungsabstand ändert,
um messbare Varianzen bei vorausgewählten magnetischen Eigenschaften
des amorphen magnetischen Materials und der Vormagnetisierungsmagnete
zu kompensieren, und/oder die Resonanzfrequenz der Marke einzustellen.
Das Gehäuse
kann einen ersten Aufnahmeraum, der ausgelegt ist, um den Resonator aufzunehmen,
so dass der Resonator frei schwingen kann, und ein zweiten und einen
dritten Aufnahmeraum an gegenüberliegenden
Seiten des ersten Aufnahmeraums enthalten, um einen der Vormagnetisierungsmagnete
in einer vorausgewählten
Position zu halten. Alternativ kann das Gehäuse einen Aufnahmeraum oder
einen anderen Aufbau aufweisen, so dass der Resonator frei schwingen
kann und die Vormagnetisierungsmagnete werden in einer vorausgewählten Position
gehalten.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
können
die Längen
der Vormagnetisierungsmagnete relativ zu dem Resonator variiert
werden, um messbare Varianzen in vorausgewählten magnetischen Eigenschaften
des amorphen magnetischen Materials und der Vormagnetisierungsmagnete
zu kompensieren, und/oder die Resonanzfrequenz der Marke einzustellen.
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Aufgaben,
Vorteile und Anwendungen der vorliegenden Erfindung werden durch
die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung deutlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZAHLREICHEN ANSICHTEN UND ZEICHNUNGEN
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1 bis 5 zeigen EAS-Marken des Standes der Technik.
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6 ist eine Draufsicht der
relativen Positionen des Resonators und zweier Vormagnetisierungsmagnete
der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine fragmentarische,
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die teilweise ausgeschnitten ist.
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8 ist ein Ausdruck der Resonanzantwort eines
6 mm flachen Resonators.
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9 ist ein Ausdruck der Wirkung
auf das Vormagnetisierungsfeld auf Grund des Vormagnetisierungsabstands.
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10 ist eine perspektivische
Explosionsansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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11 ist ein Ausdruck der
Wirkungen des Biegens auf die vorliegende Erfindung im Vergleich mit
einer Marke des Standes der Technik.
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12 ist eine Seitenansicht
der Referenz, die für
einen Biegetest verwendet wird, der auf die vorliegende Erfindung
und ein Etikett des Standes der Technik durchgeführt wird.
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13 ist eine schematische
Darstellung des EAS-Systems
gemäß der Erfindung.
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14 ist ein Flussdiagramm
zum Zusammenbau einer Marke, die entsprechend der vorliegenden Erfindung
gemacht wurde.
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15 ist ein schematisches
Diagramm einer Vorrichtung zum Herstellen einer Marke gemäß dem Verfahren
von 14.
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16 ist eine Teildraufsicht
des kontinuierlichen Markengehäusematerials,
das in der Vorrichtung von 15 verwendet
wird.
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17 ist eine Seitenansicht
von 16.
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18 ist eine Seitenansicht
der Abdeckung für
das Markengehäusematerial
von 17.
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19 ist ein Ausdruck der
Wirkung auf das Vormagnetisierungsfeld auf Grund der Vormagnetisierungslänge.
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20 ist ein Flussdiagramm
zum Zusammenbau einer alternativen Ausführungsform einer entsprechend
der vorliegenden Erfindung gemachten Marke.
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21 ist ein schematisches
Diagramm einer Vorrichtung zum Herstellen einer Marke gemäß dem Verfahren
von 20.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezugnehmend
auf 6 wird ein Resonator 2,
der aus magnetostriktivem ferromagnetischem Material hergestellt
ist, als zwischen zwei ferromagnetischen Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6 angeordnet,
dargestellt. Magnetische Nord- und Südpole, die an den Enden der
Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 angeordnet sind,
werden aneinan der angrenzend gehalten, ein magnetisches Gleichfeld
bildend, in dem Linien des Magnetflusses 8, wie dargestellt,
im Wesentlichen längs
durch den Resonator 2 fließen. Da es einen Vormagnetisierungsmagneten (4 und 6)
auf jeder Seite des Resonators 2 gibt, ist die magnetische
Anziehung zwischen dem Resonator 2 und jedem der Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 ausgeglichen,
wodurch magnetisches Klemmen verringert wird und was zu höheren Resonanzausgabepegeln
führt.
