EP0836163A1 - Security element for electronic article surveillance and manufacturing method therefor - Google Patents

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EP0836163A1
EP0836163A1 EP97115235A EP97115235A EP0836163A1 EP 0836163 A1 EP0836163 A1 EP 0836163A1 EP 97115235 A EP97115235 A EP 97115235A EP 97115235 A EP97115235 A EP 97115235A EP 0836163 A1 EP0836163 A1 EP 0836163A1
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strip
bias
securing
securing element
element according
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Manfred Dr. Rührig
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    • G08B13/2402—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2405—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used
    • G08B13/2408—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using ferromagnetic tags
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    • G08B13/2442—Tag materials and material properties thereof, e.g. magnetic material details

Definitions

  • the invention relates to a securing element for the electronic article surveillance in an electromagnetic Monitoring system consisting of a soft magnetic magnetostrictive stripe and one the stripe assigned bias element from a semi-hard or hard magnetic material (e.g. SEMIVAC from the company Vacuumschmelze), as well as a method for producing a such fuse element.
  • an electromagnetic Monitoring system consisting of a soft magnetic magnetostrictive stripe and one the stripe assigned bias element from a semi-hard or hard magnetic material (e.g. SEMIVAC from the company Vacuumschmelze), as well as a method for producing a such fuse element.
  • a securing element is already known from EP 0 093 281 B1 and a monitoring device for a corresponding one Security element that is provided on the surveillance goods has become known.
  • the securing element consists of an elongated strip of a preferably amorphous, magnetic material with high permeability and magnetostriction.
  • the strip is designed so that it is in the Frequency of the incident alternating magnetic field Mechanical vibration monitoring device is excited.
  • the elastic reverberation behavior and the thus coupled change via the magnetostrictive effect of magnetization in the strip induce a Voltage change in the receiving device.
  • Suitable alloy compositions can be used magnetostrictive properties of the strip in wide Ranges vary. All of these alloys have in common that a corresponding heat treatment more or less pronounced preferred direction across Longitudinal axis of the strip can be stamped.
  • This transverse anisotropy is necessary in order to Material with fields along the longitudinal axis of the strip to stimulate mechanical vibrations. Because the change in length square of the cosine of the change in magnetization depends on the largest change in length and thus the greatest magneto-elastic effect is achieved when the magnetization approximately in the 45 ° direction Longitudinal axis of the strip is set. Can be reached this is done by appropriately pre-magnetizing the strip in an external field of sufficient strength. Without Demagnetizing effects would be 0.7 times that Anisotropy field strength of the induced anisotropy necessary. In general, however, smaller ones are sufficient Field strengths.
  • the strength of the premagnetization thus determines both Amplitude of vibration as well as natural Streak resonance frequency.
  • the correct setting premagnetization is an essential prerequisite for that at the broadcast polling frequency of the transmitter an optimal resonance behavior of the strip is achieved.
  • Optimal means: the characteristic Signal has a sufficiently high vibration amplitude and also shows an optimal one Decay behavior.
  • EP 0 093 281 B1 is used for technical implementation the bias suggested using an or several magnetic elements that are magnetized and in close enough to the strip are sufficiently high To achieve stray field along the strip.
  • the Securing element can now be easily done disable that by demagnetizing the fuse element or by magnetizing the bias element the stray field in anti-parallel areas disappears.
  • this method does not work absolutely reliable.
  • EP 0 690 425 A1 suggested the strip during manufacture on the cut to suitable length. This is a relative cumbersome process that with high manufacturing costs connected is.
  • EP 0 696 784 A1 A workaround for this problem is proposed in EP 0 696 784 A1.
  • a bias element is also used here, the stray field of which is dimensioned such that the magneto-elastic strip can be magnetized to a higher degree.
  • the resonance frequency can be tuned to the respective frequency of the interrogation field within certain limits by targeted magnetization of the bias element, as a result of which inhomogeneities in the materials used can be compensated.
  • the disadvantage of this method is that, in order to optimize the magneto-elastic behavior of the strip, the magnetization of the bias element must be set individually by a suitable choice of an external field.
  • the invention has for its object a securing element and a method of manufacturing such Propose fuse element that is inexpensive are producible or an inexpensive manufacture the securing elements allowed.
  • the object is achieved with respect to the securing element according to the invention in that the bias element is designed in such a way that, by applying an essentially constant external field, it generates a stray field which optimizes the magneto-elastic properties of the strip.
  • Source security means that the security elements are integrated into the goods or their packaging during manufacture.
  • deactivated backup elements are used for source backups because unnecessary distribution of active backup elements is not desired. The activation takes place only on site within the area to be secured.
  • all of the securing elements can be activated by means of the same magnetic field.
  • Securing element provides that the strip and that Biasing element a distance d from each other to have.
  • the strip has a substantially linear magnetization curve having. Then there is a possibility that Securing element by demagnetizing the bias element to deactivate without causing false alarms comes in surveillance systems based on the harmonic Principle.
  • the bias element such is trained that it through the external field in the Saturation is driven, being its remanent Magnetization after saturation in an external field creates the desired stray field.
  • Securing element provides that the bias element is designed such that the Bias field generated stray field is smaller than that to achieve strip saturation required field. This configuration has the advantage that a later deactivation is then simple and reliable for all security systems through complete Magnetization can take place.
  • this is Bias element in areas of opposite Magnetization divides the strip like this premagnetize that it is deactivated.
  • the bias element free areas having.
  • the bias element air gaps of width a at a distance b or that holes with a radius r in the Biasing element are provided which are spaced s are arranged from each other.
  • An alternative embodiment proposes a heat treatment of the bias element in selected Areas of width a before, the areas a Have a distance b from each other.
  • the effect is comparable that achieved through material reduction: the component the magnetization is much in the selected areas smaller than in the surrounding areas of the Bias element.
  • the heat treatment can be done with common methods, such as power supply or energy supply by means of a laser or by inductive means.
  • the Fuse element according to the invention in the selected areas by creating a mechanical tension or a magnetic field preferred magnetic direction transverse to the longitudinal direction of the Biasing element is set.
  • the securing element is the width a of the selected one Areas small in terms of the distance d between the Strip and the bias element.
  • the method according to the invention provides that the physical properties of the bias element be changed so that the fuse element after switching off the external field a higher or a higher has lower remanent magnetization than before Modification.
  • the method is in one learning system is integrated.
  • the individual process steps continuously successive securing elements as long performed until the desired vibration behavior is reached.
  • This 'learning system' enables even minor changes in the specified values to compensate immediately so that all securing elements show the same vibration behavior.
  • Fig. 1a shows a perspective view of a Securing element 1, which is from the prior art has become known.
  • the securing element 1 consists of a soft magnetic, magnetostrictive strip 2 of Length 1 and one at a distance d from the strip 2 arranged biasing element 3 made of semi-hard or hard magnetic material.
  • Fig. 1b that is dependent on the magnetization M. Stray field of the bias element 3 shown. The Stray field 6 affects this Vibration behavior of the strip 2.
  • FIG. 2a shows a perspective view of a Embodiment of the securing element according to the invention 1.
  • the bias element 3 is at a distance b Areas 4 of width a.
  • Areas 4 are either material-free Areas 4 - a corresponding representation of the stray field 6 of the bias element 3 shown in FIG. 2b is sketched in Fig. 2b - or heat-treated Areas 4.
  • the heat treatment can be used with all common Methods are done: laser radiation, power supply, etc.
  • FIG. 2b A perspective view of a second embodiment of the securing element 1 according to the invention can be seen in FIG. 2c.
  • the magnetization M of the premagnetization element 3 is changed by circular areas 5.
  • Figures 3a and 3b show hysteresis curves (M-H diagrams) of trained according to the invention Bias elements 3 (dashed lines) and customary, not treated according to the invention Premagnetizing elements 3. Remanent magnetization is treated by the treatment of the bias elements 3 in the selected areas 4 changed significantly.
  • 4a shows a control program for carrying out the method according to the invention
  • 4b outlines the individual stations which are operated by the control program.
  • the arithmetic / control unit 9 is given the starting values for the width a of the selected areas 4 and the distance b of the selected areas 4 from one another.
  • the bias element 3 is treated in accordance with the predetermined values a, b for the selected areas 4. See also illustration 18 in FIG. 4b.
  • program item 12 the assembly of the securing element 1, consisting of a bias element 3 and a soft magnetic, magnetostrictive strip 2, is initiated. This process step is shown graphically in FIG. 4b under point 19.
  • the fuse element 1 is then driven to saturation in accordance with program point 13 in an external H field.
  • a transmitting device 7 is installed.
  • This transmitting device 7 can be electromagnets or permanent magnets.
  • the resonance frequency of the securing element 1 is then determined under program point 14.
  • the resonance frequency is measured by a receiving device 8, as shown in FIG. 4b under 20.
  • the measurement data are fed to the computing / control unit 9 for evaluation.
  • the computing / control unit now determines whether the measured resonance frequency matches the optimal value. If this query is answered in the affirmative, the method is continued with the specified values for a and b. If the resonance frequency does not match the specified value, a and b or a or b are varied at point 16.
  • the manufacturing method for the securing elements 1 is then carried out on the basis of the new initial values.

