FI108888B - Kaukoluettavia muistilaitteita - Google Patents

Description

108888

KAUKOLUETTAVIA MUISTILAITTEITA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty muistilaite. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 25 johdanto-5 osassa määritelty tunnistusjärjestelmä. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 30 johdanto-osassa määritelty muistilaite tai laitteisto. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 33 johdanto-osassa määritelty muistilaite tai laitteisto. Edelleen 10 keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 38 johdanto-osassa määritelty muistilaite tai laitteisto. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 42 johdanto-osassa määritelty muistilaite tai laitteisto. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 48 johdanto-15 osassa määritelty menetelmä muistilaitteen tai laitteiston tekemiseksi.

Esillä oleva keksintö liittyy kaukoluettaviin muistilaitteisiin ja laitteistoon ja kohdistuu erityisesti sellaisiin laitteisiin ja laitteistoon, jota 20 voidaan kysellä ulkoisesti kohdistettavalla kentällä, erityisesti vaihtuvalla magneettikentällä.

,·. Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US

4510490 (Anderson III et ai) esitetään lapun muodossa oleva muistilaite, joka on tarkoitettu tunnistusta 25 varten tavara-artikkeliin kiinnitettäväksi. Lappu kä- ·· ·* sittää useita magnetostriktiivistä materiaalia olevia • · · : .· liuskoja, jotka ovat toisiinsa nähden eri pituisia ja v ·' joiden ominaistaajuudet eli perustaajuudet ovat siksi erilaisia. Nämä liuskat on asennettu koteloon riittä-·;··;* 30 vän väljästi, jotta ne ovat vapaita värähtelemään.

Kotelo käsittää tai sisältää kovaa magneettista materiaalia olevan liuskan magnetostriktiivisten liuskojen : ·' rinnalla, ja on magnetoitu esimagnetointikentän koh- ·...· distamiseksi niihin. Magnetostriktiiviset liuskat on . 35 esimagnetoitu (jännitetty) kentän avulla siten, että .·, ; jos niihin kohdistetaan minkä tahansa liuskan ominais- * < 2 108888 taajuinen ulkoinen vaihtuva magneettikenttä, niin kyseinen liuska resonoi mekaanisesti liuskan ominaistaa-juisen ilmaistavissa olevan vaihtuvan kentän tuottamiseksi. Eri laput erotetaan toisistaan eri pituisten 5 magnetostriktiivisten liuskojen yhdistelmien perusteella siten, että eri laput tuottavat regeneroituja magneettikenttiä, joilla on erilaisia taajuuden yhdistelmiä. Lapun kysely suoritetaan pyyhkäisemällä tai askeltamalla kyselevä magneettikenttä liuskojen omi-10 naistaajuuksien alueen läpi tai kehittämällä vaihtuva magneettikenttä purskeena, joka sisältää kaikki kyseiset taajuudet samanaikaisesti, ja ilmaisemalla regeneroituneet kentät. Tämän laitteen käyttö tavaroiden valvontajärjestelmässä, kuten esimerkiksi matkatava-15 roiden valvonnassa lentokentillä, on esitetty amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 4647917 (Anderson III et ai).

Edellä selostetut ehdotukset kärsivät useista epäkohdista. Ensimmäiseksi, koska jokaisen lapun täy-20 tyy sisältää useita magnetostriktiivisiä liuskoja, joiden lukumäärän tulee olla yhtä suuri kuin talletettavan informaation "bittien" lukumäärän, laput ovat « ·.:.· suhteellisen kalliita, erityisesti jos suuren määrän • V erilaisia lappuja täytyy olla yksilöllisesti turnaisin : 25 tettavissa. Toiseksi, koska lapun tunnistuksen määrää- vät siihen sijoitettujen magnetostriktiivistä materi-j·.'. aalia olevien liuskojen pituudet, tulee kyseinen tun- nistus määrittää valmistusvaiheessa. Tämä on äärimmäisen hankalaa ja lisää merkittävästi valmistuskustan-. 30 nuksia.

' ' Esillä olevan keksinnön tavoitteena on siksi ···’ voittaa nämä hankaluudet. Keksinnön tavoitteena on edelleen aikaansaada kaukoluettava muistijärjestelmä .“·. tai laitteisto, jolla on paljon laajempi käyttö, kuin 35 edellä mainituissa amerikkalaisissa patenttijul-kaisuissa selostetulla laitteella.

» i 108888 3

Keksinnön mukaiselle muistilaitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Edelleen keksinnön mukaiselle tunnistusjärjestel-mälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patentti -5 vaatimuksessa 25. Edelleen keksinnön mukaiselle muistilaitteelle tai laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 30. Edelleen keksinnön mukaiselle muistilaitteelle tai laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaa-10 timuksessa 33. Edelleen keksinnön mukaiselle muistilaitteelle tai laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 38. Edelleen keksinnön mukaiselle muistilaitteelle tai laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuk-15 sessa 42. Edelleen keksinnön mukaiselle menetelmälle muistilaitteen tai laitteiston tekemiseksi on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 48.

Erään näkökohdan mukaisesti esillä oleva keksintö aikaansaa muistilaitteen ja laitteiston, jossa 20 on magnetostriktiivinen elin ja laite esimagnetoivan magneettikenttäkuvion kohdistamiseksi siihen, joka on sellainen, että magnetostriktiivinen elin resonoi en-naita määrätyllä sen ominaistaajuutta suuremmalla taa- juudella vasteena siihen kohdistetulle kyseisen ennal- : : 25 ta määrätyn taajuiselle kyselevälle kentälle. Edulli- sissa suoritusmuodoissa esimagnetoiva kenttäkuvio on sellainen, että tietty yksityinen liuska resonoi kah-della tai useammalla ennalta määrätyllä taajuudella, ♦ * · joista yksi tai useampi on suurempi kuin sen ominais-30 taajuus, vasteena kyseisten ennalta määrätyn taajuisten kyselevien kenttien kohdistukselle.

··’ Keksinnön vaihtoehtoinen näkökohta kohdistuu laitteistoon osoituslaitteiden, kuten kaasu- tai säh-kömittareiden kaukolukemiseksi. Keksinnön tämän näkö-35 kohdan mukainen suoritusmuoto sisältää liikkuvan osoi-tuselimen, kuten pyörivän asteikkolevyn, ja magneto-striktiivisen laitteen, joka on asetettu sen yhteyteen 108888 4 ja järjestetty resonoimaan vasteena kohdistetulle kyselevälle kentälle eri taajuuksilla osoituselimen asennosta riippuen. Tälläisellä laitteella on se etu, että se on passiivinen siinä mielessä, että mittarissa 5 tai muussa osoituslaitteessa ei tarvita teholähdettä tehon syöttämiseksi kaukoluettavaan laitteeseen. Edelleen kyseinen laite voidaan tarvittaessa helposti liittää mittariin ilman, että mittausjärjestelyä tarvitsee modifioida ja ilman, että näytön näkyvyyttä j 10 tarvitsee häiritä.

Esillä olevan keksinnön tämän näkökohdan vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa kaukoluettava osoitinlaite käsittää magnetostriktiivisen laitteen, laitteen magneettikentän tuottamiseksi kyseisen magneto-15 striktiivisen laitteen esimagnetointia varten ja laitteen magnetostriktiivisen laitteen ja esimagnetoivan kentän välisen suhteen muuttamiseksi ja/tai esimagne-tointikentän muuttamiseksi mitattavan muuttujan tai suureen funktiona siten, että kyseinen magnetostrik-20 tiivinen kenttä on vasteellinen eri taajuisille kyseleville vaihtuville kentille kyseisen muuttujan tai suureen arvosta riippuvaisesti.

Keksintöä selostetaan edelleen esimerkin * avulla mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, jois- ; 25 sa:

Kuvio 1 esittää tasokuvana, osittain leikat-tuna, esillä olevan keksinnön suoritusmuodon mukaista lapun muodossa olevaa muistilaitetta;

Kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta II-II; 30 Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti prosessia da- ’ ‘ tan tallettamiseksi, tai "ohjelmoimiseksi" kuvioiden 1 ·..* ja 2 lappuun;

Kuvio 4 esittää esimerkkiä signaalin aalto-.· muodosta, joka voidaan kehittää kuviossa 3 esitetyssä 35 prosessissa; 108888 5

Kuvio 5 esittää kuvioiden 1 ja 2 lappuun aikaansaatua magneettikenttäkuviota, kun kuvion 4 signaalin aaltomuotoa käytetään kuvion 3 prosessissa;

Kuviot 6-9 esittävät edelleen aaltomuotoja, 5 joita voidaan käyttää magneettikenttäkuvioiden tuottamiseksi, jotka saavat lapun vastaamaan eri taajuisiin kyseleviin kenttiin;

Kuvio 10 esittää kaaviomaisesti kyselyjärjes-telmää, jota voidaan käyttää kuvioiden 1 ja 2 lapun 10 yhteydessä;

Kuvio 11 esittää neljää oskillografista käyrää, jotka on saatu kokeellisesti käyttäen lappua siten, kuin on selostettu edellisiin kuvioihin viitaten;

Kuvio 12 esittää kaaviomaisesti kyselyjärjes-15 telmän toista muotoa, jota voidaan käyttää kuvioiden 1 ja 2 lapun kanssa;

Kuvio 13 esittää graafisesti magnetostriktii-visen materiaalin ominaiskäyrää, jota voidaan käyttää kuvioissa 1 ja 2; 20 Kuvio 14 esittää kaaviomaisesti keksinnön suoritusmuodon mukaista kaukoluettavaa mittaria, kuten kaasumittaria, joka käsittää kuusi asteikkolevyä;

Kuvio 15 esittää yksityiskohtaisemmin per- I J',*f j : ,· spektiivikuvana kuvion 14 mittarin asteikkolevyä; : 25 Kuvio 16 esittää esimerkkinä magnetointikuvi- oita, jotka voidaan aikaansaada kuvion 14 asteikkole-vyille keksinnön erään näkökohdan mukaisesti;

Kuvio 17 esittää graafisesti esimerkkejä vasteista, jotka voidaan saada tietystä kuvion 14 asteik-30 kolevystä sen pyöriessä peräkkäisiin eri asentoihin;

Kuvio 18 esittää vastaaviin eri asteikkole-vyihin liittyvien vastaavien eri resonanssiliuskojen välisiä kokosuhteita kuvion 14 mittarissa; * *

Kuvio 19 esittää kaaviota, joka kuvaa järjes-*, 35 telyä kuvioiden 14 - 18 mittarin kaukolukemiseksi;

* I

108888 6

Kuvio 20 esittää kaaviomaisesti perspektiivi-kuvaa, joka kuvaa asteikkolevyjärjestelyn vaihtoehtoista muotoa;

Kuvio 21 esittää kaaviomaisesti osaa magne-5 tointikuvioista, jotka on aikaansaatu kuvion 20 as-teikkolevyille;

Kuviot 22 ja 23 ovat vastaavia kuin kuviot 20 ja 21, mutta esittävät edelleen vaihtoehtoista asteikkolevyj ärj estelyä ; 10 Kuviot 24 ja 25 ovat myös vastaavia kuin ku viot 20 ja 21 ja esittävät vielä edelleen vaihtoehtoista asteikkolevyjen järjestelyä;

Kuvio 26 esittää edelleen suoritusmuotoa, ! jolla voidaan saavuttaa suurempi tarkkuus; ί ! 15 Kuvio 27 esittää pyöreää magnetostriktiivistä I resonanssielementtiä, jota voidaan käyttää keksinnön I vaihtoehtoisissa muodoissa; I Kuviot 28 - 30 esittävät kaavioita, jotka kuvaavat edelleen mahdollisia magnetostriktiivisen 20 resonanssielementin muotoja, joita käytetään esillä olevassa keksinnössä;

Kuvio 31 esittää kaaviomaista tasokuvaa, joka kuvaa modifikaatiota, jonka avulla magnet ostrikti ivi s-• ’ : ten resonanssielementtien vastetta kyselevälle kentäl- 2 5 le voidaan tehostaa; j'.*. Kuvio 32 esittää kuvion 31 modifikaation kaa- viomaista sivukuvaa;

Kuvio 33 esittää kaaviomaista tasokuvaa, joka kuvaa edelleen modifikaatiota, jonka avulla magneto-30 striktiivisen resonanssielementin vastetta kyselevälle kentälle voidaan tehostaa; ...* Kuvio 34 esittää kuvion 33 modifikaation kaa- viomaista sivukuvaa; ja ,*·, Kuviot 35 - 40 esittävät kaavioita, jotka ’·’ 35 kuvaavat eri värähtelymuotojen syntymistä magneto- striktiiviseen elementtiin.

