ES2284215T3 - Marcador magnetico. - Google Patents
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Abstract
SE DESCRIBE UN MARCADOR MAGNETICO DE PEQUEÑO TAMAÑO QUE PUEDE SER UTILIZADO CON BUENA SENSIBILIDAD TANTO EN LO QUE SE DENOMINA UN SISTEMA TIPO BARKHAUSEN GRANDE COMO CON UN SISTEMA DEL TIPO ALTA PERMEABILIDAD. EL MARCADOR MAGNETICO INCLUYE UN MATERIAL MAGNETICO BLANDO CON UNA LONGITUD NO MAYOR DE 70 MM. CUANDO SE APLICA UN CAMPO ALTERNATIVO EXTERIOR QUE TENGA UNA INTENSIDAD DE CAMPO MAGNETICO NO SUPERIOR A 0,2 OE, EL MATERIAL MAGNETICO BLANDO GENERA UNA BRUSCA INVERSION DE LA MAGNETIZACION CON UNA VARIACION DEL FLUJO MAGNETICO NO INFERIOR A 8,0 X 10 -9 WB. ES PREFERIBLE QUE LA FLUCTUACION DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO, CUANDO EL MATERIAL MAGNETICO BLANDO GENERA UNA BRUSCA INVERSION DE LA MAGNETIZACION, NO SEA SUPERIOR A 0,1 OE.
Description
Marcador magnético.
La presente invención se refiere a un marcador
magnético a usar en un aparato electrónico para supervisar
artículos.
Con el fin de evitar el robo de artículos,
recientemente se han usado muchos supervisores electrónicos de
artículos. Se une un marcador especial a un artículo deseado, y tal
monitor discrimina la existencia del artículo según una señal
generada debido al marcador. Hay algunos tipos de sistemas, y se
clasifican principalmente en un sistema para utilizar un proceso de
magnetización de un material magnético blando especial, un sistema
para utilizar un cambio brusco de impedancia de un circuito de
resonancia LC a una frecuencia especificada, y un sistema para
irradiar una onda eléctrica especial de un circuito de
oscilación.
En los sistemas anteriores, el sistema magnético
ha sido usado recientemente ampliamente porque se puede suministrar
un marcador a bajo precio. El sistema magnético se clasifica en
general en un tipo que utiliza vibraciones magnetoestrictivas y un
tipo que utiliza la característica de histéresis.
Detalles del marcador magnético y el sistema que
utilizan la característica de histéresis se describen, por ejemplo,
en la Publicación de Patente japonesa número 3-27958
(1991). Según esta publicación, se usa un material incluyendo un
alambre metálico amorfo a base de Fe como un marcador magnético. Se
instala un sistema de detección en una zona donde se supervisan
artículos, y se genera un campo magnético ca de 73 Hz, por ejemplo,
como una señal de consulta de una bobina de excitación. Como
resultado, cuando se invierte la magnetización del alambre metálico
incluido en el marcador magnético, se induce un voltaje en una
bobina de detección, y se discrimina como una señal de detección.
Dicho material del alambre metálico se caracteriza porque su
magnetización es muy estable en una dirección longitudinal, y la
magnetización se invierte simultáneamente justamente cuando el
campo magnético llega a un valor crítico y la inversión de flujo se
completa en un momento. Esta característica es biestable y a menudo
se denomina gran inversión Barkhausen. Dado que cuando tal material
es excitado por una amplitud grande, se observa un paso discontinuo
y sumamente brusco de la magnetización en un bucle de histéresis, y
puede ser discriminado. Cuando la magnetización es invertida
bruscamente en el marcador, se induce un voltaje de pulso muy alto
en la bobina de detección. Dado que la forma de onda del voltaje
inducido es sumamente única, en comparación con otros materiales
magnéticos generales, tal como una chapa de hierro usada para una
cesta de compra, puede ser discriminada fácilmente. En el sistema
anterior, se realiza análisis de frecuencia de la forma de onda del
voltaje inducido, y según las amplitudes y generando temporización
de armónicos más altos se decide si el marcador existe o no y
también se decide si es necesaria o no la generación de un
aviso.
