ES2226157T3

ES2226157T3 - Aleacion amorfa magnetoestrictiva con bajo contenido en cobalto y metodo para recocer la misma.

Info

Publication number: ES2226157T3
Application number: ES98935009T
Authority: ES
Inventors: Giselher Herzer
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2018-07-01
Also published as: ATE280844T1; DE69827258D1; KR20010021573A; WO1999002748A1; JP2002509648A; DE69827258T2; EP0996759A1; JP4370001B2; EP0996759B1; US6018296A; KR100582579B1

Abstract

Un resonador para usar un marcador en un sistema de supervivencia de artículo electrónico magnetomecánico está formado por un tira plana de una aleación magnetoestritiva amorfa que tiene una composición Fe{sub,a}Co{sub,b}Ni{sub,c}Si{sub,x}B{sub,y}M{sub,z} donde a,b,c,x,y, y z son el % y a+b+c+x+y+z =100, a+b+c>75, a>15, b>20, c>5 y 0<z<3, en donde M es al menos un elemento seleccionado del grupo en el que está el C, P, Ge, Nb, Mo, Cr y Mn, la aleación magnetoestrictiva amorfa que tiene una frecuencia resonante f{sub,r} que es un mínimo a una intensidad de campo H{sub,mi}{sub,n} y que tiene un enlace B-H hasta al menos una intensidad de campo que está sobre el 0,8 H{sub,mi}{sub,n} y uno perpendicular anisotrópica uniaxial al plano de la tira con una intensidad de campo anisotrópico H{sub,k} que es al menos tan grande como H{sub,mi}{sub,n} y, cuando se acciona mediante una ráfaga de señales alternativas en la presencia de un campo de polarización H{sub,b} para producir una señal a la frecuencia de resonancia que tiene una amplitud que es un mínimo de aproximadamente un 50% de un máximo relativo de la amplitud obtenible del campo de polarización H{sub,b} en un rango de H{sub,b} entre o y 10 Oe.

Description

Aleación amorfa magnetoestrictiva con bajo contenido en cobalto y método para recoger la misma.

Antecedentes del invento Campo del invento

El presente invento está dirigido a una aleación amorfa magnetoestrictiva para uso en un marcador empleado en un sistema electrónico, magnetomecánico, para vigilancia de artículos y, en particular, a una aleación amorfa magnetoestrictiva de esta clase con un bajo contenido de cobalto o que está libre de cobalto. El presente invento está dirigido, también, a un método para el recocido de una aleación amorfa magnetoestrictiva de esta clase para producir un resonador, y a un método para fabricar un marcador que incorpore tal resonador, y a un sistema electrónico, magnetomecánico, para la vigilancia de artículos que emplee un marcador de esta clase.

Descripción de la técnica anterior

Se conocen diversos tipos de sistemas electrónicos para la vigilancia de artículos que poseen la característica común de emplear un marcador o una etiqueta que se fija a un articulo a proteger contra el robo, tal como una mercancía en una tienda. Cuando se realiza una compra legal del artículo, el marcador puede ser retirado del artículo o convertido de un estado activado a un estado desactivado y, si un marcador activado pasa por el sistema de detección, es detectado por éste y se dispara una alarma.

Un tipo de sistema electrónico para la vigilancia de artículos es conocido como sistema de vigilancia por armónicos. En tal sistema, el marcador está compuesto de material ferromagnético y el sistema detector genera un campo electromagnético con una frecuencia predeterminada. Cuando el marcador magnético pasa por el campo electromagnético lo perturba y hace que se generen armónicos de la frecuencia predeterminada. El sistema de detección está sintonizado para detectar ciertas frecuencias de armónicos. Si se detectan dichas frecuencias de armónicos, se dispara una alarma. Las frecuencias de armónicos que se generan dependen del comportamiento magnético del material magnético del marcador, específicamente en la medida en que el bucle B-H del material magnético se desvía de un bucle B-H lineal. En general, a medida que aumenta la falta de linealidad del bucle B-H del material magnético, se generan más armónicos. Un sistema de este tipo se expone, por ejemplo, en la patente norteamericana núm. 4.484.184.

Sin embargo, tales sistemas por armónicos llevan aparejados dos problemas básicos. Las perturbaciones del campo electromagnético generado por el marcador son de alcance relativamente corto y, por tanto, solamente pueden ser detectadas dentro de distancias relativamente próximas al propio marcador. Por tanto, si se utiliza un sistema de vigilancia por armónicos de esta clase en un establecimiento comercial, ello quiere decir que el paso definido por el transmisor electromagnético por un lado y el receptor electromagnético por el otro, y por el cual deben transitar los clientes, tiene una dimensión máxima limitada de unos 90 cm (3 pies). Otro problema asociado con tales sistemas por armónicos es la dificultad con que se tropieza para distinguir los armónicos generados por el material ferromagnético del marcador de los generados por otros objetos ferromagnéticos tales como llaves, monedas, hebillas de cinturón, etc.

En consecuencia, se ha desarrollado otro tipo de sistema electrónico para la vigilancia de artículos, conocido como sistema magnetomecánico. Un sistema de esta clase se describe, por ejemplo, en la patente norteamericana núm. 4.510.489. En un sistema de este tipo, el marcador está constituido por un elemento de material magnetoestrictivo, conocido como resonador, dispuesto junto a una tira de material magnetizable conocida como elemento polarizador. Típicamente (pero no de manera necesaria), el resonador está compuesto de material ferromagnético amorfo y el elemento polarizador está compuesto de material ferromagnético cristalino. El marcador es activado magnetizando el elemento polarizador y es desactivado desmagnetizando el elemento polarizador.

En tal sistema magnetomecánico, la disposición detectora incluye un transmisor que transmite impulsos en forma de trenes de impulsos de RF (radiofrecuencia), a una frecuencia contenida en el margen bajo de la radiofrecuencia, tal como de 58 kHz. Los impulsos (trenes) son emitidos (transmitidos) con una frecuencia de repetición de, por ejemplo, 60 Hz, con una pausa entre impulsos sucesivos. La disposición detectora incluye un receptor que está sincronizado (controlado) con el transmisor de forma que solamente sea activado durante las pausas entre impulsos emitidos por el transmisor. El receptor "espera" no detectar nada en estas pausas entre impulsos. Sin embargo, si entre el transmisor y el receptor está presente un marcador activado, el resonador en él contenido es excitado por los impulsos transmitidos y será obligado a oscilar mecánicamente a la frecuencia del transmisor, es decir, a 58 kHz en el ejemplo anterior. El resonador emite una señal que "suena" a la frecuencia del resonador, con un tiempo de desaparición exponencial ("tiempo de silenciado"). La señal emitida por el marcador activado, si está presente entre el transmisor y el receptor, es detectada por el receptor en las pausas entre los impulsos transmitidos y el receptor, en consecuencia, dispara una alarma. Para reducir al mínimo las falsas alarmas, el detector debe percibir, usualmente, una señal en, al menos, dos y de preferencia cuatro, pausas sucesivas.

