KR870001534B1 - 물품 감시장치용 표시구 및 그를 이용한 물품 감시장치 - Google Patents

물품 감시장치용 표시구 및 그를 이용한 물품 감시장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

물품 감시장치용 표시구 및 그를 이용한 물품 감시장치
제1도는 본 발명을 구체화한 물품 감시장치의 블럭도.
제2도는 제1도의 장치의 대표적인 상점설치를 개략도시한 예시도.
제3도는 미리 선정된 주파수 범위에 걸쳐서 물품감시표시구의 기계적에너지 교환에 의해 유기된 전압을 도시한 그래프.
제4도에 제1도의 장치에 사용하기에 적합한 표시구의 구성부품의 분해사시도.
제5도는 제4도의 표시구를 감쇄로부터 보호하도록 사용되는 가요성 케이스의 분해사시도.
제6도는 제1도의 물품감시장치의 일부를 구성하는 검색 및 검출 체계의 개략적인 전기도면.
제7도는 제1도의 물품감사장치의 변형 실시예의 일부를 구성하는 검색 및 검출체계의 개략적인 전기도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 물품 감시장치 12 : 검색영역
14 : 자계발생장치 16 : 표시구
18 : 스트립 19 : 물품
20 : 검출장치 22, 24 : 코일장치
28 : 경보기 30 : 캐비넷
36 : 금전등록기 38 : 표시구 비작동화장치
44 : 강자성체요소(바이어스 자석) 75 : 양모 또는 벨벳 직물
140 : 수신코일 170 : 검출기
200 : 동기화 회로 201 : 여자회로
202 : 수신회로 207 : 수신기코일
본 발명은 물품 감시장치 및 그 장치에 사용되는 표시구에 관한것으로, 특히, 물품 감시장치의 감도와 신뢰도를 향상시키는 강자성 금속표시구를 제공하고자 하는 것이다.
소매상점에서 상품을 도난으로부터 보하는 문제는 수많은 기술적 해결책의 주제가 되어 왔다. 이들중에는 꼬리표나 표시구가 보호된 물품에 부착되는 것이 있다.
표시구는 보호될 구내의 출구분이나 금전출납계 또는 대금지불장소에 인접한 통로에 놓여진 송신장치로부터의 검색신호에 응답한다. 송신장치로부터 출구 또는 통로의 반대측에 있는 수신코일은 검색신호에 응답하여 표시구에 의해 발생된 신호를 수신한다. 응답신호의 존재는 표시구가 출납계원에 의하여 제거되거나 비작동화되지 않았으며, 표시구를 지닌 물품이 지닌 물품이 지불되거나 제대로 계산되지 않았음을 의미한다.
몇가지 상이한 형태의 표시구가 문헌에 밟혀져 있으며 사용되고 있다. 한가지 형태에서, 표시구의 기능부는 공진회로를 형성하는 안테나와 다이오드 또는 안테나와 커패시터로 구성된다. 검색장치에 의하여 송신되는 전자장내 놓일때, 안테나-다이오드 표시구는 수신 안테나에 검색 주파수의 고조파를 발생하고, 공진회로 표시구는 수신코일에서 신호를 감소시키도록 송신된 신호의 흡수의 증가를 야기시킨다. 고조파 또는 신호레벨 변화의 검출은 표시구의 존재를 의미한다. 이러한 형태의 장치에서는 표시구가 출납계원에 의해 상품에서 제거되어져야 한다. 이렇게 하지 않았다는 것은 그 상품이 출납계원에 의해 제대로 계산되지 않았음을 표시하는 것이다.
또 하나의 형태의 표시구는 고투자율의 강자성체로 된 기다란 제1요소가 이 제1요소보다 높은 항자성을 갖는 강자성체로 된 최소한 하나의 제2요소에 인접하게 배치되도록 구성되어 있다. 표시구가 진자파의 검색주파수를 받을때, 수신코일에 검색주파수의 고조파가 나타나게 된다. 이같은 고조파의 검출은 표시구의 존재를 표시하는 것이다.
표시구 비작동화는 제2요소의 자화상태를 변화시켜서 이루어진다. 따라서, 표시구가 직류자계에 노출될때, 제2요소내의 자화상태는 변화하고, 사용되는 표시구의 형태에 따라서 검출용으로 선정된 고조파의 진폭이 상당히 감소되거나, 혹은 짝수번호 고조파의 진폭이 상당히 변화한다. 이들 변화중 어느것도 수신코일에서 쉽게 검출될 수 있다.
강자성 고조파의 발생 표시구는 공진호로 또는 안테나-다이오드 표시구보다 더 작고, 더 적은 부품 및 소재를 내표하므로 제작이 더 용이하다. 그 결과, 강자성체 표시수는 보호될 물품에 부착되어 처분될 수 있는 품목으로 취급될 수 있으며 고객에 의하여 처분될 수 있다. 이같은 표시구는 수납계원에 의하여 트리거되는 직류자계펄스의 인가에 의하여 쉽게 비작동화 되어진다. 그러므로, 공진호로 및 안테나-다이오드 표시구의 물리적 제거 필요성에 부수되는 취급비용이 피해진다.