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Abstract

The security tag cooperates with an electromagnetic detection system and has a soft-magnetic magnetostrictive strip (2), associated with a pre-magnetisation element (3) of a hard or semi-hard material. The pre-magnetisation element provides a stray field in response to application of a constant external magnetic field, for optimisation of the magneto-elastic characteristics of the strip.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement für die elektronische Artikelsicherung in einem elektromagnetischen Überwachungssystem, bestehend aus einem weichmagnetischen, magnetostriktiven Streifen und einem dem Streifen zugeordneten Vormagnetisierungselement aus einem halbhart- oder hartmagnetischen Material (z.B. SEMIVAC der Firma Vacuumschmelze), sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherungselementes.The invention relates to a securing element for the electronic article surveillance in an electromagnetic Monitoring system consisting of a soft magnetic magnetostrictive stripe and one the stripe assigned bias element from a semi-hard or hard magnetic material (e.g. SEMIVAC from the company Vacuumschmelze), as well as a method for producing a such fuse element.

Aus der EP 0 093 281 B1 sind bereits ein Sicherungselement und eine Überwachungsvorrichtung für ein entsprechendes Sicherungselement, das an der überwachenden Ware vorgesehen ist, bekannt geworden. Das Sicherungselement besteht aus einem länglichen Streifen eines vorzugsweise amorphen, magnetischen Materials mit hoher Permeabilität und Magnetostriktion. Der Streifen ist so ausgelegt, daß er bei der Frequenz des einfallenden magnetischen Wechselfelds der Überwachungsvorrichtung zu mechanischen Schwingungen angeregt wird. Das elastisches Nachschwingverhalten und die damit über den magnetostriktiven Effekt gekoppelte Änderung der Magnetisierung in dem Streifen induzieren eine Spannungsänderung in der Empfangsvorrichtung. A securing element is already known from EP 0 093 281 B1 and a monitoring device for a corresponding one Security element that is provided on the surveillance goods has become known. The securing element consists of an elongated strip of a preferably amorphous, magnetic material with high permeability and magnetostriction. The strip is designed so that it is in the Frequency of the incident alternating magnetic field Mechanical vibration monitoring device is excited. The elastic reverberation behavior and the thus coupled change via the magnetostrictive effect of magnetization in the strip induce a Voltage change in the receiving device.