Como en el entorno comercial coexisten ambos sistemas, por armónicos y magnetomecánico, surge un problema conocido como "polución" y que consiste en que un marcador diseñado para funcionar en un tipo de sistema produce una falsa alarma en un sistema del otro tipo. Esto ocurre, de manera muy común, porque un marcador usual proyectado para utilizarse en un sistema magnetomecánico dispara una falsa alarma en un sistema por armónicos. El motivo de que ocurra esto es que, como antes se ha señalado, el marcador para un sistema por armónicos genera los armónicos detectables en virtud de poseer un bucle B-H no lineal. Un marcador con un bucle B-H lineal sería "invisible" para un sistema de vigilancia por armónicos. Sin embargo, un bucle B-H no lineal es el tipo de bucle B-H "normal" que presenta el material magnético; han de tomarse medidas especiales con el fin de producir material que tenga un bucle B-H lineal. Un material amorfo magnetoestrictivo se describe en la patente norteamericana núm. 5.628.840, en la que se establece que presenta el mencionado bucle B-H lineal. Sin embargo, este material todavía presenta el problema de tener un tiempo de silenciado relativamente largo, lo que hace difícil distinguir la señal procedente de él de las fuentes espúreas de RF.

Otra característica deseable de un resonador para uso en un marcador en un sistema magnetomecánico de vigilancia, es que la frecuencia resonante del resonador tenga una dependencia baja de la intensidad del campo de magnetización previa generado por el elemento polarizador. El elemento polarizador es utilizado para activar y desactivar el marcador y, así, es fácilmente magnetizable y desmagnetizable. Cuando el elemento polarizador es magnetizado con el fin de activar el marcador, no puede garantizarse la intensidad precisa del campo magnético generado por el elemento polarizador. Por tanto, es deseable que, al menos dentro de un margen designado de intensidades de campo, la frecuencia resonante del resonador no cambie significativamente para diferentes intensidades del campo de magnetización. Esto quiere decir que df_{r}/dH_{b} debe ser pequeño, siendo f_{r} la frecuencia resonante y siendo H_{b} la intensidad del campo de magnetización generado por el elemento de polarización.

Sin embargo, al desactivarse el marcador es deseable que ocurra un cambio muy grande de la frecuencia resonante al cesar el campo de magnetización. Esto asegura que un marcador desactivado, si queda unido al artículo, resonará, si lo hace, a una frecuencia resonante muy alejada de la frecuencia resonante que está diseñado para percibir el detector.

Finalmente, el material utilizado para fabricar el resonador debe tener propiedades mecánicas que permitan que el material del resonador sea tratado en serie, incluyendo usualmente un tratamiento térmico (recocido) con el fin de establecer las propiedades magnéticas. Como el metal amorfo es, usualmente, colado en forma de cinta continua, ello quiere decir que la cinta debe presentar una ductilidad suficiente para poder ser tratada en una cámara de recocido continua, lo cual significa que la cinta debe desenrollarse a partir de un carrete de suministro, hacerse pasar por la cámara de recocido y, posiblemente, enrollarse de nuevo tras el recocido. Además, la cinta recocida es cortada, usualmente, en pequeñas tiras para incorporar las tiras a los marcadores, lo que quiere decir que el material no debe ser excesivamente frágil y que sus propiedades magnéticas, una vez establecidas por el proceso de recocido, no deben alterarse ni degradarse al cortar el material.

En general, en el campo de los metales amorfos se conocen gran número de composiciones de aleación y, también, se han propuesto gran número de composiciones de aleaciones amorfas para uso en sistemas electrónicos para la vigilancia de artículos de cualquiera de los dos tipos antes mencionados.

Las solicitudes PCT WO 96/32731 y WO 96/32518, correspondientes a la patente norteamericana núm. 5.469.489, describen una aleación metálica vítrea consistente, esencialmente, en la fórmula CO_{a}Fe_{b}Ni_{c}M_{d}B_{e}Si_{f}C_{g}, en la que M se selecciona de entre molibdeno y cromo y a,b,c,d,e,f y g se dan en %, a va del 40 al 43, aproximadamente, b va del 35 al 42, aproximadamente, c va del 0 al 5, aproximadamente, d va del 0 al 3, aproximadamente, e va del 10 al 25, aproximadamente, f va del 0 al 15, aproximadamente, y g va del 0 al 2, aproximadamente. La aleación puede ser colada por solidificación rápida para formar una cinta, recocida para mejorar sus propiedades magnéticas y configurada como un marcador especialmente adecuado para uso en sistemas activados magnetomecánicamente para la vigilancia de artículos. El marcador se caracteriza por una respuesta de magnetización relativamente lineal en un régimen de frecuencia en el que los sistemas de marcador por armónicos funcionan magnéticamente. Las amplitudes de tensión detectadas para el marcador son elevadas y se evita la interferencia entre sistemas de vigilancia basados en la resonancia mecánica y en la radiancia repetida de armónicos.

La patente norteamericana núm. 5.469.140 describe una tira en forma de cinta de una aleación magnética amorfa que es tratada térmicamente mientras se le aplica un campo magnético de saturación transversal. La tira tratada es utilizada como marcador para un sistema electrónico para la vigilancia de artículos por interrogación pulsatoria. Un material preferido para la tira está constituido por hierro, cobalto, silicio y boro, superando la proporción de cobalto el 30%.

La patente norteamericana núm. 5.252.144 propone que varias aleaciones magnetoestrictivas sean recocidas para mejorar sus características de silenciado. Sin embargo, esta patente no describe la aplicación de un campo magnético durante el calentamiento.

Muchas composiciones de aleación que consiguen las características antes mencionadas en su forma más preferida y en combinación (es decir, con todas las anteriores características optimizadas) contienen cantidades de cobalto relativamente grandes. Entre las materias primas comúnmente empleadas en las composiciones de aleación para producir material amorfo, el cobalto es el más caro. Por tanto, los productos metálicos amorfos fabricados de una composición de aleación con un contenido de cobalto relativamente elevado son, correspondientemente, caras. En el campo de los sistemas electrónicos para la vigilancia de artículos, particularmente en el campo de los sistemas de vigilancia magnetomecánicos, existe la necesidad de una aleación amorfa que pueda servir para formar el resonador del marcador de artículos con un contenido de cobalto relativamente bajo o que esté libre de cobalto, y que, por tanto, tenga un precio correspondientemente reducido. Sin embargo, el bajo contenido de cobalto o la ausencia de éste no debe deteriorar significativamente las propiedades magnéticas y mecánicas antes mencionadas de la aleación.

La aleación amorfa se cuela, comúnmente, en forma "cruda" como una cinta y es sometida, subsiguientemente a un tratamiento a medida con el fin de otorgar a la cinta cruda un conjunto particular de propiedades magnéticas deseadas. Típicamente, dicho tratamiento incluye recocer la cinta en una cámara al tiempo que se la somete, durante el recocido, a la acción de un campo magnético. De la manera más común, el campo magnético está orientado transversalmente con relación a la cinta, es decir, en una dirección perpendicular al eje longitudinal (mayor extensión) de la cinta, y en el plano de ésta. Sin embargo, también se conoce recocer una aleación metálica amorfa mientras se la somete a la acción de un campo magnético orientado perpendicularmente al plano de la cinta o tira, es decir, un campo magnético que tiene una dirección paralela a la superficie plana perpendicular a la cinta o tira. Esta manera de recocido se describe en la patente norteamericana núm. 4.268.325. Aunque en ella se describen varias aleaciones libres de cobalto, también se describen otras varias que contienen cobalto. Entre los ejemplos específicos de composiciones de aleación que contienen cobalto que se ofrecen en la patente norteamericana núm. 4.268.325, el contenido mínimo de cobalto es del 15%, y se dan otros ejemplos en los que el contenido de cobalto es tan alto como el 74%. Además, la fórmula generalizada que se expone en esta patente es la de una aleación que contiene cobalto y se establece que tal contenido se encuentra en un margen comprendido entre el 40 y el 80%, aproximadamente. Solamente algunos detalles de las propiedades magnéticas de las aleaciones formadas de acuerdo con esta patente se describen en ella; sin embargo, se muestran bucles B-H ilustrativos para tales aleaciones. Basadas en estos bucles B-H, que no son lineales, las aleaciones descritas en esta patente solamente serían adecuadas para utilizarlas en sistemas para la vigilancia de artículos por armónicos. Aún cuando algunas de esas aleaciones tuviesen propiedades magnetoestrictivas no descritas, todavía presentarían el antes mencionado bucle B-H no lineal y, por tanto, no resolverían el problema de la polución, antes mencionado.

