NL8700369A

NL8700369A - Werkwijze voor het plaatsen van een elektronische responder in een omgeving van metaal.

Info

Publication number: NL8700369A
Application number: NL8700369A
Authority: NL
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1988-09-16
Also published as: EP0285188B1; US5039996A; EP0285188A1; DE3867105D1

Description

t' » -1- NEDAP N.V. te Groenlo.

Werkwijze voor het plaatsen van een elektronische responder in een omgeving van metaal.

De uitvinding heeft betrekking op identificatiesystemen, waarvan de koppeling tussen de zend/ontvangeenheid en de elektronische responder gebaseerd is op magnetische inductie.

Een voorbeeld van een dergelijk identificatiesysteem, waarop 5 de uitvinding van toepassing is, wordt beschreven in de Nederlandse octrooiaanvraag 7711891 van aanvraagster.

Hierin is een identificatiesysteem beschreven, dat bestaat uit een zend/ontvangeenheid met zend/ontvanger, antennestelsel en een elektrische responder met een antenne. Figuur 1 laat 10 daarvan het principeschema zien, waarin 1 de zend/ontvangeenheid is, 2 het antennestelsel en 10 de responder met antennespoel 11. De responderantenne is een spoel, welke spoel samen met condensator 12 in resonantie verkeert op werkfrequentie f van de zend/ontvangeenheid. De elektronische responder bevat verder 15 een elektronische schakelaar 13, die in serie geschakeld is met weerstand 14, parallel aan de resonantiekring bestaande uit spoel 11 en condensator 12. Deze schakelaar wordt bediend door codegenerator 15 en schakelt een extra demping in voor de resonantiekring. Daardoor wordt de Q-factor van de resonantie-20 kring in het schema van de uit te zenden code gemoduleerd, en daarmee eveneens de absorptie van magnetische energie uit het primaire magnetische veld van de zend/ontvang antenne.

Door nu deze modulatie in de absorptie door de zend/ontvanger te laten detecteren, kan de door de elektronische responder 25 uitgezonden code in de zend/ontvangeenheid gelezen worden. Noodzakelijk voor de goede werking van dit, en van andere identificatiesystemen gebaseerd op magnetisch inductieve koppeling, is dat de spoel van de zend/ontvangeenheid magnetisch koppelt met de spoel in de elektronische responder.

30 Dit wil zeggen dat de magnetische veldlijnen van het magnetische veld, opgewekt door de spoel van de zend/ontvangeenheid, voor een deel het vlak doorsnijden, dat omsloten wordt door de spoel van de responder. Zie figuur 2, waarin 21 de magnetische veldlijnen van spoel 2 aangeeft.

35 Aan deze voorwaarde is gemakkelijk te voldoen, indien zowel de spoel van de zend/ontvangeenheid, als de spoel van de responder, zich in lucht, of in een ander elektrisch niet-geleidend medium bevinden.

Echter, indien de elektronische responder zich bevindt op de 40 oppervlakte van een metalen voorwerp 20, of zelfs daarin verzonken is, dan is geen magnetische koppeling mogelijk.

P 7 t f £> a

·-' W W

% t /-.

-2-

Immers, zoals in figuur 3 te zien is, zullen de magnetische veldlijnen 21, die door de spoel van de label gaan, ook in het metaal moeten indringen.

Daar het hier gaat om magnetische wisselvelden, met een fre-5 quentie f, zullen deze veldlijnen kringstromen gaan opwekken rondom de invallende veldlijnen. Dit is getekend in figuur 4, waarbij de kringstromen met 22 zijn aangeduid. Deze stromen wekken op hun beurt magnetisch velden 23 op die tegengesteld gericht zijn aan het oorspronkelijk invallend veld, zodat het 10 resulterende veld bij benadering nul is. De resulterende veldsterkte in de spoel is dan ook nul, en er is dus geen koppeling meer met de spoel van de zend/ontvangeenheid.