고조파 발생 강자성체 표시구의 문제점들중의 하나는 원거리에서의 표시구 신호 검출의 어려움이다.
수신안테나에 나타나는 고주파의 진폭은 검색신호의 진폭보다 훨씬 작아서, 지금까지의 이같은 표시구의 검출범위는 대략 3피트 미만의 통로폭으로 제한되었다. 고주파발생 강자성 체표시구에 있어서 다른 문제점은 고객이 지니고 있는 벨트버클, 펜, 머리핀 및 기타 강자성체에 의해 발생되는 의사신호와 표시구신호를 구별해내는 어려움이다. 이같은 의사신호에 의해 트리거되는 오경보와 관련된 당황 및 나쁜 법적결과에 대한 상인들의 우려는 쉽게 알 수 있을 것이다. 이같은 강자성체표시구의 또 하나의 문제점은 장치의 구성부품에 의해 주어지는 조건이 아닌 다른 조건에 의해 표시구가 비작동화되어지거나 또는 재작동화 되어지는 경향이 있는 것이다.
따라서, 강자성체 표시구는 영구자석의 병치시에 고의로 비자동화 되어지거나 혹은 표시구의 제2강자성체 요소내에서의 자화손실에 의하여 우연히 재작동되어질 수 있다. 이러한 이유 때문에, 물품감시장치는 바람직하다고 생각되는 것보다 작동 비용이 높고, 검출강도 및 작동신뢰도가 낮게된다.
본 발명은 물품감시장치의 구성부품들에 의해 표시구에 인가된 자계의 존재하에 확인신호특성을 낼 수 있는 표시구를 제공하고자 하는 것이다. 이 표시구는 신호진폭이 높고 조절가능한 신호표시를 내며 그 장치의 구성부품에 의해 주어진 조건이 아닌 다른 조건에 의해 쉽게 비작동화되거나 또는 재작동화되지 않는다.
그밖에, 본 발명은 검색 영역내에서 표시구가 부착된 물품의 존재에 응답하는 물품 감시장치를 제공한다. 이 장치는 높은 선별도를 제공하며 신호대 잡음비가 높은 특징을 갖는다. 요약해서, 이 장치는 검색영역을 한정하는 수단을 갖는다. 검색지역 내에 가변 주파수의 자계를 발생하는 장치가 마련된다. 표시구는 검색영역을 통과하도록 지적된 물품에 부착되어진다. 이 표시구는 자기적으로 바이어스(biased)되어서 입사자계의 주파수 대역내의 주파수에서 기계적으로 공진하도록 장비되기에 적합한 자기변형 강자성체의 길고 유연한 스트립으로 구성된다.
자기변형재료의 스트립에 인접하게 배치되는 단단한 강자성체 요소는 자화될때 그 스트립이 그 주파수에서 공진하도록 장비하기에 적합하다. 이 자기변형재료의 스트립은 0보다 큰 자기기계적 결합계수 K를 갖는다. 여기서
Figure kpo00001
이고, fr 및 fa는 각각 공진 및 반공진 주파수이다. 상기 직류자계에 노출시, 표시구는 인가된 교류자체가 표시구에 신호동일성을 공급하는 공진 및 반공진 주파수들 중의 하나를 소멸시킬때 그 유효투자율에 상당한 변화가 있는 특징이 있다. 검출장치는 공진 및/또는 반공진 주파수에서 검색 및 수신코일간의 결합의 변화를 검출하고, 그 변화를 상기주파수가 아닌 다른 주파수에서의 결합의 변화로부터 구분한다.
이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 물품 감시장치 10의 자기기계적 표시구는 여러다양한 크기 및 구조로 만들어질 수 있다. 그 결과, 본 발명은 많은 다양한 감시장치와 함께 작용할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 표시구를 지닌 상품들이 소매상점에서 상품 도난방지장치에 의해 감시되는 도난방지장치와 관련시켜 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 다양한 용도, 예컨대, 표시구와 장치가 자기기계적 에너지를 교환하여서 표시구가(1) 제한구역의 출입통제용 진원 뱃지, (2) 교량횡단, 주차설비, 산업현장 또는 휴게소와 관련된 자동차단기를 작동시키는 차량통행 제어기 또는 출입판, (3) 분류된 서류, 창고포장, 도서관 도서등의 검사소 통제용 확인장치, (4) 생산품 확인증으로서 작용하는 물표 도는 직원의 확인등에 사용될 수 있음을 쉽게 알 것이다.
따라서, 본 발명은 표시구의 공전 주파수가 표시구를 지닌 생물 또는 무생물을 신호로써 확인하는 바람직한 실시의 변형도 포함하는 것이다.
제1도, 제2도 및 4도에는 검색지역내에서 물품의 존재에 응답하는 물품 감시장치 10이 도시되어 있다.
장치 10은 검색영역 12를 한정하는 장치들을 포함하여 구성된다. 자계 발생장치 14는 검색영역 12내에서 가변 주파수의 자계를 발생하도록 제공되며, 표시구 16은 검색영역 12를 통과하도록 지정된 물품 19에 부착된다.