Sumario del invento

Un objeto del presente invento es proporcionar una aleación amorfa magnetoestrictiva y un método para tratarla, con el fin de producir un resonador con propiedades adecuadas para ser utilizado en un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, con un coste menor que el de los resonadores usuales.

Otro objeto es proporcionar una aleación amorfa magnetoestrictiva que presente un comportamiento magnético suficientemente lineal con el fin de fabricar un marcador que incorpore tal resonador invisible para un sistema para la vigilancia de artículos por armónicos.

También un objeto del presente invento es proporcionar un marcador que incorpore tal resonador, y un método para fabricar dicho marcador, adecuado para uso en un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos.

Otro objeto del presente invento es proporcionar un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos que pueda ser hecho funcionar con un marcador de bajo coste con un resonador compuesto de una aleación amorfa magnetoestrictiva.

Los anteriores objetos se consiguen con un resonador como se define en la reivindicación 1, un marcador que incorpora tal resonador, como se define en la reivindicación 18, y un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos que emplea tal marcador como se define en la reivindicación 19, en el que el resonador está compuesto de una aleación amorfa magnetoestrictiva con bajo contenido de cobalto, en el que la aleación amorfa magnetoestrictiva cruda es recocida en forma de cinta o de tira. El resonador, con una frecuencia resonante f_{r} que es mínima a una intensidad de campo H_{min} y que tiene un bucle B-H lineal hasta, al menos, una intensidad de campo que es de, aproximadamente, 0,8H_{min} y anisotropía uniaxial perpendicular al plano de la tira con una intensidad de campo de anisotropía H_{k} que es, al menos, tan grande como H_{min}. Métodos para fabricar un resonador se definen en las reivindicaciones 20 y 22, y un método de fabricar un marcador se define en la reivindicación 23.

La anisotropía uniaxial antes mencionada del resonador del invento tiene dos componentes, a saber, dirección y magnitud. La dirección, por ejemplo, perpendicular al plano de la tira, se establece mediante el procedimiento de recocido. Esta dirección puede fijarse recociendo la cinta o tira en presencia de un campo magnético orientado sustancialmente en dirección perpendicular al plano de la cinta o tira y fuera de ese plano (campo no transversal) o introduciendo cristalinidad en la cinta o tira, desde arriba y desde abajo en una profundidad, por cada lado, de aproximadamente un 10% del grosor de la cinta o tira. Así, tal como se utiliza en esta memoria, por "amorfo" (al referirse al resonador) debe entenderse amorfo en, aproximadamente, un 80% (cuando se mira el resonador en sección transversal perpendicular a su plano).

La intensidad (magnitud) del campo de anisotropía se establece mediante una combinación del procedimiento de recocido y la composición de la aleación, haciéndose variar (ajustándose) el orden de magnitud mediante el ajuste de la composición de la aleación, pudiéndose conseguir cambios respecto de una magnitud promedio (nominal) comprendidos dentro de, aproximadamente, un \pm40% del valor nominal.

Tal como se emplea en este documento, la expresión "bajo contenido de cobalto" incluye un contenido de cobalto del 0%, es decir, una composición libre de cobalto. Una fórmula generalizada preferida para la composición de la aleación, cuando se recuece como se ha descrito en lo que antecede, produce un resonador con las propiedades deseadas para uso en un marcador para un sistema electrónico, magnetomecánico para la vigilancia de artículos, es como sigue:

Fe_{a}Co_{b}Ni_{c}Si_{x}B_{y}M_{z}

donde a, b, c, x, y y z son porcentajes, siendo M uno o más elementos favorecedores de la formación de vidrio tales como C, P, Ge, Nb y/o Mo, y/o uno o más metales de transición tales como Cr y/o Mn, y en donde

a + b + c > 75

a > 15

0 < b < 20

c > 5

0 < z < 3

siendo x e y el resto, de manera que a+b+c+x+y+z=100. (En las anteriores designaciones de márgenes, y tal como se utiliza en todo este documento, todas las designaciones numéricas inferiores y superiores incluyen el propio valor de la designación y deben interpretarse como si fuesen precedidos por "aproximadamente", es decir, son tolerables pequeñas variaciones respecto de las designaciones especificadas literalmente). Un resonador que tenga una aleación con la composición antes mencionada, después de recocido en un campo magnético perpendicular al plano de la cinta, al ser excitado para oscilar mecánicamente a una frecuencia resonante en presencia de un campo magnético de polarización, emite una señal que tiene una elevada amplitud inicial, y la frecuencia resonante de la aleación tratada (resonador) presenta un cambio mínimo al cambiar el campo de magnetización previa.

Un resonador producido de acuerdo con el invento no tiene, virtualmente, ninguna probabilidad de disparar una alarma en un sistema de seguridad por armónicos, ya que posee un comportamiento suficientemente lineal (es decir, no existe un "rizo" significativo en el bucle B-H) hasta una intensidad de campo comprendida en un margen de 4-5 Oe, que es fijado mediante el recocido antes citado en un campo magnético perpendicular al plano de la cinta o tira, con el fin de hacer que el resonador sea invisible para un sistema de vigilancia de artículos por armónicos. También contribuye a resolver el problema de la polución el hecho de que un resonador producido de acuerdo con el invento tenga una frecuencia de resonancia que cambie en, al menos, 1,2 kHz cuando se elimina el campo de magnetización previa, es decir, cuando es conmutado de una condición activada a una condición desactivada.

Para un resonador producido de acuerdo con el invento, H_{min} se encuentra en un margen comprendido entre aproximadamente 5 y aproximadamente 8 Oe. El campo de anisotropía H_{k} es un mínimo de aproximadamente 6 Oe. Típicamente, H_{min} es de aproximadamente 0,8H_{k}.

Un resonador producido de acuerdo con el invento tiene una frecuencia resonante f_{r} que cambia, en una intensidad H_{b} de campo de magnetización previa en un margen de entre aproximadamente 4 y aproximadamente 8 Oe, en una magnitud menor que aproximadamente 400 Hz/Oe, es decir |df_{r}/dH_{b}|<400 Hz/Oe. En realizaciones preferidas, la dependencia de la frecuencia resonante de la intensidad del campo de magnetización previa es de casi 0.

El resonador antes mencionado se forma sometiendo a la aleación cruda (tal como resulta de la colada) a la acción de un campo magnético perpendicular, no transversal, mientras la aleación, por ejemplo en forma de cinta, está siendo calentada. El calentamiento de la cinta puede conseguirse, por ejemplo, haciendo pasar una corriente eléctrica a través de la cinta. Preferiblemente, el tratamiento térmico de la cinta tiene lugar en un margen de temperatura comprendido entre aproximadamente 250ºC y aproximadamente 430ºC, y el tratamiento térmico dura por lo menos un minuto.