Durch geeignete Legierungszusammensetzungen lassen sich die magnetostriktiven Eigenschaften des Streifens in weiten Bereichen variieren. All diesen Legierungen ist gemeinsam, daß ihnen durch eine entsprechende Wärmebehandlung eine mehr oder weniger ausgeprägte Vorzugsrichtung quer zur Längsachse des Streifens aufgeprägt werden kann.Suitable alloy compositions can be used magnetostrictive properties of the strip in wide Ranges vary. All of these alloys have in common that a corresponding heat treatment more or less pronounced preferred direction across Longitudinal axis of the strip can be stamped.

Diese transversale Anisotropie ist notwendig, um das Material mit Feldern entlang der Längsachse des Streifens zu mechanischen Schwingungen anzuregen. Da die Längenänderung quadratisch vom Kosinus der Magnetisierungsänderung abhängt, wird die größte Längenänderung und damit der größte magneto-elastische Effekt dann erreicht, wenn die Magnetisierung näherungsweise in 45°-Richtung zur Längsachse des Streifens eingestellt ist. Erreichen läßt sich dies durch geeignetes Vormagnetisieren des Streifens in einem äußeren Feld genügend großer Stärke. Ohne entmagnetisierende Effekte wären dazu das 0.7-fache der Anisotropiefeldstärke der induzierten Anisotropie notwendig. Im allgemeinen genügen jedoch schon geringere Feldstärken.This transverse anisotropy is necessary in order to Material with fields along the longitudinal axis of the strip to stimulate mechanical vibrations. Because the change in length square of the cosine of the change in magnetization depends on the largest change in length and thus the greatest magneto-elastic effect is achieved when the magnetization approximately in the 45 ° direction Longitudinal axis of the strip is set. Can be reached this is done by appropriately pre-magnetizing the strip in an external field of sufficient strength. Without Demagnetizing effects would be 0.7 times that Anisotropy field strength of the induced anisotropy necessary. In general, however, smaller ones are sufficient Field strengths.

Die Stärke der Vormagnetisierung bestimmt also sowohl die Amplitude der Schwingung als auch die natürliche Resonanzfrequenz des Streifens. Die korrekte Einstellung der Vormagnetisierung ist unbedingte Voraussetzung dafür, daß bei der ausgestrahlten Abfragefrequenz der Sendevorrichtung ein optimales Resonanzverhalten des Streifens erreicht wird. Optimal bedeutet hierbei: das charakteristische Signal hat eine ausreichend hohe Schwingungsamplitude und zeigt darüber hinaus ein optimales Abklingverhalten.The strength of the premagnetization thus determines both Amplitude of vibration as well as natural Streak resonance frequency. The correct setting premagnetization is an essential prerequisite for that at the broadcast polling frequency of the transmitter an optimal resonance behavior of the strip is achieved. Optimal here means: the characteristic Signal has a sufficiently high vibration amplitude and also shows an optimal one Decay behavior.

In der EP 0 093 281 B1 wird zur technischen Realisierung der Vormagnetisierung vorgeschlagen, mit Hilfe eines oder mehrere magnetischer Elemente, die aufmagnetisiert und in der Nähe des Streifens angebracht sind, ein genügend hohes Streufeld entlang des Streifens zu erzielen. Das Sicherungselement läßt sich nunmehr einfach dadurch deaktivieren, daß durch Entmagnetisieren des Sicherungselementes oder durch Magnetisieren des Vormagnetisierungselementes in antiparallelen Bereichen das Streufeld verschwindet. Diese Methode arbeitet jedoch nicht absolut zuverlässig. Infolge der immer noch relativ hohen Permeabilität des nicht vormagnetisierten Streifens kann in Überwachungsvorrichtungen, die auf einem harmonischen Prinzip (= Detektion von Oberwellen) beruhen, insbesondere bei nicht linearem Verlauf der Hysteresekurve des Streifens, trotz erfolgter 'Deaktivierung' ein Alarm ausgelöst werden.EP 0 093 281 B1 is used for technical implementation the bias suggested using an or several magnetic elements that are magnetized and in close enough to the strip are sufficiently high To achieve stray field along the strip. The Securing element can now be easily done disable that by demagnetizing the fuse element or by magnetizing the bias element the stray field in anti-parallel areas disappears. However, this method does not work absolutely reliable. As a result of the still relatively high Permeability of the non-premagnetized strip can be in Monitoring devices based on a harmonious Principle (= detection of harmonics), in particular if the hysteresis curve of the Strip, an alarm despite successful 'deactivation' to be triggered.

Außerdem können durch die Inhomogenitäten sowohl im Streifen als auch in den Vormagnetisierungselementen relativ starke Schwankungen der magneto-elastischen Eigenschaften, insbesondere der Resonanzfrequenz, auftreten. Infolge der dadurch erzeugten Streuung der magnetischen Parameter (Resonanzfrequenz, Abklingverhalten) besteht dann die Gefahr, daß das Sicherungselement von der Überwachungsvorrichtung nicht zuverlässig erkannt wird.In addition, the inhomogeneities in both Strips as well as in the bias elements relatively large fluctuations in the magneto-elastic Properties, especially the resonance frequency, occur. As a result of the spread of the magnetic parameters (resonance frequency, decay behavior) then there is a risk that the securing element of the Monitoring device is not reliably detected.

Zur Verkleinerung der materialbedingten Streuung der Resonanzeigenschaften wird in der EP 0 690 425 A1 vorgeschlagen, den Streifen während der Fertigung auf die geeignete Länge zuzuschneiden. Dies ist ein relativ umständliches Verfahren, daß mit hohen Fertigungskosten verbunden ist.To reduce the material-related spread of the Resonance properties are described in EP 0 690 425 A1 suggested the strip during manufacture on the cut to suitable length. This is a relative cumbersome process that with high manufacturing costs connected is.