Otro marcador magnético y sistema que utiliza la
característica de histéresis se describe en la Publicación de
Patente japonesa número 3-55878 (1991) (EP 0 153 286
A2). En este sistema se usa un marcador magnético incluyendo una
cinta metálica amorfa a base de Co y análogos. Se conocen como los
denominados materiales de alta permeabilidad, y dado que su
magnetoestricción y anisotropía magnetocristalina son pequeñas y una
fuerza coercitiva es baja, se magnetizan muy fácilmente. Cuando
estos materiales son magnetizados por campo magnético de una
amplitud grande, se observa un bucle de histéresis que tiene una
anchura muy estrecha y cambia de forma continua. Cuando la longitud
de estos materiales incluidos en el marcador magnético es
suficientemente grande, la subida de la magnetización del bucle de
histéresis es brusca. Esto significa que un cambio de flujo tiene
lugar bruscamente en el sistema de supervisión. Al igual que en la
Publicación de Patente japonesa número 3-27958
(1991), en este sistema, un campo magnético ca es generado por una
bobina de excitación en una zona de supervisión, y un voltaje
inducido a una bobina de detección es capturado como una señal. El
campo magnético ca aplicado en este sistema tiene una combinación
de una pluralidad de frecuencias, por ejemplo, de 25 Hz, 1,5 kHz y
2,5 kHz. Cuando el material de alta permeabilidad incluido en el
marcador magnético es magnetizado, un voltaje de pulso, que incluye
un componente de frecuencia de la suma de o la diferencia entre 1,5
kHz y 2,5 kHz es inducido en la bobina de detección. Por lo tanto,
si la magnitud de una señal de voltaje que tiene una frecuencia de
4 kHz obtenida añadiendo 1,5 y 2,5 kHz no es menor que un valor
predeterminado, por ejemplo, se considera que el marcador magnético
existe. Además, en este sistema se superpone un campo magnético de
baja frecuencia de 25 Hz. Dado que este campo magnético satura
magnéticamente el marcador en 25 Hz, la señal de frecuencia
mezclada anterior de la suma o diferencia es generada solamente en
un punto de cruce por cero en el campo magnético de 25 Hz. Por lo
tanto, la sensibilidad del sistema puede ser garantizada verificando
la generación de la señal de frecuencia mezclada y una fase del
campo magnético de 25 Hz.
En dicho sistema supervisor de artículos
electrónico magnético se han usado marcadores magnéticos exclusivos
para tipos respectivos. A saber, en un sistema representado por el
sistema descrito en la Publicación de Patente japonesa número
3-27958 (1991) se usó un alambre metálico amorfo a
base de Fe que representa la inversión Barkhausen grande, y se usó
una cinta metálica amorfa fina a base de Co, que es un material de
alta permeabilidad, en un sistema como el descrito en la
Publicación de Patente japonesa número 3-55878
(1991).
Sin embargo, la utilización de los marcadores
exclusivos en los sistemas respectivos estrecha el alcance de
aplicación de los sistemas. Recientemente, se demanda que los
marcadores para supervisar artículos sean pegados a los productos
en la etapa de su fabricación. Esto se denomina una adhesión en
factoría o marcado en fuente. Dado que se distribuyen productos que
ya tienen marcadores para supervisar, no es necesario adherir los
marcadores a productos en tiendas, y así se puede reducir el costo
de gestión. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente,
existen respectivos marcadores magnéticos en una pluralidad de tipos
de sistemas magnéticos, y los diferentes tipos de marcadores no
pueden ser detectados respectivamente por los sistemas. Esto evita
que sea popular adherir marcadores magnéticos a productos en
factoría.
Por lo tanto, si los marcadores magnéticos son
utilizados en diferentes sistemas de supervisión de artículos de
tipo electrónico magnético, sus sensibilidades deben ser
suficientemente buenas en los respectivos sistemas. Así, la
adhesión en factoría para el sistema magnético puede ser
desarrollada en gran medida. Es deseable que un marcador magnético
puede ser usado de forma sensible en particular en el denominado
sistema del tipo de Barkhausen grande como el descrito en la
Publicación de Patente japonesa número 3-27958
(1991) y en el denominado sistema del tipo de alto permeabilidad
como el descrito en la Publicación de Patente japonesa número
3-55878 (1991).
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un marcador magnético de pequeño tamaño que puede ser
usado de forma sensible en particular en el denominado sistema del
tipo de Barkhausen grande y en el denominado sistema del tipo de
alta permeabilidad.
Los autores de la presente invención consideran
que se puede resolver el problema anterior usando un marcador
magnético hecho de un material magnético blando cuya característica
magnética se limita con cuidado, con el fin de lograr a la presente
invención.
Un marcador magnético de la presente invención
incluye un material magnético blando capaz de generar inversión de
magnetización brusca, y su longitud no es superior a 70 mm. Cuando
se aplica un campo magnético alterno externo de amplitud no
superior a 0,2 Oe, el material magnético blando genera inversión de
magnetización brusca con un cambio de flujo magnético no inferior a
8,0 x 10^{-9} Wb.
Preferiblemente, el material magnético blando
genera la inversión de magnetización brusca cuando la amplitud de
campo magnético fluctúa una cantidad igual o inferior a 0,1 Oe.
Preferiblemente, en el marcador magnético, una
cantidad de flujo magnético irradiada alrededor del material
magnético blando que acompaña a la inversión de magnetización brusca
no es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb.
Preferiblemente, en el marcador magnético, el
material magnético blando tiene una diferencia entre amplitudes de
señal a 1,5 kHz y a 3,5 kHz menor que -3 dBm cuando el campo
magnético sinusoidal de amplitud de 1,5 Oe es aplicado a una
frecuencia de 73 Hz.
En el marcador magnético, el material magnético
blando es, por ejemplo, un alambre.
En el marcador magnético, el material magnético
blando es, por ejemplo, una cinta.
En el marcador magnético, el material magnético
blando es por ejemplo, una película fina.
En el marcador magnético, por ejemplo, se
disponen dos tipos del material magnético blando uno cerca de
otro.
En el marcador magnético, por ejemplo, el
material magnético blando de alambre o película fina está dispuesto
en el material magnético blando de película fina.
En el marcador magnético, por ejemplo, un
material magnético duro que tiene fuerza coercitiva mayor que el
material magnético blando está dispuesto cerca del material
magnético blando.