En otra realización de la composición, la aleación tiene un contenido de cobalto inferior al 10% y, en otra realización, la aleación tiene un contenido de níquel de, al menos, un 10%, siendo el contenido de cobalto de menos del 4\textdollar. En una realización adicional, la aleación tiene un contenido de hierro que es menor que el 30% y un contenido de níquel mayor que el 30%. En otra realización, a + b + c > 79.

Aunque, como se ha hecho notar, se prefiere recocer la aleación amorfa cruda después su colada en un campo magnético que sea perpendicular al plano de la cinta metálica amorfa, las propiedades magnéticas antes mencionadas que son deseables en un sistema magnetomecánico para la vigilancia de artículos, pueden conseguirse recociendo la cinta amorfa en presencia de un campo magnético dirigido oblicuamente, es decir, un campo magnético que tenga una dirección contenida en el plano de la tira o cinta amorfa, pero que forme un ángulo significativamente distinto de 90º con relación al eje longitudinal (dirección de la mayor longitud) de la cinta. También puede utilizarse el recocido en un campo magnético constituido por una combinación (suma vectorial) de un campo perpendicular y un campo oblicuo.

Un marcador para uso en un sistema magnetomecánico de vigilancia tiene un resonador compuesto de una aleación con la composición y las propiedades antes mencionadas, contenido en un alojamiento adyacente a un elemento de polarización constituido por material ferromagnético. Un marcador de esta clase es adecuado para uso en un sistema magnetomecánico de vigilancia que tenga un transmisor que emita sucesivos trenes de impulsos de RF a una frecuencia predeterminada, con pausas entre los trenes de impulsos, un detector sintonizado para detectar señales a la frecuencia predeterminada, un circuito de sincronización que sincroniza el funcionamiento del circuito transmisor y del circuito receptor de manera que el circuito receptor sea activado para buscar una señal a la frecuencia predeterminada en las pausas entre los trenes de impulsos, y una alarma que es disparada si el circuito detector detecta una señal, identificada como originada por el marcador, en al menos una de las pausas entre impulsos sucesivos. Preferiblemente, la alarma se genera cuando se detecta una señal, que se identifica como procedente de un marcador, en más de una pausa.

Descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra un marcador con la parte superior de su alojamiento parcialmente retirada para mostrar los componentes internos, que tiene un resonador fabricado de acuerdo con los principios del presente invento, en el contexto del sistema magnetomecánico para la vigilancia de artículos ilustrado esquemáticamente.

Las Figuras 2a y 2b ilustran, respectivamente, un bucle B-H y la relación entre la frecuencia resonante y la amplitud de señal con relación al campo de magnetización previa para una aleación amorfa conocida en la forma en que resulta de la colada, es decir, sin ningún tratamiento de la misma.

Las Figuras 3a y 3b representan, respectivamente, el bucle B-H y la dependencia de la frecuencia resonante y la amplitud de señal en el campo de magnetización previa para una aleación amorfa conocida, recocida en un campo magnético transversal.

La Figura 4 muestra el bucle B-H para una primera composición de aleación ilustrativa de acuerdo con el invento, recocida en un campo magnético perpendicular de acuerdo con el invento y en un campo magnético transversal no de acuerdo con el invento.

La Figura 5 ilustra el bucle B-H para una segunda composición de aleación ilustrativa de acuerdo con el invento, recocida en un campo magnético perpendicular de acuerdo con el invento y en un campo magnético transversal no de acuerdo con el invento.

La Figura 6 representa la dependencia de la frecuencia resonante y la amplitud de señal para la aleación de la Figura 4 después de recocida en un campo perpendicular.

La Figura 7 muestra las dependencias respectivas de la frecuencia resonante y la amplitud de señal en el campo de polarización para la aleación de la Figura 5, después de recocida en un campo perpendicular.

La Figura 8 muestra las dependencias respectivas de la frecuencia resonante y la amplitud de señal en el campo de polarización para la aleación de las Figuras 4 y 6, después de recocida en un campo magnético transversal no de acuerdo con el invento.

La Figura 9 ilustra la dependencia de la frecuencia resonante y la amplitud de señal de la aleación de las Figuras 5 y 7, cuando es recocida en un campo magnético transversal no de acuerdo con el invento.

Las Figuras 10a y 10b representan, respectivamente, una vista lateral y una vista de extremo de una primera realización de un procedimiento de recocido de acuerdo con los principios del presente invento.

Las Figuras 11a y 11b muestran, respectivamente, una vista de extremo y una vista desde arriba de una segunda realización de un procedimiento de recocido de acuerdo con los principios del presente invento.

La Figura 12 ilustra el bucle B-H para una composición de aleación ilustrativa Fe_{40}Co_{2}Ni_{40}Si_{5}B_{13} recocida en un campo magnético particular de acuerdo con el invento.

La Figura 13 muestra las dependencias respectivas de la frecuencia resonante y la amplitud de señal de la aleación ilustrativa Fe_{40}Co_{2}Ni_{40}Si_{5}B_{13} después de recocido en un campo perpendicular.

La Figura 14 muestra las dependencias respectivas de la frecuencia resonante y la amplitud de señal de la aleación ilustrativa Fe_{40}Co_{2}Ni_{40}Si_{5}B_{13} después de recocido en un campo transversal, no de acuerdo con el invento.

La Figura 15 muestra las dependencias respectivas de la frecuencia resonante y la amplitud de señal de la aleación ilustrativa Fe_{40}Co_{2}Ni_{40}Si_{5}B_{13} después de un recocido muy breve en un campo perpendicular.

Descripción de las realizaciones preferidas

La Figura 1 ilustra un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos que emplea un marcador 1 que tiene un alojamiento 2 que contiene un resonador 3 y un elemento de polarización magnético 4. El resonador 3 se corta a partir de una cinta de metal magnetoestrictivo amorfo, recocido con una composición de acuerdo con la fórmula

Fe_{a}Co_{b}Ni_{c}Si_{x}B_{y}M_{z}

a + b + c > 75

a > 15

0 < b < 20

c > 5

0 < z < 3

siendo x e y el resto, de manera que a+b+c+x+y+z=100. La cinta amorfa que se recoció y se cortó para producir el resonador 3, fue recocida en presencia de un campo magnético que tenía una dirección perpendicular al plano de la cinta, es decir, paralela a una superficie perpendicular de la cinta. El resonador 3, al ser excitado como se describe más adelante con el fin de oscilar mecánicamente, genera una señal a la frecuencia resonante que tiene una amplitud inicialmente grande, que asegura su detección en el sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, representado en la Figura 1.

En otra realización de la composición, la aleación tiene un contenido de cobalto inferior al 10% y, en otra realización, la aleación tiene un contenido de níquel de, al menos, el 10% y un contenido de cobalto inferior al 4%. En otra realización, la aleación tiene un contenido de hierro que es menor que el 30% y un contenido de níquel mayor que el 30%. En otra realización, a + b + c > 79.