이 표시구는 장비될때 입사자계의 범위내에 있는 주파수에서 기계적으로 공진하도록 된 자기변형 강자성재료의 길고 유연한 스트립 18을 포함하여 구성된다. 강자성 재료의 스트립 18에 인접 배치되는 단단한 강자성체 요소 44는 자화될때 스트립 18을 자기적으로 바이어스 시켜서 스트립 18이 그 주파수에서 공진하도록 하여준다. 스트립 18은 0보다 큰 자기기계적 결합계수 K를 갖는데, 여기서
Figure kpo00002
이며, fr과 fa는 각각 공진 및 반공진 주파수이다.
검색영역 12내에서 자계에 노출될때, 표시구 16은 표시구 16에 신호확인을 제공하는 공진 및/또는 반공진 주파수(제3도에 fr 및 fa로서 도시됨)에서 그 유훈투자율이 상당히 변화하는 특징이 있다. 검출장치 20은 검색영역 12의 부근에서 표시구 16의 존재에 의하여 생성되는 결합의 변화를 검출하도록 배열된다.
전형적으로, 장치 10은 상점의 출구 26으로 이르는 통로의 반대편 양측에 배치된는 한쌍의 코일장치 22, 24를 또한 포함한다. 경보기 28을 포함하는 검출회로는 출구 26부근에 놓인 캐비넷 30내에 수용된다. 의류, 도서등과 같은 상품들 19가 상점내에 진열되어 있다. 각각의 상품들 19에는 본 발명에 따라 만들어진 표시구 16이 부착되어진다.
제4도에 도시되었듯이, 표시구 16은 평상시 작동상태로 되어있는 길고 유용한 자기변형 강자성체 스트립18을 포함하고있다. 표시구 16이 작동상태일때, 상품 19를 검색영역 12의 코일장치 22 및 24 사이에 놓으면 경보가 캐비넷 30으로 부터 발생될 것이다. 이같은 방식으로, 장치 10은 상점으로 부터 상품 19의 무단 이동을 방지한다.
금전 등록기 36부근의 계산카운터단위에는 표시구 비작동화장치 38이 배치되어 있다. 이것은 도선 40에 의해 금전 등록기 38로 전기결선될 수 있다.
제대로 지불된 상품 19는 표시구 비작동화 장치 38의 개구 42내에 놓여져 자계가 표시구 16에 인가된다.
표시구 비작동화 장치 38은 표시구 16에 의해 발생되는 결합신호에 응답하여 둔감화시키는 회로를 가동하도록 되어진 검출 회로를 지닌다. 둔감화시키는 회로는, fr과 fa를 인가된 자계의 주파수 범위밖으로 이동시키거나 결합계수 K가 검출되지 않도록 감소시키기에 충분한 양만큼 단단한 강자성 재료의 바이어스 자계강도를 증가 또는 감소시킴에 의하여, 표시구 16을 작동되지 않는 상태로 만드는 자계를 표시구 16에 인가한다. 그리하여 작동되지 않게된 표시구 16을 지닌 상품 19는 캐비넷 30내의 경보 28을 트리거 하지않고 검색영역 12를 통해 운반된다.
표시구 16에 관련괸 도단 검출장치회로는 (1) 없색영역내에서 가변주파수의 입사자계를 발생하고, (2) 표시구의 존재에 의해 검색영역부근에 발생된 주파수에서 결합의 변화를 검출하여 (3) 검출된 신호의 다른 변화로부터 표시구의 결합의 특수한 공진 및/또다 반공진 변화를 구별할 수 있는 어떤장치도 가능하다. 전형적으로, 이러한 장치는, 발진기와 증폭기로부터 가변자계를 만들어낼 수 있는 프레임 안테나를 형성하는, 도전코일을 통하여 가변전류를 송신하는 장치를 포함한다.
이같은 안테나 장치의 예가 1934.5.4일자로 공고된 프랑스 특허 제763,681호에 밝혀져 있으며 그 설명이 본 명세서에 참고가 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표시구 16은 자기변형비정질 금속합금(magnetostrictive amorphous metal alloy)으로 구성된다. 이 표시구는 일반식 MaNbOcXdYeZf로 되는 조성물로 이루어진 하나의 부품을 갖는 길고 유연한 스트립의 형태이고, 여기서 M은 철과 코발트중의 최소한 하나, N은 니켈, O는 크롬과 몰리브덴중의 최소한 하나, X는 붕소와 인중의 최소한 하나, Y는 실리콘, Z는 탄소이며, "a"-"f"는 원자퍼센트를 의미하는 것으로, "a"는 35-85, "b"는 45 이하, "c"는 7 이하, "d"는 5-22, "e"는 15이하, 르리고 "f"는 2 이하의 범위로 되며, d+e+f의 합은 15-25이다.
전술한 조성의 재료로된 스트립 18은 입사자계의 미리 선정된 주파수에서 기계적으로 공진하기에 특히 적절하다는 것이 밝혀졌다. 어떤 이론에 한정하려는 것은 아니지만, 상기 조성물로 된 표시구에서 교류자계와 표시구 16 사이의 직접적인 자기적 결합은 다음 메타니즘에 의하여 일어난다고 추정된다.
