專利名稱：具有低矯頑磁力特性的偏磁元件的磁力式電子貨品監視用標識器的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用在電子貨品監視(EAS)系統中的磁力式標識器。
背景技術：
眾所周知，配置電子貨品監視用系統是為了防止或稱阻止商品在零售店中被偷竊。在典型的這類系統中，標識器是通過與配置在貨品出口處的電磁場之間的相互作用來保護商品的。如果有標識器被帶入磁場或“問詢區域”中，便可以檢測到這一標識器并發出報警信號。這類標識器中的一些可以在付款并通過銷售柜臺后而由商品上除去。另一些標識器將繼續附著在商品上，但使用退磁化裝置對標識器實施退磁化，從而改變該標識器的磁性特性，使其在問詢區域中不能夠再被檢測出來。
一種目前已知類型的EAS系統使用著包括有一個“可激活型”磁致伸縮元件，以及一個用于提供偏置磁場的、由磁鐵構成的偏磁或稱“控制”元件的標識器。這類標識器中的一個實例已經示出在
圖1中，并且由參考標號10表示。這種標識器10包括有一個可激活型元件12、一個剛性殼體14和一個偏磁元件16。可以將制作這種標識器10的各部件適當組裝起來，從而使這種磁致伸縮帶形物12嵌裝在殼體14上的凹槽18中，并且將偏磁元件16保持在殼體14內以形成該凹槽18用的蓋覆物。凹槽18與磁致伸縮帶形物12的大小相當，從而使得在曝露于穩定變化著的磁場中時由這種帶形物12產生的機械共振，不會受到殼體14的機械阻礙或稱妨礙。而且偏磁元件16應配置在殼體14之內，以便不會對可激活型元件12實施“夾持”。
正如授予Anderson等人的美國專利4510489中所公開的那樣，可激活型元件12應該按如下所述的方式構成，即當可激活型元件曝露在偏置磁場中時，這種可激活型元件12的以固有共振頻率振動，該固有共振頻率即該可激活型元件12曝露在按共振頻率變化的交變電磁場中時的機械共振頻率。偏磁元件16在磁化至飽和時，可提供出按可激活型元件所需要的共振頻率變化著的偏置磁場。在一般情況下，偏磁元件16由具有“半硬化”磁化性能的材料構成。在這兒，術語“半硬化”的定義為，該元件的矯頑磁力為大約10-500奧斯特(Oe)，而在將元件磁化至基本上飽和的DC磁化磁場移開之后，剩磁大約為6千高斯(kG)或更大。
在根據授予Anderson等人的美國專利中給出的技術教導而構造出的一種最佳EAS系統中，所產生的這種交變電磁場被用作為貨品出口處的脈沖式問詢信號。在由每一串問詢信號實施激活后，可激活型元件12將在每一個脈沖串結束后產生阻尼式機械振蕩。由可激活型元件發出的結果信號可通過檢測電路實施檢測，這種檢測電路與問詢電路相同步，并且在脈沖串之后的平靜周期中被激活。利用脈沖式問詢信號檢測磁力式標識器用的這種EAS系統已經由本申請的受讓人商品化，并且以商標品牌“ULTRA*MAX”出售，而且已經被廣泛使用著。
這種磁力式標識器的退活化是通過對偏磁元件實施退磁，從而使磁致伸縮元件的共振頻率基本上偏離問詢信號頻率的方式實施的。在偏磁元件被退磁之后，可激活型元件將不再響應問詢信號，從而不再產生出其幅度大小足以用檢測電路檢測出的信號。
在常規的磁力式EAS標識器中，偏磁元件是由諸如“SemiVac90”等等的半硬化磁性材料構成的，這類材料可以由德國Hanau的Vacuumschmelze處購得。SemiVac90的矯頑磁力大約為70至80Oe。目前一般認為，偏磁元件的矯頑磁力至少要為60Oe，以防止在標識器的儲存、運輸或裝卸時所可能會出現的磁場作用下而使偏置磁鐵意外地退磁化(進而使標識器退活化)。SemiVac90材料需要位于450Oe或更高的DC磁場中以達到99％的磁化飽和，并且需要接近200Oe的AC退磁化磁場實施95％的退磁化。
