DE68907125T2

DE68907125T2 - Antidiebstahletiketten und ihre Verwendung.

Info

Publication number: DE68907125T2
Application number: DE89303533T
Authority: DE
Inventors: Michael David Crossfield
Original assignee: Esselte Meto International GmbH
Current assignee: Meto International GmbH
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2009-04-11
Also published as: AU3429789A; DE68907125D1; EP0341828A1; ES2041411T3; EP0341828B1; AU611289B2; JPH02504561A; BR8906807A; US4992776A; WO1989009984A1

Description

Die Erfindung betrifft Diebstahls-Sicherungsanhänger oder -marken. Derartige Anhänger werden an die Handelsware angebracht, um sie in den Verkaufsräumen vor Diebstahl zu schützen. Der Anhänger ist üblich ein magnetisches Medium, das der Verkäufer dann routinemäßig bei der Verkaufsübergabe deaktiviert. Das Deaktivieren verhindert, daß der magnetische Anhänger (und die daran befestigte Ware) beim Passieren des Detektorsystems aufgedeckt wird. Das Detektorsystem besteht üblicherweise aus einem Durchgangsrahmen, der ein magnetisches Wechselprüffeld emitiert. Das Feld ist so konzipiert, daß es mit einem nicht-deaktivierten Anhänger wechselwirken kann. Es löst dann ein Warnsignal aus - wie die meisten herkömmlichen Systeme - sobald es einen nicht deaktivierten Anhänger entdeckt.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen magnetischen Diebstahlssicherungsanhänger, der einen "aktiven" Schaltkreis aufweist. Der Anhänger kann deshalb selbst ein Alarmsignal geben, wenn er das Prüffeld passiert (das beispielsweise von einem Prüfdurchgang emitiert wird) ohne zuvor am Verkaufsort vom Verkäufer desaktiviert worden zu sein. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen schlägt der magnetische Anhänger selbst in Erwiderung auf das Prüffeld Alarm. Der Alarm kommt nicht von dem Prüfdurchgang, den der Konsument beim Verlassen des Verkaufsortes passiert. Der erfindungsgemäße Magnet-Diebstahlsicherungsanhänger wird daher auch als "aktiver Anhänger" bezeichnet.
Die GB-A-2 137 391 offenbart ein Überwachungssystem für tragbare elektronische Artikel, wobei ein Radiofrequenz- Prüffeld den Alarm auslöst. Die US-4,639,716 beschreibt ferner ein Alarmsystem, das Tränengas oder Farbe freisetzt, passiert es eine bestimmte Kombination von Detektionsfelder. Diese beiden Systeme sind jedoch relativ energiefressend, da die Detektorelemente für die Überwachung im System eine kontinuierliche Stromquelle erfordern.
Erfindungsgemäß wird ein Magnet-Diebstahlsicherungsanhänger zur Verfügung gestellt, umfassend ein Gehäuse mit Mitteln zum Detektieren eines äußeren Magnetfeldes; eine Stromquelle; einen Tongenerator; einen von der Stromquelle gespeisten elektrischen Schaltkreis, der so angeordnet ist, daß der Tongenerator in Erwiderung auf ein Detektor-Magnetfeldsignal aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor für das äußere Magnetfeld ein piezoelektrisches Material aufweist, das außenrum mit einer dünnen Schicht magnetostriktorischen Materials umgeben ist.
Der Magnetfeld-Detektor arbeitet vorteilhafterweise durch induktive Koppelung. Hierfür können eine oder mehrere Aufnahmespulen vorgesehen sein.
Eine Form des erfindungsgemäßen Feldsensors umfaßt ein piezoelektrisches Material, auf das ein magnetostriktorisches Material derart abgelagert ist, daß in Gegenwart eines Magnetfeldes das magnetostriktorische Material eine Kompression oder ein Zug auf das piezoelektrische Material ausübt. Das piezoelektrische Material gibt dann ein elektrisches Signal.
Das elektrische Ausgangssignal des piezoelektrischen Materials hängt vom Druck ab, den das magnetostriktorische Material ausübt. Die Abmessungsveränderung des magnetostriktorischen Materials ist hierbei proportional zum umgebenden Magnetfeld, in dem sich das magnetostriktorische Material befindet. Das elektrische Ausgangssignal des piezoelektrischen Materials ist dann daher ein Maß für die Stärke des Magnetfelds.
Das piezoelektrische Material kann leicht mit elektrischen Kontakten versehen werden. Das piezoelektrische Material ist bevorzugt Zylinder- oder scheibenförmig, wobei das magnetostriktorische Material auf dem kreisförmigen Umfang abgelagert ist. Die elektrischen Kontakte sind dann auf den gegenüberliegenden Stirnflächen des Zylinders oder der Scheibe angebracht. Es können aber auch, falls erforderlich, andere Konfigurationen verwendet werden.
Das magnetostriktorische Material braucht nicht vollständig das piezoelektrische Material bedecken bzw. dessen Oberfläche, zu der es in Kontakt steht. Nichtsdestoweniger ist ein das piezoelektrische Material umgebendes Band aus magnetostriktorischem Material bevorzugt.