비결정 금속 리본 같은 강자성체 재료가 자계(H) 내에 놓일때, 리본의 자구(magnetic domain)는 성장또는 회전되어진다. 이 자구운동은 열로서 손실되는 작은 양의 에너지 외에도 자기 에너지가 축적되게 한다.
자계가 제거되어질때, 자구는 그 원래 방향으로 복귀되어 축적된 자기 에너지를 방출하여 다시 작은 양의 에너지가 열로서 손실된다. 비정질 금속은 이런 방식의 에너지 축적방식에서 효율이 높다. 비정질금속은 입계가 없고 저항율이 높으므로, 그 에너지 손실이 지극히 낮다.
강자성체 리본이 자기변형되면, 다른 방식의 에너지 축적이 또한 가능하다. 자계의 존재하에, 자기변형 비정질 금속리본은 상술한 자와같이 자기적으로 에너지가 축적되나 또한 자기 변형에 의해 기계적으로 에너지가 축적된다.
이 축적된 단위 체적당 기계적 에너지의 양은 Ue=(1/2)TS로서 표시될 수 있으며, 여기서 T와 S는 리본상의 응력과 변형율이다. 이 에너지 축적의 부가적인 방식은 리본의 유효 투자율의 증가로서 복 수 있다.
예컨데, 솔레노이드에서 교류 및 직류전류에 의해 발생될수 있는것 같이, 자기 변형 리본상에 교류자계와 직류자계가 가해질때 에너지는 교류자계의 주파수로 번갈아 축적 및 방출된다.
자기변형에너지 축적 및 방출은 그 재료의 기계적 공진 주파수에서 최대이고 반공진 주파수에서 최소이다.
이 에너지의 축적 및 방출은 리본에서 자속밀도의 변화에 의해 픽업(pickup) 코일에 전압을 유기한다. 자속밀도의 변화도 역시 공진주파수에서 유효투자율의 증가 및 반공진 주파수에서의 감소로서 볼 수 있어서, 사실상 구동솔레노이드와 또하나의 픽업 솔레노이드간의 자기적결합을 증가 또는 감소시킨다. 순수 자기 에너지교환에 의해 유기된 전압은 주파수에 비례하고 주파수에 따른 전압의 변화는 제한된 주파수 범위에 걸쳐서 작다. 기계적 에너지 교환에 의해 유기되는 전압도 또한 기계적 공진부근을 제외하고 주파수에 비례한다. 얇은 리본에 대해서 기계적 공진주파수는 다음과 같이 주어진다.
Figure kpo00003
여기서 L, E 및 D는 각각 리본의 길이, 영률 및 질량밀도이다.
그러므로, 교류자계의 주파수가 fr 주위를 지나칠때, 특징적인 표시가 발생된다. 공진 정점(peak)은 제3도에 도시된 반공진 정점에 의해 바로 추종된다. 이 반공진 정점은 축적된 기계적 에너지가 거의 0일때 발생한다.
전술한 자기 및 기계에너지의 전달이 자기기계적 결합(MMC)이라고 지칭되며, 모든 자기변형재료에서 볼 수 있다. 이 에너지 전달의 효율은 자기 기계적 결합계수(K)의 제곱에 비폐하며 자기에너지에 대한 기계적 에너지의 비로서 정의된다. 현상학적으로, K는
Figure kpo00004
로서 정의되고, 여기서 fr과 fa는 상술한 공진 및 반공진 주파수이다. 계수 K가 클수록, 공진정점과 비공진 최하점간의 전압편차가 크다. 또한 K가 클수록 공진과 반공진간의 주파수의 편차는 크다. 따라서 K가 크면 MMC 형상의 관찰은 용이하게 된다. 주어진 비정질 금속에서 결합계수는 존재하는 바이어스 자계의 레벨, 존재하는 내부응력(혹은 구조적 이방성)의 레벨 및 어느 자기 이방성의 방향에 의해 영향을 받는다.
비정질 금속의 소둔(annealing)은 내부응력을 경감하에서 K를 높혀준다. 구조적 이방성이 리본의 비결정성으로 인하여 작고, 또한 K를 높인다. 적절히 배향된 자계에서의 소둔은 결합계수를 상당히 높일 수 있다.
자구운동은 리본이 검색재계에 수직한 자기이방성을 가질때 최대로 될수 있다. 자계의 소멸때문에, 리본을 단지 그 길이(이것이 가장 긴 치수임)를 따라 검색하는 것이 실제적이다. 따라서, 유도된 자기 이방성은 리본의 긴 칫수에 대해 횡방향이어야 된다.
K의 최대치는 리본길이에 수직한 포화자계내에서 소둔(교차자계소둔)하여 얻어진다. 1/2인치 리본에 대해서, 수백에르스텟(oersted)의 자계가 필요하다. 소둔의 최적시간 및 온도는 사용되는 합금에 따라 다르다. 예로서, 철-붕소-실리콘 합금은 400℃에서 30분간 교차 자계소둔될때 최적 결합(K>0.90)이 생기게 된다. 이 소둔은 1 Oe의 최적 바이어스 자계가 생기게 한다. 상술한 조성을 갖는 합금에 대해서, 소둔온도는 대략 300-450℃ 범위이고 소둔시간은 대략 7-120분의 범이이다. 소둔은 또한 K를 최적화하는데 필요한 바이어스 자계에 영향을 미친다.
