NO870606L

NO870606L - MAGNETIC REMOVAL MONITORING SYSTEM, PROCEDURE AND CODED MARKETS.

Info

Publication number: NO870606L
Application number: NO870606A
Authority: NO
Inventors: Jon Weaver
Original assignee: Controlled Information Corp
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1987-02-16
Also published as: NO870606D0

Description

MAGNETISK GJENSTANDSOVERVÅKNINGSSYSTEM,FREMGANGSMÅTE OG KODET MARKØR. MAGNETIC OBJECT MONITORING SYSTEM, PROCEDURE AND ENCODED MARKER.

Oppfinnelsens bakgrunn.The background of the invention.

1. Oppfinnelsens område.1. The scope of the invention.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et magnetisk gjenstandsovervåkningssystem, og kodede markører for slike systemer, som er istand til å fremskaffe og skjelne blant et stort antall av koder. The present invention relates to a magnetic object monitoring system, and coded markers for such systems, which are capable of acquiring and distinguishing among a large number of codes.

2.Teknikkens stilling.2. The position of the technology.

Gjenstandsovervåkningssysterner benytter seg ofte av bløt-magnetiske materialer, og lavfrekvens-deteksjonssystemer har vært kjent siden Picard-patentet (serie nr. 76 3.861) ble meddelt i Frankrike i 19 38. Picard oppdaget at når et metallstykke ble utsatt for et sinus-varierende magnetfelt, blir en indusert spenning som er kjennetegnet for metallkomposisjonen, fremskaffet i et par avbalanser-te spoler i nærheten av det påtrykte felt. Idag blir der ved slike systemer utnyttet de harmoniske som fremskaffes av en markør av en myk-magnetisk strimmel for detektering av markøren. På grunn av de ikke-lineære karakteristikker hos slike markører, vil der samtidig eller individu-elt bli fremskaffet grupper av liketallige og uliketallige ordener av harmoniske. Uliketallige ordener (1, 3, 5...) av harmoniske blir fremskaffet ved en symmetrisk svitsjing av B/H-sløyfen. Liketallige ordener av harmoniske (2, 4, 6...) blir fremskaffet ved en ikke-symmetrisk svitsjebetingelse, typisk forårsaket av en D.C.-magnetisk forspenning internt eller eksternt i forhold til materialet . Object monitoring systems often use soft-magnetic materials, and low-frequency detection systems have been known since the Picard patent (serial no. 76 3861) was issued in France in 1938. Picard discovered that when a piece of metal was exposed to a sinusoidally varying magnetic field , an induced voltage characteristic of the metal composition is produced in a pair of unbalanced coils in the vicinity of the applied field. Today, in such systems, the harmonics produced by a marker are utilized by a soft-magnetic strip to detect the marker. Due to the non-linear characteristics of such markers, groups of even and odd orders of harmonics will be produced simultaneously or individually. Odd orders (1, 3, 5...) of harmonics are produced by a symmetrical switching of the B/H loop. Equal orders of harmonics (2, 4, 6...) are produced by a non-symmetrical switching condition, typically caused by a D.C. magnetic bias internal or external to the material.

De ikke-lineære karakteristikker for det bløte magnetiske materialet, selv om det vanligvis ikke finnes, kan dupli-seres i noen ferrittiske legeringer ved nærværet av en magnetisk forspenning. Det resulterer i fremskaffelsen av liketallige og uliketallige ordener av harmoniske, som duplikerer responsen hos bløt-magnetiske materialer, f.eks. permalloy og metalliske glassprodukter. Imidlertid kan bruken av mer sensitivt detekteringsutstyr bidra til sannsynligheten for falske alarmer på grunn av jernholdige legeringer. The non-linear characteristics of the soft magnetic material, although not usually present, can be duplicated in some ferritic alloys in the presence of a magnetic bias. It results in the production of even and odd orders of harmonics, which duplicate the response of soft-magnetic materials, e.g. permalloy and metallic glass products. However, the use of more sensitive detection equipment may contribute to the likelihood of false alarms due to ferrous alloys.

En annen begrensning med hensyn til den bløte strimmel og lavfrekvenssysternet, går ut på at bare en eneste bit med in-formasjon er tilgjengelig under den innbyrdes påvirkning av markør og system. Markøren befinner seg enten i detekteringssonen eller ikke. Det eneste annet alternativ er at markøren er deaktivisert, enten den befinner seg i detekteringssonen eller ikke. Mens dette ikke utgjør en u-lempe i forbindelse med systemer som brukes for tyverikontroll, utgjør det enenorm begrensning når det brukes for overvåkning av strømmen av grupper av forskjellige gjenstander, eller til og med personer, gjennom detekteringssonen. Another limitation with regard to the soft strip and the low frequency system is that only a single bit of information is available under the interplay of marker and system. The marker is either in the detection zone or not. The only other option is for the marker to be deactivated, whether it is in the detection zone or not. While this does not constitute a disadvantage in connection with systems used for theft control, it constitutes a singular limitation when used for monitoring the flow of groups of different objects, or even persons, through the detection zone.