Die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 werden als
im Wesentlichen gleich lang mit dem Resonator 2 dargestellt.
Allerdings können
die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 in der Länge relativ
zu dem Resonator variieren, so lange die Linien des Magnetflusses 8 im
Wesentlichen längs
durch den Resonator 2 fließen. Die Längen der Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 sind
relativ gleich zu der Länge
des Resonators 2.
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Bezugnehmend
auf 7 wird eine Ausführungsform
für eine
EAS-Marke 10, die entsprechend der vorliegenden Erfindung
hergestellt wird, dargestellt. Der Aufnahmeraum 12 ist
so ausgelegt, dass er freies Schwingen des Resonators 2 zulässt. Der
Resonator 2 ist flach ohne dass eine Windung in den Resonatoren,
wie in Marken des Standes der Technik, benötigt wird, und somit kann der
Aufnahmeraum 12 mit flacherer Tiefe ausgebildet sein und
noch immer freie Schwingung des Resonators 2 zulassen. Der
Aufnahmeraum 12 kann eine Höhe von weniger als ungefähr 10 Tausendstel
Zoll aufweisen und noch immer die freie Bewegung eines oder mehrerer
1 Tausendstel Zoll dicker Resonatoren 2 zulassen. Die Aufnahmeräume 14 und 16 sind
so ausgelegt, dass sie etwas Einstellung beim Abstand der Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 jeweils
in Bezug auf den Resonator 2 zulassen. Der magnetische
Effekt der seitlichen Einstellungen der Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 wird
vollständig
nachstehend beschrieben. Einmal in den Aufnahmeräumen 14 und 16 positioniert,
werden die Vormagne tisierungsmagnete 4 und 6 jeweils
an einer Position durch bekannte Verfahren, wie zum Beispiel Kleben,
Heißsiegeln,
mechanische Abstandhalter und Ähnlichem
befestigt. Der Resonator 2 und die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 werden
parallel und im Wesentlichen in der selben Ebene zueinander gehalten,
um eine relativ flache dünne
Marke herzustellen. Die Außenfläche der
Abdeckungen 13 und 11 kann verwendet werden, um
einen Klebstoff aufzubringen oder anzukleben oder Kennzeichen einzudrucken,
wie zum Beispiel Barcodes, dekorative oder geheimhaltende Muster oder
andere Anwendungen zur Verwendung auf einer flachen Fläche. Die
Materialien, die verwendet werden, um eine EAS-Marke 10 zu
bilden, die einen Resonator 2 und Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 beinhaltet,
sind herkömmliche
Materialien, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Alternative
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend dargestellt.
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Bezugnehmend
auf 8, wird das Verhalten
eines quergeglühten
Beispielresonators 2 dargestellt, wobei der Resonator ausgelegt
ist, um bei ungefähr
58 kHz in einem 6,5 Oe magnetischen Gleichfeld zu schwingen. Der
Resonator 2 ist ungefähr
6 mm breit, ungefähr
1 Tausendstel Zoll dick und ungefähr 3,7 cm lang. Die Resonanzfrequenz 19 und
die Resonanzsignalamplitude 20 sind beide von der Größe des magnetischen
Vormagnetisierungsgleichfelds Hdc (Oe) abhängig. Die Signalamplitude (A1)
wird mit der Einheit Nanoweber (nWb) gemessen, bei einer Millisekunde
nach einem übertragenen
Burst von 1,6 Millisekunden Wechselfelderregung bei der Resonanzfrequenz.