주어진 소둔의 주어진 비정질금속에 대해서, 결합은 바이어스 자계에 강력히 좌우된다.
0 및 포화자계에서, 결합은 0이다. (공진 및 반공진현상이 없다) 주어진 합금에 대해서, 최대 K가 생기게하는 최적 바이어스 자계가 존재한다. 본 명세서에서 설명된 조성을 갖는 합금에 대해서, K를 최적화하는데 필요한 바이어스 자계는 대략 0.1-20 Oe의 범위이다.
대부분의 자기변형재료가 어느정도의 MMC를 나타낸다고 할지라도, 비정질 금속이 지극히 높은 결합계수가 생기게 하여서 가장 바람직하다. 비정질 금속은 대부분의 다른 자기변형재료보다 높은 K가 생기게한다. 비정질 금속이 교차자게 소둔될때보다 재 높은 K를 갖는 재료는 없다.
비정질 금속은 (a) 낮은 자기손실(입자경계가 없고 저항율이 높음), (b) 낮은 구조적 및 응력이방성, (c) 합리적인 자기변형율 및 (d) 유익한 자기이방성이 주어질 수 있기 때문에 높은 K를 갖는다.
비정질 금속합금은 (a) 주조방치되어도 높은 K를 갖고, (b) 기계적으로 강인하며 유연하고, (c) 낮은 바이어스 자계를 필요로 하고, (d) 지극히 높은 자기변형성을 갖기 때문에(공진시 큰 힘을 나타내고 따라서 진폭이 감쇄되기 어렵다), 좋은 표적이 된다. 따라서, 본 발명의 표시구를 구성하는 비정질 금속은 소둔될 필요가 없이, "생주조물"로 표시구에 포함되어도 된다.
본 발명의 범위내에 있는 비정질 강저성체 표시구 조성물의 예를 원자퍼센트로 표시한 것이 하기표 1에 나타나 있다.
[표 1]
Figure kpo00005
물품 감시장치 표시구로 사용하기에 부적합하다고 밝혀진 비정질 금속의 예가 표 2에 표시되어 있다.
[표 2]
(조성퍼센트)
Figure kpo00006
본 발명의 비정질 강자성체 금속표시구는, 비정질금속 합금 기술분야에 공지된(예 : 첸(chen)등의 미국 특허 제3,856,513호 참조) 금속합금 급냉방법을 사용하여 소기 조성물의 용융물을 최소한 105℃/sec의 속도로 냉각하여 만들어질 수 있는, 연속 리본,와이어, 시이트등을 제조하기 위하여 다양한 방법이 사용될 수 있다. 전형적예로서, 특별한 조성이 선정되면 성분 요소들의 분말 또는 입자를 소정비율로 용융 및 균질화한 다음, 용융된 합금을 차가운 표면, 예컨데, 급속히 회전하는 금속 실린더에서 급냉시키는 방법을 들 수 있다. 이 급냉조건 하에서, 준안정성의 균일하고 유연한 재료가 얻어진다. 준안정성 재료는 비결정성이고 긴 범위에 걸친 규칙성은 없다. 비정빙 금속합금의 X-선회절 패턴은 무기산화물 유리에서 관찰되는 것과 유사한 확산된 후광만을 보여준다. 표시구의 신호확인성을 열화시키지 않고 합금의 리본으로부터 복잡한 표시구 형상을 찍어내는 것같은 추후 취급을 허용하도록, 이같은 비정질 합금은 최소 50% 이상, 바람직하게는 80% 이상 비결정이어야 한다.
준안정상태는 또한 구성요소들의 고용체이어도 된다.
본 발명의 표시구의 경우에, 이같은 준안정상태의 고용체상태는 결정성 합금을 제조하는 기술분야에서 사용되는 종래의 처리방법으로는 보통 만들어지지 않는다. 고용체합금의 X선 회째패턴은 입자성의 소기의 미세입자크기로 인하여 정점이 약간 넓혀진 결정성 금속의 예리한 회절 정점 특성을 보여준다. 이같은 준안정 상태의 재료는 상술한 조건하에 만들어질때는 또한 유연성을 갖는다.
표시구 16을 구성하는 자기변형 스트립 18은 그 재료가 비정질 합금이건 고용체이건간에 박(또는 리본)형태로 만들어지는 것이 편리하고, 생주조물로서 도난 검출장치에 사용된다. 혹은, 복잡한 표시구 형상으로 만들려고 할때 다이(die)의 수명을 연장시키기 위해, 비정질 금속합금의 박이 열처리되어 바람직하게는 미세 입자로된 결정상태를 얻어도 된다.
비정질 강자성체 재료로 된 스트립 18은 매우 유연하다.
유연하다는 것은 스트립 18이 부러지지 않고 충분히 굽혀질 수 있음을 의미한다.
스트립 18의 이같은 가요성은, 표시구에의 검색 자계 인가시에, 표시구에 의해 발생되는 자기특성을 거의 열화시키지 않거나 전혀 열화시키지 않는다.
