SE503526C2 - Sätt för detektering av etiketter med amorfa magnetoelastiska band - Google Patents

Description

503 526 10 15 20 25 30 35 Alla möjliga kombinationer av magnetfältkomposan- terna sätts därvid samman i en beräkningsenhet. De möj- liga kombinationerna bestäms av de förutbestämda uppsätt- ningarna vinklar. Varje par av komposanterna används för att sätta samman en tänkbar verklig magnetfältvektor.

Varje möjlig kombination ger upphov till ett flertal magnetfältvektorer och sammantaget blir antalet möjliga magnetfältvektorer stort. Med andra ord beräknas alla möjliga skillnadsvinklar mellan alla kodband i en etikett och matchas mot varandra med avseende på projicerad magnetiserande fältstyrka H.

I en etikett är samtliga element utsatta för samma H-vektor, varför riktig kodkombination bland de många be- stämda ska ge samma värde på H-vektorn. Varje kombination koder eller vinklar som ger samma H-vektor kan därför ut- göra em verklig etikettkombination.

Förfarandet enligt ovan upprepas därefter med olika magnetfältbetingelser för att eventuella felaktiga (ej verkliga) kombinationer ska kunna sållas bort. Varje ny betingelse (styrka, gradient eller riktning) innebär flera villkor som måste uppfyllas för att kombinationen ska kunna vara riktig. Efter ett antal upprepningar åter- står endast de korrekta (verkliga) koderna, varigenom samtliga i undersökningszonen befintliga etiketter, även flera med identiska koduppsättningar, detekteras.

Det i nämnda patentansökan beskrivna sättet innebär att varje enskild avkodning kräver ett omfattande beräk- ningsarbete och måste upprepas ett antal gånger för att en tillförlitlig detektering skall erhållas, i synnerhet om antalet etiketter i detekteringszonen är stort.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att vä- sentligt minska behovet av att vid varje avkodning ett antal gånger genomföra ett omfattande beräkningsarbete för att erhålla en säker identifiering av etiketterna, och genom ett fåtal detekteringsoperationer, företrädes- 10 15 20 25 30 35 503 52ö vis endast en detekteringsoperation, kunna registrera vilka band som hör till respektive etikett.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att möjliggöra samtidig detektering också av bandens inbördes vinkelläge i respektive etikett och därmed identifiering av koden för varje etikett.

Ovan angivna ändamål uppnås enligt uppfinningen ge- nom ett förfarande, vars kännetecknande särdrag framgår av efterföljande patentkrav.

Uppfinningen beskrives i det följande under hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka -fig 1 är en frekvenskurva för de i etiketten före- liggande amorfa magnetoelastiska banden, -fig 2 är en schematisk illustration av två intill varandera belägna band i en etikett, -fig 3 visar schematiskt två band som är belägna intill varandra i en etikett, men vinkelförskjutna i för- hållande till varandra, -fig 4 är en kurva som visar den magnetoelastiska kopplingsfaktorns variation i beroende av magnetfältet H, -fig 5 illustrerar hur signalen från ett band varierar i tiden, varvid såväl frekvensmoduleringen som amplitudmoduleringen härrör från ett modulerande förspänningsfält.

Sättet enligt uppfinningen förklaras närmare i det följande genom en redogörelse steg för steg för de över- väganden som ligger till grund för uppfinningen sådan den definierats i patentkraven.

Varje etikett förutsätts innehålla minst två, före- trädesvis fyra eller fler amorfa magnetoelastiska band, vilka ligger i varandras närhet i etiketten och företrä- desvis är orienterade i på förhand bestämda vinklar i förhållande till varandra. Dessa vinklar representerar en förutbestämd kod, som exempelvis svarar mot en vara med ett visst pris eller av en viss beskaffenhet. Ifràga- 503 526 10 15 20 25 30 35 varande amorfa magnetoelastiska band har den i och för sig kända egenskapen att dess resonansfrekvens ändras un- der inverkan av ett magnetfält.

Varje band har en känd frekvenskurva, som förlöper sà som illustreras i fig 1. Pà x-axeln anges det magne- tiska förspänningsfältet H, och pà y-axeln anges bandets resonansfrekvens i ett magnetiskt förspänningsfält. Det magnetiska förspänningsfältet i detekteringszonen är ett statiskt magnetfält, som emellertid kan bringas att variera och som kan ha olika fältstyrka och/eller rikt- ning i olika delar av detekteringszonen. Om ett band bringas oscillera i ett statiskt magnetfält H1 i bandets längdriktning, blir bandets resonanssvängningsfrekvens frl med en konstant frekvens, så som schematiskt visas till vänster i fig 1.

