DE69507466T2 - Etikett mit amorphem band und verbesserten eigenschaften - Google Patents
Etikett mit amorphem band und verbesserten eigenschaftenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf amorphe Bänder mit verbesserten Eigenschaften zur Verwendung in Etiketten. Diese Etiketten werden zum Zweck der Kennzeichnung und Identifizierung von Objekten benutzt.
- Die oben erwähnte Art von Etiketten wird z. B. in der WO 88/01427 und der EP-B-0 096 182 beschrieben. Die Etiketten in diesen Patentschriften sind mit einem inneren Hohlraum versehen, in dem sich wenigstens ein Band aus amorphem Material befindet. Dieses Bandmaterial hat eine hohe magnet-mechanische Kopplung, d. h. eine mechanische Belastung des Bands verursacht eine Änderung der magnetischen Eigenschaften des Bands. Das Band oder der Streifen ist eine Art von mechanischem Resonanzelement, wobei die Resonanzfrequenz je nach der Länge des Bands in unterschiedlichen Frequenzbändern liegt.
- Die magnetischen Eigenschaften des Bands werden auch von seiner Länge und Geometrie beeinflußt. Beispielsweise hat der an den Enden des Bands vorliegende Entmagnetisierungseffekt einen je nach Länge des Bands wesentlich unterschiedlichen Einfluß auf die Magnetisierung des Bands. Das bedeutet, daß Bänder mit unterschiedlicher Länge in unterschiedlichem Maß magnetisiert werden, wenn sie einem identischen Magnetfeld ausgesetzt werden.
- Bei magnet-elastischen Resonanzelementen, wie beispielsweise amorphen Bändern, hängen sowohl der magnetelastische Kopplungsfaktor, der die Signalstärke des Bands beeinflußt, als auch der Δ-E-Effekt, der die Resonanzfrequenz des Bands beeinflußt, von der Magnetisierung des Bands ab. In der in der EP-B-0 096 182 offenbarten Ausführungsform haben die oben erwähnten Faktoren im wesentlichen keine Bedeutung. Mit der Ausführungsform nach der WO 88/01427 andererseits sind bestimmte Probleme beim Einstellen eines magnetischen Steuerfelds in Form eines Grundfelds verbunden, falls Bänder mit unterschiedlichen Längen zusammen in Etiketten verwendet werden, die gleichzeitig gelesen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn gleichzeitige Signale von vielen Bändern erwünscht sind, und wenn alle Bänder gleichzeitig einen hohen Kopplungsfaktor und eine starke Frequenzreaktion aufweisen sollen. Falls beispielsweise ein derartiges Steuerfeld verwendet wird, das Bänder mit kürzeren Längen optimal magnetisiert, werden längere Bänder bereits über die Sättigung hinaus übermagnetisiert. Somit entstehen erhebliche Probleme, wenn es zum Erfassen der Bänder und Einhalten der Signale innerhalb des erwünschten Teils des Frequenzbandes der Bänder kommt. In gewissem Maß kann das oben erwähnte Problem durch Erzeugen eines Steuerfelds in einer erheblich komplizierteren Art und Weise reduziert werden. Jedoch tritt die Verbesserung nur in geringem Maß auf, und ein bestimmter Zeitanteil geht beim Erfassen des Bands verloren.
- Die Erfassung des Bands geschieht durch Einwirken eines magnetischen Interferenzsignals auf die Bänder, wodurch diese in einen Zustand mechanischer Schwingung versetzt werden. Die Bandresonanz kann durch Verwendung einer magnetischen Erfassungsspule erfaßt werden. Die Resonanzfrequenz des Bands wird durch umgebende Magnetfelder stark beeinflußt, und das oben erwähnte Grundfeld wird zum Variieren des Magnetfelds in einer Abfragezone benutzt, wodurch identische Bänder, die Magnetfeldern unterschiedlicher Stärken oder unterschiedlicher Richtungen ausgesetzt sind, gleichzeitig erfaßt werden können.
- Die WO-A-9304538 offenbart eine Kennzeichnungseinrichtung mit einem glasartigen Metallegierungsstreifen, der eine physikalische Länge mit einer wenigstens auf einer Oberfläche des Legierungsstreifens aufgebrachten Änderung aufweist, um so eine effektive Länge zu haben, die sich von der physikalischen Länge unterscheidet. Dadurch wird bewirkt, daß besagte Kennzeichnungseinrichtung wenigstens eine Resonanzeigenschaft aufweist, die sich von derjenigen bei Abwesenheit der Änderung unterscheidet.
- Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Etiketten zu schaffen, die identisch magnetisiert sind, aber innerhalb unterschiedlicher Frequenzbänder arbeiten. Dies wird durch die Verwendung von Bändern mit identischen Geometrien (Länge, Breite und Dicke) erreicht, welche einem Einfluß zur Änderung der Bandmasse ausgesetzt werden, während die magnetischen Eigenschaften des Bands beibehalten werden. Funktionell können diese neuen Resonanzelemente als Federn betrachtet werden, deren Federkonstante durch den A-E-Effekt magnetisch steuerbar ist und die an jedem Ende mit einer Masse versehen ist. Die Resonanzfrequenz hängt dann von den Massen, der Federkonstante und der Eigenmasse der Feder/des Bands ab.
- Die Erfindung wird im folgenden mittels bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Bands gemäß der Erfindung, und
- Fig. 2 eine Kurve, die die Resonanzfrequenz verschiedener Bänder als Funktion eines umgebenden Magnetfelds darstellt.