그 결과, 표시구는 (1) 제조(예컨데, 스트립 18을 소기 길이 및 구조로 절단, 스탤핑 또는 기타성형), (2) 보호될 상품 19에 표시구 16의 부착, (3) 고용자 및 고객들에 의한 상품 19의 취급 및 (4) 장치 10을 회피하려는 신호파괴의 시도중에 구부려져도 그 신호의 동일성을 보유한다.
표시구 16의 조립에 있어서, 스트립 18은 스트립 18에 직류자계를 인가할 수 있는 바이어스 자석같은 강자성체 요소 44에 인접 배치된다. 바이어스 자석은 각각 스트립 18의 긴 치수의 맞은편 양단에 있는 한쌍의 자극을 스트립 18에 마련하도록 되어지는 구조와 배치를 갖는다. 이 복합 조립체는 폴리 에틸렌 등과 같은 중합체 물질로 구성된 견고한 용기 62의 중공 요부 60내에 놓여져서 이 조립체가 기계적으로 감쇄되는 것을 방지한다. 바이어스 자석 44는 대표적으로 SAE 1095강, 비칼로이(Vicalloy), 레말로이(Remalloy) 또는 아르노크롬(Annokrome) 같은 항자성이 높은 재료로 된 평탄한 스트립이다.
이같은 바이어스 자석 44는 조립체내에서 평행한 입접평면내에 유지되어서, 항자성이 높은 재료가 스트립 18의 진동과 기계적 간섭을 일으키지 않는다. 일반적으로, 바이어스 자석 44는 포장의 한면으로서 작용한다. 혹은, 항자성이 높은 재료 2개가 그들의 자극들이 단일 극쌍을 유기하도록 배치되게 스트립의 18 양단에 놓여져도 된다. 이 구조의 조립체는 단일개의 항자성이 높은 재료를 도자성 스트립에 인접한 평행면에 사용하는 것보다 더 얇지만 더 길다.
혹은 바이어스 자계가 출구 또는 통로에 표시구로부터 멀리배치된 외부 자계 코일 쌍에 의하여 공급될 수 있다.
이 실시예에서, 항자성이 높은 재료로 만들어진 바이어스 자석은 필요하지 않을 것이다. 이같은 표시부는 바이어스 자석44가 장치되어진 표시구처럼 비작동화 되어지지 않는다. 또다른 바이어스 자석 44는 바이어스 자계가 스트립 18의 종방향으로 배치되는 10개 또는 그이상의 항자성이 높은 재료를 포합할 수 있다. 따라서, 바이어스 재계가 스트립 18부근에 배치되는 단단한 강자성체 재료에 의하여 제공되는 표시구 구조가 바람직하다. 제5도에 도시된 바와같이, 스트립 18을 감쇄에 대하여 보호하기 위하여 준가요성 포장이 사용되어도 된다.
따라서, 스트립 18은 2개의 양모 또는 벨벳 직물 75의 면들 사이에 끼워진다. 각 직물의 평면크기를 스트립 18의 대응 치수보다 약간 크게 되도록 조절하여서, 직물의 가장자리를 접착테이프 80으로 함께 압착하거나 아교로 붙이거나 열 밀봉하거나 꿰매거나 혹은 달리 접합하여 가요성의 밀봉된 밀폐부재를 형성한다. 그 다음에, 스트립 18을자기적으로 바이어스하는데 필요한 항자성이 높은 재료를 직물들중 하나의 이면에 소정 갯수 놓고, 스트립 18에 대해 움직이지 않도록 접착한다. 직물들 사이에 끼워진 스트립 18은 이를 수용하기에 충분히 큰 중합체 필름의 기밀 케이스내에 놓여진다. 포장은 그 안에 소정량의 공기를 내포하고 밀봉되어 벼개모양으로 된다.
이 포장은 상응하는 견고한 포장보다 더 유연하고 전체 체적이 더욱 작다. 그러나, 이것은 외부압력을 쉽게 받아서 스트립 18의 진동을 감쇄할 것이다.
이포장은 과자류 또는 의약류 포장에 사용되는 것같은 표준적인 포장기계에서 고속도로 용이하게 만들어진다.
픽업 코일에서 검색주파수의 고조파를 발생하는 표시구와는 달리, 공진주파수 표시구는 1차 주파수 또는 구동주파수가 공진 주차수와 같을 때 픽업 코일에서 유기되는 전압의 현저한 증가를 발생한다. 고조파 발생 표기수의 경우에 표시구의 투자율이 높은 재료의 존재를 다른 강자성체 재료로부터 구별하는 특징은 높은 정도의 고조파 발생이다.
그러므로, 두 재료의 구별을 위하여 높은 정도의 고조파의 존재의 검출이 필요하다. 대표적으로, 높은 정도의 고조파의 전압은 1차주파수 또는 구동주파수의 전압의 단지 수퍼센트이다.
이와는 대조적으로, 본 발명의 공진주파수 표시구는 구동주파수가 표시구의 공진주파수를 통과할때 표시구에서 발생되는 신호의 특별한 형상에 의하여 다른물체로부터 구별된다.
바이어스 자계가 존재해야 되는 필요성은 또한 표시구를 다른 물체와 구별하는 과정을 수월하게 만든다.