Eine Umgehung dieses Problems wird in der EP 0 696 784 A1 vorgeschlagen. Wie in der EP 0 093 281 B1 wird auch hier ein Vormagnetisierungselement benutzt, dessen Streufeld so bemessen ist, daß der magneto-elastische Streifen zu einem höheren Grad aufmagnetisiert werden kann. Hierdurch ist es einerseits möglich, das Sicherungselement derart zu deaktivieren, daß es auch in anderen Überwachungssystemen nicht mehr detektiert werden kann; andererseits kann die Resonanzfrequenz durch gezieltes Aufmagnetisieren des Vormagnetisierungselements innerhalb gewisser Grenzen auf die jeweilige Frequenz des Abfragefeldes abgestimmt werden, wodurch sich Inhomogenitäten in den verwendeten Materialien kompensieren lassen.
Der Nachteil dieser Methode ist darin zu sehen, daß zwecks Optimierung des magneto-elastischen Verhaltens des Streifens die Magnetisierung des Vormagnetisierungselements durch geeignete Wahl eines externen Feldes individuell eingestellt werden muß.A workaround for this problem is proposed in EP 0 696 784 A1. As in EP 0 093 281 B1, a bias element is also used here, the stray field of which is dimensioned such that the magneto-elastic strip can be magnetized to a higher degree. This makes it possible, on the one hand, to deactivate the security element in such a way that it can no longer be detected in other monitoring systems; on the other hand, the resonance frequency can be tuned to the respective frequency of the interrogation field within certain limits by targeted magnetization of the bias element, as a result of which inhomogeneities in the materials used can be compensated.
The disadvantage of this method is that, in order to optimize the magneto-elastic behavior of the strip, the magnetization of the bias element must be set individually by a suitable choice of an external field.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungselement und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherungselementes vorzuschlagen, die kostengünstig herstellbar sind bzw. das eine kostengünstige Herstellung der Sicherungselemente erlaubt.The invention has for its object a securing element and a method of manufacturing such Propose fuse element that is inexpensive are producible or an inexpensive manufacture the securing elements allowed.

Die Aufgabe wird bezüglich des erfindungsgemäßen Sicherungselementes dadurch gelöst, daß das Vormagnetisierungselement derart ausgebildet ist, daß es durch Anlegen eines im wesentlichen konstanten externen Feldes ein Streufeld erzeugt, das die magneto-elastischen Eigenschaften des Streifens optimiert.
Das erfindungsgemäße Sicherungselement ist äußerst vorteilhaft. So läßt es sich nach einer erfolgten Deaktivierung (= kein charakteristisches Resonanzverhalten im Abfragefeld) wesentlich einfacher reaktivieren, da das notwendige externe Feld für alle erfindungsgemäßen Sicherungselemente näherungsweise identisch ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn mehrere Sicherungselemente gleichzeitig reaktiviert werden sollen, wie dies z.B. bei der Quellensicherung häufig der Fall ist. Quellensicherung bedeutet, daß die Sicherungselemente bereits bei der Fertigung in die Waren oder ihre Verpackungen integriert werden. In der Regel werden bei der Quellensicherung deaktivierte Sicherungselemente verwendet, da eine unnötige Verbreitung von aktiven Sicherungselementen nicht erwünscht ist. Die Aktivierung erfolgt erst vor Ort innerhalb des zu sichernden Bereiches. Hier ist es natürlich äußerst wünschenswert, wenn alle Sicherungselemente mittels desselben Magnetfeldes aktivierbar sind.The object is achieved with respect to the securing element according to the invention in that the bias element is designed in such a way that, by applying an essentially constant external field, it generates a stray field which optimizes the magneto-elastic properties of the strip.
The securing element according to the invention is extremely advantageous. It is much easier to reactivate after deactivation (= no characteristic resonance behavior in the query field) since the necessary external field is approximately identical for all security elements according to the invention. This is particularly advantageous if several backup elements are to be reactivated at the same time, as is often the case with source backup. Source security means that the security elements are integrated into the goods or their packaging during manufacture. As a rule, deactivated backup elements are used for source backups because unnecessary distribution of active backup elements is not desired. The activation takes place only on site within the area to be secured. Here it is of course extremely desirable if all of the securing elements can be activated by means of the same magnetic field.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes sieht vor, daß der Streifen und das Vormagnetisierungselement einen Abstand d voneinander haben.An advantageous development of the invention Securing element provides that the strip and that Biasing element a distance d from each other to have.