Bei einem Nullgleichmagnetfeld gibt es sehr wenig Schwingungsausgaben
mit einer Resonanzfrequenz nahe 60,1 kHz. Wenn das Gleichmagnetfeld
zunimmt, nimmt die Ausgabe des Resonators zu, während seine Resonanzfrequenz
abnimmt. Die Signalausgabe (20) hat ein Maximum von ungefähr 6,5 Oe,
wobei sie mit ungefähr
58 kHz schwingt (19). Dies ist ein gewünschter Vormagnetisierungspunkt
von ungefähr
6,5 Oe, der die maximale Ausgabe erzeugen wird. Die Erfindung ist
nicht auf dieses ausgewählte
Beispiel mit einer Resonanzfrequenz von 58 kHz und einem Vormagnetisierungsfeld
von 6,5 Oe beschränkt.
Alternative Ausführungsformen,
die sich von diesem Beispiel in der Frequenz, der Vormagnetisierungsfeldstärke, den
Abmessungen unterscheiden, sind hierin mit erfasst.
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In
einer tatsächlichen
Markenumgebung, werden zwei Streifen harten oder halbharten magnetischen
Materials für
die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 verwendet,
um das benötigte
Gleichmagnetfeld für
die obige Leistung bereitzustellen. Ein Hartmagnetmaterial mit einer
Koerzitivität
(Hc) die 3500 kOe überschreitet,
wird derzeitig für
wiederverwendbare Hartkennzeichenanwendungen verwendet. Wohingegen
halbhartes magnetisches Material (Hc < 30 Oe) derzeitig bei Etikettenanwendungen verwendet
werden, wo die Aktivierung und die Deaktivierung von Nöten ist.
In einer Ausführungsform sind
zwei Vormagnetisierungsstreifen 4 und 6 jeweils 6
Tausendstel Zoll dick mit Abmessungen von ungefähr 3 mm Breite bei ungefähr 3,7 cm
Länge mit
einem Abstand von ungefähr
1,15 cm. Die Länge
der Vormagnetisierungsstreifen 4 und 6 kann in
dem Bereich von ungefähr
3 cm bis 4 cm oder sogar länger mit
der bevorzugten Länge
von 3,7 cm für
die Verwendung mit einem Resonator 2 von ungefähr 3,7 cm Länge sein.
Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, wenn
alternative Abmessungen erwogen werden. Die Vormagnetisierungsstreifen 4 und 6 werden
entlang ihrer Länge
magnetisiert, um Südpole
an einem Ende und Nordpole an dem anderen Ende zu erzeugen, wie
oben beschrieben. Die zwei Vormagnetisierungsstreifen 4 und 6 erzeugen
eine im Wesentlichen längliche
Magnetfeldkomponente durch den Resonator 2, wie durch den
Magnetfluss 8 in 6 gezeigt.
Die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 sind auf
beiden Seiten des mag netischen Resonators 2, die magnetische
Anziehungskraft zu dem Resonator 2 ausgleichend, was magnetisches
Klemmen des Resonators 2 verhindert. Das Vormagnetisierungsfeld
ist für
jede der Positionen des Resonators 2 zwischen den Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6 stabil,
so dass Vormagnetisierungsfeldinstabilität oder Positionsansprechempfindlichkeit
des Resonators 2 nicht länger ein Problem ist. Die Verwendung
von zwei Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6 anstatt
von einem Vormagnetisierungsmagneten verringert die Vormagnetisierungsinstabilität auf Grund des
höheren
Demagnetisierungseffektes eines großen einzelnen Vormagnetisierungsmagneten,
der erforderlich ist, um das selbe Niveau des Vormagnetisierungsfeldes
zu erzeugen, das von den Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6 erzeugt
wird. Demzufolge ist die Amplitude einer Marke, die entsprechend der
Erfindung gemacht wird, mit einer Marke mit einem einheitlichen
Vormagnetisierungsfeld vergleichbar, das durch eine Magnetspule
erzeugt werden kann.