La invención se explica mejor aquí. El marcador
magnético de la presente invención es un marcador magnético de
pequeño tamaño cuya longitud no es superior a 70 mm. El marcador
magnético incluye el material magnético blando, y el material
magnético blando tiene una característica tal que cuando se aplica
un campo magnético alterno externo y su amplitud de campo magnético
excede de un cierto valor crítico, tiene lugar la inversión de
magnetización brusca. Preferiblemente, la amplitud de campo
magnético donde se invierte la magnetización del material magnético
blando no es superior a 0,2 Oe, y la fluctuación en el campo
magnético crítico no es superior a 0,1 Oe, y un cambio del flujo
magnético irradiado externamente según la inversión de magnetización
brusca no es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb. El marcador magnético
de la presente invención, que se compone del material magnético
blando cuya característica magnética se limita con cuidado, puede
ser usado de forma sensible en el denominado sistema del tipo de
Barkhausen grande representado por el sistema descrito en la
Publicación de Patente japonesa número 3-27958
(1991) y el denominado sistema del tipo de alta permeabilidad
representado por el sistema descrito en la Publicación de Patente
japonesa número 3-55878 (1991).
Dado que el marcador magnético de la presente
invención incluye el material magnético blando que puede mostrar
inversión de magnetización brusca aplicando un campo magnético
débil, el marcador magnético puede ser utilizado adecuadamente en
una pluralidad de sistemas electrónicos antirrobo tal como un
sistema utilizando un elemento de efecto Barkhausen grande y un
sistema utilizando un elemento de alta permeabilidad.
Estos y otros objetos y características de la
presente invención serán claros por la descripción siguiente tomada
en unión con sus realizaciones preferidas con referencia a los
dibujos acompañantes, y en los que:
Las figuras 1A a 1F son vistas esquemáticas en
planta de varios sensores magnéticos.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
espacio de una puerta de supervisión.
Y la figura 3 es una vista en perspectiva de
tres tipos de posiciones en el espacio de un sensor magnético.
Realizaciones de la invención se explicarán a
continuación con referencia a los dibujos anexos.
En primer lugar, se describe la limitación en
una característica magnética y análogos de un material magnético
blando como un componente de un marcador magnético. Un marcador
magnético de la presente invención es pequeño, a saber, su longitud
no es superior a 70 mm, de modo que es aplicable a adhesión en
factoría. La longitud no es preferiblemente superior a 50 mm, y más
preferiblemente no superior a 25 mm. Su límite inferior no está
restringido especialmente, pero dado que un campo desmagnetizante de
un material magnético es fuerte, no es realmente preferible que la
longitud no sea superior a 10 mm.
El marcador magnético de la invención incluye el
material magnético blando que puede invertir la magnetización
bruscamente cuando la amplitud de un campo magnético ca aplicado al
marcador magnético excede de un valor crítico. La inversión de
magnetización brusca significa que la dirección de la magnetización
del material magnético blando se cambia en un tiempo muy corto o en
un cambio muy pequeño en el campo magnético. En tal material
magnético, cuando se observa la curva de histéresis magnética, se
observa una región de cambio escalonado. Tal inversión de
magnetización escalonada tiene una característica que es afectada
por la mayor amplitud del campo magnético aplicado al material.
Como ejemplo, los materiales denominados materiales de inversión
Barkhausen grande producen generalmente inversión de magnetización
brusca en un campo magnético crítico particular, y la curva de
histéresis representa un cambio escalonado. Sin embargo, la
magnetización no se invierte en un campo magnético menor que el
crítico, y no se observa histéresis. En otro ejemplo, un material
representa inversión de magnetización en un campo magnético
relativamente pequeño, pero el cambio es suave y la curva de
histéresis es continua. Sin embargo, cuando un campo magnético es
igual o mayor que el valor crítico, aparece inversión de
magnetización brusca, y la curva de histéresis tiene un cambio
escalonado. Un material de ambos casos puede ser usado como el
marcador magnético de la invención, porque el cambio brusco de
magnetización aparece en un campo magnético igual o mayor que el
valor crítico.
La brusquedad puede ser evaluada, por ejemplo,
por análisis de frecuencia de los pulsos magnéticos irradiados al
entorno acompañado por la inversión de magnetización brusca. Cuando
se invierte la magnetización de un material magnético, el campo
magnético es irradiado secundariamente al entorno. Cuando la
inversión de magnetización es brusca, el campo magnético irradiante
se cambia de forma instantánea. Cuando se pone una bobina cerca del
material magnético, se induce un pulso de voltaje eléctrico en la
bobina. El análisis de frecuencia de la señal de pulso de voltaje
eléctrico se realiza, y la amplitud de señal a sus varias
frecuencias y relaciones se compara con el fin de evaluar la
brusquedad de la inversión de magnetización. Es decir, la inversión
de magnetización evaluada es más brusca a medida que la amplitud a
una frecuencia más alta es más fuerte. La amplitud es evaluada en
una forma generalizada por normalización con el uso de una relación
de amplitudes de señal a varias frecuencias relativas a las que a
la misma frecuencia como la del campo magnético a aplicar, donde la
influencia de las especificaciones del aparato de medición, el
tamaño de los materiales magnéticos y análogos disminuyen. Un
acercamiento que usa una relación de amplitudes de señal a dos
frecuencias suficientemente más altas que la frecuencia de
excitación básica es un método de evaluación simple. Por ejemplo,
cuando se aplica un campo magnético sinusoidal de amplitud de 1,5
Oe a una frecuencia de 73Hz a un material magnético, la brusquedad
de inversión de magnetización puede ser evaluada con una diferencia
entre amplitudes de señal a 1,5 kHz y a 3,5 kHz. Por ejemplo, si la
diferencia es menor que -3 dBm, se decide que se produce inversión
de magnetización muy brusca, y el material es adecuado para la
invención. Cuando la diferencia es menor, el material magnético es
más adecuado, y es más preferible que la diferencia sea igual a o
menor que -2 dBm.