108888 7

Tunnistuslaput tai vastaavat

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty muistilaite on lapun 2 muodossa, joka käsittää suorakulmaisen kaukalon 4, jossa pohja 6 sekä sivu- ja päätyseinät 8, jotka 5 määrittävät onkalon 10, johon on sijoitettu magneto-striktiivinen elementti 12 magnetostriktiivistä materiaalia olevan liuskan muodossa. Onkalo 10 on suljettu kovaa magneettista materiaalia olevalla suorakulmaisella levyllä 14, joka on käytössä magnetoitu toimi-10 maan esimagnetointielementtinä magnetostriktiiviselle liuskalle 12. Levyä 14 pidetään paikallaan kaukalon 4 päällä vaipan 16 avulla, joka tiukasti ympäröi ja/tai on kiinnitetty kaukaloon 4 ja levyyn 14.

Magnetostriktiivisen elementin 12 pituus ja 15 leveys ovat hieman pienempiä kuin onkalon 10 pituus ja leveys ja elementin 12 paksuus on pienempi kuin onkalon 10 syvyys. Tällä tavoin magnetostriktiivinen elementti 12 on vapaa värähtelemään mekaanisesti onkalossa 10, mutta on vapaa liikkumaan vain hieman poikit-20 tais- ja pitkittäissuunnassa onkalossa 10. Kaukalo 4 ja vaippa 16 on tehty magneettikentille läpinäkyvistä materiaaleista. Esimerkiksi kaukalo 4 voidaan tehdä suhteellisen jäykästä synteettisestä muovimateriaalis- • ta, kuten esimerkiksi sellaisesta jota myydään tavara-25 merkillä "DERLIN" ja vaippa 16 voidaan tehdä ohuesta, joustavasta synteettisestä muovimateriaalista, tai se voi esimerkiksi käsittää itsekiinnittyvän teipin. Tun- * · '•I*' nettuja magnetostriktiivisiä materiaaleja voidaan • » · käyttää elementissä 12. Esimerkkeinä ovat amorfinen, 30 sulakehrätty (spin-melt) nauha, jollaista myydään esimerkiksi tavaramerkilllä "METGLAS 2605" tai raeorien-...’ toitu, muunnettu piiteräs. Valitulla materiaalilla on edullisesti suuri magneettinen permeabiliteetti sekä suuri magnetostriktiivinen kytkentä. Levy 14 voi olla ’·’ 35 tehty mistä tahansa useista magneettisesti kovista materiaaleista. Esimerkkeinä ovat magneettinen ruostu-maton teräs, nikkeli, ferriitti tai valantateräs.

8 1 08888

Vaihtoehtoisesti levy 14 voi käsittää epämagneettisen substraatin, jossa on magneettinen päällystys, kuten massasta muodostettu ferriitti, jota käytetään magneettinauhoissa ja magneettilevykkeissä. Esimagnetoin-5 tielementiltä 14 vaadittavat ominaisuudet ovat sellaiset, että sitä tulee kyetä magnetoida valituilla mag-neettikuvioilla ja että sen tulee ylläpitää nuo kuviot oleellisesti pysyvästi tai ainakin aikajaksojen ajan, jotka ovat riittävän pitkiä keksinnön erityistä käyt-10 töä varten.

Kuten on tunnettua edellä mainituista amerikkalaisista patenttijulkaisuista, jos esimagnetoin-tielementti 14 magnetoitaisiin samalla tavoin kuin yksinkertainen sauvamagneetti, eli pohjoisnapa olisi 15 toisessa päässä ja etelänapa toisessa päässä, tuloksena oleva magneettikenttä jännittäisi magnetostriktii-S vistä elementtiä 12 sellaisella tavalla, että jos lap- j puun 2 kohdistuisi ulkoinen kyselevä vaihtuva magneet tikenttä taajuudella, joka on yhtä suuri kuin elemen-20 tin 12 ominaistaajuus, niin tämä elementti värähtelisi mekaanisesti ja tuottaisi ilmaistavissa olevan regeneroidun vaihtuvan magneettikentän, jolla on sama taajuus. Esillä olevan keksinnön edullisen näkökohdan

• · I

• mukaisesti muodostetaan kuitenkin erilaisia magnetoin-25 tikuvioita esimagnetointielementille 14 siten, että • I f magnetostriktiivinen elementti 12 vastaa ja mekaani- * i » sesti värähtelee taajuuksilla, jotka ovat ominais- tai perustaajuuden harmonisia taajuuksia.

Kuten on esitetty kuviossa 3, vaadittava mag-30 netointikuvio voidaan tallettaa esimagnetointielement-tiin 14 kuljettamalla lappu 2 tavanomaista tyyppiä olevan magneettisen tallennuspään 18 ohi, mutta sen tarkassa läheisyydessä, kuten nuolella on osoitettu.

,··. Kun lappu 2 on kuljetettu tallennuspään 18 ohi, ohja- '·* 35 usyksikön 22 ohjaama signaaligeneraattori 20 energisoi tallennuspään 18 signaalilla, jonka aaltomuoto on va-littu tuottamaan vaadittava magneettinen kuvio esimag- 108888 9 netointielementtiin 14. Kuvio 4 kuvaa esimerkkiä sopivasta aaltomuodosta magneettisen kuvion tallettamiseksi elementtiin 14, joka esimagnetoi magnetostriktiivi-» sen elementin 12 sellaisella tavalla, että se resonoi 5 taajuudella, joka on kaksinkertainen sen ominais- tai perustaajuuteen nähden, vasteena kohdistetulle kyselevälle vaihtuvalle kentälle, jonka taajuus myös on kaksinkertainen liuskan 12 ominais- tai perustaajuuteen nähden. Kuten kuviosta 4 voidaan nähdä, aaltomuoto on 10 siniaalto 15, jonka taajuus ja vaihe lapun 2 tallen- i nuspäähän 18 nähden tapahtuvan liikkeen suhteen valitaan siten, että siniaallon yksi jakso elementtiin 14 talletettuna käy yksiin magnetostriktiivisen elementin 12 pituuden kanssa, siniaallon nollan ylityskohtien 17 15 ja 19 käydessä oleellisesti yksiin elementin 12 päiden 12a ja 12b kanssa. Tallennusprosessissa signaalilähde 20 kytketään päälle ennen lapun saapumista tallennus-pään 18 alle ja kytketään pois päältä sen jälkeen kun lappu on kulkenut tallennuspään 18 ohi, siten estäen 20 transienttien esiintymisen ja niiden tallennuksen elementissä 14, mikä saattaisi tapahtua, jos signaalilähde 20 käännettäisiin päälle ja päältä pois nollan yli-tyskohdissa 17 ja 19. Tämä prosessi on kuvattu sini- • V aallon katkoviivoitetuilla osilla 21 ja 23 kuviossa 4.

: 25 Kuten kuviosta 5 voidaan nähdä, tuloksena t I · • ‘oleva magneettikuvio elementissä 14 käsittää etelänä- pa-alueita 24 lähellä liuskan keskiosaa ja pohjoisna-pa-alueita 26 liuskan 14 päissä. Nuolet 28 ja 30 kuviossa 5 osoittavat magneettikentän voimaviivoja, jotka 30 johtuvat edellä selostetusta elementtiin 14 tallete- • ' tusta magneettikuviosta ja, kuten on esitetty näiden ···’ nuolien suunnalla, tuloksena oleva kenttä, jolla magi'··: netostriktiivinen elementti 12 on esimagnetoitu, suun- tautuu oikealle liuskan vasemmanpuoleisessa osassa ja ^ 35 vasemmalle oikeanpuoleisessa osassa. Siten, kun lap- ’··’ puun 2 kohdistuu kyselevä vaihtuva magneettikenttä, :‘ jonka taajuus on kaksinkertainen liuskan 12 ominais- 108888 10 taajuuteen nähden, resonoivat sen kaksi puoliskoa vastakkaisessa vaiheessa toisiinsa nähden taajuudella, joka yhtä suuri kuin kaksi kertaa ominaistaajuus. Siten tuotetaan ilmaistavissa oleva regeneroitu kenttä, 5 jonka taajuus on kaksinkertainen ominaistaajuuteen nähden.

Jos haluttaisiin saada magnetostriktiivinen elementti 12 resonoimaan taajuudella, joka on kolme kertaa sen ominaistaajuus, vasteena kohdistetulle ky-10 selevälle kentälle, jolla on vastaava taajuus, voidaan käyttää kuvion 6 aaltomuotoa suoritettaessa kuviossa 3 esitetty ohjelmointi. Kuten kuviossa 6 on esitetty, tallennuspäähän 18 syötetty sinisignaali lapun 2 liikkuessa sen ohi, on taajudeltaan ja vaiheeltaan sellai-15 sessa suhteessa lapun 2 liikkeeseen nähden, että tallennuspäähän 18 syötetyt puolitoista sinijaksoa vastaavat oleellisesti liuskan 12 pituutta, nollan yli-; tyskohtien 27 käydessä oleellisesti yksiin liuskan 12 päiden kanssa. Kuten kuvion 4 suoritusmuodossa, si-20 nisignaali 25 käännetään päälle ennen lapun saapumista tallennuspään 18 alle ja pois päältä vastaavasti lapun lähtiessä pois tallennuspään 18 alta samojen syiden takia.

• ' ‘ Elementin 14 liuskassa 12 tuottama magneetti- 25 kenttä signaalin 25 ollessa talletettu siihen käsittää » * · • kolme osaa 32, 34 ja 36. Osa 32, jonka muodostaa ele-

Il » mentin 12 vasemmanpuoleinen kolmannes, suuntautuu oi- • · • kealle, elementin 12 keskimmäisessä kolmanneksessa oleva osa 34 suuntautuu vasemmalle ja osa 36 suuntau- 30 tuu oikealle. Kyseinen liuska voi siten resonoida taajuudella, joka on kolme kertaa sen ominaistaajuus, vasteena kohdistetulle vaihtuvalle magneettikentälle, jonka taajuus on kolme kertaa liuskan ominaistaajuus.