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Bezugnehmend
auf 9 ist der Betrag
der magnetischen Kopplung zwischen dem Resonator 2 und
dem Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6 von dem
Abstand zwischen dem Vormagnetisierungsmagneten und dem Resonator
abhängig.
Daher ist es möglich
die Materialvariabilität
durch Steuern der Positionierung der Vormagnetisierungsstreifen 4 und 6 relativ
zu dem Resonator 2 zu kompensieren. Die Materialvariabilität kann die
Stärke
des magnetischen Feldes beeinflussen, die durch das Material der
Vormagnetisierungsmagnete und die effektive Resonanzfrequenz des
Materials des Resonators erzeugt wird. Das effektive magnetische
Feld in der Marke ändert
sich mit dem Vormagnetisierungsabstand bei einer Rate von ungefähr 0,55
Oe für
jeden Millimeter Vergrößerung des
Abstands. Das sind ungefähr
10% der Änderung
der Vormagnetisierungsflussvariation. Wie in 9 gezeigt, verringert sich das effektive
Vormagnetisierungsfeld für
dieses Beispiel von unge fähr
9 Oe auf ungefähr
6 Oe, wenn sich der Abstand von 7 mm auf 14 mm vergrößert. Demzufolge
ist es möglich
den Vormagnetisierungsabstand fein einzustellen, um Gesamtmaterial
und Verarbeitungsvariabilität
zu kompensieren, um eine konsistente Herstellungsqualität und Leistung
für eine
fertiggestellte Marke mit vorausgewählten Leistungsanforderungen
zu schaffen und/oder, um die Resonanzfrequenz der Marke fein einzustellen.
Wieder bezugnehmend auf 7,
werden Aufnahmeräume 14 und 16 ausgelegt,
um es den Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6 jeweils
zu ermöglichen, sich
seitlich in Relation zu dem Resonator 2 zu bewegen, um
die in 9 gezeigte Abstandsvariation
zu erzeugen. Wie oben dargelegt, werden die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6,
wenn sie einmal positioniert sind, durch ein geeignetes Verfahren
an einer Stelle befestigt.
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Bezugnehmend
auf 10 wird eine alternative
Ausführungsform
einer EAS-Marke 21 dargestellt. Ein einzelner Aufnahmerahmen 22 ist
bereitgestellt, um den Resonator 2 aufzunehmen. Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 sind
parallel und angrenzend zu dem Resonator 2 in Bereichen 24 und 26 platziert.
Abdeckungen 27 und 28 sind über und unter der Marke 21 positioniert
und an die Schicht 29 auf bekannte Weise, wie zum Beispiel
durch Kleben, heiß Versiegeln
und Ähnlichem,
angeheftet. Die Materialien der Abdeckung 27 und 28 und
der Schichten 22 sind herkömmlich, wie sie im Stand der
Technik bekannt sind. Der Aufnahmeraum 22 ist durch Anheften
der Schicht 29 und der Abdeckung 28 ausgebildet,
und die Bereiche 24 und 26 sind durch Anheften der
Abdeckung 24 an die Schicht 29 ausgebildet. Der Aufnahmeraum 22 ist
ausgelegt, um zu ermöglichen, dass
der Resonator 2 frei schwingen kann, wohingegen die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 befestigt
sind, wenn sie einmal geeignet positioniert sind. Die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 können mittels
Kleben, heiß Versiegeln
und anderen geeigneten Methoden befestigt werden. Die Außenfläche der
Abdeckungen 27 und 28 kann verwendet werden, um Klebstoff
aufzutragen oder Kennzeichnungen anzukleben oder aufzudrucken, wie
zum Beispiel Barcodes, dekorative Muster oder Geheimhaltungsmuster
oder andere Anwendungen zur Verwendung auf einer flachen Fläche.