El marcador magnético de la presente invención
incluye un material magnético blando en el que se observa inversión
de magnetización brusca cuando se aplica un campo alterno externo al
marcador magnético y la amplitud de campo magnético excede de un
cierto valor crítico. El marcador magnético tiene sensibilidad
suficientemente alta en el denominado sistema del tipo de
Barkhausen grande y en el denominado sistema del tipo de alta
permeabilidad. Cuando se aplica un campo alterno de 73 Hz al
material magnético blando, la magnetización del material magnético
blando es invertida bruscamente por una intensidad de campo
magnético no superior a 0,2 Oe, y su intensidad de campo magnético
no es preferiblemente superior a 0,15 Oe y más preferiblemente no
superior a 0,1 Oe. Su límite inferior no está restringido en
particular, y cuando su valor disminuye, la sensibilidad es alta,
pero cuando el valor disminuye por debajo de aproximadamente 0,03
Oe, la sensibilidad raras veces se cambia. Mientras tanto, en un
material magnético blando cuyo campo de inversión de magnetización
es grande, es decir excede de 0,2 Oe, la sensibilidad se baja en
particular en el denominado sistema del tipo de alta permeabilidad,
así no es preferible para la presente invención. En el caso donde el
marcador magnético es excitado por un campo magnético
suficientemente intenso, esta intensidad de campo magnético tiene el
significado físico de corresponder a una fuerza coercitiva del
material magnético blando. La fuerza coercitiva tiene generalmente
una tendencia a depender de la amplitud de un campo de excitación, y
dicho valor corresponde aproximadamente a la fuerza coercitiva
cuando el marcador magnético es excitado por la amplitud de 1 Oe.
Con el fin de obtener un marcador magnético cuya sensibilidad de
detección es alta en los sistemas, es preferible que la dependencia
de la fuerza coercitiva de la intensidad del campo de excitación sea
pequeña. Por ejemplo, una diferencia en la fuerza coercitiva cuando
el marcador es excitado por 1 Oe y por 5 Oe cae dentro de 50% de la
fuerza coercitiva cuando el marcador magnético es excitado por 5
Oe. Además, es generalmente conocido que la fuerza coercitiva
depende de una frecuencia de excitación, y es preferible que una
diferencia en las fuerzas coercitivas cuando el marcador es
excitado, por ejemplo, por 73 Hz y por 1 kHz, caiga dentro de 50% de
la fuerza coercitiva cuando es excitado por 1 kHz. Aquí, un campo
magnético crítico necesario para la inversión de magnetización
existe en el material magnético blando a usar para el marcador
magnético de la presente invención, y se representa un
comportamiento de inversión de magnetización continua alrededor del
campo magnético crítico. Por ejemplo, en un estado en el que se
aplica un campo magnético más débil que el campo magnético crítico,
la magnetización del material magnético blando no se invierte, pero
cuando el valor llega al campo magnético crítico, la magnetización
es invertida bruscamente. En la presente invención, la amplitud del
campo magnético crítico no es preferiblemente superior a 0,15 Oe, y
más preferiblemente no es superior a 0,1 Oe.
A continuación, los inventores consideran que
aunque la inversión del campo de magnetización cae dentro del rango
de condiciones anteriores, la sensibilidad de detección en los
sistemas no es suficiente cuando un cambio de flujo magnético
debido a la inversión de magnetización no excede de un cierto rango.
A saber, un cambio en el flujo magnético irradiado por el material
magnético blando incluido en el marcador debido a la inversión de
magnetización brusca no deberá ser inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb. El
cambio de flujo magnético no es preferiblemente inferior a 9,0 x
10^{-9} Wb, y más preferiblemente no es inferior a 10,0 x
10^{-9} Wb. El cambio de flujo magnético se mide de la siguiente
manera. Se mide un bucle MH ca con el campo magnético ca de una
frecuencia en correspondencia con el sistema (por ejemplo, 73 Hz en
un sistema descrito en la Publicación de Patente japonesa número
3-27958 (1991)), y un cambio de magnetización en la
inversión de magnetización brusca observado en el bucle de
histéresis se toma como el cambio de flujo magnético. En el caso
donde el cambio de flujo magnético es inferior a 8,0 x 10^{-9}
Wb, la intensidad de una señal generada del marcador magnético es
débil, y esta situación no es deseable porque la sensibilidad de
detección es baja en el denominado sistema del tipo de Barkhausen
grande descrito en la Publicación de Patente japonesa número
3-27958 (1991).