.··*. Kyseinen resonanssi, joka on mekaaninen värähtely, * · • 35 tuottaa ilmaistavissa olevan regeneroidun magneetti- »Il kentän taajuudella, joka on kolme kertaa ominaistaa-juus.

108888 11

Kuviossa 7, joka on vastaava kuin kuvio 6, esitetään siniaalto 40, joka voidaan syöttää tallen-nuspäähän 18 lapun tuottamiseksi, joka resonoi taajuudella, joka on neljä kertaa magnetostriktiivisen ele-5 mentin 12 ominaistaajuus. Tallennuspäähän 18 syötetyn signaalin taajuus on sellainen, että kaksi täyttä si-niaallon jaksoa tallennetaan elementtiin 14, nollan ylityskohtien ollessa järjestetty kuten edellä on selostettu, ja transienttien tallennus vältetään kuten 10 edellä on selostettu. Kuten kohdilla 42, 44, 46 ja 48 on esitetty, tuloksena oleva esimagnetoiva magneetti-kenttäkuvio, jolle liuska 12 altistetaan, käsittää neljä vyöhykettä, joissa kentän suunta vaihtuu vastakkaiseksi vyöhykkeestä toiseen. Siten liuska resonoi 15 mekaanisesti vasteena kohdistetulle kyselevälle magneettikentälle, jonka taajuus on neljä kertaa liuskan ominaistaajuus, resonanssin taajuuden ollessa neljä kertaa liuskan ominaistaajuus. Tämä tuottaa jälleen ilmaistavissa olevan regeneroidun kentän taajuudella, | 20 joka on neljä kertaa liuskan ominaistaajuus.

! Lappu voidaan ohjelmoida siten, että magneto- striktiivinen elementti 12 resonoi korkeammilla harmo-nisillä taajuuksilla säätämällä vastaavasti tallennus- | ‘ : pään 18 tallentamaa signaalia. Edelleen, vaikka tähän 25 saakka on selostettu, kuinka lappu tulee koodata si- * * * ten, että magnetostriktiivinen elementti 12 resonoi vain yhdellä ainoalla taajuudella, joka on sen perus- • · taajuuden harmoninen taajuus, on mahdollista ja edul- * » · lista esillä olevan keksinnön puitteissa ohjelmoida 30 lappu siten, että magnetostriktiivinen elementti 12 pystyy resonoimaan vasteena jokaiselle useista kysele-vistä taajuuksista. Kyseiset taajuudet voivat käsittää perustaajuuden ja yhden tai useamman harmonisen taa-j uuden tai perustaaj uus voidaan haluttaessa jättää » · '·’ 35 pois. Tämä saavutetaan yksinkertaisesti tallentamalla M.* liuskalle 14 magneettinen kuvio, joka edustaa niiden * * magneettisten kuvioiden superponointia, joita tarvi- 12 108888 taan jokaista yksityistä taajuutta varten. Esimerkki tästä on esitetty kuviossa 8, joka esittää aaltomuodon 50 liuskalle 14 tallennusta varten magnetostriktiivi-sen elementin 12 resonanssin aikaansaamiseksi sekä 5 kaksinkertaisella että nelinkertaisella perustaajuu-della. Aaltomuoto 50 on johdettu yksinkertaisesti sum-maamalla aaltomuodot 15 ja 40, jotka ovat vastaavasti samoja kuin kuvioissa 4 ja 7 esitetyt aaltomuodot.

Vaikka kuvio 8 esittää lapun koodausta re-10 sonoimaan kahdella harmonisella taajuudella, on mahdollista koodata laput esillä olevan keksinnön mukaisesti resonoimaan useammalla kuin kahdella harmonisella taajuudella yksinkertaisesti summaamalla yhteen tarvittavien harmonisten aaltomuodot tai resonoimaan 15 ominaistaajuudellaan sekä lisäksi yhdellä tai useammalla harmonisella taajuudella summaamalla yhteen perustaa j uutta varten tarvittava aaltomuoto (joka voisi olla siniaallon puolijakso nollan ylityskohtien käydessä yksiin liuskan 12 päiden 12a ja 12b kanssa) sekä | 20 aaltomuodot, jotka tarvitaan kutakin haluttua harmo nista taajuutta varten. Eri taajuuksilla tuotetun resonanssin amplitudi on muun muassa lappuun resonanssin tuottamiseksi tallennetun signaalin amplitudin funk- • tio. Siten eri resonanssien tuottamista varten tallen- : 25 netuilla signaaleilla voi olla eri amplitudeja toisten • I t järjestelmässä olevien tekijöiden kompensoimiseksi, kuten esimerkiksi sen seikan, että resonanssin ampli-, tudi korkeammilla harmonisilla pyrkii luonnostaan ole maan pienempi kuin alemmilla harmonisilla. Esimerkkejä 30 muista tekijöistä, joita saatetaan kompensoida tällä ' ‘ tavoin, ovat esimerkiksi kohina, vastaanottimen herk- kyys eri taajuuksilla, eri kyselykentän voimakkuudet eri taajuuksilla, jne.

, Summattaessa yhteen aaltomuotoja resonanssin 35 saavuttamiseksi useilla eri taajuuksilla, tulisi sum-mättävien signaalien amplitudi ja niiden välinen vai- hesuhde valita magnetostriktiivisen elementin 12 kyl- 1 * 108888 13 lästymisen välttämiseksi. Esimerkki siitä, kuinka tämä voidaan saavuttaa, on esitetty kuviossa 9, jossa aaltomuoto 15 (joka on sama kuin aikaisemmin selostettu) tulee summata aaltomuotoon 57, joka, kuten havaitaan 5 kuviota 9 tarkasteltaessa, aikaansaa kuusinkertaisen taajuuden liuskan 12 ominaistaajuuteen nähden. Aaltomuodon 57 edullinen vaihe on esitetty yhtenäisillä viivoilla kuviossa 9 ja havaitaan, että huiput 59 ja 61, jotka käyvät yksiin aaltomuodon 15 huippujen kansio sa, ovat merkiltään vastakkaisia aaltomuodon 15 vastaaviin huippuihin nähden, siten välttäen kyseisten kahden aallon huippujen summauksen. Katkoviivalla esitetty aalto 57a kuviossa 9 on aaltomuodon 57 kään-teisaaltomuoto, ja sen vaihe on siten sellainen, että 15 sen huiput summautuisivat aaltomuodon 15 huippuihin. Näissä olosuhteissa kyseisten kahden aallon amplitudit tulee pitää pienemmällä tasolla kuin käytettäessä aaltomuotoa 57, jos halutaan välttää magnetostriktiivisen liuskan 12 kyllästyminen.

20 Muistilaitetta, joka on tehty kuten edellä on selostettu kuvioihin 1-9 viitaten, voidaan käyttää kuviossa 10 esitetyssä järjestelmässä, jossa laite on ,],'· liitetty korttiin 60, joka kyselytarkoituksia varten ; ' : kulkee lähettävien ja vastaanottavien kelojen 62 ja 64 25 välissä. Lähettävää kelaa ohjataan teholähteellä 66, j·.*. jota ohjataan ohjausyksiköllä 68 kelan saamiseksi tuottamaan vaihtuva kyselevä magneettikenttä, joka

* I

pyyhkäistään kaikkien niiden valittujen taajuuksien läpi, joissa järjestelmässä käytettävien lappujen tai 30 korttien magnetostriktiiviset elementit voidaan ohjel-

»MM

moida resonoimaan. Lapun puuttuessa vastaanottokelan 64 anto on oleellisesti nolla piirustuksessa esitetty kelan kahdeksikon muotoinen kuvio huomioiden. Kuiten- * *

• I

,*··. kin, kun tietty kortti tai lappu 60 sijoitetaan kelo- '·' 35 jen 62 ja 64 väliin ja edellä selostettu vaihtuva kenttä tuotetaan, ilmaistaan kelalla 64 tuloksena ole-vat magnetostriktiivisen elementin 12 resonanssit taa- 108888 14 juuksilla, joille ne on ohjelmoitu ja tuloksena saaa-vat signaalit dekoodataan dekooderissa 70. Normaalisti ei mitään lapun regeneroiman signaalin nollausta esiinny, koka on erittäin epätodennäköistä, että lappu 5 olisi symmetrisesti sijoitettu vastaanottokelan 64 kahdeksikon muotoisen kuvion suhteen.

Kuviossa 11 esitetyt jäljet esittävät vasteita, jotka on saatu kokeellisesti kuviossa 10 esitetyn tyyppisessä järjestelmässä. Siten kuvion 11 aaltomuoto 10 A esittää vastetta, joka saadaan lapulle, joka on ohjelmoitu resonoimaan liuskan 12 ominaistaajuuteen nähden nelinkertaisella taajuudella kun kyselevän kentän taajuudella pyyhkäistään. Kuvion 11 aaltomuoto B esittää vastetta lapulle, joka on ohjelmoitu tuottamaan 15 resonanssi ominaistaajuuteen nähden viisinkertaisella taajuudella ja aaltomuoto C esittää vastetta lapulle, joka on ohjelmoitu resonoimaan ominaistaajuuteen nähden kahdeksankertaisella taajuudella. Aaltomuoto D esittää vastetta lapulle, joka on ohjelmoitu resonoi-20 maan sekä neljännellä, viidennellä että kahdeksannella harmonisella, eli nelinkertaisella, viisinkertaisella ja kahdeksankertaisella taajuudella liuskan 12 omi- . naistaajuuteen nähden. Kuten kuvion 11 aaltomuodoista voidaan nähdä, ilmaisukelasta 64 saatavan annon ampli-25 tudissa oleva huippu syntyy silloin, kun kohdistetun kyselevän kentän taajuus kulkee taajuuden kautta, jos-^ sa liuska on ohjelmoitu resonoimaan.

Kuvio 12 esittää kuviossa 10 esitetylle jär-• jestelmälle vaihtoehtoista järjestelyä, jossa yhtä 30 kelaa 63 käytetään sekä lähettävänä että vastaanotta-: * vana kelana. Kuvio 12 esittää, että korttia 60 käyte- tään korttia käyttävän henkilön tunnistustarkoituksia varten. Tässä suoritusmuodossa kyselevä kenttä syöte-tään purskeina ja ilmaisu suoritetaan kutakin pursket-35 ta seuraavan hiljaisen jakson aikana. Kyseisen jakson aikana lapuissa olevat resonanssiliuskat "soivat" 108888 15 tuottaen regeneroidun ilmaistavissa olevan kenttätaa-juuden taajuuksilla, johon ne on koodattu vastaamaan.

Kuvio 13 käsittää kaksi käyrää, jotka esittävät tapaa, jolla laitteen herkkyys kohdistettua kyse-5 levää kenttää kohti muuttuu esimagnetointikentän voimakkuuden funktiona, joka on tuotettu liuskaan 12 esi-magnetointielementin 14 suorittaman magnetoinnin avul-! la. Kuviossa 13 käyrä A esittää magnetostriktiiviseen i elementtiin tuotettua venymää elementtiin kohdistetun 10 kentän H funktiona. Siten origossa, jossa kenttä H on nolla, ei ole venymää. Jos kenttä H kasvaa arvoon S tai -S, magnetostriktiivinen elementti kyllästyy, eikä kentän lisäkasvu (kummassakaan suunnassa) tuota lisä-venymää. Käyrä B osoittaa, että laitteen herkkyys koh-15 distetulle kentälle kasvaa lineaarisesti esimagnetointikentän H voimakkuuden kasvaessa ja siten elementtiin 14 kohdistetun magnetismin voimakkuus valitaan niin, että esimagnetointikenttä saadaan kohti herkkyyskäyrän yläpäätä. Esimerkiksi kuviossa 5 nuolien 28 ja 30 2 0 edustamilla kentillä voi olla arvot Hl ja -Hl, kuten on esitetty kuviossa 13.