由于需要使用比較高的AC退活化磁場，所以產生AC退活化磁場的常規裝置(諸如由本申請受讓人銷售的、商品品牌為“Rapid Pad2”和“SDeed Station”的裝置等等)必須按脈沖方式運行，以減少能量損耗，并滿足管理規章的限制。然而由于AC磁場僅僅是以脈沖形式產生的，所以就必須確保標識器在退活化磁場脈沖出現時在該裝置附近。目前已知的確保在產生有脈沖時標識器在退活化裝置附近的技術包括，響應裝置操作者的人工輸入而產生出脈沖的技術，以及將標識器檢測電路設置在退磁化裝置中的技術等等。前一種技術是將這一負擔加在操作該退活化裝置的操作者的身上，而且這兩種技術均對部件有一定的限制，這會增大退活化裝置的成本。而且，以脈沖形式產生退活化磁場時還會使發出磁場用的線圈變熱，所以還需要使裝置中的電子部件有較高的質量，進而使成本進一步增大。將足夠強的退活化磁場施加在標識器上的困難，還會由于不斷增加著的“源標記(source tagging)”通用操作而增大，即在生產過程中，在生產工廠或分配站點對商品的包裝過程中，將EAS標識器固定于貨品之上。而且在某些場合下，標識器可能會被定位粘接在商業制品上難以、甚至不可能與常規的退磁化裝置相接近的位置。
發明目的和發明概述因此，本發明的一個目的就是提供一種可以通過施加其強度比對常規磁力式標識器實施退活化用的強度更低的退活化磁場的方式實施退活化的磁力式EAS標識器。
本發明的另一個目的就是提供一種可以通過以連續方式而不是以脈沖形式產生的磁場實施退活化的磁力式EAS標識器。
本發明的還一個目的就是提供一種可以在標識器與退活化裝置之間的距離比常規磁力式標識器與常規退活化裝置之間的距離更大的條件下實施退活化的磁力式標識器。
本發明的再一個目的就是提供一種可以比常規磁力式標識器更容易實施退活化的磁力式標識器。
本發明的又一個目的就是提供一種可以使用其強度比活化常規磁力式標識器用的磁場強度更低的DC磁場實施活化的磁力式標識器。
根據本發明的第一方面，本發明提供了一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，它包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在與磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，而且這種標識器有隨退活化磁場變化的共振頻率漂移特性，漂移梯度大于100Hz/Oe。
根據本發明的第二方面，本發明還提供了一種包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在附近位置處的偏磁元件的標識器，而且這種偏磁元件由具有小于55Oe的矯頑磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
根據本發明的第三方面，本發明還提供了一種包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在附近位置處的偏磁元件的標識器，而且這種偏磁元件由具有DC磁化磁場特性的半硬化磁性材料制成，使偏磁元件達到飽和所需要的DC磁場Ha小于350Oe。
根據本發明的第四方面，本發明還提供了一種包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在附近位置處的偏磁元件的標識器，而且這種偏磁元件由具有AC退磁化磁場特性的半硬化磁性材料制成，當將其峰值幅度小于150Oe的AC退磁化磁場Hmd施加在處于完全磁化狀態的偏磁元件上時，可以使偏磁元件退磁化至不超過完全磁化磁平的5％的磁平。
根據本發明的這一和其它方面，不僅可以使偏磁元件在比常規標識器更低的磁場磁平下實施退磁化，而且標識器在運輸、儲存或裝卸過程中曝露在所可能出現的低磁平磁場中時，也可以使該偏磁元件基本上不被意外地退磁化。因此，在150Oe的AC磁場下產生退磁化的偏磁元件在該標識器曝露在0-20Oe的磁場中時，可以保持其穩定(即基本上為完全磁化)。如果偏磁元件可以在30Oe的AC磁場下退磁化時(正如本發明所推薦的那樣)，這種偏磁元件在標識器曝露在0-4Oe的磁場中時也可以保持穩定。
根據本發明的第五方面，本發明還提供了一種包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在附近位置處的偏磁元件的標識器，而且這種標識器的目標共振頻率與電子貨品監視用系統的操作頻率相對應，標識器具有與退活化磁場相關的共振頻率漂移特性，從而使得將標識器曝露在其峰值幅度為50Oe以下的AC退活化磁場中時，標識器的共振頻率相對于目標共振頻率的漂移可以至少為1.5kHz。
