DE69905885T2 - Sensor, verfahren und system zur ferndetektierung von objekten - Google Patents
Sensor, verfahren und system zur ferndetektierung von objektenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein System und einen Sensor gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 15 und 6.
- Viele Anwendungen erfordern eine zuverlässige und berührungslose Detektion des Vorhandenseins, der Identität oder Position von Objekten in einem Detektionsgebiet. Übliche Beispiele sind zum Beispiel Preisauszeichnung von Verkaufsartikeln, Identifikation von Komponenten in Fertigungsstraßen, Identifikation von Materialtyp bei Recyclinganlagen oder elektronische Warenüberwachung in z. B. Geschäften.
- Für einige Anwendungen reicht es aus, das Vorhandensein des Objekts oder Artikels zu delektieren. Ein Beispiel stellt ein einfaches elektronisches Warenüberwachungssystem dar, das zur Ausgabe eines Alarmsignals gestaltet ist, wenn eine geschützte Ware in ein Detektionsgebiet transportiert wird. Eine derartige einfache Anwendung verwendet ein einzelnes Sensorelement in Form eines dünnen Metallstreifens oder Drahtes mit magnetischen Eigenschaften. Das Sensorelement kann mittels bogenförmig gestalteter magnetischer Generatoren/Detektoren magnetisch delektiert werden, die das Sensorelement einem magnetischen Wechselfeld aussetzen, das eine physikalische Eigenschaft des Sensorelements beeinflußt. Es wird häufig von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß das magnetische Wechselfeld ein periodisches Umschalten des magnetischen Dipolmoments des Sensorelements verursacht, was als Barkhausen-Sprünge bekannt ist. Sensoren dieser Art sind zum Beispiel in der US-A-5 496 611, EP-A-0 710 923 und EP-A-0 716 393, offenbart.
- Eine andere Einzelelementsensortechnologie ist in der WO 97/29463 und WO 97/29464 beschrieben, worin jeder Sensor ein drahtförmig gestaltetes Element aus amorpher oder nanokristalliner Metallegierung umfaßt. Eine wichtige Besonderheit der amorphen oder nanokristallinen Metallegierung besteht darin, daß deren Permeabilität durch ein sich änderndes magnetisches Modulationsfeld gesteuert werden kann. Durch einen als Riesen- Magnetowiderstand bekannten physikalischen Effekt wird die Amplitude eines elektromagnetischen Antwortsignals vom Sensor vom magnetischen Modulationsfeld moduliert, wenn der Sensor von einem elektromagnetischen Abfragesignal angeregt wird. Die Amplitudenmodulation in dem Antwortsignal wird delektiert und zur Bestimmung des Vorhandenseins des Sensors in dem Detektionsgebiet verwendet.
- Keine der oben beschriebenen Anwendungen zur elektronischen Warenüberwachung liefert eine ferndetektierbare Identität für jeden Sensor. Für höhere Anwendungen ist jedoch notwendig, besagte Identitätsinformation bereitzustellen, die z. B. eine Artikelnummer, Seriennummer, Materialcode etc. für das jeweilige Objekt wiedergibt, an dem jeder Sensor angebracht ist. Derartige Sensoren beziehungsweise Markierungen sind in der WO 88/01427 beschrieben, worin jeder Sensor beziehungsweise jede Markierung mit einer Anzahl von magnetostriktiven Streifen oder Bändern versehen ist, die aus einem amorphen ferromagnetischen Material hergestellt und in vorab festgelegten Winkelbeziehungen oder in vorab festgelegten Entfernungen voneinander angeordnet sind. Die Identität eines derartigen Sensors wird durch die vorab festgelegten Beziehungen sowie den jeweiligen Typ von individuellen Sensorelementen repräsentiert. Die Sensorelemente sind durch magnetische Energie zur mechanischen Resonanz anregbar. Die von den in Resonanz befindlichen Sensorelementen erzeugten magnetischen Signale werden magnetisch oder induktiv delektiert.