Disse systemer som bruker kodede innretninger for over-våking av folk og gjenstander i et utvalgt område, er istand til å behandle et stort antall av koder. Kortad-gangssystemer utgjør et godt eksempel. De vil generelt kombinere en digital nettverks- og/eller radiofrekvenskrets for utsendelse av koden. Imidlertid er disse innretninger altfor dyre for bruk enten for tyverikontroll av rimelige gjenstander eller for innbokontroll i fabrikker eller maga-siner. Det skal forståes at kodede markører kan festes på eller på annen måte bæres av en hvilken som helst gjenstand eller person, dyr, etc. Uttrykket "gjenstand" er her brukt for å romme slike muligheter. These systems, which use coded devices for monitoring people and objects in a selected area, are capable of processing a large number of codes. Kortad corridor systems are a good example. They will generally combine a digital network and/or radio frequency circuit for broadcasting the code. However, these devices are far too expensive for use either for theft control of inexpensive items or for inventory control in factories or warehouses. It should be understood that encoded markers may be attached to or otherwise carried by any object or person, animal, etc. The term "object" is used herein to accommodate such possibilities.

Den foreliggende oppfinnelse skiller seg fra den kjente teknikk ved at de koder som benyttes, blir ikke duplisert ved hjelp av forspente jernholdige legeringer, selv utilsiktet. Videre kan den kodede markør være innlemmet i en innretning som omfatter et eneste element, og kan program-meres (få endret sin kode) ved endring av geometrien av det ytre av en leder som omgir en magnetisk kjerne. Den kan detekteres på store avstander, og er ikke følsom overfor rommelig orientering inne i systemet. Antallet av koder er ikke avhengig av markørkonstruksjonen, men av faseopp-løsningen hos detekteringssystemet og programmeringsinn-retningen . The present invention differs from the known technique in that the codes used are not duplicated by means of prestressed ferrous alloys, even unintentionally. Furthermore, the coded marker can be incorporated into a device comprising a single element, and can be programmed (have its code changed) by changing the geometry of the exterior of a conductor surrounding a magnetic core. It can be detected at great distances, and is not sensitive to spatial orientation within the system. The number of codes does not depend on the marker construction, but on the phase resolution of the detection system and the programming device.

Hovedideen bak den foreliggende oppfinnelse vil best kunne forståes i kontrast til den lære som fremgår av spesielle og representative patentskrifter. Den kjente teknikk kan oppdeles i følgende klassifikasjoner: 1) et eneste element, 2) flere elementer, 3) forspenning (magnetisering), og 4) ikke-forspenning. The main idea behind the present invention can best be understood in contrast to the teaching that appears in special and representative patent documents. The prior art can be divided into the following classifications: 1) single element, 2) multiple elements, 3) bias (magnetization), and 4) non-bias.

En bistabil magnetisk innretning er omtalt i US-patentskrift 3.820.090 (Wiegang).Markøren foreligger i form av en tråd, fortrinnsvis med et magnetisk "hardt" magnetisert ytre skall (med en forholdsvis høy koersivitet) og en forholdsvis moderat "bløt" magnetisk kjerne (med en forholdsvis lav koersivitet). Den magnetiske skalldel er istand til å magnetisere kjernedelen i en første retning, magnetiseringen av kjernedelen er reversibel ved påføring av et separat magnetfelt, og skallet er istand til å remagnetise-re kjernedelen i den første retning ved fjerning av det separate magnetfelt. Innretningen krever en fiksert orientering i forhold til spørrefeltet. Systemet kan fremskaffe ytterligere koder ved bare å bruke multiple elementer. Slike innretninger blir generelt benyttet for adgangs-systemer med kort som bygger på umiddelbar nærhetsfunksjon ("close proximity"). A bistable magnetic device is described in US patent 3,820,090 (Wiegang). The marker is in the form of a wire, preferably with a magnetic "hard" magnetized outer shell (with a relatively high coercivity) and a relatively moderately "soft" magnetic core (with a relatively low coercivity). The magnetic shell part is capable of magnetizing the core part in a first direction, the magnetization of the core part is reversible upon application of a separate magnetic field, and the shell is capable of remagnetizing the core part in the first direction upon removal of the separate magnetic field. The device requires a fixed orientation in relation to the field of inquiry. The system can generate additional codes by simply using multiple items. Such devices are generally used for access systems with cards based on the immediate proximity function ("close proximity").

Den innretning som er omtalt i US-patentskrift 3.747.086 (Peterson) gjør bruk av multippelelementer for å forspenne en bløt magnetisk strimmel. Markøren omfatter en flerhet av ferromagnetiske elementer innbefattende et første element som er istand til å fremskaffe et signal som inne-holder harmoniske av et drivende oscillerende spørrefelt, og et annet element som har en koersiv kraft større enn det første element, og er istand til å bibeholde en til-stand av magnetisering når det utsettes for spørrefeltet, slik at når det er magnetisert på denne måte, blir en mag netisk forspenning påtrykt det første element for å for-hindre fremskaffelse av det harmoniske signal. Der foreligger fire muligheter (koder) som elementet kan magneti-seres på. Imidlertid kan disse koder lett reproduseres i en hvilken som helst forspent, jernholdig legering. Systemet er hverken enestående eller pålitelig. The device disclosed in US Patent 3,747,086 (Peterson) makes use of multiple elements to bias a soft magnetic strip. The marker comprises a plurality of ferromagnetic elements including a first element which is capable of producing a signal containing harmonics of a driving oscillating interrogation field, and another element which has a coercive force greater than the first element, and is capable of maintaining a state of magnetization when exposed to the interrogation field, so that when it is magnetized in this way, a magnetic bias is applied to the first element to prevent production of the harmonic signal. There are four possibilities (codes) in which the element can be magnetised. However, these codes can be easily reproduced in any prestressed ferrous alloy. The system is neither unique nor reliable.