根據本發明的第六方面，本發明還提供了一種使用在諸如可以按預定頻率發出呈間歇式脈沖串的標識器問詢信號等等的磁力式電子貨品監視用系統中的標識器，這種標識器包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在附近位置處的偏磁元件，而且標識器的隨退活化磁場變化的輸出信號特性使得將該標識器曝露在峰值幅度低于35Oe的AC退活化磁場中時，由該標識器產生的A1輸出信號磁平將降低標識器曝露在退磁化磁場之前時產生的A1輸出信號磁平的至少50％，其中的A1輸出信號是由標識器在施加在該標識器處的問詢信號脈沖結束后1毫秒時所產生的信號。
根據本發明的第七方面，本發明還提供了一種包括有一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在附近位置處的偏磁元件的標識器，而且這種偏磁元件由具有AC退磁化磁場特性的半硬化磁性材料制成，從而使偏磁元件完全磁化后且未設置在標識器中時曝露在峰值幅度為15Oe的AC磁場中時，AC磁場將使該偏磁元件的磁化磁平產生明顯降低，而當偏磁元件被完全磁化且配置在標識器中與磁致伸縮元件相接近的位置處，并且使偏磁元件曝露在峰值幅度為15Oe的AC磁場中時，該磁致伸縮元件可以使磁通由偏磁元件處偏移開，從而使偏磁元件的磁化基本上不會受到AC磁場的影響。
根據本發明的第八方面，本發明還提供了一種對使用在磁力式EAS系統中的EAS標識器實施活化和退活化用的方法，這種方法包括設置一個由一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在與磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件構成的EAS標識器的步驟；磁化偏磁元件，使偏磁元件產生一個對磁致伸縮元件實施偏置的磁場，以便在EAS系統的運行頻率下形成共振的步驟；通過將標識器曝露在其峰值幅度低于150Oe的AC磁場中的方式，對EAS標識器實施退磁化的步驟。對偏磁元件進行磁化的步驟可在將其安裝在標識器上之前或之后進行，此外，退磁化的步驟中可以使用峰值幅度低于100Oe的磁場。
根據本發明所提供的原理，磁力式標識器是使用具有相當低的矯頑磁力特性的控制元件構成的，而且當施加有磁平相當低的磁場時，標識器的共振頻率也可以產生相當急劇的漂移。因此，本發明可以降低由標識器退活化裝置所產生的磁場磁平，進而使得可以產生連續的退活化磁場，而不需要象常規的退活化裝置那樣使用脈沖型退活化磁場。因此，本發明不再需要在退活化裝置中配置標識器檢測電路，也不再需要由退活化裝置的操作者在需要被退活化的標識器位于該退活化裝置附近時，人工觸發退活化磁場脈沖。
而且，由于本發明可以使用磁平更低的退活化磁場，所以可以使用質量較低的部件制作這種退活化裝置，由于這些部件比使用在常規退活化裝置中的部件的價格更低，所以還可以進一步降低成本。
而且，對于這種根據本發明原理構造的、更容易退活化的標識器，還可以在標識器距退活化裝置相距一定距離時，比如說相距一英尺時實施退活化。這使得它更適合于對嵌裝在或暗裝在商業制品上的、作為“源標記”操作工序一部分的標識器實施退活化。
參考下面結合附圖和最佳實施例進行的說明，可以更清楚的獲知本發明前述的和其它目的、性能和優點，而且在各附圖中的類似部件和組件是由類似的參考標號表示的。
對附圖的簡要說明圖1為表示一種根據在先技術構造的磁力式標識器的構成部件用的等角視圖。
圖2為表示一種常規磁力式標識器的共振頻率和輸出信號振幅與施加在該標識器上的退磁化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖。
圖3與圖2相類似，為表示一種根據本發明構造的磁力式標識器的共振頻率和輸出信號振幅與施加在該標識器上的退磁化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖。
圖4為表示磁化磁平與所施加的DC磁化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖，根據本發明構造的材料在這一實例中被用作為磁力式標識器中的偏磁元件。