A continuación se examina con detalle un cambio
en el tiempo del campo magnético donde la magnetización se
invierte. Como resultado, se ha hallado que en particular en el
denominado sistema del tipo de Barkhausen grande descrito en la
Publicación de Patente japonesa número 3-27958
(1991), la fluctuación en el campo magnético que produce inversión
de magnetización en gran medida, influye en la sensibilidad de
detección del marcador, y la excelente sensibilidad no puede ser
obtenida cuando el campo magnético no cae dentro de un cierto rango.
A saber, es deseable que cuando se invierta la magnetización del
material magnético blando incluido en el marcador de la presente
invención, la intensidad de campo magnético caiga dentro de un rango
de variación de 0,1 Oe. El rango de variación no es preferiblemente
superior a 0,07 Oe, y más preferiblemente no es superior a 0,05 Oe.
El cambio en el campo magnético de inversión en este caso significa
que cuando se aplica un campo alterno con amplitud uniforme al
mismo marcador magnético repetidas veces, la intensidad de campo
magnético para la inversión de magnetización del material magnético
blando en el marcador magnético cambia en cada ciclo. Su valor es
evaluado de la siguiente manera en la presente invención. La
intensidad del campo de inversión de magnetización se mide de forma
continua en 20 ciclos, y se calcula una media de la intensidad del
campo de inversión de magnetización en ciclos positivos y
negativos. A continuación, se calculan valores absolutos de las
diferencias entre intensidad media del campo de inversión de
magnetización en ciclos positivos y negativos y la intensidad real
del campo de inversión de magnetización, y la suma de los resultados
se divide por 40. El valor obtenido se define como la fluctuación
en el campo magnético de inversión. Cuando la fluctuación en el
campo magnético de inversión excede de 0,1 Oe, la sensibilidad de
detección disminuye sumamente en el denominado sistema del tipo de
Barkhausen grande descrito en la Publicación de Patente japonesa
número 3-27958 (1991), de modo que no es
preferible.
El marcador magnético de la presente invención
compuesto del material magnético blando que tiene la característica
magnética anterior puede ser realizado por varias estructuras, de
modo que no está especialmente limitado en la presente invención.
Ejemplos concretos de los materiales magnéticos blandos adecuados
para el marcador magnético de la presente invención son los
siguientes. Por ejemplo, se prepara un alambre metálico amorfo por
un método de centrifugación de masa fundida en líquido rotativo
descrito en la Publicación de Patente japonesa número
56-165016 (1981), o se prepara una cinta metálica
amorfa por un aparato de rodillo único descrito en la Publicación
de Patente japonesa número 3-27958 (1991), y el
alambre o cinta se usa adecuadamente como el material magnético
blando del marcador magnético de la presente invención. Cuando se
somete a tratamiento de calor bajo tensión, torsión, campo
magnético, flujo de corriente eléctrica o análogos, el campo
magnético crítico de la inversión de magnetización y su cambio de
flujo magnético pueden ser regulados arbitrariamente. Cuando el
alambre o cinta se somete a un proceso de trefilado de alambre,
proceso de laminado, proceso de división o análogos antes del
tratamiento de calor, se puede formar en la forma deseada, y así
tales procesos son efectivos porque se puede regular un campo
desmagnetizante. Además del alambre y la cinta, se puede usar
adecuadamente una película fina de material magnético como el
material magnético blando de la presente invención. Tal material
magnético de película fina se describe, por ejemplo, en la
Publicación de Patente japonesa número 4-218905
(1992). Según dicho documento, se puede proporcionar una película
magnética fina blanda que tiene un comportamiento de inversión de
magnetización brusca con un valor crítico, de modo que es adecuada
para el objeto de la presente invención.
Las figuras 1A a 1F muestran esquemáticamente
varios marcadores magnéticos. La figura 1A representa un marcador
magnético incluyendo un alambre magnético blando 12 adherido a una
película de tereftalato de polietileno (PET) 10, la figura 1B
representa un marcador magnético incluyendo una cinta magnética fina
blanda 14 adherida a una película de PET 10, y la figura 1C
representa un marcador magnético incluyendo una película magnética
fina blanda 18 adherida a una película de PET 10.
Además, el marcador magnético de la invención se
puede construir combinando dos tipos de materiales magnéticos, y se
puede esperar que esto mejore el rendimiento. Por ejemplo, como se
representa en la figura 1 D, dos piezas de material magnético
blando 16 están dispuestas en dos extremos de un material magnético
lineal blando 12 en contacto una con otra. Entonces, el marcador
tiene una sensibilidad más alta para un sistema antirrobo que un
marcador incluyendo solamente el único material magnético largo, y
se puede obtener un marcador magnético más compacto. Se considera
que las dos piezas de material magnético blando 16 funcionan como un
yugo magnético que concentra el campo magnético adyacente para
guiarlo al material magnético lineal. También se observa una
ventaja similar cuando se combina un material magnético lineal 12
con una película magnética fina 18 en una película de PET 10, como
se representa en la figura 1E. En este caso, es preferible poner el
material magnético lineal en una hoja de película magnética fina.