I fig 2 illustreras schematiskt tvâ i en etikett intill varandra anordnade band 1 och 2. Banden, som vid tillämpning av föreliggande uppfinning utgöres av amorfa magnetoelastiska band, har företrädesvis olika mass- belastning. Band 1 är exempelvis ett sk 0-mg-band, d v s ett band utan viktbelastning vid ändarna, och band 2 .exempelvis ett 12-mg-band, d v s ett band som vid ändarna är viktbelastat med 12 mg. Banden 1 och 2, som i figuren visas belägna pà avstånd frän varandra och parallellt med varandra, är i själva verket belägna tillräckligt nära intill kopplingsfaktor skall erhållas banden emellan. eller över varandra för att en hög magnetisk Om man inledningsvis gör tankeexperimentet att band 1 är ett amorft magnetoelastiskt band under det att band 2 utgöres av en mjuk järnkärna och banden samtidigt ut- sättes för inverkan av ett statiskt magnetiskt förspän- ningsfält H0, erhålles följande resultat. Banden 1 påver- kas av ett statiskt magnetfält Hl, som emellertid är mindre än HQ eftersom magnetfältet H2 i band 2 verkar i föreliggande fall i motsatt riktning mot HO och reducerar lO 15 20 25 30 35 503 526 detta till H1. Det magnetiska förspänningsfältet är emellertid fortfarande statiskt och den resulterande resonansfrekvensen i band 1 illustreras i fig 1 vid H1 resp frl.

Då bandet 2 emellertid i praktiken ej utgöres av en mjuk järnkärna, utan är ett amorft magnetoelastiskt band, liksom band 1, erhålles ett modifierat resultat. Ett magnetoelastiskt band i resonans uppvisar en kraftig variation i ett omgivande magnetfält. (Denna variation utnyttjas för att med hjälp av detekteringsspolar uppfànga bandets rsonanssvängning.) Bandet 2 magnetiseras av förspänningsfältet och utvecklar ett eget magnetfält H2, som är motriktat förspänningsfältet H0. Under inverkan av ett exiteringsfält bibringas bandet 2 dessutom en oscillation, vilket medför att dess magnet- fält ocksà oscillerar med bandets svängningsfrekvens. Det magnetfält som påverkar bandet 1 är således ej ett statiskt magnetfält utan ett oscillerande magetfält Hres, så som markerats i fig 1 (Hres = H0 + H2 I detta oscillerande förspänningsfält Hres frek- vensmoduleras bandets 1 resonansfrekvens så som schema- átiskt illustrerats i den övre vänstra delen i fig 1. Ban- dets 1 oscillation sker sålunda kring en medelfrekvens men med en frekvensmodulering FM, vars moduleringsfrek- vens direkt motsvarar svängningsfrekvensen för bandet 2, och med moduleringsamplituden AmpFM vilket motsvarar amplituden pà H-fältets variation..

Ovan beskrivna samband utnyttjas enligt uppfin- ningen för att i en och samma detektering avgöra vilka av de detekterade banden som tillhör respektive etikett.

Detta illustreras i efterföljande, i tabellform samman- ställda detekteringsresultat, som utgår fràn ett tänkt exempel med tre etiketter i en detekteringszon, varvid varje etikett innehåller tvà amorfa magnetoelastiska band, ett 0 mg-band (Band 1) och ett 12 mg-band (Band 2). 503 10 15 20 25 30 35 526 De detekterade siffermässiga värdena antages vara följande: Band 1 (O mg-band) Band 2 (12 mg band) fr FM AmpFM fr FM AmpFM A 40 20 3 D ll B 38 15 2 E 20 C 25 ll 4 F 15 I tabellen ovan har frekvensmoduleringen (FM) och amplituden (AmpFM) för l2mg-banden (Band D, E och F) ute- lämnats. Självfallet sker en ömsesidig påverkan mellan banden 1 och 2, så att för banden D, E och F också detek- teras värden på FM och AmpFM, men dessa värden har av tydlighetsskäl utelämnats eftersom denna studie endast avser att belysa bandets 2 påverkan på bandet 1.

Ur tabellen ovan framgår att för ett band (Band A) detekterats en medelsvângningsfrekvens av 40 kHz, frekvensmodulerad med moduleringsfrekvensen 20 kHz och med amplituden 3 kHz. Moduleringsfrekvensen 20 kHz kan endast hårröra från ett intilliggande band, vars medel- svängningsfrekvens är 20 kHz. För band E har just denna medelsvängningsfrekvens detekterats. Slutsatsen blir att .banden A och E ligger nära intill varandra, d v s banden A och E finns i en och samma etikett. Motsvarande ana- lyser med avseende på övriga band ger sålunda vid handen att banden C och D ligger i samma etikett, och banden B och F ligger i samma etikett.

Ovan redovisade resonemang kan självfallet genomfö- ras för samtliga i en etikett ingående band oavsett om antalet band är två eller flera, och för samtliga i detekteringszonen befintliga etiketter, oavsett antalet.

Sättet enligt föreliggande uppfinning gör det såle- des möjligt att i en detekteringszon med ett däri ver- kande magnetiskt förspånningsfâlt detektera i zonen be- fintliga etiketter, vilka var och en innefattar minst två amorfa magnetoeleastiska band, varvid sättet enligt upp- 10 15 20 25 30 35 sos 526 finnigen kännetecknas av att resonansfrekvenserna för varje band detekteras, under samtidig detektering av moduleringsfrekvensen för varje band, samt att band vars detekterade resonansfrekvens överensstämmer med detekte- rad moduleringsfrekvens för ett annat band registreras såsom tillhörande samma etikett.