- Ein ähnliches System ist in der WO 93/14478 beschrieben, worin die Sensoren beziehungsweise Markierungen mit einem oder mehr als einem elektrischen Schwingkreis versehen sind, von denen jeder mit einem jeweiligen magnetischen Sensorelement induktiv gekoppelt ist. Jeder elektrische Schwingkreis wird zum elektrischen Oszillieren angeregt und die Resonanzfrequenz davon ist, über die Permeabilität des magnetischen Elements, von einem externen Magnetfeld steuerbar, worin eine simultane Detektion von mehreren identischen Sensoren möglich ist.
- Zusammengefaßt sind Sensoren zur Ferndetektierung von Objekten entweder von einem Einzelelementtyp, was lediglich gestattet, das Vorhandensein jedes Sensors zu detektieren, oder von einem Mehrfachelementtyp, was gestattet, auch die Identität jedes Sensors zu detektieren. Einzelelementsensoren sind leichter zu gestalten und zu erzeugen und weisen somit niedrigere Stückkosten auf. Andererseits erfordern Mehrfachelementsensoren einen Stützträger (insbesondere für mechanisch in Resonanz tretende Sensorelemente) und/oder kapazitive und induktive Komponenten (für die Versionen mit elektrischem Schwingkreis). Selbstverständlich bringt dies höhere Kosten pro Stück mit sich. Da die oben beschriebenen Mehrfachelementsensoren hauptsächlich durch eine magnetische oder induktive Verbindung arbeiten, ist zusätzlich der Arbeitsabstand des Detektionssystems recht begrenzt.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Sensor zur Ferndetektierung von Objekten bereitzustellen, der die Identität des Sensors oder des Objekts, an dem der Sensor angebracht ist, bei wesentlich geringeren Kosten als die Sensoren im Stand der Technik repräsentieren kann. Eine Nebenaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Sensor bereitzustellen, dessen Arbeitsabstand weit besser als derjenige der oben beschriebenen Mehrfachelementsensoren im Stand der Technik ist.
- Die Aufgaben werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
- Außerdem werden die Aufgaben durch einen Sensor und ein System jeweils nach Anspruch 6 und Anspruch 15 gelöst.
- Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den Zeichnungen sowie den beigefügten Patentansprüchen.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
- Fig. 1 ein System zur Femdetektierung von Objekten darstellt, in dem das Verfahren und der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
- Fig. 2 ein Diagramm ist, das einen Frequenzverschiebungseffekt darstellt, der in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und
- Fig. 3 und 4 Vektordiagramme sind, die das Detektionsprinzip gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
- Fig. 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines Systems zur Ferndetektierung von Objekten dar, in dem ein Sensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Eine Sendeantenne 11 und eine Empfangsantenne 12 sind in einem Detektionsgebiet 10 angeordnet. Die Sendeantenne 11 ist funktionsmäßig mit einer Endstufe 13 verbunden, die wiederum mit einer Steuereinrichtung 14 verbunden ist. Die Endstufe umfaßt zahlreiche kommerziell erhältliche Steuer- und Verstärkerschaltkreise und Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Wechselstroms mit Hochfrequenz fHF, wobei der Strom durch die Sendeantenne 11 hin- und herfließt, wenn er dorthin gespeist wird, wobei ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld um die Sendeantenne erzeugt wird. Dieses elektromagnetische Feld wird, wie dies unten ausführlicher beschrieben wird, zum Anregen eines in dem Detektionsgebiet 10 vorhandenen Sensors verwendet, so daß der Sensor, bei Empfang von elektromagnetischer Energie von der Sendeantenne 11, ein elektromagnetisches Antwortsignal senden wird, das von der Empfangsantenne 12 empfangen wird.