Als günstig hat es sich darüber hinaus herausgestellt, wenn der Streifen eine im wesentlichen lineare Magnetisierungskurve aufweist. Dann ist die Möglichkeit gegeben, das Sicherungselement durch Entmagnetisieren des Vormagnetisierungselementes zu deaktivieren, ohne daß es zu Fehlalarmen in Überwachungssystemen kommt, die auf dem harmonischen Prinzip beruhen. Insbesondere ist in diesem Falle vorgesehen, daß das Vormagnetisierungselement derart ausgebildet ist, daß es durch das externe Feld in die Sättigung getrieben wird, wobei seine remanente Magnetisierung nach der Sättigung in einem externen Feld das gewünschte Streufeld erzeugt.It also turned out to be cheap if the strip has a substantially linear magnetization curve having. Then there is a possibility that Securing element by demagnetizing the bias element to deactivate without causing false alarms comes in surveillance systems based on the harmonic Principle. In particular, in this case provided that the bias element such is trained that it through the external field in the Saturation is driven, being its remanent Magnetization after saturation in an external field creates the desired stray field.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes sieht vor, daß das Vormagnetisierungselement derart ausgebildet ist, daß das von dem Vormagnetisierungselement erzeugte Streufeld kleiner ist als das zum Erreichen der Sättigung des Streifens erforderliche Feld. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil, daß eine spätere Deaktivierung dann einfach und zuverlässig für alle Sicherungssysteme durch vollständige Aufmagnetisierung erfolgen kann.An advantageous development of the invention Securing element provides that the bias element is designed such that the Bias field generated stray field is smaller than that to achieve strip saturation required field. This configuration has the advantage that a later deactivation is then simple and reliable for all security systems through complete Magnetization can take place.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Vormagnetisierungselement in Bereiche entgegengesetzter Magnetisierung unterteilt, die den Streifen derart vormagnetisieren, daß er deaktiviert ist. In a further advantageous embodiment, this is Bias element in areas of opposite Magnetization divides the strip like this premagnetize that it is deactivated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes wird vorgeschlagen, daß das Vormagnetisierungselement materialfreie Bereiche aufweist. So ist in einer ersten Ausgestaltung vorgesehen, daß das Vormagnetisierungselement Luftspalte der Breite a im Abstand b hat oder daß Löcher mit einem Radius r in dem Vormagnetisierungselement vorgesehen sind, die im Abstand s voneinander angeordnet sind.According to an advantageous embodiment of the Fuse element according to the invention is proposed that the bias element free areas having. In a first embodiment, that the bias element air gaps of width a at a distance b or that holes with a radius r in the Biasing element are provided which are spaced s are arranged from each other.

Eine alternative Ausführungsform schlägt eine Wärmebehandlung des Vormagnetisierungselementes in ausgewählten Bereichen der Breite a vor, wobei die Bereiche einen Abstand b voneinander haben. Der Effekt ist vergleichbar dem durch die Materialreduktion erzielten: die Komponente der Magnetisierung ist in den ausgewählten Bereichen viel kleiner als in den umgebenden Bereichen des Vormagnetisierungselementes. Die Wärmebehandlung kann mit gängigen Methoden, wie Stromzufuhr oder Energiezufuhr mittels eines Lasers oder auf induktivem Wege erfolgen.An alternative embodiment proposes a heat treatment of the bias element in selected Areas of width a before, the areas a Have a distance b from each other. The effect is comparable that achieved through material reduction: the component the magnetization is much in the selected areas smaller than in the surrounding areas of the Bias element. The heat treatment can be done with common methods, such as power supply or energy supply by means of a laser or by inductive means.

Der Vorteil der Wärmebehandlung gegenüber der Materialreduktion ist klar in der einfacheren Fertigung der Sicherungselemente zu sehen. Nach wie vor handelt es sich um ein zusammenhängendes Teil, das in gängige Herstellungsverfahren leicht integriert werden kann. Außerdem kann sowohl die Breite der ausgewählten Bereiche als auch deren Abstand gezielt verändert werden, so daß das erzeugte Streufeld und damit verbunden das Schwingungsverhalten des Streifens in weiten Bereichen kontinuierlich beeinflußt werden kann.The advantage of heat treatment over the Material reduction is clear in the easier manufacture of the Security elements can be seen. It still is a coherent part that is common in manufacturing processes can be easily integrated. Besides, can both the width of the selected areas and theirs Distance can be changed specifically so that the generated Stray field and the associated vibration behavior of the Streak continuously influenced in wide areas can be.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes wird vorgeschlagen, daß in den ausgewählten Bereichen durch Anlegen einer mechanischen Spannung oder eines Magnetfeldes eine magnetische Vorzugsrichtung quer zur Längsrichtung des Vormagnetisierungselementes eingestellt wird. According to an advantageous development of the Fuse element according to the invention is proposed that in the selected areas by creating a mechanical tension or a magnetic field preferred magnetic direction transverse to the longitudinal direction of the Biasing element is set.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Wärmebehandlung des Vormagnetisierungselementes in einer oxidierenden Atmosphäre erfolgt.It is also advantageous if the heat treatment of the Magnetizing element in an oxidizing Atmosphere.

Gemäß einer letzten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes ist die Breite a der ausgewählten Bereiche klein bezüglich des Abstandes d zwischen dem Streifen und dem Vormagnetisierungselement.According to a last development of the invention The securing element is the width a of the selected one Areas small in terms of the distance d between the Strip and the bias element.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Sicherungselementes dadurch gelöst, daß das Vormagnetisierungselement durch ein im wesentlichen konstantes externes Feld bis in die Sättigung aufmagnetisiert wird; nach Abschalten des externen Feldes wird das Schwingungsverhalten des Streifens überprüft; die physikalischen Eigenschaften des Vormagnetisierungselementes werden geändert, wenn das Schwingungsverhalten des Sicherungselementes nicht mit einem vorgegebenen Wert übereinstimmt.The object is achieved with regard to the invention Process for the production of the securing element thereby solved that the bias element by an im essentially constant external field up to saturation is magnetized; after switching off the external field the vibration behavior of the strip is checked; the physical properties of the bias element are changed when the vibration behavior of the securing element not with a predetermined value matches.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die physikalischen Eigenschaften des Vormagnetisierungselementes derart geändert werden, daß das Sicherungselement nach Abschalten des externen Feldes eine höhere oder eine niedrigere remanente Magnetisierung aufweist als vor der Änderung.According to an advantageous development of the The method according to the invention provides that the physical properties of the bias element be changed so that the fuse element after switching off the external field a higher or a higher has lower remanent magnetization than before Modification.