Lukuisat järjestelyt datan esittämiseksi ovat . ! : mahdollisia. Esimerkiksi binääriluvun eri numeroita t I · voivat edustaa resonanssit eri harmonisilla taajuuk-

I I

25 silla. Siten esimerkiksi neljäbittisen binääriluvun numeroita voivat edustaa resonanssit vastaavasti kak- i 1 sinkertaisella, kolminkertaisella, nelinkertaisella ja *,,) kahdeksankertaisella taajuudella magnetostriktiivisen * f i • ’ elementin ominaistaajuuteen nähden. Resonanssin esiin- 30 tyminen voi merkitä binääristä ykköstä ja poissaolo * binääristä nollaa. Kuitenkin, vaikka tämä järjestely i 1 t on tyydyttävä binääriluvuille, joilla on suhteellisen vähän numeroita, pyrkii signaalikohinasuhde pienene-<.1 mään kun numeroiden lukumäärä kasvaa, mikäli tätä koo- i > ’!1 35 daujärjestelyä käytetään. Vaihtoehtoisessa koodausjär- jestelmässä, joka antaa luvut 0 - 219, tarvitsee ku-I ',.’ hunkin lappuun tallentaa vain kolme harmonista maksi- 108888 16 missään 12 harmonisesta (perustaajuus poislukien, koska kyseiseen taajuuteen liittyy suurin riski taajuuden tahattomasta herättämisestä). Siten 12 harmonisesta on olemassa 220 mahdollista 3:n yhdistelmää. Tämä koo-5 dausjärjestelmä vastaa melkein kahdeksanbittistä binäärilukua (joka antaa 256 yhdistelmää), mutta sillä on paljon suurempi signaalikohinasuhde ja siksi paljon suurempi luotettavuus, kuin mitä saavutettaisiin, jos aina kahdeksan harmonista tallennettaisiin samanaikai-10 sesti kuhunkin lappuun. Tämän järjestelmän etuna on se, että jos minä aikana hyvänsä ilmaistaan useampi tai vähempi kuin kolme resonanssia, tämä viittaa siihen, että esiintyy useampi kuin yksi lappu, tai että | on kyse viasta. Siten tämän datan esitysjärjestelmän I 15 kanssa käytettävä dekoodauslaitteisto voidaan ohjel- j moida kehittämään hälytys vasteena resonanssien väärän lukumäärän ilmaisulle.

Kaukoluettavat osoittimet ja mittarit Kuviot 14 - 19 esittävät esillä olevan kek- 20 sinnön suoritusmuodon mukaista kaukoluettavaa mittaria 101. Kuten kuviossa 14 on esitetty, mittari käsittää tavanomaisen mittausmekanismin 100 (ei esitetty yksityiskohtaisemmin) esimerkiksi kaasun virtauksen mit-taamiseksi, ja kuusi asteikkolevyä 102, 104, 106, 108, 25 110 ja 112, joita mittausmekanismi ohjaa tavanomaisen • · .···, linkin välityksellä, jota ei ole esitetty, mutta jota kaaviomaisesti edustavat katkoviivat 114. Kuten kuvi-;; ; osta 14 voidaan havaita, kukin asteikkolevyistä 102 - • ·' 112 on merkitty numeroilla 0-9 päätynsä ympärille ja • » · * 30 kunkin asteikkolevyn viereen sijoitetussa laatassa 116 on merkki 118, joka osoittaa asteikkolevyn kiertoase-man edustamaa sen hetkistä arvoa. Kuten tavanomaista, | kyseiset kuusi asteikkolevyä edustavat vastaavasti kuusinumeroisen luvun numeroita.

! · » » 35 Asteikkolevy 102 ja laatta 116 on esitetty perspektiivissä kuviossa 15 ja kuten voidaan havaita, : laatta 116 on suorakulmainen ja yhdensuuntainen as- 108888 17 teikkolevyn pyörimisakselin 120 kanssa sekä oleellisesti asteikkolevyn aksiaalisen pituuden mittainen. Laatta 116 sisältää suorakulmaisen magnetostriktiivi-sen elementin 122, joka on vastaava kuin kuvioiden 1 5 ja 2 elementti 12 ja joka on laatan 116 sisällä olevaan suorakulmaiseen onkalon sisällä, toleranssien ollessa sellaisia, että elementti 122 voi värähdellä mekaanisesti. Laatta 116 on kokonaan tehty magneettisesti läpinäkyvästä materiaalista, kuten synteettises-10 tä muovimateriaalista.

Kuten on selvää kuvioista 14 ja 15, kukin i asteikkolevy 102 - 112 on lieriön muotoinen. Magneet- j tisesti kovasta materiaalista tehdyt liuskat 124 on | kiinnitetty lieriön kehälle ja ne ulottuvat siinä pi- ! 15 tuussuuntaisesti. Kukin liuska 124 on kohdistettu as- j teikkolevyn päädyssä olevaan vastaavaan numeroon näh den ja sille on tallennettu magneettinen kuvio, joka on sellainen, että kun tietty liuska on laatan 116 j vieressä, tuloksena oleva magneettikenttäkuvio esimag- ! 20 netoi liuskan siten, että se resonoi tietyllä taajuu- j della. Kuvio 16 esittää esimerkkeinä magneettikenttä- kuvioita, joita vastaavat eri liuskat 124 voivat tuottaa. Siten asteikkolevyllä luvun "1" vieressä oleva . liuska 124 tuottaa magneettikuvien, joka saa magneto- ! 25 striktiivisen elementin 122 resonoimaan perus- tai ! , *··, ominaistaajuudella f vasteena kyselevälle kentälle, | .!'! jonka taajuus on f. Vastaavasti asteikkolevyillä ole- 1’ ; vien lukujen 2-5 vieressä oleville liuskoille 124 on * ·' tallennettu magneettikuvioita, jotka ovat sellaisia, j ' 3 0 että magnetostriktiivinen elementti 122 resonoi taa- i ! juuksilla 2f - 5f vasteena kyseleville kentille, joi- den taajuudet ovat vastaavasti 2f - 5f. Kuten on esi-tetty kuviossa 16, lukuihin 6 - 9 ja 0 liittyvät mag-neettikenttäkuviot ovat myös sellaisia, että ne tuot-35 tavat resonansseja alueella f - 5f. Kuitenkin, kuten ·' on esitetty kuviossa 16, magnetostriktiivisen elemen- tin 122 leveys on suurempi kuin kunkin liuskan 124 108888 18 leveys, ja siten magnetostriktiiviseen elementtiin 122 vaikuttaa aina joko kaksi tai kolme liuskaa 124. Siten, vaikka magnetostriktiivinen elementti 122 on resonanssissa 4f sekä asteikkolevyn asemassa luku 4 ja 5 asteikkolevyn asemassa luku 7, esimerkiksi, se resonoi asemassa luku 4 myös taajuuksilla 3f ja 5f, kun taas asemassa luku 7 se resonoi myös taajuuksilla 2f ja f.

Tällä tavoin asema 4 ja asema 7 voidaan erottaa toisistaan. Tämä on edelleen esitetty kuviossa 17, joka 10 esittää tuotetut resonanssit asteikkolevyn liikkuessa asemasta 3 asemaan 4. Siten käyrä A kuviossa 17 kuvaa asemassa 3 tuotettuja resonansseja, näiden ollessa 3f, j jolla on suuri amplitudi, sekä 2f ja 4f, joiden ampli tudit ovat verrattain pieniä. Käyrä B kuviossa 17 ku-I 15 vaa resonansseja, jotka tuotetaan kun asteikkolevy on j suunnilleen puolessa välissä asemien 3 ja 4 välillä, j eli tuotetaan amplitudeiltaan suunnilleen yhtä suuret resonanssit 3f ja 4f, kun taas resonanssien 2f ja 5f amplitudit ovat pienet. Käyrä C kuviossa 17 kuvaa re-20 sonansseja, jotka tuotetaan kun asteikkolevy on asemassa 4, eli amplitudiltaan suuren resonanssin 4f ja amplitudiltaan pienet mutta keskenään suunnilleen yhtä suuret resonanssit 3f ja 5f. Kuten nyt on selvää, as-. teikkolevyllä esitettyjen numeroiden koodausjärjestel- 25 mä on seuraava:

j NUMERO RESONANSSITAAJUUDET

:::’ * o 3f, sf, f 1 5f, f, 2f V : 30 2 f, 2f, 3f 3 2f, 3f, 4f "i 4 3f, 4f, 5f 5 4f, 5f, 2f 6 5f, 2f, 4f I f 35 7 2f, 4f, f ·;·’ 8 4f, f, 3f • 9 f, 3f, 5f 108888 19

Yllä olevassa taulukossa f on magnetostriktiivisen liuskan ominaistaajuus. Tämän tyyppisellä koodausjärjestelyllä on se etu, että kullakin asteikkolevyllä käytettyjen taajuuksien lukumäärä on minimoitu.

5 Siten asteikkolevyjen kyselemiseksi kohdiste taan kyselevä vaihtuva magneettikenttä ja sen taajuus pyyhkäistään vaaditun taajuusalueen läpi. Jotta yksi asteikkolevy voidaan erottaa toisesta, on vastaavien asteikkolevyjen viereisten magnetostriktiivisten lius-10 kojen pituudet erilaisia, kuten on esitetty kuviossa 18. Siten liuskat 122A - 122F vastaavat vastaavasti asteikkolevyjä 102 - 112, ja kullakin on eri perustaa-juus ja siksi eri sarja harmonisia.

Kuvio 19 esittää kyselyjärjestelyn mittaria 15 101 varten. Tämä käsittää mittarin viereen sijoitetun ensimmäisen kelan 130, toisen kelan 132, joka on kaukana mittarista, mutta joka on kytketty kelaan 130 yksinkertaisilla sähköjohtimilla 134, ja kannettavan lukulaitteen 13, jota voi kantaa henkilö, jonka työnä 20 on lukea mittari. Laite 13 käsittää lähettävän ja vastaanottavan kelan 136, sen teholähteen 138, ohjausyk-I sikön 140 teholähteen ohjaamiseksi saamaan kela 136 tuottamaan vaihtuva magneettikenttä, jonka taajuus pyyhkäistään tai askelletaan sen taajuusalueen läpi 25 (harmoniset mukaanlukien) , jossa magnetostriktiiviset elementit 122 voivat resonoida, dekooderin 142 ilmais-| .l” tujen regeneroitujen kenttien dekoodamiseksi ja data- j ;; ·* muistin 144, johon kustakin mittarista luettu data I · ·' talletetaan, yhdessä mittarin tunnistuksen kanssa, v * 30 ohjausyksikön 140 ohjauksessa.