Ved det system som er omtalt i US-patentskrift 3.765.007 (Elder) blir der benyttet markører av "n" antall av elementer med varierende AC koersiviteter for fremskaffelse av "n" antall koder. Når elementene blir utsatt for et periodisk varierende magnetfelt, vil magnetiseringen av elementene reversere frekvensielt ved jevne tidsinterval-ler. I likhet med sytemet ifølge US-patentskrift 3.765.007 utsatt for falske alarmer fra forspente, jernholdige legeringer som utilsiktet og altfor ofte dupliserer koden. Dessuten må der brukes en flerhet av organer som fremskaffer magnetfelt for å dekke alle orienteringer av de kodede elementer (markører). In the system described in US patent 3,765,007 (Elder), markers of "n" number of elements with varying AC coercivities are used to produce "n" number of codes. When the elements are exposed to a periodically varying magnetic field, the magnetization of the elements will reverse in frequency at regular time intervals. Like the system of US Patent 3,765,007 prone to false alarms from prestressed ferrous alloys that inadvertently and all too often duplicate the code. Moreover, a plurality of means must be used which provide magnetic fields to cover all orientations of the coded elements (markers).

Ved det system som er omtalt i US-patentskrift 4.134.538 blir der brukt markører av "n" multippelelementer eller bånd som fremskaffer varierende amplituder som en kode. Slike magnetiske bånd er selektivt delt inn ved variable forhåndsbestemte lokasjoner ved hjelp av utskjæringer med variable forhåndsbestemte utstrekninger, slik at når de befinner seg i detekteringssonen, vil der bli fremskaffet signaler med varierende amplituder. Markøren må i detekteringssonen passere spolene i korrekt orientert stilling og i intimt nærhet av disse. Det utgjør fortrinnsvis en innretning som er påtenkt i forbindelse med adkomstkon-troll eller inventarkontroll, og er dyr å fremstille. In the system described in US patent 4,134,538, markers of "n" multiple elements or bands are used which provide varying amplitudes as a code. Such magnetic bands are selectively divided at variable predetermined locations by means of cutouts of variable predetermined extents, so that when they are in the detection zone, signals of varying amplitudes will be produced. In the detection zone, the marker must pass the coils in a correctly oriented position and in close proximity to them. It preferably constitutes a device that is intended in connection with access control or inventory control, and is expensive to manufacture.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse at når en passende leder, f.eks. av aluminium eller kobber delvis eller totalt innelukker en kjerne av bløtt magnetisk materiale, vil fasen for de harmoniske som blir fremskaffet, bli skiftet (forsinket i tid). Graden av den faseskift som blir introdusert, blir i store trekk styrt av størrelsen av motstanden hos den leder som omgir det magnetiske materialet. Det passer å skifte en hvilken som helst harmonisk eller grupper av harmoniske i en eller annen grad, gjennom 360 grader. Imidlertid vil der forekomme noe tap av den harmoniske amplitude ettersom ledertykkelsen øker, og ettersom antallet av harmoniske øker. The present invention is based on the discovery that when a suitable conductor, e.g. of aluminum or copper partially or totally encloses a core of soft magnetic material, the phase of the harmonics produced will be shifted (delayed in time). The degree of the phase shift that is introduced is largely governed by the magnitude of the resistance of the conductor surrounding the magnetic material. It is suitable to shift any harmonic or groups of harmonics to any degree, through 360 degrees. However, there will be some loss of harmonic amplitude as the conductor thickness increases, and as the number of harmonics increases.

Muligheten for å styre fasen hos de harmoniske tillater fremskaffelse av signaler som har en enestående signatur, som skiller seg både fra jernholdige legeringer og bløte magnetiske materialer. Det innebærer at man unngår de u-tiltenkte detekteringer som beheftet tidligere kjente systemer, som omtalt ovenfor. Dessuten kan der etableres en flerhet av koder i henhold til det induserte faseskift. Faseskiftet blir ikke påvirket av en ytre magnetisk forspenning med lavt nivå, fordi gjenstander av uliketall ord-en er totalt upåvirket, og liketallige produkter skifter med +/- 180 grader. The ability to control the phase of the harmonics allows the generation of signals that have a unique signature, which differs from both ferrous alloys and soft magnetic materials. This means that you avoid the unintended detections that plagued previously known systems, as discussed above. Moreover, a plurality of codes can be established according to the induced phase shift. The phase shift is not affected by a low-level external magnetic bias, because odd-numbered products are totally unaffected, and even-numbered products shift by +/- 180 degrees.

Systemet omfatter en oscillator som fremskaffer faselåse-signaler til en sender/forsterker-krets og mottager/fase-komparatorkrets. Faseskiftede harmoniske som fremskaffes av markøren, blir oppfanget og forsterket i mottageren. The system comprises an oscillator which provides phase-locked signals to a transmitter/amplifier circuit and receiver/phase comparator circuit. Phase-shifted harmonics produced by the marker are picked up and amplified in the receiver.