圖5為表示磁化磁平與所施加的AC退活化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖，該AC退磁化磁場是施加在根據本發明構造的、在這一實例中被用作為磁力式標識器中的偏磁元件的完全磁化元件上的。
圖6與圖5相類似，為表示所產生的磁化磁平與所施加的AC退磁化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖，該AC退磁化磁場是施加在根據本發明第二實施例構造的、在這一實例中被用作為偏磁元件的材料之上的。
圖7與圖2、圖3相類似，為表示一種根據本發明第二實施例構造的磁力式標識器的共振頻率和輸出信號振幅與所施加的磁磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖。
圖8為表示一種配置有根據本發明構造的磁力式標識器的電子貨品監視用系統的示意性方框圖。
圖9與圖4相類似，為表示磁化磁平與所施加的DC磁化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖，該DC磁化磁場是施加在根據本發明第三實施例構造的、在這一實例中被用作為偏磁元件的材料之上的。
圖10與圖5、圖6相類似，為表示所產生的磁化磁平與所施加的AC退活化磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖，該AC退活化磁場是施加在根據本發明第三實施例構造的、在這一實例中被用作為偏磁元件的材料之上的。
圖11與圖2、圖3和圖7相類似，為表示一種根據本發明第三實施例構造的磁力式標識器的共振頻率和輸出信號振幅與所施加的退磁場強度之間變化關系用的示意性曲線圖。
對本發明的最佳實施例和實例的說明根據本發明構造的、與如上所述的圖1中的標識器相類似的標識器中的偏磁元件16，是采用具有非常低的矯頑磁力特性的、諸如所謂的MagnaDur20-4等等合金材料制作的(它的矯頑磁力大約為20Oe，并且可以由美國的Carpenter Technology Corporation,Reading,Pennsylvania處購得)，而不是采用具有比較高矯頑磁力特性的、諸如SemiVac90等等材料制作的。在本發明的一種最佳實施例中，可激活型元件12可以由如上所述的一條非結晶金屬合金材料制成。如果舉例來說，這種合金可以是由美國的AlliedSignal公司，AlliedSignal AdvancedMaterials,Parsippany,New Jersry處購得的、諸如2628CoA合金等等的合金。當然也可以采用具有類似性質的其它材料制作可激活型元件12。2628CoA合金是一種由Fe32Co18Ni32B13Si5構成的化合物。可以對這種2628CoA合金實施連續的退火處理，即可以首先在橫向施加有1.2kOe的DC磁化磁場的條件下，對材料進行360℃、大約為7.5秒的退火處理，然后在施加有基本上相同的橫向磁場的條件下，在更低的溫度下對材料進行大約為7.5秒的退火處理。最好是通過使該連續帶狀物通過處理爐的方式實施這種兩步退火處理。所使用的方法可以采用諸如由申請序號為08/420757、申請日為1995年4月12日的、尚未授權的美國專利申請所公開的方法等等。這一申請已經轉讓給本申請的受讓人。這種可激活型元件12可以使用在本申請受讓人制造的、按件號為0630-0687-02銷售的標識器中。
圖2示出了一種已知的磁力式標識器的示意性特性曲線圖，這種磁力式標識器采用經過如上處理之后的2628CoA合金制作可激活型元件，并且采用SemiVac90制作它的偏磁元件。圖3為用于比較的一幅示意性曲線圖，它示出了根據本發明構造的磁力式標識器的示意性特性曲線，這種磁力式標識器是采用MagnaDur20-4，而不是SemiVac90來制作它的偏磁元件的。
在圖2中，參考標號20表示的是一種常規標識器的共振頻率漂移的特性曲線，該曲線隨著施加在標識器上的退磁化磁場的強度變化而變化。這種退磁化磁場可以是AC磁場，也可以是其施加方向與偏磁元件磁化磁場方向相反的DC磁場。如果這種退磁化磁場為AC磁場，則所表示的磁場磁平為它的峰值幅度。曲線20可以參考圖2左側處的標尺(千赫茲)進行理解。