Kuvio 20 esittää modifioitua mittausjärjeste-·;*·: lyä. Tässä suoritusmuodossa asteikkolevyt 102' - 112' *”; on asennettu yhteiselle akselille 160 ja asteikkolevyn luvut sijaitsevat pikemminkin kehällä kuin päätypin-35 nalla ja ovat nähtävissä aukoilla varustetun ikkunale-’*··’ vyn 162 läpi. Asteikkolevyn pinnalla olevat luvut on ; merkitty magneettisesti koviin liuskoihin 124, joille, 108888 20 kuten on esitetty kuviossa 21, on tallennettu magneettisia kuvioita, jotka vastaavia kuin kuviossa 16 esitetyt. Magnetostriktiiviset resonaattorielementit 122 Ά - 122'F sijaitsevat, kuten kuviossa 14, asteik-5 kolevyjen kehien vieressä. Tässä tapauksessa kuitenkin asteikkolevyjen aksiaaliset pituudet ja siten magneto-striktiivisten liuskojen ja magneettisesti kovien liuskojen pituudet ovat lyhyempiä kuin kuviossa 14.

Kuvioiden 22 ja 23 suoritusmuoto on samanlai-10 nen kuin kuvioiden 20 ja 21 suoritusmuoto lukuunottamatta sitä, että magneettisesti kovat liuskat 124'' ovat asteikkolevyjen sivupinnoilla niiden kehien sijaan, kuten on parhaiten esitetty kuviossa 23, ja magnetostriktiiviset resonaattorit 122'' on sijoitettu 15 sivupintojen viereen, kuten on esitetty kuviossa 22. Resonaattorit 122'1 ja liuskat 124'' ulottuvat säteit-täisesti kuvioissa 22 ja 23.

Kuvioissa 24 ja 25 järjestely on samanlainen kuin mitä on esitetty kuvioissa 22 ja 23, mutta magne-20 tostriktiiviset liuskaelementit 1221' ulottuvat pitkin asteikkolevyjen 1021 ' ' - 112'' ' sivupintojen jännettä ja magneettisesti kova levy on sijoitettu kunkin as-teikkolevyn sivupinnalle ja magneetiset kuviot on tal-lennettu niille kuten on esitetty kuviossa 25. Tässä j 25 kuviossa varjostetut alueet merkitsevät, että kentän \.! suunta on myötäpäiväinen ja varjostamattomat alueet . * ’; merkitsevät, että kentän suunta on vastapäiväinen.

* r · ·· *’ Siten voidaan helposti arvioida, että vierekkäiset .* .* liuskat 122' 1 voidaan esimagnetoida resonoimaan väli- • I » V · 30 tuilla taajuuksilla, kuten edellisissä suoritusmuo doissa.

·: Kuvio 26 esittää kuvion 14 mittausjärjestelyn modifikaatiota tarkkuuden lisäämiseksi. Kuvion 26 järjestely on sama kuin kuvion 14 järjestely lukuunotta-* ' 35 matta sitä, että kuhunkin asteikkolevyyn liittyy yli- ·...· määräinen magnetostriktiivinen resonaattori 123, joka . ;·; sisältyy laattaan 117. Resonaattorien 122 ja 123 jär- 108888 21 jestely asteikkolevyn 102 suhteen on sellainen, että kun yksi asteikkoleyvn luvuista ja siten yksi liuskoista 124 on kohdistuksissa yhden resonaattorin kanssa, toinen resonaattori on suunnilleen puolivälissä 5 kahden vierekkäisen liuskan 124 välillä. Jotta resonanssit liuskoista 122 ja 123 voidaan erottaa toisistaan, ne ovat edullisesti eri pituisia. Kyseisten kahden liuskan regeneroimia signaaleja sopivasti dekoo-daamalla voidaan tehdä asteikkolevyn aseman tarkka 10 määritys. Vaikka kuvio 26 esittää vain yhden asteikko-levyn, sama järjestely voidaan tehdä myös mittarin jokaiselle muulle asteikkolevylle, eri liuskoihin liittyessä tietysti eri taajuuksia.

Tähän saakka selostetuissa suoritusmuodoissa 15 ovat kaikki magnetostriktiiviset resonaattorit olleet suorakulmion muotoisia. Ne voivat kuitenkin olla eri muotoisia, ja kuviossa 27 esitetään esimerkki, jossa magnetostriktiiviset liuskat ovat pyöreitä. Kaavio A kuviossa 27 kuvaa esimagnetointikenttiä, jotka vierei-20 nen magneettisesti kova levyelementti voi tuottaa pyöreän magnetostriktiivisen elementin 80 saamiseksi resonoimaan perustaajuudellaan. Kaavio B esittää mag-neettikenttäkuvioita ensimmäisen harmonisen resonans-,·. sissa, joka tässä tapauksessa on suunnilleen kaksin- 25 kertainen, mutta ei tarkasti kaksinkertainen perustaa-juuteen nähden. Kaavio C esittää magneettikenttäkuvi-oi ta levyn 80 esimagnetoimiseksi resonoimaan toisella y ·' harmonise11aan, joka on suunnilleen, vaan ei tarkasti, ‘ .* kolme kertaa perustaajuus. Nämä kenttäkuviot voidaan ! « * * j v · 30 tuottaa tallentamalla signaaleja pitkin viereisen mag neettisesti kovan levyn (ei esitetty) halkaisijaa ta-valla, joka on selostettu kuvioihin 3-9 viitaten.

Kuvio 28 esittää magnetostriktiivistä elementtiä 212, jota voidaan käyttää esillä olevan kek-• ·' 35 sinnön monissa suoritusmuodoissa. Elementti 212, joka ' ·· voidaan meistää tai etsata magnetostriktiivistä mate- riaalia olevasta levystä, käsittää liuskan 214, jonka 108888 22 pituus on 1, neljän sivu-ulokkeen 216 liittyessä sen päihin. Ulokkeiden 216 tarkoituksena on pienentää ominaistaajuutta, joka liuskalla 214, jonka pituus on 1, muutoin olisi. Tämä ominaistaajuuden pienentyminen 5 johtuu ulokkeisiin 216 liittyvän massan lisäyksestä liuskaan 214. Siten tietylle vaadittavalle ominaistaajuudelle voidaan dimensiota 1 pienentää. Kuten aikaisemmin selostetuissa suoritusmuodoissa, elementtiin 212 liittyy magneettisesti kova esimagnetointielin, 10 johon sopiva magneettinen kuvio on tallennettu. Magneettisesti kovan esimagnetointielimen koko ja muoto voivat olla esimerkiksi samoja kuin liuskan 214, kuten on osoitettu katkoviivoilla 220 kuviossa 228, tai voivat vaihtoehtoisesti olla suorakulmio, jonka koko on 15 yhtä suuri kuin elementin 212 ulkomuoto, kuten on osoitettu katkoviivoilla 222 kuviossa 28. Edelleen vaihtoehtoisesti, magneettisesti kovan esimagnetointielimen koko voi olla viivoilla 220 ja 222 osoitetun koon väliltä. Erityisesti tapauksessa, jossa esimagne-20 tointielimella on katkoviivoilla 222 osoitettu koko (tai on suuri suhteessa liuskaan 214), magneettiset kuviot voidaan tallentaa magneettisesti kovaan elimeen siten, että aikaansaadaan ulokkeiden 216 värähtely ) .·. halutuissa suunnissa, kuten elementtiin 214 nähden • > « 25 poikittaisessa suunnassa, vasteena sopivan taajuiselle k · ’..!t kyselevälle kentälle. Siten kuviossa 28 esitetyllä » · | ,!') järjestelyllä voidaan saavuttaa värähtelyltä useissa j suunnissa useilla valituilla taajuuksilla. Ulokkeiden i · ·' 216 värähtelyiden ei tarvitse olla harmonisessa suh- ! v ’ 30 teessä liuskan 214 värähtelyihin.

Kuvion 28 elementtiä voidaan käyttää tavalla, joka on selotettu kuvioihin 1-12 viitaten, tai vaih-*": toehtoisesti koodereissa, esimerkiksi sen tyyppisissä joita on selostettu kuvioihin 14 - 25 viitaten.

35 Kuvio 29 esittää magnetostriktiivistä ele- menttiä 212, joka on samanalainen kuin kuviossa 28 : esitetty lukuunottamatta sitä, että suorakulmaisten 108888 23 ulokkeiden 216 sijaan on esitetty puolisuunnikkaan muotoiset ulokkeet 218. Siten, jos ulokkeiden 218 pinta-ala on pienempi kuin ulokkeiden 216, mutta kuvioissa 28 ja 29 esitetyt elementit ovat muutoin samoja, on 5 kuvion 29 liuskan 214 ominais- tai perustaajuus hieman korkeampi kuin kuvion 28 liuskan 214 johtuen ulokkeiden 218 pienemmästä massasta verrattuna ulokkeisiin 216. Kuvioon 28 viitaten selostetun tyyppistä magneettisesti kovaa esimagnetointielementtiä voidaan käyttää 10 kuviossa 29 esitettynä elementtinä 212, ja siten samat viitenumerot kuviossa 29 merkitsevät asioita, jotka vastaavat kuvioon 28 viitaten selostettuja.

Kuvio 30 esittää edelleen modifioitua magne-tostriktiivistä elementtiä 212, joka on samanlainen 15 kuin kuvioihin 28 ja 29 viitaten selostettu, ja siten vastaavia viitenumerolta käytetään osoittamaan vastaavia asioita. Kuviossa 30 on liuskassa 214 poikittaiset | ulokkeet 224 kuvioiden 28 ja 29 ulokkeiden 216 ja 218 sijaan. Kukin uloke on yleisesti L:n muotoinen ja 20 ulokkeet muodostavat siten liuskan 214 kanssa E-muotoja. Ulokkeiden 224 muotoa lukuunottamatta kuvioihin 28 ja 29 viitaten annettu selostus soveltuu myös kuvioon 30. Erityisenä esimerkkinä taajuuksista, jotka , ;'j ovat saavutettavissa kuviossa 30 esitetyllä laitteel- : 25 la, kun l:n arvo on 5 mm, olisi liuskan perustaajuus * · ,···, 440 kHz ulokkeiden 224 ollessa poissa. Elementtien 224

t I

.!'! massa voisi olla sellainen, että se pienentäisi tämän taajuuden pienempään, esimerkiksi 113 kHz:n arvoon, ja I i · • kokeellisessa järjestelyssä on havaittu, että magneet- ti* V * 30 tisesti kova elementti, jonka leveys on hieman suurempi kuin katkoviivoilla 220 esitetty, ja joka tuottaa esimagnetointikentän liuskan 214 resonanssin indusoi-miseksi perustaajuudelleen, tuottaa ylimääräisen ei-toivotun resonanssin korkeammalla taajuudella (jonka

• t I

35 tässä kokeilussa havaittiin olevan 223 kHz) vasteena I > ’·;·* luonnollisesti asianmukaisen taajuisille kyseleville 108888 24 kentille. Tämä ei-toivottu taajuus otetaan huomioon mitä tahansa käytännön järjestelmää suunniteltaessa.

Siten muotoiltujen magnetostriktiivisten elementtien 212 ollessa esimagnetoituja yksinkertaisella 5 yksisuuntaisella esimagnetointikentällä, voidaan ele menttien 212 eri osat saada resonoimaan vastaavilla eri taajuuksilla vasteena saman taajuisille esimagne-tointikentille.