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Da
eine gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellte Marke dünn
und flach ist auf Grund des Seite zu Seite Resonators 2 und
des Vormagnetisierungsmagneteaufbaus (4 und 6),
wurde geglaubt, dass dies geeigneter zum Biegen ist als magnetomechanische
EAS-Marken des Standes der Technik. Biegetests wurden bei Marken,
die entsprechend der vorliegenden Erfindung gemacht wurden und bei
einer Marke des Standes der Technik mit einem Querwindungsresonator
durchgeführt
zum direkten Vergleich der Auswirkungen des Biegens.
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Bezugnehmend
auf 11 sind die Ergebnisse
der Biegetests für
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einem Etikett des Standes
der Technik dargestellt, das einen Resonator mit einer Querwindung,
wie in dem '125
Patent gezeigt, aufweist. Bezugnehmend auf 12 wurde die Testmarke 30 in
die (+) oder (–)
Längsrichtung 31 gebogen,
während
die Halteenden 32 und 34 in einer horizontalen
Referenzebene 33 befestigt sind, wobei das Biegen in Tausendstel
Zoll die vertikale Durchbiegung der Mitte 35 von der horizontalen
Referenz 33 darstellt. Eine 6 mm breite Stand der Technik
Windungsresonatormarke wurde mit einer Biegung in die (+)-Richtung 36 und
eine Biegung in die (–)-Richtung 37 getestet.
Drei Proben der flachen Marke, die entsprechend der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurden, wurden getestet 38, 39 und 40.
Wegen der Symmetrie der flachen Marke erzielt das Biegen in die
(+)- und (–)-Richtung
das selbe Ergebnis und somit wurde nur eine Biegungsmessung für jede Probe 38, 39 und 40 aufgezeichnet.
Wie dargestellt, verringert sich die Ausgabe A1, wie sie vorstehend
definiert wurde, der Windungsresonatormarke mit dem Biegen in entweder
die (+)- oder (–)-Richtung 36 und 37 rasch,
wenn die Biegung 15 Tausendstel Zoll überschreitet. Im Gegensatz
dazu hat keine der flachen Seite zu Seite Marken 38, 39 und 40 eine
A1-Verschlechterung bis über
ungefähr
30 Tausendstel Zoll Biegung erfahren. Die Rate der A1-Verschlechterung ist
ebenso gradueller in den flachen Marken, selbst bei einer Biegung
von bis zu 50 Tausendstel Zoll. Bei Anwendungen, die Markenbiegung
benötigen,
oder bei denen zufälliges
Biegen auftritt, werden die flachen Marken der vorliegenden Erfindung
bessere Leistung zeigen als die Marken des Standes der Technik.
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13 zeigt schematisch ein
EAS-System, das die erfinderische Marke 71 verwendet, welche eine
EAS-Marke ist, die entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt
wird, und enthält
eine Abfragespule 70, eine Empfangsspule 72, einen
Erregerkreis 74, eine Steuerschaltung 75, eine
Empfängerschaltung 76 und
einen Indikator 78. Beim Betrieb erzeugt die Erregerschaltung 74,
die von der Steuerschaltung 75 gesteuert wird, ein Abfragesignal
und treibt die Abfragespule 70 an, das Abfragesignal innerhalb
einer Abfragezone auszustrahlen, die zwischen der Abfragespule 70 und
der Empfangsspule 72 angeordnet ist. Die Empfängerschaltung 76 empfängt über die
Empfängerspule 72 Signale,
die in der Abfragezone vorhanden sind. Die Empfängerschaltung 76 leitet
die empfangenen Signale und stellt die abhängigen Signale der Steuerschaltung 75 bereit. Die
Steuerschaltung 75 bestimmt durch die abhängigen Signale,
ob eine aktive Marke 71 in der Abfragezone vorhanden ist.