參考標號22表示的是一種常規標識器的輸出信號幅度的特性曲線，該曲線也隨著所施加的退磁化磁場的強度變化而變化。曲線22可以參考圖2右側處的標尺(微伏)進行理解。出現在圖2右側標尺處的標記“A1”表示的是該標識器在問詢信號脈沖結束后1毫秒時產生的輸出信號磁平，而且該問詢信號脈沖是按曲線20上相應垂直點所示的共振頻率施加在該標識器上的。標識器的共振頻率在退活化之前為58kHz，即它為目前已知的磁力式EAS系統問詢磁場的標準頻率。
圖2中的數據還表示出了其它主要特征，比如說退磁化磁場為50Oe或更小，常規標識器的共振頻率漂移小于1.5kHz等等。而且，為了獲得共振頻率相對于標準操作頻率、即58kHz的最大漂移，并且為了獲得對輸出信號幅度的最大抑制，需要施加大約為140至150Oe的退磁化磁場。
在圖3中，參考標號24表示的是一種根據本發明構成的、采用MagnaDur材料制作偏磁元件的標識器的共振頻率漂移特性曲線，該曲線隨著所施加的退磁化磁場的變化而變化。曲線26表示的是一種根據本發明構成的標識器的輸出信號特性曲線，該曲線也隨著所施加的退磁化磁場的變化而變化。如曲線26所示的輸出磁平隨按曲線24上的相應點處所示的共振頻率產生的問詢信號的變化而變化。
如圖3所示的特性曲線中的一個重要特點在于，大約為60.5kHz的最大共振頻率漂移可以在所施加的退磁化磁場強度低至大約35Oe時獲得。如圖3所示的頻率漂移特性曲線24中的突變或稱急劇變化也是相當明顯的在其突變點處，曲線24的變化梯度超過200Hz/Oe。與此不同，如圖2所示的曲線20在任何一處的梯度均不超過大約60Hz/Oe。曲線20的梯度在其所有的點處都遠低于100Hz/Oe。
圖4和圖5分別示出了制作本發明中的偏磁元件用的MagnaDur材料的磁化特性曲線和退磁化特性曲線。
在圖4中，參考標號Mra表示的是對材料實施飽和磁化時用的磁平，參考標號Ha表示的是在材料中產生飽和磁化時所需要的DC磁場強度。
正如圖4所示，如果將大約為150Oe的DC磁化磁場施加在處于非磁化狀態的MagnaDur材料上時，將使該材料基本上完全磁化。與此相對應的是，要使SemiVac90材料產生完全磁化則需要磁平為450Oe或更高的DC磁場。
在圖5中，參考標號Mrs表示的是達到95％的磁化飽和時的磁化磁平，參考標號Hms表示的是當其施加在處于飽和狀態的材料上時，不會使該材料退磁化至飽和狀態的95％以下的AC磁場的磁平。而且，參考標號Mrd表示的是形成5％的飽和磁化時的磁化磁平，參考標號Hmd表示的是當其施加在處于飽和狀態的材料上時，將使該材料退磁化至飽和狀態的5％以下的AC磁場的磁平。
正如圖5所示，如果將一個由MagnaDur材料制作的完全磁化偏磁元件放入100Oe的AC退磁化磁場中，將退磁化至完全磁化的5％以下。而且，MagnaDur材料對于所施加的AC磁場為大約20Oe或更低時具有一個“穩定”區域，這使得這種材料的磁化基本上不會受到所施加的、不高于20Oe的AC磁場的影響。因此，配置有作為偏磁元件的MagnaDur材料的標識器在環境磁場不超過20Oe時，將不會產生比較大的意外退磁化。
根據本發明構造的磁力式標識器，由于其中的偏磁元件是用諸如MagnaDur等等的、具有相當低的矯頑磁力特性的材料制作的，所以可以用比在常規條件下所需要的強度低得多的AC退活化磁場實施退活化。這使得根據本發明構造的標識器可以在不非常靠近退活化裝置的位置處實施退活化，而對于在先技術則是必須要非常靠近退活化裝置的。因此，本發明實際上還提供了一種可以在比常規退活化裝置低得多的磁平下運行的退活化裝置。由于退活化所需的磁平比常規技術中的更低，所以可以使用速率更低的部件，并且可以連續地產生退活化磁場，而在常規的退活化裝置中則必需采用脈沖型磁場。由于可以使用連續地、相當低的退活化磁場，所以不再需要在退活化裝置中配置檢測標識器是否出現的電路，以及供裝置操作者觸發退活化磁場脈沖用的電路。這可以降低與該退活化裝置相關的成本，并且可以消除操作者觸發脈沖退活化裝置的工作。
