DE9101033U1 - Device for identifying piece goods - Google Patents
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Description
Anmelder: Royd LüdtkeApplicant: Royd Lüdtke
Krückenweg 68
4 600 Dortmund 50Krückenweg 68
4 600 Dortmund 50
Einrichtung zur Identifikation von StückgüternDevice for identifying piece goods
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Identifikation von Stückgütern, bestehend aus einem flächenförmigen, an dem Stückgut befestigten Datenträger, dessen Fläche örtlich unterschiedliche magnetische Eigenschaf-0 ten hat, deren besondere Verteilung einen das Stückgut identifizierenden Code bildet, und einem Lesekopf, der in der Leseposition in engem Abstand zur Fläche des Datenträgers angeordnet ist und die örtliche Verteilung der magnetischen Eigenschaften des Datenträgers von 5 einer Seite her berührungslos abtastet und auswertet.The invention relates to a device for identifying piece goods, consisting of a flat data carrier attached to the piece goods, the surface of which has locally different magnetic properties, the special distribution of which forms a code identifying the piece goods, and a reading head which is arranged in the reading position at a close distance from the surface of the data carrier and which scans and evaluates the local distribution of the magnetic properties of the data carrier from one side without contact.
Identifikationssysteme der genannten Art arbeiten gewöhnlich mit an dem Stückgut auf geeigneter Art und Weise befestigten Magnetstreifen, deren örtlich unter-0 schiedliche Magnetisierung vom Lesekopf berühungsslos abgetastet und ausgewertet werden kann. Solche Magnetstreifen oder vergleichbare magnetische Sender sind jedoch empfindlich gegenüber hohen und tiefen Temperaturen bzw. Magnetfeldern. Daneben gibt es nach dem Stande der 5 Technik optisch arbeitende Identifikationssyssteme, die mit einem optisch abtastbaren Balkencode arbeiten. Bei diesen Identifikationssystemen sind die Datenträger empfindlich gegen Verschmutzung, eindringendes Wasser, die Wirkung von Chemikalien etc.. Die bekannten Systeme sindIdentification systems of the type mentioned usually work with magnetic strips attached to the goods in a suitable manner, the locally varying magnetization of which can be scanned and evaluated by the reading head without contact. Such magnetic strips or comparable magnetic transmitters are, however, sensitive to high and low temperatures or magnetic fields. In addition, there are state-of-the-art optical identification systems that work with an optically scannable bar code. In these identification systems, the data carriers are sensitive to dirt, water ingress, the effects of chemicals, etc. The known systems are
deshalb für Anwendungsgebiete, in denen besonders rauhe Betriebsbedingungen herrschen, nicht oder nur teilweise geeignet.therefore not or only partially suitable for applications in which particularly harsh operating conditions prevail.
Nach dem Stande der Technik (EP-A-0008998) sind auch Identifikationssysteme bekannt, die einen mechanisch besonders robusten Datenträger in Form einer gelochten Metallplatte hoher Permeabilität aufweist, deren Löcher magnetisch abgetastet werden. Bei diesem Identifikationssystem muß jedoch die gelochte Metallplatte von beiden Seiten her zugänglich sein, weil den jeweiligen Leseköpfen gegenüberliegend ein Dauermagnet oder ein Elektromagnet angeordnet ist. Der Datenträger ist also nicht von einer Seite her lesbar und kann deshalb nicht ohne weiteres an einem Stückgut befestigt werden.According to the state of the art (EP-A-0008998), identification systems are also known which have a particularly robust mechanical data carrier in the form of a perforated metal plate of high permeability, the holes of which are magnetically scanned. However, with this identification system, the perforated metal plate must be accessible from both sides because a permanent magnet or an electromagnet is arranged opposite the respective reading heads. The data carrier is therefore not readable from one side and therefore cannot be easily attached to a piece of goods.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie mit einem besonders robusten und preiswerten Datenträger 0 auskommt, der für rauhe Betriebsbedingungen geeignet ist, beispielsweise für die Kennzeichnug von Hausmüllbehältern, Sonderabfallcontainern, Hochseecontainern, Bergbauausrüstungen etc.It is the object of the invention to further develop the device of the type mentioned at the outset in such a way that it uses a particularly robust and inexpensive data carrier 0 that is suitable for rough operating conditions for example for the marking of household waste containers, hazardous waste containers, deep-sea containers, mining equipment, etc.