Viitaten kuvioihin 31 ja 32, viiden magneto-10 striktiivisen resonaattorielementin 12 sarja, joista 1 kullakin on vastaava magneettisesti kova esimagnetoin- tielementti 14, kuten on selostettu kuvioihin 1-9 viitaten, on sijoitettu tasomaisten magneettisesti pehmeiden puolisuunnikkaan muotoisten ja suuren per-15 meabiliteetin omaavien levyjen 230 ja 232 väliin. Ku- | ten voidaan nähdä kuviossa 32, levyt 23 0 ja 232 ovat samassa tasossa kuin elementit 12. Levyjen 230 ja 232 j kapeat päät 234 ja 236 on vastaavasti sijoitettu ele menttien 12 päiden viereen ja levyjen 230 ja 232 leve-20 ät päät 238 ja 240 on vastaavasti sijoitettu etäälle elementeistä 12. Kuten kuviossa 31 nähdään, levyt 230 ja 232 ovat muodoltaan erilaisia toisiinsa nähden siten, että ne reunat, jotka ovat elementtien 12 päiden , vieressä, sijaitsevat niin lähellä niitä kuin mahdol- » · · 25 lista. Tämän järjestelyn tarkoituksena on keskittää • » ,··*, kyselevän kentän magneettivuo levyjen 230 ja 232 ka- • · peiden päiden 234 ja 236 väliselle alueelle, toisin I’ ; sanoen alueelle, joka sisältää magnetostriktiiviset ! * * i I ’ elementit 12. Tämä vaikutus one esitetty kuviossa 31 • » i ' 30 katkoviivoilla 242, jotka edustavat kyselevän kentän vuoviivoja. Tämän seurauksena magnetostriktiivisten elementtien herkkyys kohdistetulle kentälle kasvaa.

Siten, kun kuvioiden 31 ja 32 järjestelyä sovelletaan lappuun järjestelmässä, joka on selostettu kuvioon 10 > · 35 tai 12 viitaten, kasvaa esimerkiksi toiminta-alue tie-tyllä tehotasolla. Vaihtoehtoisesti tämä järjestely ; sallii käytettävän pienempiä tehotasoja kyselevässä » · « » 108888 25 kentässä, jos toiminta-alue pidetään samana, tai vielä edelleen vaihtoehtoisesti, jos sekä toiminta-alue että tehotasot pidetään samoina, saadaan parantunut signaali kohinasuhde .

5 Sopiva magneettinen materiaali levyille 230 ja 232 on "Vacuumschmelze 6025".

Kuviot 33 ja 34 esittävät vaihtoehtoista järjestelyä kyselevän kentän vuon keskittämiseksi alueelle, joka sisältää magnetostriktiivisen elementin 12.

I 10 Kuvioissa 33 ja 34 epämagneettista materiaalia, kuten alumiinia olevassa suorakulmaisessa levyssä 244 on aukko 246, jossa elementti tai elementit 12 ja 14 sijaitsevat, levyn 244 ulottuessa yleisesti kohtisuoraan elementteihin 12 ja 14 nähden ja ollen sijoitettu 15 suunnilleen niiden keskelle. Kapea rako 243, joka ulottuu aukosta 246 elimen 244 reunaan, varmistaa että ei ole mitään oikosulkutietä, joka ulottuisi kokonaan raon 246 ympäri. Kuten on esitetty katkoviivoilla 248 kuviossa 34, kyselevän magneettikentän vuoviivat kul-20 kevät levyn 244 ympäri ja siinä olevan aukon 246 läpi, aukon 246 läpi kulkevien vuoviivojen keskittyen esitetyllä tavalla korostaen siten kyselevän kentän voimak- . kuutta aukon 246 alueella, jossa magnetostriktiivinen • · elementti 12 sijaitsee. Ollakseen tehokkaan, levyn 244 • « · 1 ·* 25 paksuuden tulisi olla ainakin yhtä suuren kuin sähkö- » I · ·...· magneettisen tunkeutumissyvyyden. Levyn paksuus on • » * !/(·’ siten optimaalisesti hieman suurempi kuin tämä syvyys j vaaditun tuloksen saavuttamiseksi ilman materiaalin tuhlausta.

30 Kuvioon 35 viitaten magnetostriktiivinen ele- menetti 312 on esimagnetoitu magneettisesti kovalla esimagnetointielementillä (ei esitetty) sellaisella "· tavalla, että kentät liuskaelementin 312 ylemmässä ja

• · I

j ' : alemmassa osassa suuntautuvat vastakkaisiin pitkittäi- 35 siin suuntiin, kuten on esitetty nuolilla 314 ja 316.

Il·

Kuviossa 36 esitetään vastaavasti kohdissa Aa ja Ab i i a signaalit, jotka on tallennettu esimagnetointielement- 108888 26 tiin pitkin kuviossa 35 osoitettuja linjoja a-a ja b- b. Tämän magneettikuvion vaikutus on sellainen, että vasteena sopivan taajuiselle kyselevälle kentälle liuskan 312 ylempi ja alempi osa, kuten on esitetty 5 kuviossa 35, laajentuvat ja supistuvat vastakkaisissa vaiheissa tosiinsa nähden tuottaen liuskan taivutusvä-rähtelyitä sen omassa tasossa, kuten on esitetty pis-tekatkoviivoilla kuviossa 37. Taajuus, jolla nämä värähtelyt esiintyvät, eroaa elementin 312 perustaajuu-10 desta. Muiden värähtelymuotojen tuottamiseksi toisilla taajuuksilla voidaan muita signaalikuvioita käytännössä superponoida kuviossa 36 esitettyihin, elementin 312 saamiseksi esimerkiksi värähtelemään pitkittäises-ti sen perustaajuuden harmonisilla tavalla, joka on 15 selostettu kuvioihin 4-9 viitaten.

Kuvion 38 suoritusmuodossa magnetostriktiivi-nen liuskaelementti 412 on esimagnetoitu magneettisesti kovalla elementillä (ei esitetty), joka tuottaa liuskan pituuden suhteen poikittaisen kentän, kuten on 20 esitetty nuolilla 416. Nuolien 416 edustaman kentän | voimakkuus on suurin liuskan päissä ja pienenee kohti liuskan keskustaa, jolla alueella kenttä on oleelli-. sesti nolla. Siten kuvio 39 kuvaa kohdissa Ba, Bb ja

Bc signaaleja, jotka on tallennettu esimagnetointiele- • ·' 25 mentille vastaavasti pitkin kuvioon 38 merkittyjä Iin- I ( · ·...· joja aa, bb ja cc. Tulee ymmärtää, että kuvion 39 käy- ti i rissä vaaka-akseli edustaa liuskan 416 poikittaiseen : ·’: suuntaan tallennettua signaalia pikemminkin kuin pit- kittäiseen suuntaan. Tämän magneettikenttäkuvion teh-30 tävänä on tuottaa liuskan poikittaisia värähtelydis-tortioita tavalla, jota on hieman esitetty kuviossa ... 40, missä liuskan päät leviävät oleellisesti poikit tain ulospäin vasteena sopivan taajuiselle kyselevälle • vaihtuvalle kentälle. Kuten kuviosta 40 nähdään, lius- : 35 ka on leveydeltään selvästikin hieman supistunut kes- \t kialueen vyöhykkeissä bb ja cc. Tämä on ennustettu kuvioissa 38 ja 39 esitettyjen kuvioiden tuottamien 108888 27 värähtelyiden tietokonesimulaation avulla. Signaalin taajuus, joka tarvitaan tuottamaan kuviossa 40 esitetyt värähtelyt, eroaa liuskan perustaajuudesta. Kuten muissa suoritusmuodoissa, muita kenttäkuvioita voidaan 5 superponoida kuvioissa 38 ja 39 esitettyihin kuvioihin liuskan varustamiseksi muilla taajuuksilla, kuten sen perustaajuuksilla ja/tai harmonisilla taajuuksilla tapahtuville resonansseille.

Siten kuvioiden 35 - 40 suoritusmuodot ovat 10 esillä olevan keksinnön mukaista periaatetta havainnollistavia siinä, että liuskaan voidaan indusoida eri muotoisia värähtelyltä ylimääräisten taajuuksien tuottamiseksi, joille liuska on vasteellinen.

Useat modifikaatiot ovat mahdollisia keksin-15 nön puitteissa. Esimerkiksi kuviossa 19 esitetyn järjestelyn sijaan mittarin luku voidaan suorittaa sijoittamalla lukulaite lähelle mittaria. Kelojen 130 ja 132 olemassaolo, kuten on esitetty kuviossa 19, tekee kuitenkin mahdolliseksi esimerkiksi sen, että mittari 20 sijaitsee talon sisällä ja luku tapahtuu muutaman metrin päässä talosta.

Vaikka kuvioissa 14 - 25 magneettiset kuviot on aikaansaatu kullekin asteikkolevylle vastaavan yk-sityisen magnetostriktiivisen liuskan saamiseksi re- • ·' 25 sonoimaan eri taajuuksilla asteikkolevyn aseman mukai- sesti, on mahdollista vaihtaa järjestely päinvastai- • ’,· seksi. Siten yksityinen esimagnetointielin voidaan : ·’: sijoittaa heti asteikkolevyn viereen ja asteikkolevyl- lä olevien magneettikuvioiden sijaan magnetostriktii-30 viset elementit voidaan asentaa asteikkolevylle ase-miin, jotka vastaavat sen lukuja, jotta ne tulisivat ... esimagnetoiduiksi ominaistaajuuksillaan silloin, kun | ‘ niiden asema on heti esimagnetointilevyn vieressä.

• Magnetostriktiiviset liuskat, joilla on eri ominais- : : 35 taajuuksia, liittyvät eri lukuihin, jolloin luvut voi daan erottaa toisistaan. Edelleen, vaikka asteikkole-vyt on esitetty pyöriviksi, on keksinnön avulla mah- 108888 28 elollista ilmaista lineaarisia tai muita liikkeitä. On myös mahdollista rakentaa keksinnön mukainen laite, joka osoittaa muuttujan arvon ilman mitään liikkuvia osia. Sähköisiä laitteita voidaan käyttää erilaisten 5 magneettikuvioiden tuottamiseksi herättämällä sarja sähkömagneettisia keloja muuttujan arvon funktiona ja kyseisen magneettikuvion esimagnetoima magnetostrik-tiivinen elementti tai elementit voidaan järjestää resonoimaan eri taajuuksilla tuotetun esimagnetointi-10 kuvion mukaisesti. Siten eri taajuudet tai taajuuden yhdistelmät osoittaisivat muuttujan arvon,

Vaikka elimet 124 kuvion 14 suoritusmuodossa on kuvattu erillisinä magneettisesti kovina liuskoina, I vaihtoehtoisesti olisi mahdollista tehdä yksi magneet- | 15 tisesti kova päällystys kunkin rummun pinnalle siten, I että "liuskat" eivät olisi fyysisesti erillisiä, vaan olisivat pelkästään vyöhykkeitä erilaisten magneetti-kuvioiden ollessa tallennettuna niihin. Tämä pätee myös muiden suoritusmuotojen elementteihin 124' ja 20 124 ' ' .

Vaikka, kuten on selostettu kuvioihin 1 ja 2 viitaten, keksinnön mukaisen lapun eräs etu on se, että se on helposti ohjelmoitava, voi olla tiettyjä sovellutuksia, joissa tämä ei ole toivottavaa. Turval- • ·“ 25 lisuuden ohittaessa lapun valmistuksen jälkeisen uu- delleen ohjelmoinnin, voidaan lappu asentaa paksun j · ',· kotelon sisälle siten, että on vaikeaa tuoda tallen- nuspää riittävän lähelle magneettisesti kovaa element-tiä 14 siihen aikaisemmin tallennettuun kuvioon vai-30 kuttamiseksi.