Besonders günstig ist es, wenn das Verfahren in ein lernendes System eingebunden wird. Hierbei werden die einzelnen Verfahrensschritte kontinuierlich an aufeinanderfolgenden Sicherungselementen solange durchgeführt, bis das gewünschte Schwingungsverhalten erreicht ist. Dieses 'lernende System' ermöglicht es, selbst geringfügige Änderungen in den vorgegebenen Werten sofort zu kompensieren, so daß alle Sicherungselemente dasselbe Schwingverhalten zeigen. It is particularly expedient if the method is in one learning system is integrated. Here, the individual process steps continuously successive securing elements as long performed until the desired vibration behavior is reached. This 'learning system' enables even minor changes in the specified values to compensate immediately so that all securing elements show the same vibration behavior.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1a: eine perspektivische Ansicht eines Sicherungselementes des Standes der Technik,
  • Fig. 1b: eine Darstellung des Streufeldes des in Fig. 1a gezeigten Vormagnetisierungselementes,
  • Fig. 2a: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
  • Fig. 2b: eine Darstellung des Streufeldes des in Fig. 2a gezeigten Vormagnetisierungselementes,
  • Fig. 2c: eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
  • Fig. 3a: die Hysteresekurve eines erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
  • Fig. 3b: die Hysteresekurve eines erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
  • Fig. 4a: ein Flußdiagramm zur Ansteuerung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • Fig. 4b: eine schematische Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte.
    • The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
  • 1a: a perspective view of a security element of the prior art,
  • 1b: a representation of the stray field of the bias element shown in Fig. 1a,
  • 2a: a perspective view of an embodiment of the securing element according to the invention,
  • 2b: a representation of the stray field of the bias element shown in FIG. 2a,
  • 2c: a perspective view of a further embodiment of the securing element according to the invention,
  • 3a: the hysteresis curve of a securing element according to the invention,
  • 3b: the hysteresis curve of a securing element according to the invention,
  • 4a: a flow chart for controlling a device for carrying out the method according to the invention and
  • 4b: a schematic representation of the individual method steps.

    • Fig. 1a zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sicherungselementes 1, das aus dem Stand der Technik bekannt geworden ist. Das Sicherungselement 1 besteht aus einem weichmagnetischen, magnetostriktiven Streifen 2 der Länge 1 und einem im Abstand d von dem Streifen 2 angeordneten Vormagnetisierungselement 3 aus halbhart- oder hartmagnetischem Material. Fig. 1a shows a perspective view of a Securing element 1, which is from the prior art has become known. The securing element 1 consists of a soft magnetic, magnetostrictive strip 2 of Length 1 and one at a distance d from the strip 2 arranged biasing element 3 made of semi-hard or hard magnetic material.

    In Fig. 1b ist das von der Magnetisierung M abhängige Streufeld des Vormagnetisierungselements 3 dargestellt. Die Stärke des Streufeldes 6 beeinflußt das Schwingungsverhalten des Streifens 2.In Fig. 1b that is dependent on the magnetization M. Stray field of the bias element 3 shown. The Stray field 6 affects this Vibration behavior of the strip 2.

    Fig. 2a zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes 1. Das Vormagnetisierungselement 3 weist im Abstand b Bereiche 4 der Breite a auf. Bei diesen ausgewählten Bereichen 4 handelt es sich entweder um materialfreie Bereiche 4 - eine entsprechende Darstellung des Streufeldes 6 des in Fig. 2b gezeigten Vormagnetisierungselementes 3 ist in der Fig. 2b skizziert - oder um wärmebehandelte Bereiche 4. Die Wärmebehandlung kann mit allen gängigen Methoden erfolgen: Lasereinstrahlung, Stromzufuhr, usw.2a shows a perspective view of a Embodiment of the securing element according to the invention 1. The bias element 3 is at a distance b Areas 4 of width a. With these selected Areas 4 are either material-free Areas 4 - a corresponding representation of the stray field 6 of the bias element 3 shown in FIG. 2b is sketched in Fig. 2b - or heat-treated Areas 4. The heat treatment can be used with all common Methods are done: laser radiation, power supply, etc.

    Wie anhand von Fig. 2b zu sehen ist, beeinflussen die ausgewählten Bereiche 4 die Magnetisierung M des Vormagnetisierungselementes 3 und damit die Kopplung zwischen dem Vormagnetisierungselement 3 und dem magneto-elastischen Streifen 2. Änderungen der Magnetisierung M durch Variationen der Breite oder des Abstandes der ausgewählten Bereiche 4 des Vormagnetisierungselementes 3 wirken sich damit direkt auf das Schwingverhalten des Streifens 2 aus.
    In Fig. 2c ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes 1 zu sehen. Hier wird die Magnetisierung M des Vormagnetisierungselementes 3 durch kreisförmig ausgebildete Bereiche 5 geändert.    As can be seen from FIG. 2b, the selected areas 4 influence the magnetization M of the biasing element 3 and thus the coupling between the biasing element 3 and the magneto-elastic strip 2. Changes in the magnetization M due to variations in the width or the distance of the selected ones Areas 4 of the bias element 3 thus have a direct effect on the vibration behavior of the strip 2.
    A perspective view of a second embodiment of the securing element 1 according to the invention can be seen in FIG. 2c. Here, the magnetization M of the premagnetization element 3 is changed by circular areas 5.

    Die Figuren Fig. 3a und Fig. 3b zeigen Hysteresekurven (M-H-Diagramme) von erfindungsgemäß ausgebildeten Vormagnetisierungselementen 3 (gestrichelte Linien) und gebräuchlichen, nicht erfindungsgemäß behandelten Vormagnetisierungselementen 3. Die remanente Magnetisierung wird durch die Behandlung der Vormagnetisierungselemente 3 in den ausgewählten Bereichen 4 erheblich geändert. Figures 3a and 3b show hysteresis curves (M-H diagrams) of trained according to the invention Bias elements 3 (dashed lines) and customary, not treated according to the invention Premagnetizing elements 3. Remanent magnetization is treated by the treatment of the bias elements 3 in the selected areas 4 changed significantly.