- Die Empfangsantenne 12 ist funktionsmäßig mit einer Eingangsstufe 15 verbunden, die herkömmliche Mittel mit Verstärkungs- und Signalverarbeitungsfunktionen, wie zum Beispiel Bandpaßfilter- und Verstärkerschaltkreise, umfaßt. Die Eingangsstufe 15 umfaßt auch Mittel zum Demodulieren des elektromagnetischen Antwortsignals und Liefern desselben an die Steuereinrichtung 14.
- Die Sendeantenne 11 sowie die Empfangsantenne 12 erfüllen somit den Zweck, in einer bekannten Weise, zwischen einem elektrischen Signal mit Hochfrequenz und einem elektromagnetischen Signal umzuwandeln. Vorzugsweise sind die Antennen spiralförmig ausgebildete Antennen mit rotierender Polarisation (zur optimalen Abdeckung in allen Richtungen) oder alternativ herkömmliche endgespeiste oder mittig gespeiste Halbwellen- Peitschenantennen, wobei aber andere bekannte Antennentypen gleichermaßen möglich sind.
- Das Detektionsgebiet 10 ist zusätzlich mit einem Mittel 16 zum Erzeugen eines ersten Magnetfeldes Hmod versehen. Das Mittel 16 ist über eine Steuerstufe 17 mit der Steuereinrichtung 14 verbunden. Die Steuerstufe 17 umfaßt ein Mittel zum Erzeugen eines modulierenden Stromes, der dem Mittel 16 zugeführt wird, wobei ein magnetisches Modulationsfeld Hmod in wesentlichen Bereichen des Detektionsgebietes erzeugt wird. Das magnetische Modulationsfeld Hmod weist vorzugsweise eine Frequenz von ungefähr 500-800 Hz auf, und die elektromagnetischen Anregungs- und Antwortsignale weisen vorzugsweise eine Frequenz innerhalb des GHz-Bandes, wie zum Beispiel 1,3 GHz oder 2,45 GHz, auf.
- Ein Objekt 20, das in Fig. 1 in Form einer kastenförmigen Verpackung schematisch dargestellt ist, ist mit einem Sensor gemäß der Erfindung versehen, der mindestens zwei magnetische Sensorelemente umfaßt, die in einer Wechselbeziehung angeordnet sind und die Identität des Sensors oder des Objekts 20, an dem der Sensor angebracht ist, repräsentieren. Die Sensorelemente sind elektromagnetisch detektierbar und umfassen ein magnetisches Material, dessen Permeabilität durch ein Magnetfeld steuerbar ist und dessen Hochfrequenzimpedanz von besagter Permeabilität abhängt.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material der Sensorelemente im wesentlichen identisch mit denjenigen, die in den oben erwähnten WO 97/29463 und WO 97/29464 beschrieben sind, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme vollständig aufgenommen sind. Mit anderen Worten sind die Sensorelemente in der bevorzugten Ausführungsform aus einer kobaltreichen amorphen Metallegierung, wie zum Beispiel (Fe0,06Co0,94)72,5Si12,5B&sub1;&sub5;, hergestellt. Die Sensorelemente der bevorzugten Ausführungsform sind als Metalldrähte mit einer Länge von ungefähr 5-100 mm und einem typischen quer verlaufenden Durchmesser von zwischen 7 und 55 um ausgebildet. Außerdem sind die Drähte mit einer dünnen Beschichtung aus Glas oder einem anderen dielektrischen Material versehen, deren Dicke vorzugsweise geringer als die Dicke (Durchmesser) des Metalldrahtkerns ist. Ein derartiger Draht wird üblicherweise als ein Mikrodraht bezeichnet und wird durch schnelles Ziehen einer geschmolzenen Metallegierung und eines umgebenden geschmolzenen Glasrohres hergestellt.