Das magnetostriktorische Material kann durch jede geeignete Technik auf der Oberfläche oder auf Oberflächenbereiche des piezoelektrischen Materials aufgebracht werden; beispielsweise kann das magnetostriktorische Material durch ein Dampfablagerungsverfahren, beispielsweise durch Sputtering, auf den kreisförmigen Umfang des Zylinders oder der Scheibe aufgebracht werden.
Der elektrische Schaltkreis des erfindungsgemäßen Anhängers ist ein integrierter CMOS-IC geringer Verlustleistung. Der Tongenerator ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Tongeber. Geeignete Vorrichtungen dieses Typs werden von zahlreichen Herstellern (beispielsweise von Murata und Toko of Japan) angeboten, entweder als Einzelteile oder bereits fertig in akustischen Resonanzgehäusen. Sie geben ein starkes Audiosignal, und bei geringer Größe und geringem Gewicht können sie sehr leistungsstark sein. Eine übliche Vorrichtung liefert bei Resonanz auf einen Meter einen Schalldruck von mehr als 80 dBa, wobei die Leistungsaufnahme unter 10 mWatt liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das akustische Resonanzgehäuse für den piezoelektrischen Tongenerator im Anhängergehäuse insgesamt eingeformt. Ist erst der aktive Anhänger aktiviert, so gibt er solange Alarm, bis die Batterie erschöpft ist oder der Anhänger ausgeschaltet wird. Es ist klar zu vermeiden, daß der Ausschalteknopf leicht zugänglich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Schaltkreis im Anhänger so konstruiert, daß er eine besonders modifizierte Form des Prüfsignals erkennt und hierdurch wieder in einen deaktivierten Zustand zurückversetzt wird. Ein einfaches Deaktivierungssignal ist beispielsweise ein Träger mit einer Prüffrequenz, dessen Amplitude in einem festen Signal/Raum-Verhältnis moduliert ist. Es können natürlich auch viele andere Modulationsformen verwendet werden, wobei die komplexe Typen hohe Sicherheit vor unbefugtem Ausschalten durch technisch bewanderte Diebe geben.
Der aktive Anhänger umfaßt vorzugsweise auch eine Einrichtung, die ein entfernbares Anhängen des Anhängers an die Handelsware erlaubt. In einer Ausführungsform kann das Befestigungsmittel mit dem Schaltkreis innerhalb des Anhängers wechselwirken. Bei einem unerlaubten Entfernen des Anhängers vom Handelsartikel wird dann der Tongenerator aktiviert und gibt Alarm. Bei einem authorisierten Entfernen wird der Anhänger in Gegenwart des vorstehend beschriebenen Deaktivierungssignals abgenommen, so daß kein Alarm ausgelöst wird.
Der aktive Anhänger kann auch so konstruiert sein, daß ein Durchstoßen des Anhängerkörpers, ein Zerbrechen des Anhängers oder ein gewaltsames Stoßen elektrische Kontakte herstellt oder brechen läßt, die wiederum einen Alarm auslösen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Darstellung, wie sie auszuführen ist, wird sie nunmehr anhand der anhängenden Zeichnungen beispielhaft dargestellt und beschrieben. Es zeigt:
Fig.1 ein Blockdiagramm eines aktiven Anhängers gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 ein Schaltkreisdiagramm zu Fig. 1;
Fig. 3 eine typische Konstruktion für einen Induktor als Teil des Anhängers; und
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Magnetfeldsensors.
Es wird nunmehr auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen Bezug genommen: Der aktive Anhänger umf aßt einen Magnetfeld-Detektor 1 in Form von drei Aufnahmespulen 1 (nur eine davon ist in den Zeichnungen dargestellt). Das Ausgangssignal der Aufnahmespule 1 wird in einen Schwellen- und Modulations- Detektorschaltkreis 2 gegeben. Hier wird das Ausgangssignal der Aufnahmespulen 1 verstärkt und übersteigt das Signal einen vorgegebenen Schwellenwert, so wird ein überprüftes Ausgangssignal zur Logik-Steuereinheit 3 und zum Alarmgeber 4 gegeben. Bei der Aktivierung stellt dann der Alarmgeber 4 ein Tonsignal, das an den piezoelektrischen Lautsprecher 5 weitergegeben wird.
Für die Praxis ist der Anhänger so konstruiert, daß er an die Handelsware mit Hilfe einer Befestigungsnadel 6 befestigt wird. Diese schließt dann die Kontakte 7, so daß dann ein Anhänger vorliegt. Ferner sind Schalter 8 und 9 vorhanden, die einem Herumfummeln am Anhänger begegnen sollen. Sie aktivieren den Alarmgeber 4, wird der Anhänger beschädigt oder nicht sachgerecht von der geschützten Handelsware entfernt. Der Schalter 8 kann beispielsweise so angebracht sein, daß die Kontakte unterbrochen werden, wird der Anhänger von der Ware abgerissen. Der Schalter 9 ist so angebracht, daß der Versuch, den Anhänger zu zerbrechen, dessen Kontakte schließt. Im Ergebnis wird in jedem Fall der Alarmgeber 4 aktiviert.