Wenn eine aktive EAS-Marke 71 in der Abfragezone ist, wird
die Marke 71 auf das Abfragesignal durch Erzeugen eines
Markensignals antworten. Das Marken signal wird über die Empfangsspule 72 und
die Empfängerschaltung 76 empfangen
und durch die Steuerschaltung 75 erfasst, die den Indikator 78 aktivieren
wird, um ein Alarmanzeichen zu erzeugen, das hörbar und/oder visuell ist.
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Bezugnehmend
auf 14 wird ein Verfahren
zum Zusammenbau der Marke, die entsprechend der vorliegenden Erfindung
hergestellt ist, dargestellt. In Schritt 80 wird der Ausgangsmagnetabstand vorausgewählt. Als
Nächstes
wird in Schritt 81 ein Gehäuse bereitgestellt, das mindestens
einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Resonators 2 aufweist,
und wird jede der zwei zusätzlichen
Aufnahmeräume
oder Bereiche enthalten, wie in den 7 und 10 jeweils gezeigt, zum Aufnehmen
von Vormagnetisierungsmagneten 4 und 6. In Schritt 82 wird
ein Resonator 2 in seinen Aufnahmeraum platziert und Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 werden
innerhalb assoziierter Aufnahmeräume
oder Bereiche platziert, wie sie durch das Gehäuse bereitgestellt sind, so
dass sie alle im Wesentlichen in einer parallelen und koplanaren
Beziehung miteinander stehen. In Schritt 83 wird eine Abdeckung über den
Resonator 2 und die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 gegeben.
Eine obere und eine untere Abdeckung kann über das Gehäuse gegeben werden, wie es
bei der besonderen Ausführungsform
notwendig ist. Der Resonator 2 muss in einer Weise gehalten
werden, die freie Schwingung zulässt,
wohingegen die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 an
einer Stelle gesperrt oder befestigt sind, so dass, wenn die Vormagnetisierungsmagnete 4 und 6 magnetisiert
werden, das gewünschte
magnetische Vormagnetisierungsfeld auf dem Resonator 2 gehalten
wird. Als Nächstes
wird in Schritt 84 die Resonanzfrequenz der sich ergebenden
Marke gemessen. Wenn die Resonanzfrequenz der Marke nicht in dem
gewünschten
vorausgewählten
Bereich ist (Schritt 85), wird der Vormagnetisierungsmagnetabstand
bei Schritt 86 einge stellt. Das Einstellen des seitlichen
Vormagnetisierungsmagnetabstands, stellt das Vormagnetisierungsfeld
auf den Resonator und so die Resonanzfrequenz der Marke ein, um
auf eine spezifische Resonanz einzustellen, und die Materialvariabilität zu kompensieren.
Der Prozess kann zurück
zu Schritt 81 wiederholt werden.
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Bezugnehmend
auf 15 wird eine Beispielvorrichtung
zum Herstellen einer Marke gemäß dem in 14 gezeigten Verfahren dargestellt.