5 Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Einrichtung der eingangs genannten Art vor, daß im Flächenbereich des Datenträgers die magnetische Permeabilität unterschiedlich ist, daß die Teilbereiche unterschiedlicher magnetischer Permeabilität über die 0 Fläche des Datenträgers verteilt angeordnet sind und daß der Lesekopf in seinem dem Datenträger gegenüberliegenden Flächenbereich mindenstens einen Erreger zur Erzeugung eines den Datenträger durchsetzenden magnetischen Feldes und eine Vielzahl magnetischer Sensoren für die 5 Feststellung der magnetischen Permeabilität der ver-5 To solve this problem, the invention proposes, starting from the device of the type mentioned at the beginning, that the magnetic permeability is different in the surface area of the data carrier, that the sub-areas of different magnetic permeability are distributed over the surface of the data carrier and that the reading head in its surface area opposite the data carrier has at least one exciter for generating a magnetic field that penetrates the data carrier and a large number of magnetic sensors for determining the magnetic permeability of the different
schiedenen Teilbereiche der Fläche des Datenträgers aufweist .different parts of the surface of the data carrier.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik den Vorteil, daß der Datenträger selbst in keiner Weise magnetisiert sein muß, so daß er völlig unempfindlich gegenüber Magnetfeldern oder starken Temperaturschwankungen ist. Gegenüber den bekannten Lesesystemen, die mit magnetisch abtastbaren metallischen Lochplatten arbeiten, hat die Einrichtung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß der Datenträger aufgrund der besonderen Anordnung des magnetischen Erregers und der magnetischen Sensoren von einer Seite her lesbar ist und dementsprechend fest an Stückgütern befestigt werden kann. Datenträger mit den im Schutzanspruch aufgeführten Eigenschaften können billig in großer Stückzahl hergestellt werden und sind völlig unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, Magnetfeldern, Verschmutzungen, Erschütterungen, eindringendem Wasser, der Wirkung von Chemikalien etc. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist deshalb inbesondere zur Kennzeichnung von Stückgütern unter besonders rauhen Betriebsbedingungen geeignet.The device according to the invention has the advantage over the generic prior art that the data carrier itself does not have to be magnetized in any way, so that it is completely insensitive to magnetic fields or strong temperature fluctuations. Compared to the known reading systems that work with magnetically scannable metal perforated plates, the device according to the invention has the advantage that the data carrier can be read from one side due to the special arrangement of the magnetic exciter and the magnetic sensors and can therefore be firmly attached to piece goods. Data carriers with the properties listed in the protection claim can be produced cheaply in large quantities and are completely insensitive to temperature fluctuations, magnetic fields, dirt, vibrations, penetrating water, the effects of chemicals, etc. The device according to the invention is therefore particularly suitable for marking piece goods under particularly harsh operating conditions.
5 Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung sieht vor, daß der Lesekopf mindestens eine als Erreger dienende Sendespule und eine Vielzahl von als Sensoren dienenden Detektorspulen aufweist und daß die Kerne der Sende- und Detektorspulen 0 auf der dem Datenträger abgewandten Seite durch eine Platte aus weichmagnetischem Material mit hoher magnetischer Permeabilität und - bei Leseposition des Lesekopfes- auf der dem Datenträger zugewandten Seite unter Belassung eines engen Luftspaltes durch den Datenträger 5 magnetisch leitend verbunden sind, wobei den Detektor-5 A particularly preferred embodiment of the device according to the invention provides that the reading head has at least one transmitting coil serving as an exciter and a multiplicity of detector coils serving as sensors and that the cores of the transmitting and detector coils 0 are connected in a magnetically conductive manner on the side facing away from the data carrier by a plate made of soft magnetic material with high magnetic permeability and - when the reading head is in the reading position - on the side facing the data carrier, leaving a narrow air gap through the data carrier 5, whereby the detector
spulen eine logische Auswerte-Schaltung zugeordnet ist, die die in den einzelnen Detektorspulen induzierten unterschiedlichen Spannungen auswertet. Ein derart ausgebildeter Lesekopf ist sehr einfach im Aufbau und aus diesem Grunde für rauhe Betriebsbedingungen besonders gut geeignet.coils are assigned a logical evaluation circuit, which evaluates the different voltages induced in the individual detector coils. A reading head designed in this way is very simple in construction and is therefore particularly well suited to rough operating conditions.