Especialmente, la ventaja es considerable cuando la película
magnética fina tiene anisotropía magnética donde la dirección
longitudinal del material magnético lineal es a lo largo del eje
magnéticamente duro de la película fina, y se puede obtener un buen
rendimiento en el marcador.
La longitud del material magnético blando
anterior no está limitada en particular. Sin embargo, es deseable
que, dado que el material magnético anterior no puede ser más largo
que el marcador magnético, su longitud sea al menos no superior a
70 mm, preferiblemente 10 a 70 mm, y más preferiblemente 20 a 60
mm.
Dado que un campo desmagnetizante influye en el
material magnético blando, la relación entre una sección transversal
y su longitud es importante. En el caso de un material de alambre,
por ejemplo, se puede utilizar adecuadamente un material cuyo
diámetro es 30 \mum y la longitud es 10 mm. Por otra parte, cuando
el diámetro es 100 \mum, si la longitud no es más larga, la
característica del material tiende a deteriorarse. En este caso, la
longitud es preferiblemente igual o mayor que 20 mm, por ejemplo.
Una cinta y una película fina tienen la misma tendencia en este
caso. En este punto, la intensidad de una señal generada por el
marcador magnético tiende a depender fuertemente del volumen, en
particular, de la sección transversal del material magnético blando.
A saber, es deseable que el tamaño del material magnético blando se
determine tomando en consideración el nivel de intensidad de la
señal requerida.
Se puede añadir una función de desactivación al
marcador magnético de la presente invención usando otro material
magnético con una característica diferente además del material
magnético blando anterior. Es decir, como se representa en la
figura 1 F, un material magnético duro 20, cuya fuerza coercitiva es
más fuerte que la de un material magnético blando 12, está
dispuesto cerca del material magnético blando (en tres posiciones en
este ejemplo). Se puede aplicar un campo magnético de polarización
al material magnético blando por magnetización remanente del
material magnético duro. La función de desactivación puede ser
realizada por el marcador magnético con tal estructura. En el
marcador, cuando el material magnético duro es neutralizado, el
material magnético blando representa la inversión de magnetización
brusca inherente, y el marcador reacciona en una zona de
supervisión. Sin embargo, cuando el material magnético duro es
magnetizado, se evita la inversión de magnetización del material
magnético blando. Así, el marcador no reacciona o es desactivado.
Dado que el marcador puede ser desactivado o activado por un
dispositivo simple, un usuario puede aplicar ampliamente el sistema
supervisor electrónico de artículos a varios usos. Para el material
magnético duro a usar para tal objeto, se usa adecuadamente una
cinta metálica como la que se puede obtener de Arnochrome
(Arnold) o Semivac (Vaccum Schmelze). Además, también
se puede utilizar una pintura incluyendo polvos magnéticos, una
lámina magnética dura tal como Ni y análogos.
El marcador magnético de la presente invención
se usa normalmente en forma de una etiqueta, un marcador y análogos
con una capa adhesiva, pero la presente invención no se limita a
estas formas. Para la comprensión de la invención, se describirá
como un ejemplo un marcador magnético de una etiqueta. En el
marcador, el material magnético blando que generará una señal en la
zona de supervisión se contiene entre dos hojas de papel o película
de plástico. Se aplica una capa adhesiva a una superficie interior
del papel o película de modo que el material magnético blando se
mantenga en ella. En el caso donde también se incluye el material
magnético duro para la función de desactivación, se dispone de modo
que contacte estrechamente con el material magnético blando, y se
dispone entre las dos hojas de papel o película de plástico. Se
aplica otra capa adhesiva a una superficie exterior de una de las
dos hojas de papel o película de plástico, y el marcador se adhiere
con esta capa adhesiva a un artículo que debe ser supervisado.
Tales marcadores se pegan de forma continua sobre un rodillo de un
papel, y el papel se enrolla y suministra a un usuario.
Posteriormente se quita el marcador para uso del papel por una
etiquetadora manual, un aparato de adhesión automático o a mano.
Aquí, una superficie exterior de la otra hoja de papel o película
donde no se forma la capa adhesiva recibe impresión o análogos según
el objeto.
A continuación se describirá un ejemplo del
marcador magnético.
En primer lugar se describirá la preparación de
muestras en los ejemplos 1 a 3 y los ejemplos comparativos 1 y 2.
Se preparan hilos metálicos que tienen las características expuestas
en la tabla 1 con un método de centrifugación de masa fundida en
líquido rotativo. Las condiciones de preparación son las siguientes.