En sammenligning utføres bare av fasen hos de mottatte harmoniske i forhold til fasen for det utsendte signal. Enten en eller flere harmoniske kan bli sammenlignet, avhengig av det spesielle system som er i bruk. Et system som brukes for en tyverikontroll-innretning krever et minimalt kodenivå, men et maksimalt antall av fasesammenligninger av de harmoniske. Et system som brukes for inventarkontroll vil kreve et maksimalt antall av koder, A comparison is only made of the phase of the received harmonics in relation to the phase of the transmitted signal. Either one or more harmonics can be compared, depending on the particular system in use. A system used for an anti-theft device requires a minimum level of coding but a maximum number of phase comparisons of the harmonics. A system used for inventory control will require a maximum number of codes,

men et minimalt antall av fasesammenligninger. Når faseskiftet først blir sammenlignet og funnet å være riktig but a minimal number of phase comparisons. When the phase shift is first compared and found to be correct

(i tilfelle av f.eks. et tyverisystem) blir der avgitt en alarm. Et inventarkontrollsystem vil dessuten omfatte be-handlingsutstyr for oversending av data til kassaapparatet eller til en datamaskin, for påvirkning av en mekanisk/ (in the case of e.g. a theft system) an alarm is given. An inventory control system will also include processing equipment for transmitting data to the cash register or to a computer, for influencing a mechanical/

elektrisk innretning eller en kombinasjon av disse. electrical device or a combination of these.

Sammenfatning av oppfinnelsen.Summary of the Invention.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et gjenstandsovervåkingsssystem som benytter seg av kodede magnetiske markører som er innrettet til å bæres av gjenstander eller personer som skal overvåkes i en detekteringssone. It is an aim of the present invention to provide an object monitoring system which makes use of coded magnetic markers which are designed to be carried by objects or persons to be monitored in a detection zone.

En annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte for overvåkning av artikler eller personer som bærer kodede magnetiske markører i en detekteringssone. Another purpose of the present invention is to provide a method for monitoring articles or persons carrying coded magnetic markers in a detection zone.

Det er enda en hensikt med den foreliggende oppfinnelseThere is yet another object of the present invention

å fremskaffe en kodbar magnetisk markør, som kan kodes i et stort antall av forskjellige koder. to provide a codeable magnetic marker, which can be coded in a large number of different codes.

Det er også en hensikt med den foreliggende oppfinnelseIt is also a purpose of the present invention

å skaffe en mer pålitelig detektering av kodede magnetiske markører i forbindelse med et gjenstandsovervåkingssy-stem. to provide a more reliable detection of coded magnetic markers in connection with an object monitoring system.

Det er dessuten en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe forbedrede gjenstandsovervåkningssystemer og kodbare magnetiske markører for slike systemer, basert på'detektering av faseskiftede harmoniske hos et faselåst referansesignal med en grunnfrekvens, og graden av faseskiftet. It is also an object of the present invention to provide improved object monitoring systems and codeable magnetic markers for such systems, based on the detection of phase-shifted harmonics in a phase-locked reference signal with a fundamental frequency, and the degree of the phase shift.

Disse og andre hensikter oppnåes ved et magnetisk gjenstandsovervåkningssystem, omfattende: organer for fremskaffelse og utsendelse av faselåste referansesignaler ved en grunnfrekvens i en detekteringssone, en flerhet av kodede markører, idet hver markør omfatter organer for å fremskaffe faseskiftede harmoniske signaler som reagerer på faselåste referansesignaler ved grunnfrekvensen, or ganer for å motta de faseskiftede harmoniske signaler som er fremskaffet av de kodede markører i detekteringssonen, organer for å bestemme det relative faseskift mellom referansesignalene og de harmoniske markørsignaler, og organer for å fremskaffe et styresignal som reagerer på identifikasjon av en gyldig kode fra bestemmelsesorganet. I forbindelse med f.eks. et system som overvåker tyverier, kan overvåkningssystemet ytterligere omfatte organer for å sammenligne et bestemt relativt faseskift i forhold til et forhåndsbestemt faseskift for derved å muliggjøre fremskaffelsen av et ja-nei-detekteringssignal fra styresignal-fremskaffelsesorganet. I f.eks. et inventarstyresy-stem kan overvåkningssystemet dessuten omfatte: organer for nøyaktig måling av graden av relativ fase, og organer for fremskaffelse av et variabelt styresignal, svarende til den målte grad av relativ faseskift. Hver av markørene omfatter organer for justering av graden av faseskift hos de harmoniske signaler. Spesielt kan hver av markørene omfatte en kjerne av bløtt magnetisk materiale,! det minste delvis omgitt av et elektrisk ledende materiale, idet graden av faseskift er proporsjonalt med graden av tykkelse av det elektrisk ledende materiale, i forhold til mengden av kjernematerialet, til konfigurasjonen av det elektrisk ledende materiale, og til motstanden i det elektrisk ledende materiale. These and other purposes are achieved by a magnetic object monitoring system, comprising: means for providing and transmitting phase-locked reference signals at a fundamental frequency in a detection zone, a plurality of coded markers, each marker comprising means for providing phase-shifted harmonic signals responsive to phase-locked reference signals at the fundamental frequency, means for receiving the phase-shifted harmonic signals provided by the coded markers in the detection zone, means for determining the relative phase shift between the reference signals and the harmonic marker signals, and means for providing a control signal responsive to identification of a valid code from the determining body. In connection with e.g. a system which monitors thefts, the monitoring system may further comprise means for comparing a determined relative phase shift with respect to a predetermined phase shift to thereby enable the provision of a yes-no detection signal from the control signal provision means. In e.g. an inventory control system, the monitoring system can also include: means for accurately measuring the degree of relative phase, and means for producing a variable control signal, corresponding to the measured degree of relative phase shift. Each of the markers includes means for adjusting the degree of phase shift of the harmonic signals. In particular, each of the markers may comprise a core of soft magnetic material,! the smallest partially surrounded by an electrically conductive material, the degree of phase shift being proportional to the degree of thickness of the electrically conductive material, in relation to the amount of the core material, to the configuration of the electrically conductive material, and to the resistance in the electrically conductive material.