El marcador 1 se encuentra en una condición activada cuando el elemento de polarización magnética es magnetizado, para los fines del presente invento típicamente en un margen comprendido entre 1 y 6 Oe, y el resonador 3 tiene un comportamiento magnético lineal, es decir, un bucle B-H lineal por lo menos en un margen de hasta 4-5 Oe, aproximadamente, siendo ajustado éste por el recocido antes mencionado en un campo magnético perpendicular. Además, la frecuencia resonante f_{r} del resonador 3 cambia en al menos 1,2kHz cuando se elimina el campo magnético generado por el elemento 4 de polarización magnética, es decir, cuando el elemento 4 de polarización magnética es desmagnetizado con el fin de desactivar el marcador 1. La frecuencia resonante f_{r} del resonador 3 tendrá un mínimo a una cierta intensidad de campo que, en este caso, se designa con H_{min}. El bucle B-H del resonador 3 es lineal hasta, al menos, una intensidad de campo que es de, aproximadamente, 0,8H_{min} y tiene una intensidad H_{k} de campo de anisotropía que es, por lo menos, igual que H_{min} y que puede ser mayor que ésta. La intensidad de campo de anisotropía H_{k} tendrá un mínimo de unos 6 Oe. Típicamente, H_{min} es, aproximadamente, 0,8H_{k}. Así, H_{min} estará comprendida en el margen de unos 5 a unos 8 Oe. La frecuencia resonante f_{r} del resonador 3 del invento cambia dependiendo de los cambios del campo de polarización H_{b} generado por el elemento 4 de polarización magnética en una magnitud mínima, preferiblemente de menos de 400 Hz/Oe y, en algunos casos, puede presentar un cambio tal que sea casi 0.

El sistema magnetomecánico de vigilancia representado en la Figura 1, funciona en forma conocida. El sistema, además del marcador 1, incluye un circuito transmisor 5 que tiene una bobina o antena 6 que emite (transmite) trenes de impulsos de RF a una frecuencia predeterminada, tal como de 58 kHz, a una frecuencia de repetición de, por ejemplo, 60 Hz, con una pausa entre trenes sucesivos de impulsos. El circuito transmisor 5 es controlado, para emitir los trenes de impulsos de RF antes mencionados, por un circuito de sincronización 9 que, también, controla un circuito receptor 7 que tiene una bobina o antena 8 de recepción. Si un marcador 1 activado (es decir, un marcador que tenga un elemento 4 de polarización magnetizado) está presente entre las bobinas 6 y 8 cuando se activa el circuito transmisor 5, el tren de impulsos de RF emitidos por la bobina 6 activará el resonador 3 para que oscile a una frecuencia resonante de 58 kHz (en este ejemplo), generando por tanto una señal con una amplitud inicialmente alta, que disminuye exponencialmente.

El circuito de sincronización 9 controla el circuito receptor 7 con el fin de activarle para que el circuito receptor 7 busque una señal a la frecuencia predeterminada de 58 kHz (en este ejemplo) dentro de un primero y un segundo intervalos de detección. Típicamente, el circuito de sincronización 9 controlará al circuito transmisor 5 para emitir un tren de impulsos de RF con una duración de 1,6 ms aproximadamente, en cuyo caso el circuito de sincronización activará el circuito receptor 7 en un primer intervalo de detección de, aproximadamente, 1,7 ms de duración, que comienza aproximadamente 0,4 ms después del final de tren de impulsos de RF. Durante este primer intervalo de detección, el circuito receptor 7 integra cualquier señal a la frecuencia predeterminada, tal como 58 kHz, que esté presente. Con el fin de producir un resultado de integración en este primer intervalo de detección que pueda ser comparado de manera fiable con la señal integrada procedente del segundo intervalo de detección, la señal emitida por el marcador 1, si está presente, debe tener una amplitud relativamente elevada.

Cuando el resonador 3 fabricado de acuerdo con el invento es activado por el circuito transmisor 5 a 18 mOe, la bobina receptora 8 es una bobina captadora de 100 espiras en acoplamiento estrecho, y la amplitud de la señal se mide aproximadamente 1 ms después de un tren de impulsos de excitación de corriente alterna de 1,6 ms de duración, aproximadamente, produce una amplitud de aproximadamente 40 mV en el primer intervalo de detección. En general A1 \partial N\cdotW\cdotH_{ac}, donde N es el número de espiras de la bobina receptora, W es la anchura del resonador y H_{ac} es la intensidad de campo del campo de excitación (activación). La combinación específica de estos factores que produce A1 no es significativa.

Subsiguientemente, el circuito 9 de sincronización desactiva el circuito receptor 7 y vuelve a activar luego el circuito receptor 7 durante un segundo intervalo de detección que comienza aproximadamente 6 ms después del término del tren de impulsos de RF antes mencionado. Durante el segundo intervalo de detección, el circuito receptor 7 busca, de nuevo, una señal que tenga una amplitud adecuada a la frecuencia predeterminada (58 kHz). Como se sabe que una señal emitida desde un resonador 1, si está presente, tendrá una amplitud en disminución, el circuito receptor 7 compara la amplitud de cualquier señal de 58 kHz detectada en el segundo intervalo de detección con la amplitud de la señal detectada en el primer intervalo de detección. Si la diferencia de amplitud es consistente con la de una señal que disminuye exponencialmente, se supone que la señal, de hecho, procede de un marcador 1 presente entre las bobinas 6 y 8 y, en consecuencia, el circuito receptor 7 activa una alarma 10.

Este enfoque evita de manera fiable las falsas alarmas debidas a señales espúreas de RF procedentes de fuentes de RF que no sean el marcador 1. Se supone que tales señales espúreas representarán una amplitud relativamente constante y, por tanto, incluso si tales señales se integran en cada uno de los intervalos de detección primero y segundo, no satisfarán los criterios de comparación y no harán que el circuito receptor 7 dispare la alarma 10.

Además, debido al antes mencionado cambio significativo de la frecuencia resonante f_{r} del resonador 3 cuando se interrumpa el campo de polarización H_{b}, que es de, por lo menos, 1,2 kHz, se asegura que cuando el marcador 1 esté desactivado, aún cuando la desactivación no sea completamente efectiva, el marcador 1 no emitirá señal alguna, incluso si es excitado por el circuito transmisor 5, a la frecuencia resonante predeterminada a la que ha sido sintonizado el circuito receptor 7.

Acerca de los materiales amorfos utilizados en diversos tipos de sistemas para la vigilancia de artículos, y sus propiedades magnéticas, el inventor ha observado que el cambio de frecuencia de 400 Hz/Oe a, aproximadamente, 6 Oe para las aleaciones descritas, por ejemplo en la antes mencionada patente norteamericana núm. 5.628.840, también corresponde, aproximadamente, al valor del cambio de frecuencia de las realizaciones no lineales descritas, por ejemplo, en la solicitud PCT WO 90/03652.