Se introduce una aleación madre de aproximadamente 200 g en una
boquilla de cuarzo, y se funde con una inducción de alta frecuencia
en atmósfera de argón. La presión de gas argón se incrementa a
aproximadamente 4,5 kg/cm^{2}, y el metal líquido es expulsado
por un agujero de boquilla con un diámetro de aproximadamente 130
\mum. El metal líquido es expulsado sobre una capa de agua
refrigerante formada en una pared interior de un tambor cilíndrico
con un diámetro de 600 mm que gira a aproximadamente 300 rpm, y se
enfría rápidamente solidificándose. Posteriormente se enrolla
alrededor de la pared interior del tambor. El alambre así obtenido
se somete a un proceso de trefilado de alambre con un troquel con
el fin de tener un diámetro de alambre predeterminado. Entonces, se
somete a tratamiento de calor a 340°C durante diez minutos bajo
tensión de 135 kg/mm^{2}. El alambre metálico obtenido de esa
manera se corta a 65 mm de longitud, y se inserta entre dos hojas de
película de PET de 25 \mum de grosor a la que se ha aplicado un
material adhesivo de 23 \mum para fijación. El marcador magnético
obtenido es el ejemplo 6. En los ejemplos 1 a 3, hilos que han sido
sometidos al tratamiento de calor bajo tensión como se ha
mencionado anteriormente, se someten también a tratamiento de calor
a 400°C durante 10 minutos sin tensión, y los hilos obtenidos
anteriormente son procesados igualmente para fabricar marcadores
magnéticos como los ejemplos 1 a 3. Aquí, el ejemplo comparativo 1
se somete al trefilado de alambre de manera que sea 50% más fino que
los ejemplos 1 y 2.
A continuación se describirá la preparación de
los ejemplos 4 y 5 y del ejemplo comparativo 2. Se preparan cinta
metálicas que tienen las características expuestas en la tabla 1
usando un aparato de rodillo único. Las condiciones de preparación
del método de rodillo único son las siguientes. Se introduce una
aleación madre de aproximadamente 200 g en la boquilla de cuarzo, y
se funde con alta frecuencia en atmósfera de argón. La presión de
gas argón se incrementa a aproximadamente 2 kg/cm^{2}, y el metal
líquido es expulsado por el agujero de la boquilla de un diámetro
de aproximadamente 300 \mum. El metal líquido es expulsado sobre
una superficie periférica exterior de un rollo de cobre de un
diámetro de 200 mm que gira a aproximadamente 1200 rpm de manera
que se enfríe rápidamente solidificándose, y se enrolla alrededor de
un rodillo por un mecanismo de devanado. Las cintas metálicas
obtenidas de esa manera se retuercen 10 o 5 veces por 1 m y se
someten simultáneamente al tratamiento de calor a 320°C durante
diez minutos. Posteriormente, son procesadas para fabricar
marcadores magnéticos con el mismo método que en el ejemplo 1. Las
muestras obtenidas son los ejemplos 4 y 5. Como con respecto al
ejemplo comparativo 2, una cinta obtenida por el aparato de rodillo
único no se somete al tratamiento de calor, y se usa como ejemplo
comparativo 2 del marcador magnético.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Las estructuras de las muestras anteriores se
miden por difracción por rayos X, y solamente se observa una
configuración de halo en todas las muestras. Entonces, las
estructuras se identifican como una fase amorfa. Además, con
respecto a la forma de las muestras, se observan secciones
transversales en diez puntos de las muestras con un microscopio
óptico OPTIPHOT de Nikon, y se mide un valor medio de las secciones
transversales. La característica de histéresis magnética de cada
muestra se mide con un aparato de medición de histéresis magnética
CA ACBH-1 00K de Riken Electron Co. Ltd. Se dispone
una bobina captadora de 100 vueltas con una bobina compensadora,
donde el diámetro es de 30 mm y la longitud es de 20 mm, en una
bobina de solenoide de excitación que tiene un diámetro de 60 mm,
longitud de 198 mm y 189 vueltas. Cada una de las muestras de los
ejemplos 1 a 5 y los ejemplos comparativos 1 a 3 se inserta en la
bobina captadora de modo que la posición de la bobina captadora
ocupe el centro de la muestra. Un solenoide de excitación genera un
campo magnético ca de 73 Hz, y el cambio en la magnetización de las
muestras es detectado por la bobina captadora. Se verifica según el
bucle de histéresis obtenido de esa manera si la magnetización de
las muestras respectiva cambia o no de forma discontinua y
bruscamente. Además, se mide la intensidad del campo magnético y el
cambio del flujo magnético cuando se invierte la magnetización.
Para investigar la brusquedad de la inversión de magnetización, se
realiza análisis de frecuencia en las señales magnéticas generadas
por una muestra. Un generador de función 3341A de Hewlett Packard y
un amplificador de potencia de alta velocidad 4025 de NF Electronics
Instrument están conectados a una bobina Helmholtz de 400 mm de
diámetro para generar un campo magnético sinusoidal de 73 Hz de
frecuencia y 1,5 Oe de amplitud en la posición central. Se pone una
bobina de detección de 200 vueltas en las posiciones centrales, y
se introduce una muestra en la bobina de detección. La salida de la
bobina de detección se somete a análisis de frecuencia con un
analizador dinámico de señal 35665A de Hewlett Packard. La amplitud
de señal en cada frecuencia se representa con dBm usando una base de
1 mV. Especialmente, la diferencia de las amplitudes de armónicos
de la señal a 1,5 y 3,5 kHz se evalúa como un indicador de la
brusquedad de inversión de magnetización.
Se selecciona un sistema de Sensormatic
como el sistema del tipo de Barkhausen grande descrito en la
Publicación de Patente japonesa número 3-27958
(1991), y se selecciona un sistema 2200SA de Esselte Meto
como el sistema del tipo de alta permeabilidad descrito en la
Publicación de Patente japonesa número 3-55878
(1991), y se mide la sensibilidad de detección de los marcadores
magnéticos de los ejemplos 1 a 5 y los ejemplos comparativos 1 a 3.