Disse og andre formål blir også fullstendiggjort ved en fremgangsmåte for å utføre overvåkning av gjenstander eller personer i en detekteringssone, omfattende følgende trinn: å gi hver gjenstand eller person en kodet markør med organer for fremskaffelse av faseskiftede harmoniske signaler som reagerer på og i forhold til referansesignaler, å utsende faselåsereferansesignaler ved en grunnfrekvens inn i detekteringssonen, å motta faseskiftede harmoniske signaler som er fremskaffet ved hver markør i detekteringssonen som reaksjon på de faselåste referansesignaler, og å måle faseskiftet mellom referansesignalene og de harmoniske markørsignaler, i det graden av faseskift er relatert til positiv identifikasjon av en markør i detekteringssonen. I forbindlese med f.eks. et tyveridetek-teringssystem, kan fremgangsmåten ytterligere omfatte det trinn å fremskaffe et styresignal som reagerer på identifikasjon av en kodet markør i detekteringssonen. I forbindelse med et inventarovervåkningssystem kan f.eks, fremgangsmåten ytterligere omfatte det trinn å tildanne hver av mar-kørene fra en kjerne av bløtt magnetisk materiale som er omgitt av et elektrisk ledende materiale, å kode markørene med forskjellige koder, og å fremskaffe et variabelt styresignal svarende til den målte grad av faseskift hos de detekterte harmoniske signaler. Markørene kan være variabelt kodet ved justering av i det minste en av gradene av og/eller tykkelsen av det elektrisk ledende materiale i forhold til graden av kjernematerialet, oppbygningen av det elektrisk ledende materiale, og å velge det elektrisk ledende materiale i henhold til materialets motstandsegen-skaper. Graden av faseskift er proporsjonal med hver av de nevnte størrelser, oppbygningen og motstanden. These and other objects are also accomplished by a method of performing monitoring of objects or persons in a detection zone, comprising the following steps: providing each object or person with a coded marker with means for generating phase-shifted harmonic signals responsive to and in relation to reference signals, transmitting phase-locked reference signals at a fundamental frequency into the detection zone, receiving phase-shifted harmonic signals produced at each marker in the detection zone in response to the phase-locked reference signals, and measuring the phase shift between the reference signals and the harmonic marker signals, as the degree of phase shift is related for positive identification of a marker in the detection zone. In conjunction with e.g. a theft detection system, the method can further comprise the step of providing a control signal which responds to the identification of a coded marker in the detection zone. In connection with an inventory monitoring system, for example, the method may further comprise the step of forming each of the markers from a core of soft magnetic material which is surrounded by an electrically conductive material, encoding the markers with different codes, and providing a variable control signal corresponding to the measured degree of phase shift in the detected harmonic signals. The markers can be variably coded by adjusting at least one of the degrees of and/or the thickness of the electrically conductive material in relation to the degree of the core material, the structure of the electrically conductive material, and selecting the electrically conductive material according to the material's resistance - creates. The degree of phase shift is proportional to each of the mentioned sizes, the structure and the resistance.

Disse og andre hensikter ifølge den foreliggende oppfinnelse blir realisert ved en magnetisk markør som brukes ved et gjenstandsovervåkningssystem, idet de kodede markører bæres av de overvåkte gjenstander, samtidig som markøren omfatter: en kjerne av bløtt magnetisk materiale, og et elektrisk ledende materiale som i det minste delvis omslutter kjernen, slik at markøren vil fremskaffe et klart identifiserbart signal av faseskiftede harmoniske, som reagerer på og er relatert til et faselåst referansesignal hos en grunnfrekvens, idet graden av faseskift muliggjør en pålitelig detektering og identifikasjon av hver kodet markør. Kjernematerialet kan velges fra permalloy eller et hvilket som helst av de kjente metalliske glassmateri-aler. Det elektrisk ledende materiale kan være en hvilken som helst kjent elektrisk leder, forholdsvis rimelig og for nåværende fortrinnsvis være materialene kobber og aluminium. Det elektrisk ledende materiale kan være kontinuerlig, eller det kan omfatte diskrete seksjoner av elektrisk ledende materiale. Kjernen kan ha en eller fle re konfigurasjoner eller tverrsnitt innbefattet,men ikke begrenset til en tråd, stav, ribbe og plate. Det elektrisk ledende materiale kan ha en hvilken som helst av en flerhet av oppbygninger, innbefattende men ikke begrenset til å være viklet rundt kjernen, omfattende en flerhet av ringer som omsirkler kjernen, eller være utført som et ark med en gjennomgående åpning hvor kjernematerialet er plassert. These and other purposes according to the present invention are realized by a magnetic marker that is used in an object monitoring system, the coded markers being carried by the monitored objects, while the marker comprises: a core of soft magnetic material, and an electrically conductive material that in it least partially encloses the core, so that the marker will provide a clearly identifiable signal of phase-shifted harmonics, which responds to and is related to a phase-locked reference signal at a fundamental frequency, the degree of phase shift enabling reliable detection and identification of each coded marker. The core material can be selected from permalloy or any of the known metallic glass materials. The electrically conductive material can be any known electrical conductor, relatively inexpensive and for now preferably the materials copper and aluminium. The electrically conductive material may be continuous, or it may comprise discrete sections of electrically conductive material. The core may have one or more configurations or cross-sections including but not limited to a wire, rod, rib and plate. The electrically conductive material can have any of a number of configurations, including but not limited to being wrapped around the core, comprising a plurality of rings encircling the core, or being made as a sheet with an opening through which the core material is placed .