Der Datenträger besteht zweckmäßig aus einer Bohr- oder Stanzplatte aus metallischem Werkstoff. Solche Bohr- und Stanzplatten sind besonders robust und können mit Hilfe von entsprechend ausgebildeten Bohr- oder Stanzwerken auf einfache Weise codiert werden.The data carrier consists of a drilling or punching plate made of metallic material. Such drilling and punching plates are particularly robust and can be easily coded using appropriately designed drilling or punching machines.
Alternativ können die Datenträger auch aus mindestens zwei Stoffen unterschiedlicher Permeabilität bestehen. 5 Solche Datenträger aus mehreren Stoffen können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß Stoffe unterschiedlicher Permeabilität mit Kunststoff vergossen werden.Alternatively, the data carriers can also consist of at least two materials with different permeabilities. 5 Such data carriers made of several materials can be produced, for example, by encapsulating materials with different permeabilities with plastic.
Der Datenträgercode ist zweckmäßig ein Binärcode, der erfahrungsgemäß besonders sicher gegen Verfälschung ist.The data carrier code is preferably a binary code, which experience has shown to be particularly secure against tampering.
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.In order to ensure that the reading head is always in the correct position when reading the data carrier attached to the item, it is further provided that the reading head and the item are provided with guide means which fix the reading head in a specific position relative to the data carrier in the reading position.
0 Eine bevorzugte Asuführungsform sieht vor, daß die Führungsmittel vom schräg nach außen abfallenden, umlaufenden Rand des Datenträgers und einem über die Sensorfläche vorstehenden umlaufenden Rahmen des Lesekopfes gebildet werden, wobei der Rand und der Rahmen in der Le-5 seposition durch die Abschrägung zentriert aufeinander0 A preferred embodiment provides that the guide means are formed by the circumferential edge of the data carrier, which slopes outwards, and a circumferential frame of the reading head, which projects over the sensor surface, whereby the edge and the frame are centered on one another in the reading position by the bevel.
aufliegen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Sensorfläche durch den vorstehenden Rahmen gut gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist.This design has the advantage that the sensor surface is well protected against mechanical damage by the protruding frame.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. They show:
Fig. 1 Eine Draufsicht auf einen Datenträger, Fig. 1 A top view of a data carrier,
Fig. 2 die dem Datenträger bei der Identifikation zügeFig. 2 the data carrier during identification
kehrte Sensorseite, 15reverse sensor side, 15
Fig. 3. schematisch die den Sensor im Informationsfluß nachgeordnete Auswerteschaltung,Fig. 3. Schematic of the evaluation circuit downstream of the sensor in the information flow,
Fig. 4. eine Standardschnittstelle, 20 Fig. 5. den Datenbus des Auswertungsrechners,Fig. 4. a standard interface, 20 Fig. 5. the data bus of the evaluation computer,
Fig. 6. den Auswertungsrechner,Fig. 6. the evaluation computer,
5 Fig. 7. den schematisierten Feldlinienverlauf in Sensor und Datenträger bei der Identifikation,5 Fig. 7. the schematic field line course in the sensor and data carrier during identification,
Fig. 8. die dem Datenträger bei der Identifikation zügeFig. 8. the data carrier during identification
kehrte Sensorseite, 30 Fig. 9. einen Schnitt durch einen Datenträger,reverse sensor side, 30 Fig. 9. a section through a data carrier,
Fig. 10. eine Vorstanzung zum nachträglichen AusbreFig. 10. a pre-punching for subsequent cutting
chen eines Loches auf dem Datenträger, 35making a hole on the data carrier, 35
Fig. 11. einen runden Datenträger mit Zentrierrand