Eine lineare Markenmaschine 90 enthält ein Bodenschichtrad 92,
das eine kontinuierliche Rolle mit Markengehäusematerial 91 ist,
die bereitgestellt wurde, um eine Mehrzahl von Markengehäusen mit
einem oder mehreren Aufnahmeräumen
pro Marke bereitzustellen, wie vorstehend beschrieben. Bezugnehmend
auf die 16 und 17 enthält in diesem Beispiel ein Abschnitt
des Markengehäusematerials 91 eine
kontinuierliche Reihe von Resonatoraufnahmeräumen 112 und Vormagnetisierungsmagnetaufnahmeräumen 114 und 116,
wie dargestellt. Bodenschichten 93, die eine Papierabdeckung
sein können,
werden auf das Gehäusematerial 91 vor
dem Aufrollen auf das Bodenschichtrad 92 angeheftet. Wieder
bezugnehmend auf 15 funktioniert
die Linearmarkenmaschine 90 auf kontinuierliche Weise wobei
alle Räder
Material in die Richtung des Pfeils 95 fördern. Das
Resonatorrad 94 ist eine kontinuierliche Rolle mit Resonatormaterial,
die zu dem Resonatorschneider 96 gefördert wird, wo der Resonator 2 geschnitten
wird und in entsprechende Aufnahmeräume 112 fallengelassen
wird. In bestimmten Anwendungen kann mehr als ein Resonator in jeden Resonatoraufnahmeraum
platziert werden. Das Vormagnetisierungsmagnetrad 98 ist
eine kontinuierliche Rolle mit Dualvormagnetisierungsmagnetmaterial,
das positioniert und geschnitten wird durch den Vormagnetisierungsmagnetschneider
und -positionierer 99. Alternativ kann das Vormagnetisierungsmagnetrad 98 zwei
Vormagnetisierungsmagneträder enthal ten,
wobei jedes eine einzelne Rolle mit Vormagnetisierungsmagnetmaterial
enthält,
die jeweils zu dem Vormagnetisierungsmagnetschneider und -positionierer 99 gefördert werden.
Der Vormagnetisierungsmagnetschneider und -positionierer 99 wählt den
seitlichen Vormagnetisierungsmagnetabstand über Steuerungen der Eingabe
von dem Vormagnetisierungsmagnetsteuergerät 100 aus. Das Deckelrad 102 enthält eine
kontinuierliche Rolle mit Abdeckmaterial 105, das dem Heißversiegeler 104 zugeführt wird.
Der Heißversiegeler 104 versiegelt
die Abdeckung 105 auf das Markengehäusematerial 91. Bezugnehmend
auf 18, kann die Abdeckung 105 aus
einer Papierschicht 106 und einer Heißschmelzschicht 107 aus
einem Material hergestellt sein, das in der Lage ist das Gehäusemarkenmaterial 91 heiß zu versiegeln.
Heißversiegelung
ist das bevorzugte Verfahren des Versiegelns, aber alternative Verfahren
zum Aufbringen können
verwendet werden, zum Beispiel Kleben oder Schweißen. Die
Teststation 108 misst die Resonanzfrequenz jeder Marke
und stellt Feedback für
das Vormagnetisierungssteuergerät 100 bereit
zur Eingabe in den Schneider und Positionierer 99 zum Einstellen
des seitlichen Vormagnetisierungsabstands. Das Vormagnetisierungssteuergerät 100 enthält manuelle
Steuerung, die zur Ausgangseinstellung für den Schneider und Positionierer 99 für die Ausgangsoperation
der Markenmaschine 90 verwendet wird, und kann verwendet
werden, um die Eingabe von der Teststation 108 für Spezialmarkenanwendungen
umzuleiten. Der kontinuierliche Lauf der fertiggestellten Markenbaugruppen
wird auf eine fertiggestellte Rolle 110 gerollt. Die einzelnen Marken
können
separat auf einer anderen Maschine geschnitten werden (nicht dargestellt).
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Bezugnehmend
auf 19 sind die Wirkungen
des Vormagnetisierungsfeldes für
Variation der Vormagnetisierungsmagnetlänge dargestellt. Da sich das
Vormagnetisierungsmagnetfeld mit der Länge des Vormagnetisierungsmag neten ändert, verwendet eine
alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Variation der Länge der Vormagnetisierungsmagneten
in analoger Weise zur Einstellung des Vormagnetisierungsabstandes,
wie oben beschrieben. Die Vormagnetisierungslänge relativ zu dem Resonator
ist nur durch das geeignete Vormagnetisieren des Resonators begrenzt.
Geeignetes Vormagnetisieren des Resonators wird auftreten, wenn die
Linien des Magnetflusse 8, gezeigt in 6, im Wesentlichen längs durch die Länge des
Resonators 2 verlaufen.