Edelleen on mahdollista modifikaatio, jossa ... käytetään kahta tai useampaa eri pituista magneto- striktiivistä liuskaa samassa lapussa bittitiheyden • lisäämiseksi. Jokainen kyseisistä elementeistä voidaan 35 edullisesti ohjelmoida resonoimaan ainakin kahdella taajuudella.

• · » 108888 29

Vaikka kuviossa 19 esitetyn "orjakelan" käsittävä kaukolukujärjestely on esitetty vain kuvion 14 mittarin kaukoluvun yhteydessä, kyseistä orajakelan käsittävää järjestelyä voidaan käyttää myös kuvioihin 5 1 ja 2 viitaten selostetussa lappujen kyselyssä.

Vaikka piirustuksiin viitaten tapahtuneessa selostuksessa magnetostriktiiviset liuskat on esimag-netoitu vain yhdessä suunnassa, eli pitkin niiden pituutta, on mahdollista esimagnetoida ne myös poikit-10 taisesti sopivilla kenttäkuvioilla siten, että ne saadaan resonoimaan poikittaisessa suunnassa pituussuuntaisen resonanssin lisäksi tai sijaan.

Vaikka on edullista, että magneettinen kuvio magneettisesti kovassa materiaalissa tallennetaan si-15 niaaltona tai siniaaltojen yhdistelmänä, on vaihtoehtoisesti mahdollista käyttää muita aaltomuotoja. Sini-aalto on kuitenkin edullinen, koska sillä oleellisesti vältetään ei-toivotut resonanssit muilla harmonisilla.

; Esimerkiksi jos käytetään suorakaideaaltoa saadaan 20 pienempi signaalikohinasuhde, koska (kuten Fourier-analyysin perusteella on ilmeistä) resonansseja herää paitsi vaaditulla taajuudella myös ei-toivotuilla taajuuksilla.

I Vaikka kuvion 1 suoritusmuodossa esimagne- I i ·* 25 tointielementti 14 on esitetty erillisenä magneto- ·...· striktiivisestä liuskasta 12, kyseiset kaksi element- i tiä voidaan muodostaa yhtenä elementtinä. Esimerkiksi magnetostriktiivistä materiaalia oleva liuska voidaan päällystää magneettisesti kovalla materiaalilla.

30 Vaikka edellä olevassa selostuksessa on ollut useita viittauksia siihen, että kyselevä kenttä aikaansaadaan pyyhkäisemään tai asekeltamaan vaadittu ;* taajuusalue, on myös muita mahdollisia vaihtoehtoja.

i Esimerkiksi kyselevä kenttä voi käsittää samanaikai- : 35 sesti kehitettyjen vaadittujen kyselytaajuuksien purs- keen, tai tietyissä tilanteissa se voi olla ko-hinapurskeen muodossa, kuten valokoinen kohina, joka 1 08888 30 sisältää suuren määrän taajuuksia resonanssin aikaansaamiseksi vaadittavien taajuuksien lisäksi.

Kuvioihin 28 - 30 viitaten on selostettu, että ulokkeet liuskan päissä pienentävät liuskan pe-5 rustaajuutta. Vaihtoehtoiset tavat perustaajuuden pienentämiseksi ovat mahdollisia, erityisesti lisäämällä massaa jollain muulla tavalla kuten höyrystämällä ma-teriaalimassaa sopiviin paikkoihin.

Vaikka useissa suoritusmuodoissa, erityisesti 10 kuvioihin 28 - 30 ja 35 - 40 viitaten selostetuissa, on osoitettu, että magnetostriktiivinen elementti voidaan esimagnetoida resonoimaan eri muodoissa tai suunnissa, monissa sovellutuksissa voi olla toivottavaa varmistaa, että resonanssi saavutetaan vain pitkittäi-15 sessä muodossa. Kyseisissä sovellutuksissa voidaan käyttää yksinkertaista suorakaiteen muotoista magneto-striktiivistä materiaalia olevaa liuskaa, jolla on suuri sivusuhde, eli liuska on pitkä ja ohut siten, I että pitkittäinen värähtely on maksimoitu ja poikit- | 20 täinen värähtely minimoitu. Liuskan pituuden ollessa ! vakio pienentää leveyden pienentäminen kokonaissignaa lia, koska materiaalin määrä pienenee, mutta parantaa . signaalikohinasuhdetta, koska tuotetulla resonanssilla *;··’ on oleellisesti kapeampi taajuuskaista. Jos resonaat- • * · • 25 torin pituus on sen leveyden kokonaislukumonikerta, • * ♦ voi esiintyä vaikeuksia tiettyjä harmonisia käytettä- • essä. Esimerkiksi kokeiltaessa laitteita, joiden si-vusuhde oli 3:1, kolmatta harmonista (eli taajuutta, joka on kolme kertaa perustaaj uus) ei voitu käyttää, 30 koska se jakautui dupletiksi. Samanlainen ilmiö esiin-i >>i>; tyi tällä järjestelyllä yhdeksännellä harmonisella.

Edelleen resonanssitaajuudet eivät olleet tarkalleen ;* perustaaj uuden monikertoja pientä sivusuhdetta käytet- • täessä, ja tämän uskotaan johtuvan liuskan poikittais-35 ten resonanssien heräämisestä. Nämä ongelmat voidaan välttää käyttäen suuren sivusuhteen omaavia liuskoja, ;·, sivusuhteen ollessa esimerkiksi 15:1 tai enemmän, kos- 31 108888 ka esillä olevat ongelmat heräävät silloin vain hyvin korkeilla harmonisilla (taajuuksilla, jotka ovat 15 kertaa perustaajuus tai vielä korkeampia, kun sivusuhde on 15:1), jotka olisivat käytettävän taajuusalueen 5 ulkopuolella.

Edellä on selostettu kuvioihin 3-9 viitaten, että signaalilähde 20 käännetään edullisesti päälle ennen kuin lappu 2 saavuttaa muuttajan 18 ja käännetään pois päältä kun lappu 2 on kulkenut ohi, 10 tarkoituksena ollessa välttää transientteja. Monissa tilanteissa tämä ei kuitenkaan ole tarpeen, sillä järjestelmän huolellisella suunnittelulla voidaan välttää ei-toivottujen transienttien esiintyminen.

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa ! 15 useisiin erilaisiin järjestelmiin tunnistuslappujen ja mittarin luvun lisäksi. Sitä voidaan käyttää esimer-i kiksi tavaroiden etiköintiin, inventaarion valvontaan, j matkatavaroiden lajitteluun lentoasemalla, myynnissä, | valmistusautomaatiossa, turvallisuus- ja kulunvalvon- I 20 nassa, lipun käsittelyssä, luottokorteissa ja laajassa j valikoimassa muita käyttökohteita, kuten lineaarisissa I tai pyörivissä asemakoodereissa ja muissa osoittimissa kuten kompasseissa.

tl» • * * » * · * »

Claims (48)

108888

1. Muistilaite (2, 60, 101), joka käsittää magnetostriktiivisen elementin (12) ja esimagnetointi-kentän tuottavan laitteen (14) elementin esimagnetoi-5 miseksi resonoimaan ennalta määrätyllä taajuudella vasteena ennalta määrätyn taajuiselle kohdistetulle kyselevälle vaihtuvalle magneettikentälle, tunnettu siitä, että esimagnetointikentän tuottava laite (14) tuottaa elementin (12) suhteen magneetti- 10 kenttäkuvion, joka on sellainen, että se aiheuttaa elementissä resonanssin usealla eri ennalta määrätyllä taajuudella vasteena kohdistetulle kyselevälle vaihtuvalle magneettikentälle, joka on ennalta määrätyillä taajuuksilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että esimagnetoinnin kenttäkuvio on sellainen, että ainakin yksi ennalta määrätyistä taajuuksista on elementin (12) perustaajuuden harmoninen taajuus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että esimagnetoinnin kenttäkuvio on sellainen, että ennalta määrätyt taajuudet käsittävät elementin (12) perustaajuuden ainakin kaksi harmo-’*·’' nista taajuutta. i 25 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, :tt,·' tunnettu siitä, että esimagnetoinnin kenttäkuvio on sellainen, että ennalta määrätyt taajuudet käsittä-vät kyseisen elementin (12) perustaaj uuden ja ainakin • I yhden sen harmonisen taajuuden.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen elementti (12) on muodoltaan pitkänomainen ja että esi- » I ·;·’ magnetoinnin kenttäkuvio käsittää ainakin kaksi kom- j ·’: ponenttia, komponenteista ainakin toisen ollessa suun- 35 tautunut liuskalla pitkittäisesti ja kyseisen kom- *. ponentin suunnan kääntyessä pitkin elementtiä päinvas- * · · täiseksi sen oleellisesti yhtä pitkissä peräkkäisissä * * I 108888 segmenteissä siten, että kyseinen ainakin yksi komponentti aiheuttaa resonanssin elementin perustaajuuden harmonisella.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että elementti (12) on magneto- striktiivistä materiaalia oleva suorakulmainen liuska ja että esimagnetoiva kenttäkuvio käsittää useita liuskalla pitkittäin suuntautuneita komponentteja, ainakin yhden kyseisistä komponenteista kääntäessä 10 suuntaansa päinvastaiseksi liuskan oleellisesti yhtä pitkissä peräkkäisissä segmenteissä resonanssin ai-kaansamiseksi liuskan perustaajuuden harmonisella kyseisten segmenttien lukumäärän mukaisesti.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, 15 tunnettu siitä, että segmenttejä on kaksi reso nanssin tuottamiseksi siten perustaajuuteen nähden kaksinkertaisella taajuudella.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että segmenttejä on kolme reso- 20 nanssin tuottamiseksi perustaajuuteen nähden kolmin kertaisella taajuudella.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että segmenttejä on neljä reso-nanssin tuottamiseksi perustaaj uuteen nähden nelinker- ) 25 täisellä taajuudella.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen ele-mentti (12) käsittää magnetostriktiivistä materiaalia olevan suorakulmaisen liuskan, johon on lisätty massaa 30 sen ominaistaajuuden pienentämiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen ele- ..." mentti (12) käsittää magnetostriktiivistä materiaalia olevan suorakulmaisen liuskan, jonka vastakkaisissa 35 päissä on lateraalisia laajentumia (216, 218, 224).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lateraaliset laajentumat ♦ * * 108888 (216, 218, 224) ovat sellaisia, että elementti on yleisesti H:n muotoinen.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lateraaliset laajentumat 5 (224) ovat L:n muotoisia muodostaakseen yhdessä lius kan kanssa sen kumpaankin päähän E:n muotoisen kuvion.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että esimagnetoinnin kenttäkuvio käsittää useita komponentteja, joista ainakin yksi 10 aiheuttaa magnetostriktiivisen elementin (12) reso-! nanssin muodossa, joka eroaa ainakin yhden toisista komponenteista aiheuttamasta resonanssista.