Kort omtale av tegningsfigurene.Brief description of the drawing figures.

For tiden foretrukne utførelsesformer for oppfinnelsen vil fremgå av de følgende tegningsfigurer, idet det imidlertid skal forståes at oppfinnelsen ikke er begrenset til de nøy-aktige sammenstillinger og instrumenteringer som er anskueliggjort. Figur 1 er et blokkdiagram over et tyveriovervåkningssystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et perspektivriss av en markør i henhold til oppfinnelsen, tildannet av bløtt magnetisk materiale og omgitt av en leder. Figur 3 er et perspektivriss av en alternativ utførelses-form for en markør, idet en strimmel av bløtt magnetisk materiale er omgitt av et ark av ledende materiale. Figur 4 er et perspektivriss av en ytterligere alternativ utførelsesform for en markør, hvor en strimmel av bløtt magnetisk materiale er omsluttet av ringer av ledende materiale . Figur 5 er en representasjon i kurveform, som anskuelig-gjør en harmonisk som er skiftet i forhold til sin opp-rinnelige stilling. Currently preferred embodiments of the invention will be apparent from the following drawings, it being understood, however, that the invention is not limited to the exact assemblies and instrumentation that are illustrated. Figure 1 is a block diagram of a theft monitoring system according to the present invention. Figure 2 is a perspective view of a marker according to the invention, made of soft magnetic material and surrounded by a conductor. Figure 3 is a perspective view of an alternative embodiment of a marker, a strip of soft magnetic material being surrounded by a sheet of conductive material. Figure 4 is a perspective view of a further alternative embodiment of a marker, where a strip of soft magnetic material is surrounded by rings of conductive material. Figure 5 is a representation in curve form, which makes visible a harmonic that has shifted in relation to its original position.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelsesformer.Detailed description of preferred embodiments.

Et gjenstandsovervåkningssystem 10 i henhold til den fore liggende oppfinnelse er vist i blokkdiagram på figur 1. For enkelthetsskyld er det system som er vist et tyveri-detekteringssystem, istedetfor f.eks. et inventarovervåkningssystem. En oscillator 12 fremskaffer signaler som er faselåst til hverandre, og som er nøyaktige multipler av den grunnfrekvens som sendes ut. Grunnfrekvensen er forholdsvis fri for harmonisk forvrengning. Grunnsignalet blir tilført en sender/forsterker 14, hvor det blir forsterket. Det forsterkede signal blir oversendt til sen-derantennen 16 som er sammensatt av en eller flere viklinger av kobbertråd. Det resulterende utsendte signal er fortrinnsvis en hovedsakelig ren sinusbølge av elek-tromagnetisk energi, og befinner seg i et foretrukket fre-kvensområde fra 100 Hz til 10.000 Hz. An object monitoring system 10 according to the present invention is shown in a block diagram in Figure 1. For the sake of simplicity, the system shown is a theft detection system, instead of e.g. an inventory monitoring system. An oscillator 12 produces signals which are phase-locked to each other, and which are exact multiples of the fundamental frequency being emitted. The fundamental frequency is relatively free of harmonic distortion. The basic signal is fed to a transmitter/amplifier 14, where it is amplified. The amplified signal is transmitted to the transmitter antenna 16 which is composed of one or more windings of copper wire. The resulting transmitted signal is preferably an essentially pure sine wave of electromagnetic energy, and is in a preferred frequency range from 100 Hz to 10,000 Hz.

Et eller flere faselåste referansesignaler blir koblet fra oscillatoren 12 til en fasekomparator 22 ved hjelp av en forbindelse 24. Mottagerantennen 18 er sammensatt av en eller flere viklinger av kobbertråd, og er forbundet med en mottager/forsterker 20. One or more phase-locked reference signals are connected from the oscillator 12 to a phase comparator 22 by means of a connection 24. The receiver antenna 18 is composed of one or more windings of copper wire, and is connected to a receiver/amplifier 20.

Mottager/forsterkeren 20 forsterker og filtrerer alle mottatte signaler inntil bare en eller flere av de harmoniske i grunnfrekvensen foreligger. Den eller de harmoniske blir forbundet med fasekomparatoren 22, hvor der fo-retas en direkte sammenligning i forhold til det eller de signaler som danner referansen. Når systemet blir brukt for tyveriovervåkning, vil en korrekt fasekorrelasjon mellom mottatte og refererende signaler bevirke at kompa-ratoren 22 fremskaffer et utgangssignal til en alarmindi-kator 28. Alarmen kan være hørbar eller gi visuelle signaler eller en kombinasjon av begge. The receiver/amplifier 20 amplifies and filters all received signals until only one or more of the harmonics in the fundamental frequency are present. The harmonic(s) are connected to the phase comparator 22, where a direct comparison is made in relation to the signal(s) that form the reference. When the system is used for theft monitoring, a correct phase correlation between received and reference signals will cause the comparator 22 to provide an output signal to an alarm indicator 28. The alarm can be audible or give visual signals or a combination of both.