I ovan beskrivna utföringsexempel visas banden i etiketten orienterade parallellt med varandra. Vid etiketter där etikettens kod bestämmes genom en, för ifrågavarande etikett unik vinkelförskjutning mellan banden, är detta ej fallet. För sådana etiketter är det ej för identifiering av etikettens specifika kod till- räckligt att detektera vilka band som hör till respektive etikett i motsats till vad som är fallet vid binärkodade etiketter. möjligt att i en och samma detekteringsoperation också Föreliggande uppfinning gör det emellertid identifiera koden för respektive etikett, på sätt som beskrives i det följande.

Pig 3 illustrerar schematiskt två band, l och 2, som ligger nära intill varandra i en etikett,men vinkel- förskjutna i förhållande till varandra. Inverkan av -magnetfältet H2 pà band l varierar med vinkeln a mellan band 1 och 2. påverkar därvid bandet l med en komposant i rätvinklig Det oscillerande magnetfältet H2 i bandet 2 projektion på bandet 1. Moduleringsamplituden minskar med ökande a genom att den magnetiska kopplingen minskar. FM- frekvensen förblir emellertid kopplad till resonansfrekvensen i band 2. Moduleringsamplituden är således störst då banden är parallella, och minskar i direkt beroende av vinkelförskjutningen mellan banden.

Den detekterade moduleringsamplituden utgör således ett mått på bandens vinkelförskjutning, dvs är signifikativt för etikettens kod. Eftersom moduleringsamplituden detekteras samtidigt med medelfrekvensen och frekvensmoduleringen, gör således föreliggande uppfinning 503 526 10 15 20 25 30 35 det principiellt möjligt att i en och samma detekteringsoperation fullständigt identifiera etiketterna.

Av den i fig 4 visade kurvan framgår hur den magnetoelastiska kopplingsfaktorn k33 varierar i beroende av magnetfältet H. Kopplingsfaktorn avgör bandets signal- styrka. Eftersom magnetfältet H moduleras, moduleras även den magnetoelastiska kopplingsfaktorn k33 för bandet, vilket innebär att det också utsättes för en amplitud- modulering, kopplad till det modulerande förspänningsfältet. Detta illustreras i fig 5, där y- axeln representerar amplituden för bandets signal och x- axeln representerar tiden. Som framgår av figuren är såväl frekvensmoduleringen som amplitudmoduleringen kopplade till förspänningsfältets modulering.

Detta innebär att såväl frekvensmoduleringen som amplitudmoduleringen kan utnyttjas vid detekteringen en- ligt uppfinningen.

Uppfinningen gör det sålunda möjligt att pà ett ra- tionellt sätt detektera etiketter som befinner sig i en magnetisk detekteringszon och som är kodade med ut- Qnyttjande av amorfa magnetoelastiska band. Detekteringen enligt uppfinningen är möjlig oavsett hur koden är upp- byggd, t ex binär kodning eller, där koden bildas genom inbördes vinkelförskjutning av banden, så som i det beskrivna exemplet. Vid binär kodning kan det förekomma att vissa etiketter endast innehåller ett band. Uppfin- ningen är emellertid tillämpbar även i sådana fall. Eti- ketter med endast ett band utmärker sig därvid genom att bandet ej uppvisar nàgon modulation.

Sättet enligt föreliggande uppfinning är ej avsett att nödvändigtvis helt ersätta det inledningsvis nämnda förfarandet enligt svensk patntansökan 9401449-5, utan de båda metoderna kan användas tillsammans och därvid komplettera varandra. Även en kodning där det relativa sos 526: läget mellan banden utgör koder, eller där en kombination av läge och vinkel bildar koden, omfattas också av före- liggande uppfinning.

Claims (6)

503 526 10 15 20 25 30 10 PATENTKRAV

1. Sätt att i en detekteringszon med ett däri ver- kande magnetiskt förspänningsfält detektera i zonen be- fintliga etiketter, vilka var och en innefattar amorfa, magnetoelastiska band, företrädesvis minst två amorfa magnetoelastiska band, k ä n n e t e c k n a t av att resonanssvängningarna för varje band detekteras under samtidig detektering av moduleringsfrekvens/-er för varje band, överensstämmer med detekterad moduleringsfrekvens för ett samt att band vars detekterade resonansfrekvens annat band registreras såsom tillhörande samma etikett.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den detekterade moduleringen utgöres av frekvens- moduleringen.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den detekterade moduleringen utgföres av amplitud- moduleringen.

4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att moduleringsamplituden detekteras för varje band, varvid de detekterade moduleringsamplituderna för samt- liga band som tillhör en etikett, i en beräkningsenhet _omvandlas till vinkelvärden som registreras såsom signi- fikanta för koden för respektive etikett.

5. Sätt enligt krav 4, av att den detekterade moduleringsamplituden utgöres av k ä n n e t e c k n a t frekvensmoduleringens amplitud.

6. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att den detekterade moduleringsamplituden utgöres av amplitudmoduleringens amplitud.