Ook een magnetisch veld, opgewekt door een stroom in de spoel van de responder, wordt sterk tegengewerkt door de geleiding in 15 het metaaldeel, zodat de zelfinductie van de spoel sterk ver-/ laagd wordt, en daarmee de resonantiefrequentie van de kring verhoogd. Door de aanwezigheid van het metaaldeel wordt de werking van een identificatiesysteem, als dat in voornoemd voorbeeld, aldus bovendien verstoord door verstemming van de 20 resonantiekring.

Het doel van de uitvinding is beide bovengenoemde effecten, te weten de sterke reductie van de koppeling tussen de spoel van de zend/ontvangeenheid en de spoel van de elektronische responder en de beïnvloeding van de zelfinductie van de spoel van de 25 responder, te elimineren. Essentieel daarbij is dat de elektronische responder zodanig geplaatst wordt in of op het te identificeren metalen voorwerp, dat de magnetische veldlijnen, die door de spoel van de responder gaan, geen kringstromen kunnen induceren in het metaaldeel.

30 Daartoe is ten eerste noodzakelijk, dat het metaaldeel geheel doorboord is met een gat, waarvan de diameter tenminste even groot of groter is dan de diameter van de. spoel van de responder. Daar de spoel de maximale afmetingen van de responder bepaalt, is het dan ook mogelijk de responder in zijn geheel 35 in dit gat te laten verzinken. Zie figuur 5, waarin 20 het metaaldeel aangeeft, en 24 het geboorde gat daarin.

De magnetische veldlijnen, die door de spoel van de responder gaan, snijden nu niet meer een geleidend metaaloppervlak.

Echter het metaal, dat het gat omringt, vormt een gesloten 40 elektrische lus, zodat daar toch een kringstroom gaat lopen als gevolg van de magnetische veldlijnen 21, die door het gat en de spoel gaan.

Het resultaat van de kringstroom 22 rond dat gat, getekend in figuur 6, is wederom een sterke reductie van de koppeling met 45 de spoel van de zend/ontvangeenheid en een vermindering van de zelfinductie van de spoel van de responder.

β ^ V i/ 4' Ji* f t> -3-

Daarom is het ten tweede noodzakelijk dat de omringende gesloten lus onderbroken wordt. Volgens de uitvinding wordt die onderbreking gerealiseerd door in het metaaldeel een spleet aan te brengen vanuit het gat naar de buitenrand van het metaaldeel.

5 Figuur 7 laat dit zien, waarin 25 de spleet aangeeft en 20 het metaaldeel, waarin de elektronische responder 10 verzonken geplaatst wordt in het uitgefreesde gat 24. Het getekende metaaldeel kan bijvoorbeeld de rand zijn van een alluminium pallet zoals gebruikt wordt bij het vrachtvervoer in de 10 luchtvaart.

Het resultaat van deze wijze van plaatsen van de elektronische responder is dat de responder mechanisch goed beschermd opgesloten zit in het metaaldeel en geen obstakel vormt daarbuiten, dat de metalen rand nauwelijks aan stevigheid ingeboet heeft en 15 dat de elektrische eigenschappen van de responder niet aangetast zijn door de plaatsing in het metaal.

ƒ (,ι f*. Cï

Claims

$ -4- Conclusie. Werkwijze voor het plaatsen van een elektronische responder deel uitmakend van een elektronisch identificatiesysteem gebaseerd op magnetisch inductieve koppeling, in een te identificeren metaaldeel met het kenmerk, dat de responder in-5 clusief de antennespoel mechanisch goed beschermd opgesloten is en geen extra obstakel hoeft te vormen buiten het te identificeren metaaldeel, terwijl de werking van de responder niet door de invloed van het metaal verstoord wordt, omdat de responder inclusief de antennespoel, zich bevindt 10 in een volledig doorboord gat in het metaaldeel, waarbij het gat met de buitenrand van het metaaldeel verbonden is via een spleet, zodanig dat om het gat geen elektrische kring-stroom kan gaan lopen, waardoor de werking van de responder verstoord zou worden. .8 * K' 3· f» -5