Die Stromversorgung innerhalb des aktiven Anhängers erfolgt vorzugsweise durch eine langlebige Miniaturbatterie 10 (siehe Fig. 2). Besonders geeignet sind alkalische oder Lithiumknopfzellen, die Lagerzeiten von zwei Jahren (alkalische Zelle) bzw. fünf Jahren (Lithiumzelle) zulassen. Bei einem geeigneten elektronischen Aufbau geringer Verlustleistung kann eine Zelle mit einer Kapazität von 50 mAh üblich eine nicht-aktivierte Schaltung für einen Zeitraum von über der Lebensdauer der Zelle mit Strom speisen. Im Fall einer Alarmauslösung kann die Zelle für viele Minuten Alarm geben. Der Leistungsaufnahme bei der Alarmsignalgebung läßt sich durch den Einbau einer Schaltung reduzieren, die das Tonsignal zu einem Piepsen werden läßt. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß zwischen der Steuerlogik und dem Alarmgeber ein 2Hz-Oszillator geschaltet wird. Dies verlängert weiter die Alarmdauer.
Die Grundschaltung der Fig. 3 umfaßt Invertoren I&sub1;, I&sub2; und I&sub3;; Kondensatoren C&sub1; - C&sub7;, wobei C&sub1; der Kondensator 11 der Fig. 1 ist; Widerstände R&sub1; - R&sub7;; Dioden D&sub1; - D&sub4;; D-Typ Flip-Flops FF&sub1; und FF&sub2;; den Transistor T&sub1; und den Piezotöner 5. Der 2Hz-Oszillatorschaltkreis umfaßt zusätzlich Invertoren I&sub4; - I&sub6;; den Kondensator C&sub8;; Widerstände R&sub8; - R&sub1;&sub0; und die Diode D&sub5;. Der Strom kommt von einer 3 Volt Lithium-Knopf zelle 10.
In der Praxis ist die Aufnahmespule bzw. sind die Aufnahmespulen 1 so angeordnet, daß sie induktiv mit dem magnetischen Wechselfeld koppeln. Das magnetische Wechselfeld wird beispielsweise von einem Prüftor (nicht gezeigt) erzeugt. Das Tor weist eine Spule oder eine Schlaufe auf (die üblicherweise eine Fläche von mehreren Quadratfuß umschließt), die mit einem Wechselstromgenerator verbunden ist. Der Wechselstrom liegt bevorzugt in einem Frequenzbereich von 1 bis 10 kHz. Die Amplitude des auf diese Weise gebildeten Magnetfeldes nimmt sehr rasch mit der Entfernung von der Spule oder der Schlaufe ab, so daß sich ein gut def inierter Prüfbereich ergibt; das sich ausbreitende elektromagnetischen Signal erzeugt auch keine signifikante Strahlung.
Für die Aufnahmespule sind bestimmte Formen in der Anwendung besonders vorteilhaft. Insbesondere eine Spiralspule, wie sie bei der Herstellung von gedruckten Schaltkreisen zum Einsatz kommt, ist durch Photolithographie und Ätztechnik besonders billig herzustellen. Sie ist auch bequem zum Einbauen. Eine weitere besonders vorteilhafte Konstruktion ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei wird ein Hoch-Wert, Hoch-"Q"-Ferrit-Kerninduktor verwendet, der mit einer geeigneten Stimmkondensator 11 (siehe Fig. 1) bei der Prüffrequenz resoniert. Geeignete Vorrichtungen sind von den Herstellern käuflich erhältlich, bspw. von Toko, Japan. Eine übliche Einheit besitzt eine Induktanz von 1,5 Henry und ein Q von 30 bis 50KHz. Diese Einheiten erreichen eine hohe Induktanz, hauptsächlich, weil das Ferrit-Kernmaterial 122 eine geschlossene Schlaufe um die Spulenwindungen 13 bildet. Die wirksame Permeabilität des Kerns ist daher sehr hoch. In der Theorie besitzt ein geschlossener Magnetkern eine sehr geringe Kupplung an äußere Felder. Es wurde jedoch gefunden, daß ein ungleichmäßiger Querschnitt und bestimmte Kernformen eine erhebliche Außenkupplung bewirken und insbesondere bei Resonanz ein ausnützbar großes Signal über die Wicklung resultiert. So besaß beispielsweise ein bestimmter 1,5 Henry-Induktor mit 5 KHz Resonanz in einem magnetischen 5 KHz-Wechselfeld von 20 Amps/m eine offene Schaltkreisspannung von 2 Volt Peak-zu-Peak.
Um Omni-Direktionalität zu erreichen, sind mindestens drei gegenseitig orthogonal ausgerichtete Spulen erforderlich. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, die Spulen in enger Nachbarschaft anzuordnen und zwar so, daß die Ferritkerne der verschiedenen Induktoren so wechselwirken, daß sie weiter die Uniformität der einzelnen Magnetschaltkreise stören. Auf diese Weise kann die empfangene Signalamplitude weiter verstärkt werden.
Fig. 4 zeigt eine einfache Ausführungsform eines Magnetfeld-Detektors gemäß der Erfindung. Diese Vorrichtung kann in einem Anhänger anstelle der vorstehend beschriebenen Aufnahmespulen verwendet werden. Ein rechter kreisförmiger Zylinder 31 ist aus einem piezoelektrischen Material geformt. Der Zylinder ist am kreisförmigen Umfang von einer dünnen Schicht 32 aus magnetostriktorischem Material umgeben. An dem Material 31 sind elektrische Kontakte 33 und 34 angebracht, so daß das elektrische Ausgangssignal gemessen werden kann. Dieses Signal ist proportional zu der an diesem Ort und zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Magnetfeldstärke.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Diebstahlssicherungssystem zur Verfügung gestellt, umfassend einen aktiven Anhänger, wie vorstehend beschrieben, sowie ein Prüftor, umfassend eine Spule aus elektrisch leitenden Material und einen mit der Spule verbundenen Wechselstromgenerator.