- Gemäß anderen Ausführungsformen kann das Material der Sensorelemente nanokristallin statt amorph sein. Außerdem kann die Glasbeschichtung verteilt sein und kann die Dicke (querverlaufender Durchmesser) größer als diejenige für die bevorzugte Ausführungsform sein. Quer verlaufende Durchmesser von zwischen 100 und 200 um, insbesondere um 125 um, haben sich als nützlich erwiesen. Derartige Drähte werden jedoch nicht als Mikrodrähte bezeichnet und auf andere als die oben erwähnte Arten hergestellt, wie dies per se auf dem technischen Gebiet von magnetischen Sensorelementen bekannt ist. Zusammengefaßt kann der Sensor der vorliegenden Erfindung magnetische Sensorelemente von zahlreichen Arten umfassen, wie dies durch den beigefügten unabhängigen Sensoranspruch definiert ist.
- Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die mindestens zwei Sensorelemente unter einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist ein Sensorelement "auf" dem anderen Sensorelement angeordnet. Die Sensorelemente können an einem Träger, wie zum Beispiel einem Klebeetikett, montiert sein oder alternativ direkt an dem damit in Beziehung stehenden Objekt, zum Beispiel durch Kleben, angebracht sein. Eine weitere Alternative besteht in dem Nähen oder Weben der Sensorelemente in oder auf z. B. einen Bekleidungsartikel oder einen anderen Verkaufsartikel. In einem derartigen Fall kann die Identität des Sensors eine Artikelklasse oder einen Artikeltyp repräsentieren. Eine weitere Alternative besteht dann, die Sensorelemente in einem Verpackungsmaterial, wie zum Beispiel Pappe, Papier oder Kunststoffilm, oder in einem Recyclingartikel (z. B. einem Plastikbehälter, einer Glasflasche, einer Verpackung aus Pappe etc.) zu integrieren. In derartigen Fällen kann die Identität des Sensors z. B. einen Materialtyp für jeden Recyclingartikel repräsentieren.
- Die Identität des Sensors (oder seines in Beziehung stehenden Objekts) wird durch den Wert der Winkelabweichung zwischen den Sensorelementen bereitgestellt. Beim Zusammenbau des Sensors werden die Sensorelemente gemäß einer speziellen vorab festgelegten Orientierung angeordnet, die aus einer Gruppe derartiger vorab festgelegter Orientierungen ausgewählt ist.
- Ein zweites Magentfelderzeugungsmittel 18 ist in der Detektionszone 10 zur Erzeugung eines zweiten Magnetfeldes Hbias angeordnet. Dieses zweite Magnetfeld ist amplitudeninvariant und hat einen rotierenden Magnetfeldvektor (d. h., das Magnetfeld weist eine Feldstärke auf, die sich nicht mit der Zeit ändert, sondern in der Richtung ändert).
- Wie vorangehend erwähnt, verursacht der Riesen-Magnetowiderstandseffekt eine Amplitudenmodulation des vom Sensor gesendeten und von der Empfangsantenne 12 empfangenen elektromagnetischen Antwortsignals. Für Hochfrequenzsignale steuert die Eindringtiefe des Draht(Sensorelement)materials die Impedanz des Drahtes. Die Eindringtiefe wird von der magnetischen Permeabilität des Drahtes gesteuert, und die magnetische Permeabilität wird wiederum von dem Betrag des den Sensor in dem Detektionsgebiet 10 umgebenden Magnetfeldes gesteuert. Das magnetische Modulationsfeld Hmod, das von dem Mittel 16 erzeugt wird, weist eine amplitudenvariante ("AC") sowie eine amplitudeninvariante ("DC") Komponente auf. Grundsätzlich wird die Frequenz der Amplitudenmodulation des elektromagnetischen Antwortsignals von der AC-Komponente bestimmt, und die Phase der Modulation wird vom positiven beziehungsweise negativen DC- Pegel bestimmt.