    Fig. 4a zeigt ein Steuerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 4b skizziert die einzelnen Stationen, die von dem Steuerprogramm bedient werden. Bei Programmpunkt 10 werden der Rechen-/Steuereinheit 9 die Startwerte für die Breite a der ausgewählten Bereiche 4 und der Abstand b der ausgewählten Bereiche 4 voneinander vorgegeben. Unter Programmpunkt 11 wird das Vormagnetisierungselement 3 entsprechend den vorgegebenen Werte a, b für die ausgewählten Bereiche 4 behandelt Siehe hierzu auch Darstellung 18 in Fig. 4b. Unter Programmpunkt 12 wird der Zusammenbau des Sicherungselementes 1, bestehend aus Vormagnetisierungselement 3 und weichmagnetischem, magnetostriktivem Streifen 2, in die Wege geleitet. Dieser Verfahrensschritt ist in Fig. 4b zeichnerisch unter Punkt 19 dargestellt. Nachfolgend wird das Sicherungselement 1 entsprechend Programmpunkt 13 in einem externen H-Feld in die Sättigung getrieben. Hierzu ist - wie in Fig. 4b, Punkt 19, zu sehen ist - eine Sendevorrichtung 7 installiert. Bei dieser Sendevorrichtung 7 kann es sich um Elektromagneten oder um Permanentmagneten handeln.
    Unter Programmpunkt 14 erfolgt dann die Bestimmung der Resonanzfrequenz des Sicherungselementes 1. Die Resonanzfrequenz wird - wie in Fig. 4b unter 20 dargestellt - mittels einer Empfangsvorrichtung 8 gemessen. Die Meßdaten werden der Rechen-/Steuereinheit 9 zwecks Auswertung zugeleitet.
    Bei Punkt 15 des Steuerprogramms ermittelt die Rechen-/Steuereinheit nunmehr, ob die gemessene Resonanzfrequenz mit dem optimalen Wert übereinstimmt. Wird diese Abfrage bejaht, wird das Verfahren mit den vorgegebenen Werten für a und b fortgeführt. Stimmt die Resonanzfrequenz nicht mit dem vorgegebenen Wert überein, werden a und b oder a oder b bei Punkt 16 variiert. Danach wird das Herstellungsverfahren für die Sicherungselemente 1 auf der Basis der neuen Anfangswerte durchgeführt.     4a shows a control program for carrying out the method according to the invention; 4b outlines the individual stations which are operated by the control program. At program point 10, the arithmetic / control unit 9 is given the starting values for the width a of the selected areas 4 and the distance b of the selected areas 4 from one another. Under program point 11, the bias element 3 is treated in accordance with the predetermined values a, b for the selected areas 4. See also illustration 18 in FIG. 4b. Under program item 12, the assembly of the securing element 1, consisting of a bias element 3 and a soft magnetic, magnetostrictive strip 2, is initiated. This process step is shown graphically in FIG. 4b under point 19. The fuse element 1 is then driven to saturation in accordance with program point 13 in an external H field. For this purpose - as can be seen in FIG. 4b, point 19 - a transmitting device 7 is installed. This transmitting device 7 can be electromagnets or permanent magnets.
    The resonance frequency of the securing element 1 is then determined under program point 14. The resonance frequency is measured by a receiving device 8, as shown in FIG. 4b under 20. The measurement data are fed to the computing / control unit 9 for evaluation.
    At point 15 of the control program, the computing / control unit now determines whether the measured resonance frequency matches the optimal value. If this query is answered in the affirmative, the method is continued with the specified values for a and b. If the resonance frequency does not match the specified value, a and b or a or b are varied at point 16. The manufacturing method for the securing elements 1 is then carried out on the basis of the new initial values.

    BezugszeichenlisteReference list

    11
    SicherungselementSecuring element
    22nd
    weichmagnetischer Streifensoft magnetic stripe
    33rd
    VormagnetisierungselementBias element
    44th
    ausgewählter Bereichselected area
    55
    Lochhole
    66
    StreufeldStray field
    77
    SendevorrichtungTransmitter
    88th
    EmpfangsvorrichtungReceiving device
    99
    Rechen-/SteuereinheitComputing / control unit
    MM
    Magnetisierungmagnetization
    HH
    externes Magnetfeldexternal magnetic field
    aa
    Breite eines ausgewählten BereichsWidth of a selected area
    bb
    Abstand der ausgewählten BereicheDistance of the selected areas
    rr
    Radius eines ausgewählten BereichsRadius of a selected area
    ss
    Abstand der ausgewählten Bereiche (materialfreie oder wärmebehandelte Stellen mit Radius r oder beliebiger Form)Distance of the selected areas (material-free or heat-treated areas with Radius r or any shape)
    ll
    Länge des StreifensLength of the strip
    dd
    Abstand zwischen Streifen und VormagnetisierungselementDistance between stripes and Bias element

    Claims (15)