Claims

1. Magnet-Diebstahlssicherungsanhänger, umfassend ein Gehäuse mit Einrichtungen zum Detektieren eines äußeren Magnetfeldes, einer Stromversorgung, eines Tongenerators und eines elektrischen Schaltkreises, der von der Stromversorgung gespeist wird und so konstruiert ist, daß der Tongenerator in Erwiderung auf ein Signal von den Magnetfeld-Detektoreinrichtungen aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Detektieren eines äußeren Magnetfeldes ein piezoelektrisches Material aufweisen, das außenrum von einer dünnen Schicht magnetostriktorischen Materials umgeben ist.

2. Anhänger nach Anspruch 1, wobei der Tongenerator ein piezoelektrischer Tongenerator ist.

3. Anhänger nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Gehäuse ein akustisches Resonanzgehäuse für den Tongenerator vorgesehen ist.

4. Anhänger nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der elektrische Schaltkreis ein integrierter CMOS- Schaltkreis geringer Verlustleistung ist.

5. Anhänger nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, der ferner eine Befestigungsmittel umfaßt, wodurch er an der Handelsware befestigt werden kann; die Befestigungsmittel können ferner den Tongenerator bei einem unbefugten Entfernen des Anhängers aktivieren.

6. Diebstahlsicherungssystem, das einen Anhänger nach einem der vorstehenden Ansprüche sowie ein Prüftor umfaßt, das eine Spule aus elektrisch leitenden Material und eine an die Spule angeschlossenen Wechselstromgenerator aufweist.