- In Fig. 2 ist die Impedanz des Sensorelements bei hohen Frequenzen als eine Funktion des magnetischen Modulationsfeldes dargestellt. Die vertikale Sinuswelle ganz rechts stellt die normale Situation dar, in der das magnetische Modulationsfeld Hmod eine AC- sowie eine DC- Komponente aufweist. Die AC-Komponente von Hmod weist eine Frequenz fmod auf. Wie durch die horizontale Sinuswelle ganz oben dargestellt, weisen die resultierenden Variationen der Impedanz des Sensorelements dieselbe Frequenz fmod auf. Die Amplitude des vom Sensor gesendeten elektromagnetischen Antwortsignals wird diesen Impedanzvariationen folgen, und somit wird das Antwortsignal von dem sich ändernden magnetischen Modulationsfeld Hmod moduliert werden. Das demodulierte Antwortsignal wird somit ein Signal mit der Frequenz fmod enthalten.
- Wenn das magnetische Modulationsfeld, wie durch die vertikale Sinuswelle ganz links in Fig. 2 dargestellt, keine DC-Komponente (amplitudeninvariante Komponente) aufweist, wird jedoch ein Frequenzverdopplungseffekt in der Amplitudenmodulation des elektromagnetischen Antwortsignals vom Sensorelement auftreten, da der Magnetowiderstandseffekt für das Vorzeichen (d. h. die Richtung des magnetischen Modulationsfeld) unempfindlich ist. Die resultierende Frequenzverdopplung ist durch die horizontale Halbwelle ganz unten dargestellt, die eine Frequenz von 2·fmod aufweist. Demzufolge wird das demodulierte Signal eine Frequenz aufweisen, die doppelt so hoch wie die Frequenz fmod des magnetischen Modulationsfeldes Hmod ist.
- Der oben beschriebene Frequenzverdopplungseffekt liefert ein charakteristisches Signalmerkmal, das gemäß der vorliegenden Erfindung zur Detektierung auch der Identität des Sensors verwendet wird. Normalerweise rührt mindestens ein Teil der amplitudeninvarianten Komponente des magnetischen Modulationsfeldes in dem Detektionsgebiet 10 vom Magnetfeld der Erde und/oder anderen im Detektionsgebiet vorhandenen Quellen mit magnetischem Material her.
- Wie in der Fig. 3 dargestellt, kann durch Hinzufügen des sich rotierenden Magnetfeldvektors des zweiten Magnetfeldes Hbias, das vom zweiten Magnetfelderzeugungsmittel 18 erzeugt wird, die Richtung oder Orientierung jedes Sensorelements bestimmt werden. Eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Detektierung des Sensorelementwinkels besteht darin, daß der Betrag des rotierenden Feldvektors des Magnetfeldes Hbias gleich der oder größer als die amplitudeninvariante Komponente des magnetischen Modulationsfeldes Hmod ist. Zu Beginn ist, bei Fehlen des zweiten Magnetfeldes, jedes Sensorelement einer Projektion der DC-Komponente des ersten Magnetfeldes Hmod entlang einer Längsrichtung des Sensorelements ausgesetzt. Wenn der amplitudeninvariante Feldvektor des zweiten Magnetfeldes Hbias angelegt und gedreht wird, wird jedes Sensorelement auch einer entsprechenden Projektion des angelegten Feldvektors von Hbias ausgesetzt. Durch die Rotation dieses Feldvektors wird die Projektion des zweiten Feldvektors Hbias früher oder später genau den amplitudeninvarianten Feldvektor des ersten Magnetfeldes Hmod ausgleichen, wodurch eine Frequenzverschiebung von 2·fmod (d. h. das Zweifache der Modulationsfrequenz von Hmod) verursacht wird, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Da die kurzzeitige Orientierung des zweiten Magnetfeldvektors Hbias bekannt ist, kann die Orientierung jedes Sensorelements bestimmt werden, wie dies weiter unten erläutert wird.