- Fig. 1 zeigt ein längliches Band 10, das aus einem amorphen Material besteht. Das Material weist eine hohe magnetmechanische Kopplung auf, was bedeutet, daß das magnetische Verhalten des Materials stark von den mechanischen Bedingungen des Bands beeinflußt wird. Dies gilt in gleichem Maß auch umgekehrt. An jedem Ende des Bands 10 sind Elemente 11 angeordnet, um die Masse des Bands 10 zu ändern. Trotz der Anwesenheit der Elemente 11 werden die magnetischen Eigenschaften des Bands im wesentlichen beibehalten, da die Elemente vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material bestehen. Weiterhin ist das Material vorzugsweise elektrisch nichtleitend, um Wirbelstromverluste zu vermeiden.
- Das Element 11 kann am Band 10 durch Kleben, Klemmen, geometrisches Verriegeln etc. befestigt werden. Als Alternative können die Massen durch elektrochemische Ablagerung aufgebracht werden. Das letztere Verfahren ist zur industriellen Fertigung geeignet, wobei die zusätzliche Masse korrekt am Band befestigt wird und leicht mit einer Stromlinienform versehen werden kann.
- Durch dieses Fertigungsverfahren ist es auch möglich, das Band während der Ablagerung in Schwingung zu versetzen und die Resonanzfrequenz des Bands zu messen. Dadurch kann die Ablagerung unterbrochen werden, sobald das Band eine gewünschte Resonanzfrequenz erreicht hat.
- Als Alternative zum Aufbringen einer zusätzlichen Masse auf das Band kann eine lokale Änderung der Geometrie des amorphen Bands eine Änderung der Masse ohne wesentliche Änderung der magnetischen Eigenschaften des Bands bewirken.
- Um den Bändern die Möglichkeit zum freien Schwingen zu verleihen, muß der Hohlraum des Etiketts, in dem sie untergebracht werden, größer sein als die Länge des Bands. Um die Fähigkeit zum Oszillieren ohne wesentliche Einschränkung durch mechanischen Kontakt mit den Wänden des Hohlraums weiter zu verbessern, kann das Band mit einer vorzugsweise zentrisch angeordneten Öffnung versehen sein. Ein Stift 12 ist durch die Öffnung geführt, wodurch das Band an einer zu starken Verschiebung im Hohlraum gehindert wird, wodurch seine Schwingungsmöglichkeiten verringert würden. Die Bänder haben sich als mit besonders guten Eigenschaften erwiesen, falls der Hohlraum mit einer dünnen Flüssigkeit mit niedriger Viskosität gefüllt wird, beispielsweise mit Siliconöl. Die Flüssigkeit verbessert die Möglichkeiten der harmonischen Schwingung, ohne daß diese Schwingungen wesentlich gedämpft werden.
- Fig. 2 zeigt die Resonanzfrequenz des Bands als Funktion eines angelegten Grundfelds oder Steuerfelds. Die X-Achse stellt die magnetische Feldstärke in Oersted dar, und die Y-Achse die Resonanzfrequenz in Hz. Die oberste Kurve in Fig. 2 bezieht sich auf ein Band, auf das keine Massen aufgebracht sind. Die nächste Kurve bezieht sich auf ein Band, dessen beide Enden mit einem Element 13 mit einer Masse von 3 mg versehen sind.
- Darunter ist eine Kurve für ein Band mit einer aufgebrachten Masse von 6 mg gezeigt, und die letzte Kurve bezieht sich auf ein Band mit einer aufgebrachten Masse von 12 mg an jedem Ende des Bands. Die Bandabmessungen in dieser Ausführungsform sind: Länge 60 mm, Breite 2 mm und Dicke 0,025 mm.
- Gemäß Fig. 2 hat jede Kurve einen relativ linearen Teil zwischen den Werten 0,20 und 0,60 für die Magnetfeldstärke H. Im gleichen Bereich variiert die Resonanzfrequenz des Bands zwischen etwa 15000 Hz und 35000 Hz, wodurch eine gute Möglichkeit zur Identifizierung vieler Bänder in einem Erfassungsprozeß geschaffen wird.
- Weiterhin weisen Bänder mit aufgebrachten Massen verschiedener Größen ein Frequenzminimum beim gleichen Magnetfeld auf, selbst wenn die tatsächlichen Frequenzwerte voneinander abweichen. Entsprechend gilt das Gleiche für den Kopplungsfaktor der Bänder, der sein Maximum bei etwa der gleichen Magnetfeldstärke H des Grundfelds erreicht.
Claims (9)
1. Etikett zur Kennzeichnung und Fernidentifizierung von
Objekten mit wenigstens einem länglichen Band (10) aus einem
magnet-elastischen Material mit einer hohen magnet-
mechanischen Kopplung, wobei das Band (10) in einem Hohlraum
im Etikett bewegbar angeordnet ist und wenigstens ein Element
(11) zum Ändern der Masse des Bands (10) auf das Band (10)
aufgebracht ist, während die magnetischen Eigenschaften des
Bands beibehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das
Band im Hohlraum von einer Flüssigkeit mit niedriger
Viskosität umgeben ist.
2. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element (11) auf der kurzen Seite des Bands (10) aufgebracht
ist.
3. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element (11) auf jeder kurzen Seite des Bands (10)
aufgebracht ist.
4. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element (11) aus einem nichtmagnetischen Material besteht.
5. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element (11) aus einem elektrisch nichtleitenden Material
besteht.
6. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element durch Kleben am Band (10) befestigt ist.
7. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element durch geometrische Verriegelung am Band (10)
befestigt ist.
8. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element als elektrochemische Ablagerung auf dem Band (10)
gebildet ist.
9. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element durch Klemmen am Band (10) befestigt ist.
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