소기의 표시구에 의해 유기되는 기본 주파수 전압에의 뚜렷한 영향은 다른 물체의 존재하에서 검출하는 것을 쉽게 만든다. 제3도는 검색자계가 표시구의 공진주파수 주위를 스쳐 지나칠때 표시구에 의해 야기된 픽업 코일에서의 유기전압의 증가를 도시한 것이다. 이 전압의 증가는 단지 표시구가 표시구의 공진 주파수와 같은 주파수를 갖는 자계를 받을때만 발생한다. 본 장치에는 제6도에 도시된 검색 및 검출회로가 배설되어진다. 소인 주파수 또는 야자주파수 발진기(검색회로) 100은 그 중심 주파수가 사용되는 표시구의 주파수와 대략 같도록 조정된다. 발진기 100은 그 출력 검색코일 120으로 인가되는 증폭기 110을 구도시켜서 교류자계가 표시구 16 및 다른 재료가 통과할 공간에 나타나도록 한다. 검색코일 120은 검색지역에 균일한 자속밀도를 공급하는 구조로 된다.
이것은 헬름홀츠 장치 또는 기타 적절한 장치에 의하여 이루어진다. 증폭기 110은 검색코일 120의 임피던스와 대응되는 주파수를 가져서 증폭기 110의 효율을 최대로 하고 그렇게 하므로서 그 소요전력을 최소로 한다.
수신코일 140은 8자형으로 구성되어서 검색지역내에 투자성 물질이 없으면, 구동안테나에 의하여 유기되는 자속으로 인하여 안테나 단자에 0 전압이 나타난다. 이 수신 코일의 출력은 협대역 통과 필터 150으로 인가되며, 이 필터의 중심 주파수는 구동신호의 주파수를 따른다. 그리하여 신호는 검출기 170의 입력단으로 인가된다. 발진기의 소인 주파수가 표시구공진 주파수와 같은 순간에, 임계보다 높은 신호는 경보신호가 검출기에 의하여 발생되게 할 것이다.
계산시 점원에 의한 바이이스 자석의 자계소멸은 공진 주파수를 변경하여 검출을 방해한다.
제6도에 도시된 검색지역에 놓여있는 다양한 조성의 표시구에 대한, 필터되어지고 증폭된, 신호의 크기를 하기표 3에 표기하였다.
[표 3]
Figure kpo00007
제6도에 도시된 주파수 동기화 임계 검출기의 한가지 장점은 여러가지 방사원(radiated sourses) 또는 전력선 통전원으로부터 발생되는 전자간섭에 대하여 장치가 상대적으로 영향을 받지 않는다는 것이다. 경보신호를 일으키기 위하여는, 그러한 간섭이 공진 주파수에서만 발생되어야 하며 또한 소인주파수와 동기화되어야 할 것이다. 주어지는 신호를 종합 및 평균하는 검출기 170은 동기성 또는 광대역 간섭으로 부터의 경보신호는 트리거하지 않을 것이다.
본 발명의 물품감시장치 10은 본 발명의 원리를 벗어남이 없이 다양하게 변형될 수 있다. 예를들면, 직류바이어스를 공급하여 표시구 16을 작동화시키는 강자성체요소 44가, 그와는 달리, 자기변형 스트립18을 자기적으로 포화시켜서 표시구 16이 작동되지 않도록 하는데 사용될 수도 있는 것이다.
직류 바이어스는 (1) 전기코일에 의하여, 또는 (2) 지자계에 의하여 또는 (3) 스트립 18의 강자성체 재료내의 잔류자속을 이용함에 의하여 발생된다.
표시구의 진동주파수 부근의 검색주파수를 연속적으로 소인하여 표시구의 진동을 유도한 다음 표시구의 기계적공진주파수에서 나타나는 유기전압의 변화를 검출하는 대신, 검색펄스 또는 돌발을 사용하여 표시구를 발진하도록 여자시킬 수도 있다. 펄스 또는 돌발(burst) 형태의 검색신호가 끝난후, 표시구는 그 공진주파수에서 감쇄된 발진을 할 것이다.
진동하는 표시구는 수신코일에서 공진 주파수로 전압이 유기되게 한다. 표시구를 여자하는데 여러가지 형태의 신호가 사용될 수 있다. 한가지 예로 들면, 그 주파수가 표시구의 고유공진에 중심을 두는, 단일주파수 정현파 돌발의 형태를 갖는 신호에 의하여 표시구가 여자될 수 있다.
기타 본 발명의 영역에 속하는 유사한 변형이 있을 수 있다. 일예로서, 제7도에는 표시구 16을 검색 및 검출하는 변형된 장치가 도시되어 있다.
동기화회로 200은 여자회로 201 및 수신회로 202의 작동을 제어한다. 동기화 회로 200은 동기화 게이트펄스를, 여자회로 201을 가동시키도록, 여자회로 201로 보낸다. 가동화되었을때, 여자회로 201은 검색신호를 발생하고 이를 동기화펄스의 지속 기간동안 검색코일 206으로 보낸다. 코일 206에 의해 발생된 검색자계는 표시구 16을 기계적공진상태로 여자한다. 검색신호의 완료시, 동기화 회로 200은 수신기 회로 202로 게이트 펄스를 발생하고, 이 게이트 펄스는 수신기회로 202를 가동시킨다. 수신기회로 202가 가동되는 기간동안, 표시구가 수신기코일 207에 표시구의 기계적 공진주파수로 신호를 발생한다. 표시구 주파수가 수신기 202에 의하여 감지될때, 수신기는 표시기 203으로 전압을 인가하고, 표시기는 표시구 16의 존재를 기록한다.