- Wie in der Fig. 4 dargestellt, wird der resultierende Zustand mit Null DC-Feld unter symmetrischen Winkeln für ein jeweiliges Sensorelement eintreten. Wenn der rotierende DC- Vektor von Hbias größer als der DC-Vektor von Hmod ist, wird das dem Sensorelement auferlegte resultierende DC-Magnetfeld ein erstes Mal unter einem Winkel α&sub1; und zweites Mal unter einem Winkel α&sub2;, wobei bei α&sub1; = α&sub2; ist, auf Null abnehmen. Selbst wenn die Orientierung oder der Betrag des DC-Vektors des ersten Magnetfeldes Hmod unbekannt ist, kann somit die Orientierung des Sensorelements durch Detektierung der Winkel α&sub1; und α&sub2; und danach, aus Gründen der Symmetrie, Festlegung der Orientierung als Mittenwinkel zwischen α&sub1; und α&sub2; berechnet werden. Jedoch in dem Fall, daß der DC-Vektor von Hmod genau denselben Betrag wie der sich drehende DC-Vektor von Hbias aufweist, wird der resultierende Zustand mit Null-DC-Feld nur einmal auftreten, d. h., wenn der DC-Vektor von Hbias parallel zum Sensorelement ist, wobei die Orientierung des Sensorelements sofort erhalten wird.
- Innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung ist es möglich, die Identifizierung in mehreren Schritten durchzuführen, worin der Betrag Hbias zwischen jeder vollständigen Rotation des Feldes geändert wird. Auf diese Weise wird die Identifizierung beider Sensorelemente erleichtert.
- Die vorliegende Erfindung ist oben mittels ein paar beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden. Es sind jedoch von den oben beschriebenen verschiedene Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung, wie sie durch die beigefügten unabhängigen Patentansprüche definiert ist, möglich.
Claims (16)
1. Verfahren zur Ferndetektierung von Objekten, wobei jedes Objekt (20) mit einem Sensor
versehen ist, der mindestens zwei magnetische Elemente aufweist, die in einer die
Identität des Sensors repräsentierenden vorab festgelegten Wechselbeziehung angeordnet
sind, worin elektromagnetische Signale zum Anregen der Sensorelemente und Erzeugen
von elektromagnetischen Antwortsignalen erzeugt werden, wobei die Amplitude des
elektromagnetischen Antwortsignals von jedem Sensorelement von einem ersten
Magnetfeld (Hmod) mit einer amplitudenvarianten (AC) und einer amplitudeninvarianten
(DC) Komponente moduliert wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
Erzeugen eines zweiten Magnetfeldes (Hbias) mit rotierendem Feldvektor; Detektieren
einer Frequenzverschiebung in einer Komponente besagten Antwortsignals, die auftritt,
wenn eine amplitudeninvariante Komponente des zweiten Magnetfeldes die
amplitudeninvariante Komponente besagten ersten Magnetfeldes (Hmod) ausgleicht, wobei
das jeweilige Sensorelement kurzzeitig einem resultierendem Magnetfeld mit im
wesentlichen keiner amplitudeninvarianten Komponente ausgesetzt ist; und Bestimmen
der Orientierung des jeweiligen Sensorelements anhand der Orientierung der
amplitudeninvarianten Komponente besagten zweiten Magnetfeldes, wenn besagte
Frequenzverschiebung auftritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner die Schritte des Demodulierens besagten
elektromagnetischen Antwortsignals und Detektierens besagter Frequenzverschiebung in
dem demodulierten Antwortsignal umfassend.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin besagte Frequenzverschiebung eine
Verschiebung von einer Nennfrequenz besagter Komponente des elektromagnetischen
Antwortsignals zu einer doppelt so hohen Frequenz ist.
4. Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, worin Verkaufsartikel mit einem
jeweiligen Sensor versehen werden und die Identität jedes Sensors eine Artikelklasse bzw.
einen Artikeltyp repräsentiert.
5. Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, worin Recyclingartikel, wie zum
Beispiel Plastikbehälter, Glasflaschen, Verpackungen aus Pappe etc. mit einem jeweiligen
Sensor versehen werden und die Identität jedes Sensors einen Materialtyp für jeden
Recyclingartikel repräsentiert.