    Sicherungselement für die elektronische Artikelsicherung in einem elektromagnetischen Überwachungssystem, bestehend aus einem weichmagnetischen, magnetostriktiven Streifen und einem dem Streifen zugeordneten Vormagnetisierungselement aus einem halbhart- oder hartmagnetischen Material,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Vormagnetisierungselement (3) derart ausgebildet ist, daß es durch Anlegen eines im wesentlichen konstanten externen Feldes (H) ein Streufeld (6) erzeugt, das die magneto-elastischen Eigenschaften des Streifens (2) optimiert.    Securing element for electronic article surveillance in an electromagnetic monitoring system, consisting of a soft magnetic, magnetostrictive strip and a pre-magnetic element of a semi-hard or hard magnetic material assigned to the strip,
    characterized by
    that the bias element (3) is designed such that it generates a stray field (6) by applying a substantially constant external field (H), which optimizes the magneto-elastic properties of the strip (2).         Sicherungselement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Streifen (2) und das Vormagnetisierungselement (3) einen Abstand (d) voneinander haben.    Securing element according to claim 1,
    characterized by
    that the strip (2) and the bias element (3) have a distance (d) from each other.         Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Streifen (2) eine im wesentlichen lineare Magnetisierungskurve (M-H-Kurve) aufweist.    Securing element according to claim 1 or 2,
    characterized by
    that the strip (2) has an essentially linear magnetization curve (MH curve).         Sicherungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Vormagnetisierungselement (3) derart ausgebildet ist, daß es durch das externe Feld (H) in die Sättigung getrieben wird, wobei seine remanente Magnetisierung nach der Sättigung in einem externen Feld (H) das gewünschte Streufeld (6) erzeugt.    Securing element according to claim 1, 2 or 3,
    characterized by
    that the bias element (3) is designed such that it is driven into saturation by the external field (H), its remanent magnetization after saturation in an external field (H) producing the desired stray field (6).         Sicherungselement nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Vormagnetisierungselement (3) derart dimensioniert ist, daß das von dem Vormagnetisierungselement (3) erzeugte Streufeld (6) kleiner ist als das zum Erreichen der Sättigung des Streifens (2) erforderliche Feld.     Securing element according to claim 4,
    characterized by
    that the biasing element (3) is dimensioned such that the stray field (6) generated by the biasing element (3) is smaller than the field required to achieve the saturation of the strip (2).         Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Vormagnetisierungselement (3) materialfreie Bereiche (4) aufweist.    Securing element according to claim 1 or 2,
    characterized by
    that the bias element (3) has material-free areas (4).         Sicherungselement nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem Vormagnetisierungselement (3) Luftspalte (4) der Breite (a) im Abstand (b) oder Löcher (5) mit einem Radius (r) vorgesehen sind, die im Abstand (s) voneinander angeordnet sind.    Securing element according to claim 6,
    characterized by
    that in the bias element (3) there are air gaps (4) of width (a) at a distance (b) or holes (5) with a radius (r) which are arranged at a distance (s) from one another.         Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Vormagnetisierungselement (3) Bereiche (4) entgegengesetzter Magnetisierung (M) aufweist, die den Streifen (2) derart vormagnetisieren, daß er deaktiviert ist.    Securing element according to claim 1 or 2,
    characterized by
    that the bias element (3) has areas (4) of opposite magnetization (M) which bias the strip (2) in such a way that it is deactivated.         Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ausgewählte Bereiche (4) des Vormagnetisierungselementes (3) vorgesehen sind, die wärmebehandelt sind.    Securing element according to claim 1 or 2,
    characterized by
    that selected areas (4) of the biasing element (3) are provided which are heat-treated.         Sicherungselement nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in den ausgewählten Bereichen (4) durch Anlegen einer mechanischen Spannung oder eines Magnetfeldes (H) eine Vorzugsrichtung quer zur Längsrichtung des Vormagnetisierungselementes (3) eingestellt ist.    Securing element according to claim 9,
    characterized by
    that a preferred direction transverse to the longitudinal direction of the biasing element (3) is set in the selected areas (4) by applying a mechanical tension or a magnetic field (H).         Sicherungselement nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wärmebehandlung des Vormagnetisierungselementes (3) in einer oxidierenden Atmosphäre erfolgt.     Securing element according to claim 9,
    characterized by
    that the heat treatment of the bias element (3) takes place in an oxidizing atmosphere.         Sicherungselement nach Anspruch 6, 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Breite (a) der ausgewählten Bereiche (4) klein bezüglich des Abstandes (d) zwischen dem Streifen (2) und dem Vormagnetisierungselement (3) ist.    Securing element according to claim 6, 10 or 11,
    characterized by
    that the width (a) of the selected areas (4) is small with respect to the distance (d) between the strip (2) and the bias element (3).         Verfahren zur Herstellung eines Sicherungselementes für die elektronische Artikelsicherung in einem elektro-magnetischen Überwachungssystem, wobei das Sicherungselement aus einem weichmagnetischen, magnetostriktiven Streifen und einem dem Streifen zugeordneten Vormagnetisierungselement aus einem halbhart- oder hartmagnetischen Material besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Vormagnetisierungselement (3) durch ein im wesentliches konstantes externes Feld (H) bis in die Sättigung aufmagnetisiert wird,
    daß nach Abschalten des externen Feldes (H) das Schwingungsverhalten des Streifens (2) überprüft wird, und
    daß die physikalischen Eigenschaften des Vormagnetisierungselementes geändert werden, wenn das Schwingungsverhalten des Sicherungselementes (1) nicht mit einem vorgegebenen Wert übereinstimmt.    Method for producing a security element for electronic article security in an electro-magnetic monitoring system, the security element consisting of a soft magnetic, magnetostrictive strip and a biasing element assigned to the strip made of a semi-hard or hard magnetic material,
    characterized by
    that the bias element (3) is magnetized to saturation by an essentially constant external field (H),
    that after switching off the external field (H) the vibration behavior of the strip (2) is checked, and
    that the physical properties of the bias element are changed if the vibration behavior of the securing element (1) does not match a predetermined value.         Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die physikalischen Eigenschaften des Vormagnetisierungselementes (3) derart geändert werden, daß das Sicherungselement (1) nach Abschalten des externen Feldes (H) eine höhere oder eine niedrigere remanente Magnetisierung aufweist als vor der Änderung.    A method according to claim 13,
    characterized by
    that the physical properties of the biasing element (3) are changed such that the fuse element (1) after switching off the external field (H) has a higher or a lower remanent magnetization than before the change.         Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die einzelnen Verfahrensschritte kontinuierlich an aufeinanderfolgenden Sicherungselementen (1) solange durchgeführt werden, bis das gewünschte Schwingungsverhalten erreicht ist.    The method of claim 13 or 14,
    characterized by
    that the individual process steps are carried out continuously on successive securing elements (1) until the desired vibration behavior is achieved.
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