und Löchern auf den Eckpunkten eines gedachten Dreiecksmusters,Fig. 11. a round data carrier with centering edge
and holes on the corners of an imaginary triangular pattern,
Fig. 12. einen solchen Datenträger mit Löchern in unFig. 12. such a data carrier with holes in and
gleichem Abstand auf konzentrischen Kreisen,equally spaced on concentric circles,
Fig. 13 nachträglich mit einem weichmagnetischen Ma terial hoher Permeabilität verschlossene
Löcher,Fig. 13 subsequently sealed with a soft magnetic material of high permeability
holes,
Fig. 14 einen runden Datenträger mit innenliegendem Zentrierrand,Fig. 14 a round data carrier with an internal centering edge,
Fig. 15 einen eckigen Datenträger mit innenliegendemFig. 15 a square data carrier with internal
Zentrierrand,Centering edge,
Fig. 16 einen Müllbehälter mit an der BehälterwandFig. 16 a garbage container with on the container wall
aufgebrachtem Datenträger,
20applied data carrier,
20
Fig. 17 einen in die Kunststoffwand eines MüllbehälFig. 17 a plastic wall of a garbage container
ters interierten Datenträger.ters integrated data carrier.
Der in Fig. 1 dargestellte Datenträger besteht aus einer Platte 1 aus einem ferromagnetischen Werkstoff. In die Platte 1 sind Löcher 2 eingebohrt oder eingestanzt. Die Anordnung dieser Löcher repräsentiert den binären Code des Datenträgers, wobei der Code redundant gewählt sein sollte. Der Rand 3 des Datenträgers 1 ist abgeschrägt und dient dem Zentrieren von Datenträger 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.The data carrier shown in Fig. 1 consists of a plate 1 made of a ferromagnetic material. Holes 2 are drilled or punched into the plate 1. The arrangement of these holes represents the binary code of the data carrier, whereby the code should be selected redundantly. The edge 3 of the data carrier 1 is bevelled and serves to center the data carrier 1 and sensor in the reading position, as will be explained further below. The holes 2, like the entire data carrier, can be cast with a material of low magnetic permeability, e.g. with a plastic.
Fig. 2 zeigt schematisch die bei der Identifikation dem Datenträger zugekehrte Seite des Lesekopfes. Der Lese-5 kopf hat einen umgekehrt zu Datenträger 1 abgeschrägten Rand 4, der über die Sensorfläche vorsteht und der Zentrierung von Datenträger 1 und Lesekopf in Leseposition dient. Der Lesekopf 1 besitzt die schematisch dargestellten Detektorspulen 5 und Sendespulen 6, die dicht 0 hinter der Sensoroberfläche liegen. Die Sensoroberfläche besteht aus einem Material geringer Permeabilität, z. B. einem Kunststoff. Die Sendespulen 6 liefern einen Niederfrequenten (maximal 2000 Hz) magnetischen Fluß, der von den Detektorspulen 5 in ein elektrisches Signal 5 gleicher Frequenz umgesetzt wird. Je nachdem, ob sich vor einer Detektorspule 5 ein Loch 2 befindet oder nicht und hierdurch der magnetische Widerstand zwischen Sende-6 und Detektorspule 5 groß oder klein ist, liefert die Detektorspule 5 ein elektrisches Signal mit großer oder 0 kleiner Amplitude.Fig. 2 shows schematically the side of the reading head facing the data carrier during identification. The reading head has an edge 4 that is beveled in the opposite direction to the data carrier 1, which protrudes over the sensor surface and serves to center the data carrier 1 and the reading head in the reading position. The reading head 1 has the schematically shown detector coils 5 and transmitter coils 6, which are located closely behind the sensor surface. The sensor surface consists of a material with low permeability, e.g. a plastic. The transmitter coils 6 provide a low-frequency (maximum 2000 Hz) magnetic flux, which is converted by the detector coils 5 into an electrical signal 5 of the same frequency. Depending on whether there is a hole 2 in front of a detector coil 5 or not and therefore the magnetic resistance between the transmitter 6 and the detector coil 5 is large or small, the detector coil 5 delivers an electrical signal with a large or small amplitude.