여자회로 201에 의해 발생되는 검색신호는 그 주파수가 표시구의 기계적 공진주파수에 중심을 둔 단일 주파수 정현파돌발로 된다. 달리, 검색신호가 폭이 1/2(fr)보다 작거나 같은 임펄스여도 된다. 본 발명의 그밖의 또 다른 실시예에서, 검색신호는 잡음의 돌발 또는 표시구의 공진주파수를 내포하는 주파수를 갖는 복합 신호일 수도 있다.

Claims (10)

  1. (정정) 장치되었을때, 검색영역내의 인가된 입사자계에 의하여 제공되는 단일 주파수에서 기계적으로 공진하고 표시구에 신호동일성을 제공하는 상기 주파수에서 유효투자율의 충분한 변화를 갖도록 구성되며, 자기적으로 바이어스되어 상기 주파수에서 공진하도록 적응된 자기변형 강자성 물질의 스트립을 포함하여 구성된, 물품감시장치용 표시구. 단, 상기 스트립은 0보다 큰 자기기계적 결합계수 K를 갖는데,
    Figure kpo00008
    이며 fr과 fa는 각각 공진주파수 및 반공진주파수임.
  2. (정정) 제1항에 있어서, 상기 강자성물질이 그 구조의 최소한 50% 이상이 비결정성인 비정질 물질임을 특징으로 하는, 물품감시장치용 표시구.
  3. (2회 정정) 제2항에 있어서, 상기 강자성물질이 일반식 MaNbOcXdYeZf의 조성을 갖는 비정질 물질임을 특징으로 하는, 물품감시장치용 표시구. 단, 식중 M은 철, 코발트 또는 그 혼합물이고, N은 니켈이고, O는 크롬이나 몰리브덴 또는 그 혼합물이고, X는 붕소, 인 또는 그 혼합물이고, Y는 실리콘, Z는 탄소이며, a-f는 원자퍼센트를 의미하는 것으로서 각각 a는 35 내지 85, b는 45 이하, c는 7 이하, d는 5-22, e는 15 이하, f는 2 이하의 범위를 가지며, d+e+f의 합은 15-25임.
  4. (삭제)
  5. (정정) 제1항에 있어서, 상기 스트립이 그보다 치수가 큰 두개의 직물들 사이에 끼워지고 상기 직물들의 가변이 접합되어진 포장스트립으로 구성됨을 특징으로 하는, 물품감시장치용 표시구.
  6. (정정) 제5항에 있어서, 상기 직물 포장 스트립이 중합체 필름으로 된 기밀 케이스내에 배치됨을 특징으로 하는, 물품감시장치용 표시구.
  7. (정정) 다음 장치들을 포함하여 구성된, 검색지역 내에서 표시구의 존재에 응답하도록 된 물품감시장치.
    (a) 검색영역을 한정하는 장치, (b) 검색코일을 포함하여 구성되며, 상기 검색영역내에 어떤 일정 주파수대역을 갖는 자계를 발생하는 자계 발생장치, (c) 표시구에 신호동일성을 제공하는 상기 주파수대역내에서 그 유효투자율이 충분한 변화를 가지며, 자기적으로 바이어스되어 상기 자계 주파수대역내의 단일 주파수에서 기계적으로 공진하도록 적응된 자기 변형 강자성물질의 스트립을 포함하여 구성된, 상기 검색영역을 통과하도록 된 물품에 부착되는 표시구(단, 상기 스트립은 자기기계적 결합계수 K가 0보다 크며,
    Figure kpo00009
    이고 fr 및 fa는 각각 공진 주파수와 반공진주파수임), 및 (d) 상기 공진주파수와 반공진주파수중 하나 또는 두가지 주파수 모두에서 표시구의 기계적 공진을 검출하고 상기 유효투자율 변화를 상기 주파수들 이외의 다른 주파수에서의 결합의 변화와 구별하는 검출장치.
  8. (정정) 제7항에 있어서, 상기 자계발생장치(b)가 상기 표시구의 공진주파수 및 반공진주파수중 최소한 하나를 스쳐가도록 적용된 주파수 소인장치를 포함하여 구성된 것임을 특징으로 하는, 물품감시장치.
  9. (정정) 제7항에 있어서, 상기 자계발생장치(b)는 검색코일에 여자신호를 공급하는 여자장치를 포함하여 구성되고, 상기 검출장치(d)는 수신코일에 의하여 검출된 표시구의 공진주파수를 그안에 유기된 다른 주파수와 구별하는 수신장치 및 상기 여자장치와 수신장치 각각을 순차적으로 작동및 비작동화시키는 동기화장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 물품 감시장치.
  10. (정정) 제9항에 있어서, 상기 동기화장치가 여자장치의 전가동시간동안 수신장치의 가동을 방지하도록 배설된 것임을 특징으로 하는, 물품감시장치.
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