Når systemet blir brukt for overvåkning av adkomst eller inventar, vil markører som bevirker forskjellige grader av faseskift kunne passere gjennom systemets detekteringssone. Det signal som fremskaffes av hver markør, vil ha en forskjellig faseorientering i forhold til referanse-signalet. Denne forskjell vil bli detektert av fasekom paratoren, og avhengig av anvendelsesinformasjonen, kan den overføres til et kassaregister, en datamaskin, en elek-tromekanisk innretning eller en hvilken som helst kombinasjon av nevnte. When the system is used for monitoring access or inventory, markers that cause different degrees of phase shift will be able to pass through the system's detection zone. The signal produced by each marker will have a different phase orientation in relation to the reference signal. This difference will be detected by the phase comparator and, depending on the application information, may be transmitted to a cash register, a computer, an electromechanical device or any combination thereof.

Slik det fremgår av figur 2, kan en markør i henhold til oppfinnelsen være generelt betegnet med 40. Markøren 40 omfatter en kjerne 42 av bløtt magnetisk materiale, f.eks. permalloy eller en hvilken som helst av de metalliske glass-materialer. Kjernen er i det minste delvis omgitt av et elektrisk ledende materiale 44, f.eks. kobber eller aluminium. Som eksempel og uten begrensning kan en typisk ribbe-formet kjerne være 7.5 cm lang, 0.25 cm bred og 0.0025 cm tykk. Lederen 44 kan være viklet rundt det magnetiske materiale eller ha plateform, være fordampet eller sprutet direkte på den magnetiske kjerne 42. Det magnetiske materiale kan enten ta form av en plate, strimmel (ribbe), stav eller tråd. Påføringen av det ledende materiale kan være kontinuerlig, eller det kan være fordelt i diskrete seksjoner. Et eksempel på sistnevnte er markøren 40a vist på figur 4. En magnetisk kjerne 42a av bløtt magnetisk materiale er omgitt av en flerhet av diskrete ringer 44a av elektrisk ledende materiale. Hver ring kan definere eller bevirke et inkrementalt skift i fase for markøren, noe som i stor grad forenkler en kodeprosess. Skifting av fasen hos en markør fra en faseorientering til en annen kan utføres,vist ved markøren 40b, anskueliggjort på figur 3, hvor kjernen 42b av bløtt magnetisk materiale er ført gjennom et hull i et ledende ark 44b. As can be seen from Figure 2, a marker according to the invention can be generally denoted by 40. The marker 40 comprises a core 42 of soft magnetic material, e.g. permalloy or any of the metallic glass materials. The core is at least partially surrounded by an electrically conductive material 44, e.g. copper or aluminium. By way of example and without limitation, a typical rib-shaped core may be 7.5 cm long, 0.25 cm wide and 0.0025 cm thick. The conductor 44 can be wrapped around the magnetic material or have a plate shape, be vaporized or sprayed directly onto the magnetic core 42. The magnetic material can either take the form of a plate, strip (rib), rod or wire. The application of the conductive material can be continuous, or it can be distributed in discrete sections. An example of the latter is the marker 40a shown in Figure 4. A magnetic core 42a of soft magnetic material is surrounded by a plurality of discrete rings 44a of electrically conductive material. Each ring can define or effect an incremental shift in phase for the marker, greatly simplifying an encoding process. Shifting the phase of a marker from one phase orientation to another can be accomplished, shown by the marker 40b, illustrated in Figure 3, where the core 42b of soft magnetic material is passed through a hole in a conductive sheet 44b.

En representasjon av faseskiftet (forsinkelsen) hos en markør-harmonisk, når en leder omslutter et bløtt magnetisk materiale, er anskueliggjort på figur 5. Et faseskift av en så å si hvilken som helst verdi, kan fremskaffes fra 0 grader til 360 grader. Den eneste begrensende faktor er at jo større skiftet er, jo større er dempning-en av amplituden hos den harmoniske som fremskaffes av markøren. A representation of the phase shift (delay) of a marker harmonic, when a conductor encloses a soft magnetic material, is illustrated in Figure 5. A phase shift of virtually any value can be obtained from 0 degrees to 360 degrees. The only limiting factor is that the greater the shift, the greater the attenuation of the amplitude of the harmonic provided by the marker.

Graden av tykkelse hos lederen kan brukes for styring av graden av faseskift. Jo større tykkelse, jo større den av faseskift være. Faseskiftet kan også styres ved eli-minering av en del av det ledende omhyllende materiale rundt det magnetiske materiale. Det kan utføres ved trimming av en kant av markøren, idet der brytes av et parti av den ledende bane, eller ved splitting av en vilkårlig ledende ring som kan omslutte det magnetiske materiale. The degree of thickness of the conductor can be used to control the degree of phase shift. The greater the thickness, the greater the phase shift. The phase shift can also be controlled by eliminating part of the conductive enveloping material around the magnetic material. It can be carried out by trimming an edge of the marker, breaking off a part of the conductive path, or by splitting an arbitrary conductive ring that can enclose the magnetic material.