Diese Amplitude wird von der in Fig. 3 schematisch dargestellten, nachgeordneten Schaltung binär interpretiert. Die Phasenlage des von den Detektorspulen 5 gelieferten elektrischen Signales ist ohne Bedeutung. Die 5 Sendespulen 6 werden sinnvollerweise zentral, wie inThis amplitude is interpreted in binary form by the downstream circuit shown schematically in Fig. 3. The phase position of the electrical signal delivered by the detector coils 5 is irrelevant. The 5 transmitting coils 6 are sensibly positioned centrally, as in
Fig. 2 dargestellt, angeordnet. Aus Effektivitätsgründen sind sie als Paket ausgeführt. Fig. 2 zeigt daher vier Sendespulen 6. Die Identifikation arbeitet berührungslos, obwohl eine mechanische Zentrierung von Lesekopf und Datenträger 1 in Leseposition erfolgt.Fig. 2. For reasons of efficiency, they are designed as a package. Fig. 2 therefore shows four transmitting coils 6. The identification works without contact, although a mechanical centering of the reading head and data carrier 1 in the reading position takes place.
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. 4 shows a standard interface between the circuit shown schematically in Fig. 3 and the computer data bus shown in Fig. 5. The computer is shown in Fig. 6.
Fig. 7 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung den Verlauf des magnetischen Flusses bei der Identifikation. Die Sendespulen 6 mit den Wicklungen 6a und die Detek-5 torspulen 5a mit den Wicklungen 5b sind rückwärtig durch eine Platte 7 aus weichmagnetischem Werkstoff verbunden. Je nachdem, ob sich vor einer Detektorspule 5 eine massive Stelle des Datenträgers 1 oder ein Loch 2 befindet, liegt ein großer oder ein kleiner magnetischer Fluß zwi-0 sehen den Sendespulen 6 und der entsprechenden Detektorspule 5 vor. Der Unterschied zwischen großem und kleinem magnetischem Fluß wird in Fig. 7 durch die Zahl der magnetischen Feldlinien schematisch dargestellt.Fig. 7 shows a schematic sectional view of the course of the magnetic flux during identification. The transmitting coils 6 with the windings 6a and the detector coils 5a with the windings 5b are connected at the back by a plate 7 made of soft magnetic material. Depending on whether there is a solid part of the data carrier 1 or a hole 2 in front of a detector coil 5, there is a large or small magnetic flux between the transmitting coils 6 and the corresponding detector coil 5. The difference between large and small magnetic flux is shown schematically in Fig. 7 by the number of magnetic field lines.
Fig. 8 ist identisch zu Fig. 2. Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform des Datenträgers 1. Dargestellt ist ein gefräster Metallkörper mit einer ebenen Oberfläche, Bohrungen 2 und einem zur Zentrierung abgeschrägten Rand 3.Fig. 8 is identical to Fig. 2. Fig. 9 shows an embodiment of the data carrier 1. It shows a milled metal body with a flat surface, holes 2 and an edge 3 bevelled for centering.
- Ansprüche -- Expectations -
Claims (12)
daß der oder die Erreger als Sendespulen (6) und die Sensoren als Empfangsspulen (5) ausgebildet sind, wobei die Kerne der Sende- (6) und Empfangsspulen (5) auf der 5 dem Datenträger (1) abgewandten Seite durch eine Plattecharacterized,
that the exciter or exciters are designed as transmitting coils (6) and the sensors as receiving coils (5), the cores of the transmitting (6) and receiving coils (5) being separated on the side facing away from the data carrier (1) by a plate
30Garbage container (11), whereby the fastening points (12) can be of different types, such as screwing, riveting, gluing or welding.
30
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