Sin embargo, el inventor ha observado, también, para la realización ilustrativa mostrada en la Figura 1, que a una intensidad del campo de prueba algo diferente, de aproximadamente 8 Oe, el cambio de la frecuencia resonante f_{r}con relación a la intensidad del campo de prueba, es decir, |df_{r}/dH_{b}|, presenta un valor próximo a 0, pero todavía está presente una amplitud de señal adecuada. Esto hizo que el inventor reconociese que la intensidad del campo de magnetización previa podría adaptarse en tal resonador de forma que llegase a encontrarse cuando |df_{r}/dH_{b}|=0. Como alternativa, se pensó que era posible que modificando la composición o la geometría de la tira, con el fin de modificar el campo de polarización, de modo que cuando se aplica |df_{r}/dH_{b}|=0 corresponde con el valor de la intensidad del campo de prueba que se aplica en los sistemas magnetomecánicos estándar para la vigilancia de artículos, por ejemplo, una intensidad de campo de entre 6 y 7 Oe. Esto proporcionaría un resonador con una frecuencia resonante extremadamente insensible a fluctuaciones de la intensidad del campo de prueba (intensidad del campo de polarización) tales como las que ocurren, por ejemplo, debido a diferentes orientaciones del marcador en que está contenido el resonador en el campo magnético terrestre o debido a fluctuaciones de las características del elemento de polarización ferromagnético que genera el campo H_{b}. Un marcador con una frecuencia de resonancia menos fluctuante que la conseguida mediante marcadores usuales tendría como consecuencia una mayor frecuencia de detección en la zona de vigilancia en un sistema electrónico, magnetomecánico, para la vigilancia de artículos.

Ensayos subsiguientes demostraron que lo que antecede sigue teniendo validez, pero se encontró que las propiedades del resonador presentan una gran dispersión porque están influenciadas por desviaciones muy ligeras del procedimiento de fabricación. Además, la antes mencionada desventaja de la polución continúa existiendo; a saber, los ensayos mostraron que el bucle B-H de resonadores experimentales era no lineal, de manera que el resonador dispararía una alarma en un sistema de vigilancia por armónicos.

Se intentó luego modificar las propiedades de las muestras ensayadas llevando a cabo un recocido en un campo transversal. Como se muestra en las Figuras 3a y 3b, sin embargo, el resultado de esto fue que la amplitud A1 de la señal se hiciese extremadamente pequeña a |df_{r}/dH_{b}|=0, haciendo así extremadamente difícil la detección de señales. Esto pareció ser un problema de naturaleza fundamental.

Se produjo un avance importante cuando las tiras no fueron tratadas térmicamente en un campo magnético orientado transversalmente al eje longitudinal de la cinta y en el plano de ésta, sino que se realizó un tratamiento térmico de la cinta en un campo magnético orientado perpendicularmente a la dirección longitudinal de la cinta y no en el plano de ésta, es decir, un campo magnético con una dirección paralela a una superficie plana, perpendicular a la cinta.

Las Figuras 4 y 5 muestran el comportamiento magnético (bucle B-H) de aleaciones tratadas con distintas composiciones, de acuerdo con la fórmula del invento. Muestras respectivas de las aleaciones tal como resultaron de la colada fueron sometidas a un recocido en presencia de un campo perpendicular de acuerdo con el invento, y otras muestras fueron sometidas a un recocido en presencia de un campo transversal. Como puede verse en las Figuras 4 y 5, ambos tipos de recocido dieron como resultado un comportamiento de magnetización sustancialmente lineal. Esto era de esperar por cuanto el resultado de cualquier tipo de magnetización produce una anisotropía uniaxial perpendicular al plano de la cinta a partir de la cual se cortaron las tiras, la cual es una condición previa para conseguir tal comportamiento lineal.

Sin embargo, un resultado inesperado lo constituyeron las propiedades magnetoelásticas que presentaban las aleaciones designadas en las Figuras 4 y 5 al recocerlas en presencia de un campo perpendicular (no transversal) con el fin de producir una anisotropía uniaxial perpendicular al plano de la cinta (tira). Estas propiedades se muestran, respectivamente, para las dos composiciones en Las Figuras 6 y 7. Como puede verse comparando las Figuras 6 y 7, para las propiedades ilustradas por un material magnetoestrictivo amorfo recocido en un campo transversal, en la forma usual, representado en la Figura 3b, un resonador (aleaciones tratadas) de acuerdo con el invento mantiene, todavía, una amplitud de señal suficientemente elevada cuando la frecuencia resonante está al mínimo, es decir, en un lugar en el que |df_{r}/dH_{b}|=0.

Con el fin de probar la fuente en el tratamiento que produjo los resultados mostrados en las Figuras 6 y 7, otras muestras de aleación con la misma composición fueron tratadas, de la manera usual, mediante recocido en un campo magnético transversal. Esto produjo resonadores con las propiedades mostradas en las Figuras 8 y 9. Como puede verse en las Figuras 8 y 9, en el lugar en que la frecuencia resonante tiene un mínimo está presente una amplitud de señal apenas detectable. Una amplitud elevada de señal sólo puede encontrarse en una parte central de las curvas mostradas en las Figuras 8 y 9; sin embargo, en ese lugar, el cambio de la frecuencia resonante dependiendo de la intensidad de campo, es extremadamente fuerte. A 6,5 Oe, por ejemplo, la aleación tratada mostrada en la Figura 8 presenta un valor de |df_{r}/dH_{b}|=1900 Hz/Oe, y la aleación tratada ilustrada en la Figura 9 presenta, en ese lugar, un valor inferior pero que, todavía, asciende a aproximadamente 1600 Hz/Oe.

Además, como puede determinarse a partir de la Figura 3b, la aleación recocida en la manera usual presenta, en ella, un valor inferior de |df_{r}/dH_{b}|=640 Hz/Oe, pero tiene un contenido de cobalto del 15%. Se trata de un valor mejor que los exhibidos en las Figuras 8 y 9, lo que demuestra que cuando se emplea un recocido en campo transversal usual, es necesario un contenido de cobalto más elevado con el fin de reducir el valor de |df_{r}/dH_{b}|.

Como se ha hecho notar anteriormente, sin embargo, sometiendo una aleación con un bajo contenido de cobalto, o una aleación libre de cobalto, a tratamiento térmico en presencia de un campo magnético perpendicular (no transversal), es posible establecer un bucle B-H lineal y conseguir, simultáneamente, una dependencia de la baja frecuencia que está claramente por debajo de 400 Hz/Oe y que, incluso, puede hacerse casi 0, sin pérdida significativa alguna de amplitud de señal. Al mismo tiempo, se consigue un cambio muy fuerte de la frecuencia resonante f_{r}, de significativamente más de un kHz, cuando se hace cesar un campo de magnetización previo, es decir, cuando se desactiva un marcador que incorpora un resonador compuesto por la aleación amorfa magnetoestrictiva tratada en esta forma.

Como se ha hecho notar anteriormente, el evitar totalmente el uso de cobalto, o el emplear sólo una cantidad muy pequeña de cobalto, ofrece la ventaja significativa de unos menores costes del material crudo.

Como puede verse a partir de los ejemplos ilustrados, la posición del mínimo de la frecuencia resonante, es decir, la intensidad de campo a la que se aplica |df_{r}/dH_{b}|=0, puede definirse arbitrariamente seleccionando la composición de la aleación y haciendo variar el tiempo y la temperatura de recocido. Para el caso de resonadores como antes se ha indicado, la intensidad de campo típica a la que es importante que se encuentre el antes mencionado valor de cero, es de entre 6 y 7 Oe. Así, para resonadores proyectados para uso en sistemas electrónicos magnetomecánicos para la vigilancia de artículos, la aleación y el tratamiento térmico están diseñados con el fin de producir un mínimo del cambio de frecuencia resonante entre 6 y 7 Oe. La composición Fe_{35}Co_{5}Ni_{40}Si_{4}B_{16} es, así, idealmente adecuada para este propósito tras un tratamiento térmico de quince minutos a, aproximadamente, 350ºC. Un valor de la intensidad de campo a la que se aplica |df_{r}/dH_{b}|=0 que es ligeramente demasiado alta para este fin, se produce dada la composición Fe_{62}Ni_{20}Si_{2}B_{16} después del mismo tratamiento térmico. Esta composición de la aleación, sin embargo, puede adaptarse al valor objetivo deseado de 6-7 Oe acortando la duración del tratamiento térmico. Un acortamiento de la duración del tratamiento térmico es, también, una ventaja económica. Idealmente, para el tratamiento térmico se desean períodos de tiempo de unos pocos segundos. El tiempo del tratamiento térmico puede reducirse disminuyendo el contenido de Si y aumentando, correspondientemente el contenido de Ni, acompañado también, posiblemente por un ligero aumento de cobalto.