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen ele- 15 mentti (12) on suorakulmainen aineliuska ja että esi-magnetointikenttä käsittää ensimmäisen komponentin pitkittäisen värähtelyn aiheuttamiseksi siinä ja toisen komponentin taivutusvärähtelyn aiheuttamiseksi siinä elementin tasossa.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen elementti (12) on suorakulmainen liuska ja että esimagne-tointikenttä käsittää ainakin kaksi komponenttia, < i » joista toinen aiheuttaa liuskan pitkittäisen värähte- * 1 1 ' 25 lyn ja toinen aiheuttaa ainakin osassa liuskaa liuskan » · poikittaisen venymisen ja supistumisen. t > 1 ; .· 17. Jonkin patenttivaatimuksista 1-16 mu- kainen laite, tunnettu siitä, että esimagnetoin- : tikentän tuottava laite (14) käsittää elimen, joka on 30 tehty magneettisesti kovasta materiaalista tai joka ....j sisältää sitä, magneettisen kuvion ollessa tallennettu ,1·. magneettisesti kovalle materiaalille esimagnetoinnin i kenttäkuvion tuottamiseksi.

18. Jonkin patenttivaatimuksista 1-17 mu- i · I ·,,,’ 35 kainen laite, tunnettu siitä, että magnetostrik- . .·. tiivisen elementin alueelle on sijoitettu laite (230, * i · » * » I * » » 108888 232, 244) kyselevän kentän tuottaman vuon keskittämi seksi elementin (12) alueella.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että vuon keskittävä laite käsit- 5 tää magneettisesti pehmeää materiaalia olevan ja suu-ripermeabiliteettisen ensimmäisen ja toisen elimen (230, 232), joiden väliin magnetostriktiivinen ele mentti on sijoitettu.

20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, 10 tunnettu siitä, että kyseinen vuon keskittävä laite käsittää epämagneettista materiaalia olevan elimen (244), jossa on aukko (246), jonka läpi magnetostriktiivinen elementti (12) ulottuu, kyseisen epämagneettista materiaalia olevan elimen ollessa siten muo-15 toiltu, että vuo keskittyy kyseisessä aukossa.

21. Jonkin patenttivaatimuksista 1-20 mukainen laite, tunnettu siitä, että se on rakennettu tunnistuslaitteeksi, magneettikuvion ollessa koodattu laitteen tunnistuksen aikaansaamiseksi. j 20 22. Jonkin patenttivaatimuksista 1-21 mu kainen laite, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuot-. tava laite (14) on muodostettu yhdeksi yksiköksi.

23. Jonkin patenttivaatimuksista 1-21 mu-: *' 25 kainen laite, tunnettu siitä, että magnetostrik- ’...· tiivinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuot- ί, .: tava laite (14) on järjestetty liikutettaviksi tois- : ' : tensa suhteen riippuen muuttujan arvosta, ja että mag- netostriktiivisen elementin resonanssivaste kohdistet-30 tuun vaihtuvaan magneettikenttään osoittaa suhteelli- siä asentoja. ... 24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on muodostettu mitta- • riksi siten, että magnetostriktiivinen elementti (12) : : 35 ja esimagnetointikentän tuottava laite (14) on järjes- tetty kiertymään toistensa suhteen. • * · 108888

25. Tunnistusjärjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin yhden patenttivaatimuksen 21 mukaisen laitteen, laitteen (62, 65, 66, 67, 68) kyselevän vaihtuvan magneettikentän tuottamiseksi en-5 naita määrätyillä taajuuksilla kyselyvyöhykkeessä, ja laitteen (63, 64, 66, 67, 68, 69, 70) kyseisen lait teen esiintymisen ilmaisemiseksi kyselyvyöhykkeessä ilmaisemalla sähkömagneettisesti laitteen resonanssi kyseisillä ennalta määrätyillä taajuuksilla.

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että se käsittää useita kyseisiä laitteita, jotka on koodattu siten, että kukin laite on resonanssissa N:llä taajuudella, jotka on valittu M:stä taajuudesta, missä N on pienempi kuin M, 15 kyselykentän tuottavan laitteen ja ilmaisulaitteen j toimiessa M:llä taajuudella. f

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että N:llä on arvo 3 ja Millä on arvo 12.

28. Patenttivaatimuksen 26 mukainen järjes- I telmä, tunnettu siitä, että laitteissa olevat magnetostriktiiviset elementit (12) ovat kaikki keskenään samanlaisia ja että M taajuutta käsittävät ele-‘ mentin perus taajuuden harmoniset taajuudet. * I ί .· 25 29. Patenttivaatimuksen 26 mukainen järjes- ·,,,· telmä, tunnettu siitä, että kyseiset M taajuutta : * : käsittävät myös perustaajuuden.

30. Muistilaite tai laitteisto (2, 60, 101), joka käsittää magnetostriktiivisen elementin (12) ja 3 0 magneettikentän tuottavan laitteen (14), tunnettu . siitä, että magneettikentän tuottava laite (14) on järjestetty tuottamaan elementissä (12) kenttäkuvion *;·’ siten, että elementti resonoi ennalta määrätyllä taa- j 1: juudella, joka on suurempi kuin sen ominaistaajuus, 35 vasteena kohdistettuun kyselevään vaihtuvaan kenttään, » · · jonka taajuus on kyseinen ennalta määrätty taajuus. 108888

31. Patenttivaatimuksen 30 mukainen laite tai laitteisto, tunnettu siitä, että magnetostriktii-vinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuottava laite (14) on järjestetty liikutettaviksi toistensa 5 suhteen riippuen muuttujan arvosta, ja että magneto-striktiivisen elementin resonanssivaste kohdistettuun vaihtuvaan magneettikenttään osoittaa suhteellisia asentoja.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen laite, 10 tunnettu siitä, että laite on muodostettu mittariksi siten, että magnetostriktiivinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuottava laite (14) on järjestetty kiertymään toistensa suhteen.

33. Muistilaite tai laitteisto (2, 60, 101), 15 joka käsittää magnetostriktiivisen elementin (12) ja magneettikentän tuottavan laitteen (14), magneettikentän tuottavan laitteen ollessa järjestetty tuottamaan kyseisessä elementissä kenttäkuvion elementin saamiseksi resonoimaan ennalta määrätyllä taajuudella vas-20 teenä kohdistettuun kyselevään vaihtuvaan kenttään, jonka taajuus on kyseinen ennalta määrätty taajuus, tunnettu siitä, että kenttäkuviolla on voimakkuus, joka muuttuu kuten tasaisesti kaartuvana funk-*··’·’ tiona elementin (12) pituudella. > t * : 25 34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen laite tai * · * laitteisto, tunnettu siitä, että kyseinen funktio : · : on sinifunktio tai että se koostuu kahdesta tai useam- • · · ·*·*: masta sinifunktiosta.

35. Patenttivaatimuksen 33 tai 34 mukainen 30 laite tai laitteisto, tunnettu siitä, että maini- _ . tun funktion nollakohdat sattuvat yhteen mainitun kap- ... paleen päiden kanssa. • I ·;· 36. Jonkin patenttivaatimuksista 33 - 35 mu- | ‘ : kainen laite tai laitteisto, tunnettu siitä, että 35 magnetostriktiivinen elementti (12) ja esimagnetointi- kentän tuottava laite (14) on järjestetty liikutetta-;··’ viksi toistensa suhteen riippuen muuttujan arvosta, ja 108888 että magnetostriktiivisen elementin resonanssivaste kohdistettuun vaihtuvaan magneettikenttään osoittaa suhteellisia asentoja.

37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että laite on muodostettu mittariksi siten, että magnetostriktiivinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuottava laite (14) on järjestetty kiertymään toistensa suhteen.

38. Muistilaite tai laitteisto (2, 60, 101), 10 joka käsittää magnetostriktiivisen elementin (12) ja magneettikentän tuottavan laitteen (14), magneettikentän tuottavan laitteen ollessa järjestetty tuottamaan kyseisessä elementisssä kenttäkuvion siten, että elementti resonoi ennalta määrätyllä taajuudella vasteena 15 kohdistettuun kyselevään kenttään, jonka taajuus on kyseinen ennalta määrätty taajuus, tunnettu siitä, että kenttäkuvio on sellainen, että sen intensi-; teetti pienenee progressiivisesti olennaisesti nollaan j elementin reunoissa tai päissä.

39. Patenttivaatimuksen 38 mukainen laite tai laitteisto, tunnettu siitä, että magnetostriktiivinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuottava . laite (14) on muodostettu yhdeksi yksiköksi.

40. Patenttivaatimuksen 38 mukainen laite tai .···, 25 laitteisto, tunnettu siitä, että magnetostriktii- vinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuottava • I ; laite (14) on järjestetty liikutettaviksi toistensa 108888

42. Muistilaite (2, 60, 101),joka käsittää magnetostriktiivisen elementin (12) ja magneettikentän tuottavan laitteen (14) esimagnetoinnin kenttäkuvion tuottamiseksi kyseisessä elementissä, tunnettu 5 siitä, että kenttäkuvio on sellainen, että elementti (12) resonoi ei-pitkittäisessä muodossa vasteena sopivan taajuiselle kohdistetulle kyselevälle kentälle.

43. Patenttivaatimuksen 42 mukainen laite, tunnettu siitä, että elementti on magnetostrik- 10 tiivistä materiaalia oleva suorakulmainen liuska, ja että kyseinen ei-pitkittäinen muoto on taivutusmuoto liuskan tasossa.

44. Patenttivaatimuksen 42 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen elementti (12) on 15 magnetostriktiivistä materiaalia oleva suorakulmainen liuska, ja että ei-pitkittäinen muoto käsittää liuskan lateraalisen venymisen ja supistumisen sen päiden lähellä, kun taas oleellisesti mitään jännitystä ei ole osassa, joka on olennaisesti kyseisten päiden puolivä-

20 Iissä.

45. Patenttivaatimuksen 42 mukainen laite tai i laitteisto, tunnettu siitä, että magnetostriktii-. vinen elementti (12) ja esimagnetointikentän tuottava laite (14) on muodostettu yhdeksi yksiköksi. * > · • ·* 25 46. Jonkin patenttivaatimuksista 42 - 45 mu- kainen laite tai laitteisto, tunnettu siitä, että ;/t·’ magnetostriktiivinen elementti (12) ja esimagnetointi- kentän tuottava laite (14) on järjestetty liikutetta-viksi toistensa suhteen riippuen muuttujan arvosta, ja t 30 että magnetostriktiivisen elementin resonanssivaste (ii>; kohdistettuun vaihtuvaan magneettikenttään osoittaa ... suhteellisia asentoja. *;· 47. Patenttivaatimuksen 46 mukainen laite, • ' ‘ tunnettu siitä, että laite on muodostettu mitta- 35 riksi siten, että magnetostriktiivinen elementti ja esimagnetointikentän tuottava laite on järjestetty • » · kiertymään toistensa suhteen. ί 108888

48. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksista 1 - 22 tai 30 - 47 mukaisen muistilaitteen tai laitteiston (2, 60, 101) tekemiseksi, tunnettu siitä, että kenttäkuvio tallennetaan magneettisesti kovaan 5 elementtiin (14) prosessissa, jossa tallennuslaitetta (18) ja magneettisesti kovaa elementtiä liikutetaan alkuperäisestä asemasta, jossa ne eivät ole päällekkäin kohdistettuna, aseman läpi, jossa ne ovat päällekkäin kohdistettuna, tallennuksen tapahtuessa vii-10 meisessä asemassa, jossa ne jälleen eivät ole päällekkäin kohdistettuna, ja tallennus toteutetaan kohdistamalla tallennuslaitteeseen signaali, joka on tasaisesti kaartuva funktio, ja signaali aloitetaan tallennuslaitteen ja magneettisesti kovan elementin alkuperäi-15 sessä asemassa ja lopetetaan viimeisessä asemassa. * » • · I * · ! ,,, | · * * * • · 108888