De ytterligere detaljer ved den faselåste oscillator, sender, mottager, antenner, fasekomparator og styreutstyr-et anordnet nedstrøms (alarmer, kassaregistere, datamaskin-er etc.) tilhører teknikkens stilling. Dimensjonene og valgene blant passende materialer med hensyn til markører, gir i virkeligheten uendelige variasjoner innenfor det ge-nerelle aspekt ved oppfinnelsen, nemlig fremskaffelsen og detekteringen av faseskiftede harmoniske. Antallet av mu-lige koder er teoretisk uendelig, men er selvsagt begrenset av praktisk ingeniørvirksomhet som setter en grense på systemet, samt komponenttoleranser og kostnader. The further details of the phase-locked oscillator, transmitter, receiver, antennas, phase comparator and control equipment arranged downstream (alarms, cash registers, computers, etc.) belong to the state of the art. The dimensions and choices among suitable materials with respect to markers provide virtually infinite variations within the general aspect of the invention, namely the acquisition and detection of phase-shifted harmonics. The number of possible codes is theoretically infinite, but is of course limited by practical engineering that sets a limit on the system, as well as component tolerances and costs.

Den foreliggende oppfinnelse kan realiseres i andre spesielle former uten å avvike fra den foreliggende oppfin-nelses grunntanke og dennes spesielle attributter. Følge-lig skal der også henvises til de vedføyde krav, isteden-for til den ovenfor omtalte detaljerte beskrivelse, med hensyn til å definere oppfinnelsens, omfang. The present invention can be realized in other special forms without deviating from the basic idea of the present invention and its special attributes. Consequently, reference must also be made to the appended claims, instead of to the above-mentioned detailed description, with regard to defining the scope of the invention.

Claims

1. Object monitoring system, comprising: means for obtaining and transmitting phase-locked reference signals in a detection zone, a plurality of coded markers, each marker comprising means for providing harmonic signals with a predetermined phase shift in response to phase-locked reference signals; means for receiving the phase-shifted harmonic signals provided by the coded markers in the detection zone, means for determining the relative phase shift between the reference signals and the marker harmonic signals, and means for providing a control signal in response to identification of a valid code by the determining means.

2. Monitoring system as set forth in claim 1, comprising means for comparing a determined relative phase shift in relation to the predetermined phase shift, to enable a yes/no detection signal to be provided by the control signal providing means.

3. Monitoring system as stated in claim 1, characterized in that it includes: means for accurately measuring the degree of relative phase shift and means for providing a variable control signal corresponding to the measured degree of relative phase shift.

4. Monitoring system as stated in claim 1, characterized in that each of the markers includes means for adjusting the degree of phase shift in the harmonic signals.

5. Monitoring system as stated in claim 4, characterized in that each marker comprises a core of soft magnetic material, the smallest being partially surrounded by an electrically conductive material, the degree of phase shift being proportional: to the degree of thickness of the electrically conductive material, relative to the grade of the core material, to the structure of the electrically conductive material and to the resistance of the electrically conductive material.

6. Monitoring system as stated in claim ^ characterized in that each marker comprises a core of soft magnetic material which is at least partially surrounded by an electrically conductive material.

7. Monitoring system as stated in claim 1, characterized in that each of the markers comprises a core of soft magnetic material which is at least partially covered by an electrically conductive material.

8. Monitoring system as stated in claim 1, characterized in that each of the markers comprises a core of soft magnetic material which is at least partially enclosed by an electrically conductive material.

9. Procedure for carrying out monitoring of objects in a detection zone, comprising the following steps: providing each article with a coded marker with means for producing harmonic signals with a predetermined phase shift in response to and relative to reference signals; emitting phase-locked reference signals at a fundamental frequency to the detection zone, receiving phase-shifted harmonic signals produced by each marker in the detection zone in response to the phase-locked reference signals, and to measure the phase shift between the reference signals and the harmonic marker signals, the degree of phase shift being related to positive identification of a marker in the detection zone.

10. Method as stated in claim 9, characterized in that it further comprises the step of providing a control signal in response to identification of a coded marker in the detection zone.

11. Method as stated in claim 9, characterized in that it further comprises the step of forming each of the markers from a core of soft magnetic material which is surrounded by an electrically conductive material.

12. Method as stated in claim 11, characterized in that it further comprises the step of coding the markers with different codes by: to adjust at least one of the grades of electrically conductive material in relation to the grade of the core material and the structure of the electrically conductive material, and to select the electrically conductive material according to the resistivity of the material, while the degree of phase shift is proportional to each of the grades , the structure and the resistance.

13. Method as stated in claim 9, characterized in that it includes the step of providing a variable control signal corresponding to the measured degree of phase shift in the detected harmonic signals.

14. Magnetic marker for use in an object monitoring system, where coded markers are carried by monitored objects, while the marker includes: a core of soft magnetic material, and an electrically conductive material that at least partially surrounds the core, so that the marker will produce a clearly identifiable harmonic signal with a predetermined phase shift as a reaction and in relation to a phase-locked reference signal of a fundamental frequency, the degree of phase shift enabling reliable detection and identification of each coded marker.

15. Marker as stated in claim 14, characterized in that the core material is selected from permalloy and any metallic glass material.

16. Marker as stated in claim 14, characterized in that the electrically conductive material is continuous.

17. Marker as stated in claim 14, characterized in that it comprises discrete sections of electrically conductive material surrounding the core.