Las muestras de aleación representadas en todas las figuras anteriores eran tiras cortadas a partir de una cinta y tenían 6 mm de ancho, 38 mm de longitud y, aproximadamente, 20-30 \mum de grueso. Las muestras de las Figs. 3a y 3b se recocieron durante aproximadamente 7 s a 350ºC. Las muestras de cada una de las Figs. 4 a 9 se recocieron a 350ºC durante 15 min.

Es posible, también, establecer la frecuencia resonante f_{r} del resonador a un valor deseado merced a una ligera adaptación de la longitud de la tira (cortada de la cinta tratada) que se emplea como resonador. La frecuencia resonante está relacionada con la longitud del resonador mediante la conocida relación

f_{r} = 0,5L(E/D) ^{0,5}

donde L es la longitud de la tira, E es el módulo de Young de la tira, y D es su densidad. Una ventaja del resonador del invento es que, dada una tira de la misma longitud que un resonador usual, el resonador del invento tendrá una menor frecuencia resonante. Esto significa que, con el fin de conseguir una tira que oscile mecánicamente a una frecuencia resonante de 58 kHz, como es la norma actual, la tira que forma el resonador puede acortarse hasta en un 20% en comparación con un resonador usual, no solo ahorrando costes de material sino, también, permitiendo la fabricación de un marcador más pequeño.

Naturalmente, pueden diseñarse otros resonadores que funcionen a una frecuencia resonante diferente y a una intensidad de campo diferente, con el fin de satisfacer distintas necesidades.

Como otro ejemplo de la eficacia de la combinación del invento consistente en recocer en presencia de un campo perpendicular y en seleccionar la composición, se eligió una composición de aleación de entre composiciones que la técnica anterior indicaba claramente que no reunían las deseadas propiedades adecuadas para uso en un sistema magnetomecánico para la vigilancia de artículos, cuando se recocían en la forma usual en presencia de un campo magnético transversal. Con este propósito, una aleación con la composición Co_{2}Fe_{40}Ni_{40}B_{13}Si_{5} (composición C de la Tabla II de la antes mencionada patente norteamericana núm. 5.628.840) se recoció en presencia de un campo magnético perpendicular. En la Patente norteamericana núm. 5.628.840 se establecía que todas las aleaciones en ella descritas habían de recocerse en presencia de un campo transversal, y la patente norteamericana núm. 5.628.840 establece explícitamente, en la columna 7, líneas 50-53 que fue imposible dotar a esa aleación C, dado ese tipo de recocido, de las propiedades magnéticas que eran deseables desde el punto de vista de la operación en un sistema de marcador resonante.

Cuando esta composición de aleación, que está comprendida en la fórmula antes identificada del invento, fue sometida, de acuerdo con el presente invento, a un recocido en presencia de un campo magnético perpendicular, presentó, en cambio, un valor de |df_{r}/dH_{b}|<400 Hz/Oe, al igual que produjo una elevada amplitud inicial en un lugar en que la frecuencia resonante se aproximaba a un mínimo, haciéndola, por tanto, eminentemente adecuada para uso como resonador en un sistema magnetomecánico para la vigilancia de artículos. Además, un resonador producido a partir de esta composición de aleación de acuerdo con el invento también presentaba el antes mencionado cambio significativo (mayor que 1,2 kHz) de la frecuencia resonante cuando se eliminaba el campo magnético de polarización. Las curvas para esta composición de aleación comparables con las curvas previamente descritas se representan en las Figs. 12, 13 y 14. La Fig. 15 muestra las dependencias respectivas de f_{r} y A1 para esta aleación producida en otra realización de recocido, a saber después de sólo un recocido muy breve en un campo magnético no transversal.

Los efectos de las variaciones en el procedimiento de recocido para las aleaciones investigadas se muestran en las Tablas I y II.

TABLA I Ejemplos de composiciones de aleación investigadas

1

Tabla II

Campo de anisotropía H_{k}, campo de polarización H_{min}, df/dH=0, frecuencia resonante f_{r} a H_{min}, amplitud A1 de señal (1 ms después de excitación con trenes de impulsos de tono de 1,6 ms de longitud con una amplitud de pico de 18 mOe aproximadamente) a H_{min} y Q a H_{min} después de recocido en campo perpendicular. Se realizó un recocido por tandas con unas 500 piezas apiladas en un campo perpendicular de unos 3 kOe, se llevó a cabo un recocido carrete a carrete con una tira continua en un campo perpendicular de unos 10 kOe (generado mediante un electroimán) en un horno con una zona de unos 10 cm de longitud a temperatura homogénea. L es la longitud del resonador. La anchura de la cinta era de 6 mm u su grosor de unas 25 \mum.

2

Obsérvese que una velocidad de recocido de 1 m/min corresponde a un tiempo de recocido corto, de unos 6 segundos. O, si el horno es de 1 m en lugar de 10 cm, esto correspondería a una velocidad de recocido de 10 m/min.

Un primer ejemplo de un procedimiento de recocido de acuerdo con el invento se muestra en las Figuras 10a y 10b, mostrando la Figura 10a una vista lateral y mostrando la Figura 10b una vista de extremo. Como se ilustra en las Figuras 10a y 10b, se retira una cinta amorfa, 11, cuya composición cae dentro de la fórmula del invento, a partir de un carrete 12 de suministro giratorio y se la hace pasar a través de una cámara de recocido 13 volviéndose a enrollar en un carrete de recogida 14. La cámara de recocido 13 puede ser cualquier tipo adecuado de horno de recocido en el que se eleve la temperatura de la cinta 11, por ejemplo por calor directo procedente de una fuente de calor adecuada o haciéndose pasar una corriente eléctrica a través de la cinta 11. Mientras se encuentra en la cámara de recocido, la cinta 11 está sometida, también, a un campo magnético B generado por una disposición de imán 15a y 15b, indicada esquemáticamente. El campo magnético B tiene una magnitud de, al menos, 2000 Oe, de preferencia más, y es perpendicular al eje longitudinal (dimensión mayor) de la cinta 11, y se encuentra fuera del plano de la cinta 11, es decir, el campo magnético B es paralelo a una superficie plana perpendicular a la cinta 11. La orientación geométrica del campo magnético B con relación a la cinta 11 se muestra, también, en la vista de extremo representada en la Figura 10b.