6. Sensor zur Ferndetektierung von Objekten, umfassend ein erstes magnetisches
Sensorelement, das zum Senden eines modulierten elektromagnetischen Antwortsignals
als Antwort auf den Empfang eines elektromagnetischen Eingabesignals unter Einwirkung
eines Magnetfeldes (Hmod) gestaltet ist,
worin einer zweites magnetisches Sensorelement zum Senden eines modulierten
elektromagnetischen Antwortsignals als Antwort auf den Empfang eines
elektromagnetischen Eingabesignals unter Einwirkung eines Magnetfeldes (Hmod) gestaltet
ist,
worin besagte erste und zweite magnetische Sensorelemente in einer Wechselbeziehung
angeordnet sind, die aus einer Gruppe von vorab festgelegten Beziehungen ausgewählt ist
und die Identität des Sensors oder eines Objekts (20), an dem der Sensor angebracht ist,
repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes besagter erster und zweiter magnetischer Sensorelemente derart gestaltet ist, daß es
eine Frequenzverschiebung in seinem elektromagnetischen Antwortsignal aufweist, wenn
es kurzzeitig einem Magnetfeld mit im wesentlichen keiner amplitudeninvarianten
Komponente ausgesetzt ist.
7. Sensor nach Anspruch 6, worin besagtes magnetisches Material eine amorphe oder
nanokristalline Metallegierung ist.
8. Sensor nach Anspruch 6 oder 7, worin jedes Sensorelement als ein Draht ausgebildet ist.
9. Sensor nach Anspruch 8, worin der Durchmesser jedes Sensorelements 100-200 um
beträgt.
10. Sensor nach Anspruch 8, worin der Durchmesser jedes Sensorselements 7-55 um beträgt.
11. Sensor nach Anspruch 10, worin jedes Sensorelement mit einer Beschichtung aus
dielektrischem Material, wie zum Beispiel Glas, versehen ist.
12. Sensor nach irgendeinem der Ansprüche 6-11, worin das magnetische Material einen
Riesen-Magnetowiderstandseffekt aufweist, wenn es elektromagnetischer Energie mit
Hochfrequenz und magnetischer Energie mit Niederfrequenz ausgesetzt ist.
13. Sensor nach irgendeinem der Ansprüche 6-12, worin das magnetische Material ein
Mehrheitsverhältnis von Kobalt aufweist.
14. Sensor nach Anspruch 13, worin die Zusammensetzung des magnetischen Materials
(FE0,06CO0,94)72,5Si12,5B&sub1;&sub5; ist.
15. System zur Ferndetektierung von Objekten, wobei jedes Objekt (20) mit einem Sensor
versehen ist, der ein magnetisches Sensorelement aufweist, wobei das System ein
Sendemittel (11, 13) zum Senden von elektromagnetischen Signalen in einer
Detektionszone (10); ein Empfangsmittel (12, 15) zum Empfangen von
elektromagnetischen Antwortsignalen, die von dem Sensor als Antwort auf die
elektromagnetischen Signale von dem Sendemittel erzeugt werden; und ein Mittel (16)
zum Erzeugen eines ersten Magnetfeldes (Hmod) zum Modulieren des elektromagnetischen
Antwortsignals vom Sensor aufweist, gekennzeichnet durch
ein Mittel (18) zum Erzeugen eines zweiten Magnetfeldes (Hbias) mit rotierender
Orientierung in der Detektionszone (10),
ein Mittel zum Detektieren einer Frequenzverschiebung in einer Komponente des
elektromagnetischen Antwortsignals, die von besagtem zweiten Magnetfeld (Hbias)
verursacht ist, und
ein Mittel zum Berechnen der Orientierung besagten zweiten magnetischen
Sensorelements anhand einer kurzzeitigen Orientierung besagten zweiten Magnetfeldes
(Hbias).
16. System nach Anspruch 15, ferner umfassend ein Mittel zum Demodulieren besagten
elektromagnetischen Antwortsignals vor der Detektion besagter Frequenzverschiebung.
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