Como se representa en la figura 2, un espacio de una puerta de
supervisión está dividido desde abajo hacia una entrada de puerta
en alturas desde su parte inferior de 39, 65, 93, 120 y 135 cm, y
del centro de la puerta en una dirección transversal a intervalos
de 10 cm. Entonces, cada uno de los marcadores magnéticos puede
pasar por el recorrido de puerta en el espacio de manera que se
examine si el sistema detecta o no el marcador magnético. Entonces,
se dispone un marcador magnético 1 incluyendo un material magnético
blando 3 (alambre metálico, cinta y análogos) y mide en las
direcciones longitudinal, transversal y vertical con respecto a la
puerta (las respectivas direcciones se representan en la figura 3),
como se representa en los lados izquierdo, medio y derecho en la
figura 3. Las mediciones se hacen dos veces cuando el material entra
en y sale de la puerta. La sensibilidad de detección del marcador
magnético 1 es evaluada por una relación (%) obtenida dividiendo un
número de tiempos el sistema detecta el marcador magnético 1 por el
número total de veces que el marcador pasa a través de la puerta.
Los resultados obtenidos por el sistema de Sensormatic se
muestran en la fila (A), y los resultados obtenidos por el sistema
de Esselte Meto se representan en la fila (B) en la tabla
1.
Como se expone en la tabla 1, en el ejemplo
comparativo 3 que no muestra inversión de magnetización discontinua
y brusca, la sensibilidad medida por el sistema de
Sensormatic es baja. El ejemplo comparativo 1 donde se
observa inversión de magnetización discontinua y brusca y la
inversión de campo de magnetización excede de 0,2 Oe, la
sensibilidad medida por el sistema de Esselte Meto es
obviamente baja. Con respecto al ejemplo comparativo 2, aunque la
inversión de campo de magnetización es menor que 0,2 Oe, el cambio
en el flujo magnético irradiado al tiempo de la inversión de
magnetización es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb, y no tiene
suficiente sensibilidad en ambos sistemas de Sensormatic y
de Esselte Meto. En contraposición, los ejemplos 1 a 5 como
los marcadores magnéticos de la presente invención, donde tiene
lugar inversión de magnetización discontinua y brusca en un campo
magnético inferior a 0,2 Oe y los cambios de flujo magnético en la
inversión son superiores a 8,0 x 10^{-9} Wb, representa
suficiente sensibilidad en ambos sistemas de Sensormatic y de
Esselte Meto. Aquí, con respecto al ejemplo 3 donde el campo
de inversión de magnetización cambia más de 0,1 Oe, su sensibilidad
es inferior en el sistema de Sensormatic que en los otros
ejemplos.
La invención se puede realizar de varias formas
sin apartarse de lo esencial de la misma. Aunque la invención se ha
descrito completamente en conexión con sus realizaciones anteriores,
se explica solamente en ejemplos, y la invención no se limita a
ellos. El alcance de la presente invención se define por las
reivindicaciones anexas y varias modificaciones dentro de las
reivindicaciones se han de considerar incluidas.
Claims (10)
1. Un marcador magnético incluyendo un material
magnético blando (12, 14, 18) donde dicho material magnético blando
está interpuesto entre dos hojas de papel o película de plástico,
teniendo el marcador magnético una longitud igual o inferior a 70
mm, donde dicho material magnético blando (12, 14, 18) genera
inversión de magnetización brusca con un cambio de flujo magnético
no inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb cuando se aplica un campo alterno
externo con una intensidad de campo magnético en un rango de 0,03 Oe
a un campo máximo, correspondiendo el campo máximo a fuerza
coercitiva de dicho material magnético blando, y dicho material
magnético blando tiene una fluctuación dentro de 0,1 Oe en la
intensidad de campo magnético a la que tiene lugar la inversión de
magnetización brusca.
2. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dicho material magnético blando genera la inversión de
magnetización brusca cuando la intensidad de campo magnético fluctúa
una cantidad igual a o inferior a 0,1 Oe.
3. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde una cantidad de flujo magnético irradiada alrededor de
dicho material magnético blando que acompaña la inversión de
magnetización brusca no es inferior a 8,0 x 10^{-9} Wb.
4. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dicho material magnético blando tiene una diferencia entre
amplitudes de señal a 1,5 kHz y a 3,5 kHz que es inferior a - 3 dBm
cuando se aplica un campo magnético sinusoidal de amplitud de 1,5
Oe a una frecuencia de 73 Hz.
5. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dicho material magnético blando es un alambre.
6. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dicho material magnético blando es una cinta.
7. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dicho material magnético blando es una película fina.
8. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dos tipos de dicho material magnético blando están
dispuestos en contacto uno con otro.
9. El marcador magnético según la reivindicación
1, donde dicho material magnético blando de alambre o película fina
está dispuesto en dicho material magnético blando de película
fina.
10. El marcador magnético según la
reivindicación 1, incluyendo además un material magnético duro que
tiene fuerza coercitiva mayor que dicho material magnético blando,
donde dicho material magnético duro está dispuesto para contactar
estrechamente con dicho material magnético blando.
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