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Bezugnehmend
auf 20 wird ein Verfahren
des Zusammenbaus einer alternativen Ausführungsform einer Marke, die
entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, dargestellt.
Diese Ausführungsformen
werden den Aktionen, die die gleichen wie die Aktionen in dem in 14 dargestellten Verfahren
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In Schritt 120 werden
die Ausgangsvormagnetisierungsmagnetlänge ausgewählt. Die Schritte 81 bis 85 sind
diejenigen die in der Beschreibung von 14 beschrieben wurden, und diese Beschreibungen
werden nicht hier wiederholt. Wenn die Resonanzfrequenz der Marke
nicht in dem gewünschten
vorausgewählten
Bereich ist (Schritt 85) werden die Vormagnetisierungsmagnetlängen bei
Schritt 121 eingestellt. Das Einstellen der Vormagnetisierungsmagnetlänge stellt
das Vormagnetisierungsfeld auf den Resonator ein und somit auf die Resonanzfrequenz
der Marke, um auf eine spezifische Resonanz einzustellen, und um
die Materialvariabilität
zu kompensieren. Der Prozess kann dann zurück zu Schritt 81 wiederholt
werden.
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Bezugnehmend
auf 21 wird eine Beispielvorrichtung
zum Herstellen einer Marke gemäß den in 20 gezeigten Marke, dargestellt.
Die Linearmarkenmaschine 122 ist nahezu identisch mit der Linearmarkenmaschine 90,
die in 15 dargestellt ist.
Bauteilen der Vorrichtung, wie sie in 21 gezeigt
sind, die identisch mit den Bauteilen sind, die in 15 gezeigt sind, werden mit den selben
Bezugszeichen bezeichnet. Die Beschreibung der Bauteile, die in 21 gezeigt sind, die die
gleichen Bezugszeichen wie die identischen Bauteile haben, die in 15 gezeigt sind, werden
nicht wiederholt. In dieser Ausführungsform
ist der Vormagnetisierungsabstand voreingestellt. Der Vormagnetisierungsmagnetschneider 124 wählt die
Vormagnetisierungsmagnetlängen über eine
Steuerungseingabe von dem Vormagnetisierungsmagnetsteuergerät 126 aus.
Die Teststation 108 misst die Resonanzfrequenz jeder Marke
und stellt eine Rückkopplung
zu dem Vormagnetisierungsmagnetsteuergerät 126 zur Eingabe
in den Vormagnetisierungsmagnetschneider 124 zur Einstellung
der Vormagnetisierungsmagnetlängen bereit.
Das Vormagnetisierungsmagnetsteuergerät 126 enthält eine
manuelle Steuerung, die zur Ausgangseinstellung des Vormagnetisierungsmagnetschneiders 124 zum
Ausgangsbetrieb der Markenmaschine 122 verwendet wird,
und kann verwendet werden, um die Eingabe von der Teststation 108 für Spezialmarkenanwendungen
zu umgehen. Der kontinuierliche Lauf der fertiggestellten Markenbaugruppen
wird auf eine fertiggestellte Rolle 110 gerollt. Die einzelnen
Marken können
separat auf einer anderen Maschine geschnitten werden (nicht dargestellt).
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Es
sollte verstanden werden, dass Variationen und Modifikationen der
vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne sich vom Schutzbereich
der Erfindung zu entfernen. Zum Beispiel können der Vormagnetisierungsabstand
und die Vormagnetisierungslängen
während
des Herstellungsprozesses variabel sein. Es ist auch darauf hinzuweisen,
dass der Schutzbereich der Erfindung nicht als durch die spezifischen
Ausführungsformen, die
hier offengelegt sind, begrenzt anzusehen ist, sondern nur durch die
beiliegenden Ansprüche
begrenzt ist, wenn sie im Lichte der Offenlegung ausgelegt werden.