Como se ha hecho notar en lo que antecede, las propiedades magnéticas antes mencionadas que hacen que el resonador del invento sea adecuado para uso en un sistema magnetomecánico para la vigilancia de artículos, pueden producirse, también, mediante un recocido no transversal en el plano de la cinta 11. Un procedimiento de recocido para conseguir esto se muestra en las Figuras 11a y 11b. En esta realización del procedimiento de recocido, el campo magnético B está orientado en el plano de la cinta 11, pero formando con el eje longitudinal de la cinta 11 un ángulo que se aparta, significativamente, de 90º. Como se ha hecho notar anteriormente, el recocido transversal usual, aunque en el plano de la cinta, se ha llevado a cabo, siempre, con un campo magnético orientado perpendicularmente al eje longitudinal de la cinta. En el ejemplo ilustrado en las Figuras 11a y 11b se emplea una disposición magnética 15c y 15d orientada en forma diferente.

Los tipos de campos magnéticos representados, respectivamente, en las Figuras 10a, 10b y 11a, 11b pueden describirse genéricamente como campos no transversales, basándose en la definición de que un campo transversal se encuentra en el plano de la cinta y orientado a 90º con relación al eje longitudinal de la cinta. Cuando se utiliza por sí mismo, el recocido en un campo no transversal representado en el segundo ejemplo de las Figuras 11a y 11b, con el fin de conseguir las propiedades magnéticas antes mencionadas, adecuadas para un resonador para uso en un sistema magnetomecánico para la vigilancia de artículos, debe funcionar sobre una aleación con un contenido de cobalto mayor que el dado en caso del recocido en campo magnético perpendicular de la realización de las Figuras 10a y 10b. Por tanto, pueden emplearse combinaciones de los campos perpendicular y oblicuo con un ajuste adecuado de la composición de la aleación, en las que se genere un campo magnético que sea la suma vectorial del campo perpendicular mostrado en el ejemplo de las Figuras 10a y 10b y el campo oblicuo representado en los ejemplos de las Figuras 11a y 11b.

Claims

1. Un resonador para uso en un marcador para un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, comprendiendo dicho resonador una tira plana de una aleación magnetoestrictiva amorfa que tiene una composición Fe_{a}Co_{b}Ni_{c}Si_{x}B_{y}M_{z}donde a, b, c, x, y y z son porcentajes y

a+b+c+x+y+z=100,

a+b+c>75,

a>15,

b<20,

c>5,

y z<3,

donde M es uno o más elementos favorecedores de la formación de vidrio y/o uno o más metales de transición,

teniendo dicha aleación magnetoestrictiva una frecuencia resonante f_{r} que es mínima a una intensidad de campo H_{min} y que tiene un bucle B-H lineal hasta, al menos, una intensidad de campo mínima que es igual a, aproximadamente, 0,8H_{min} y una anisotropía uniaxial perpendicular al plano de dicha tira con una intensidad de campo de anisotropía, H_{k}, que es, por lo menos, igual que H_{min} y que, cuando es activada por un tren de impulsos de señales alternantes en presencia de un campo de polarización H_{b}, genera una señal a dicha frecuencia resonante que tiene una amplitud con un mínimo de, aproximadamente, el 50% de una amplitud máxima obtenible con relación a dicho campo de polarización H_{b}, en un margen de H_{b} comprendido entre 0 y 10 Oe y obtenible por un método que comprende las operaciones de:

proporcionar una tira plana de una aleación magnetoestrictiva amorfa que tiene dicha composición; y

recocer dicha aleación magnetoestrictiva amorfa, plana, en un campo magnético que tiene una dirección perpendicular al plano de dicha aleación magnetoestrictiva amorfa, plana y que se encuentra fuera de dicho plano.

2. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que dicho o dichos elementos que favorecen la formación de vidrio se seleccionan del grupo que consiste en C, P, Ge, Nb y Mo.

3. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que dicho o dichos metales de transición se seleccionan del grupo que consiste en Cr y Mn.

4. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que a+b+c>79.

5. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que b<10.

6. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 5, en el que c>10 y b<4.

7. Un resonador como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que a<30 y c>30.

8. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, que tiene la composición: Fe_{40}Co_{2}Ni_{40}Si_{15}B_{13}.

9. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, que tiene la composición: Fe_{62}Ni_{20}Si_{2}B_{16}.

10. Un resonador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, que tiene la composición: Fe_{35}Co_{5}Ni_{40}Si_{4}B_{16}.

11. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que la frecuencia resonante f_{r} cambia en, al menos, 1,2 kHz cuando se retira dicho campo de polarización H_{b}.

12. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que |df_{r}/dH_{b}|=0 en dicho margen de entre 6 y 7 Oe.

13. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que H_{min} está en el margen comprendido entre aproximadamente 5 y aproximadamente 8 Oe.

14. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que H_{min} es, aproximadamente, 0,8H_{k}.

\newpage

15. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que H_{k} es, por lo menos, igual a unos 6 Oe.

16. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que f_{r} cambia dependiendo de H_{b} en menos de 400 Hz/Oe en un margen de H_{b} comprendido entre unos 5 y unos 8 Oe.

17. Un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que dicha tira plana de aleación magnetoestrictiva amorfa es recocida en un campo magnético orientado sustancialmente en perpendicular a dicho plano de la mencionada tira y fuera de él.

18. Un marcador para uso en un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, comprendiendo dicho marcador:

un elemento polarizador que genera un campo magnético H_{b} de polarización;

un resonador como se ha reivindicado en cualquier reivindicación precedente y dispuesto junto al mencionado elemento polarizador, y

un alojamiento que encapsula a dicho elemento polarizador y a dicho resonador.

19. Un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, que comprende:

i): un marcador como se ha reivindicado en la reivindicación 18,

ii): medios transmisores para excitar a dicho marcador con el fin de hacer que dicho resonador resuene mecánicamente y emita dicha señal a una frecuencia resonante;

iii): medios receptores para recibir e integrar dicha señal procedente de dicho resonador a dicha frecuencia resonante;

iv): medios de sincronización conectados a dichos medios transmisores y a los citados medios receptores para activar a dichos medios receptores para detectar dicha señal a dicha frecuencia resonante un tiempo después de que dichos medios transmisores exciten a dicho marcador; y

v): una alarma, comprendiendo dichos medios receptores medios para disparar la citada alarma si dicha señal a dicha frecuencia resonante procedente del citado resonador es detectada por dichos medios receptores.

20. Un método de fabricar un resonador para uso en un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, que comprende las operaciones de:

proporcionar una aleación magnetoestrictiva amorfa que tiene una composición como la especificada para el resonador de la reivindicación 1; y

recocer dicha aleación magnetoestrictiva amorfa, plana, en un campo magnético que tiene una dirección perpendicular al plano de la citada aleación magnetoestrictiva amorfa, plana, y fuera de dicho plano.

21. Un método como se reivindica en la reivindicación 20, en el que la operación de recocer la aleación magnetoestrictiva amorfa, plana, comprende recocer a una temperatura en el margen de entre aproximadamente 250ºC y aproximadamente 430ºC durante menos de un minuto.

22. Un método de fabricar un resonador para uso en un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, que comprende las operaciones de:

recocer dicha aleación magnetoestrictiva amorfa, plana, en un campo magnético que tiene una dirección que es la suma vectorial de un campo perpendicular y un campo oblicuo en el plano de dicha aleación magnetoestrictiva amorfa, plana.

23. Un método de fabricar un resonador para uso en un sistema electrónico magnetomecánico para la vigilancia de artículos, que comprende las operaciones de:

fabricar un resonador por el método de cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22;

\newpage

disponer dicho resonador junto a un elemento polarizador ferromagnético magnetizado que genere dicho campo magnético de polarización H_{b}; y

encapsular dicho resonador y dicho elemento de polarización en un alojamiento.