而且，根據本發明構成的、由具有相當低的矯頑磁力特性的偏磁元件構成的標識器與使用SemiVac90構成的偏磁元件的標識器相比，可以利用原有的退活化裝置并可以更容易地實施退活化。
根據本發明所給出的說明可知，由于可以用強度更低的磁場對標識器實施退活化，所以可以在標識器位于比在先技術中的標識器距退活化裝置更遠的位置處實施退活化，因此它還可以更好地應用于源靶相對操作。如果舉例來說就是，根據本發明構造的標識器是一種可以配置在距產生退活化磁場的線圈一英尺遠的位置處實施退活化的標識器。
在根據本發明構造的第二實施例中，偏磁元件16是采用具有比MagnaDur材料更低的矯頑磁力特性的、在低于20Oe的磁場中不具有穩定區域的材料制作的。如果舉例來說，根據本發明第二實施例構造的偏磁元件16可以采用諸如Metglas 2605SB1等等的材料制作，而且這些材料可以由如上所述的美國AlliedSignal,Inc.處購得。可以對這種材料按如下所述的方式實施處理，以獲得所需要的磁化特性。
換句話說就是，可以將一條連續的SB1材料切成呈長方形的塊，使其長度為大約28.6毫米，其寬度大約與可激活元件的寬度相等。將這種切成的材料塊在室溫和基本上為純凈氮氣的環境下放入下處理爐。將材料加熱至大約485℃，并在這一溫度下保持一小時，以防止在隨后的處理過程中產生尺寸變形。然后將溫度提高至大約585℃。在這一溫度下保持一小時之后，使外部空氣進入處理爐以使材料氧化。在585℃的溫度下氧化一小時之后，再次向處理爐內引入氮氣以排出環境空氣，結束氧化過程。在溫度為585℃的氮氣環境下再進行一小時的處理。隨后，將溫度提高至710℃，并在純凈氮氣環境下連續進行一小時的處理，然后冷卻至室溫。在完全冷卻之后再將其曝露在空氣中。(在所有的處理過程中，如上所述的所有溫度參數均是對被處理的試樣進行測量所獲得的。)經過這種退火處理后的材料的矯頑磁力大約為19Oe，而且其退磁化特性曲線如圖6所示。正如圖6所示，采用低至15Oe的AC磁場即可以使退火處理后的SB1合金基本退磁化(退磁化至完全磁化的大約70％)。
盡管SB1材料在低磁平AC磁場中具有不穩定性，但本申請人發現，如果將該種材料作為偏磁元件配置在磁力式標識器中的與可激活型元件相接近的位置處，所制作出的標識器在曝露在相當低的AC磁場中時將具有相當高的穩定性，這可以由這種SB1材料作為一種材料本身時所具有的退活化特性推斷出來。
圖7示出了采用退火處理后的SB1材料制作偏磁元件、采用2628CoA合金材料制作可激活型元件時的標識器的共振頻率漂移特性曲線和輸出信號幅度特性曲線。在圖7中，曲線28表示的是使用SB1材料的標識器的共振頻率漂移特性曲線，該曲線隨著所施加的退磁化磁場的強度變化而變化，曲線30表示的是該標識器的輸出信號幅度特性曲線。曲線28可以參考圖中右側處的標尺(千赫茲)進行理解，曲線30可以參考圖中左側處的標尺(微伏)進行理解。
正如圖7所示，當將某一低磁平(比如說為5至15Oe)的退磁化磁場施加在采用著SB1材料的標識器上時，標識器的特性，特別是其共振頻率基本上不會出現變化，因而不會產生退磁化，盡管這一磁場在偏磁元件單獨設置時會使其產生重大退磁化。不難理解，在所施加的這種退活化磁場磁平下，這種磁場將耦合在可激活型元件和偏磁元件之間，從而使可激活型元件作為一個分流器，保護著SB1材料元件免受退磁化磁場的影響。當所施加在退磁化磁場磁平超過15Oe左右時，可激活型元件的導磁性將急劇降低，從而使退磁化磁場導致偏磁元件的退磁。一般說來，這兒的頻率漂移和輸出信號特性在退磁化磁場的磁平大約為15Oe或更低時，可基本上保持穩定，而當退磁化磁場磁平為20至30Oe時，基本上呈急劇變化。在20至25Oe之間時，共振頻率漂移特性曲線的梯度將超過100Hz/Oe。有必要進一步指出的是，當所施加的退磁化磁場強度低于50Oe時，將產生非常大的共振頻率漂移(大于1.5kHz)，而且A1輸出信號基本上已經被消除掉。
由于可激活型元件提供的屏蔽作用，使得偏磁元件可以采用相當不穩定的材料制作，這種材料的成本不僅比常規的SemiVac90材料低，而且比MagnaDur材料低。
可以對如上所述的熱處理工序加以改變，即還可以使最后一小時的退火處理在800℃下進行，而不是在710℃下進行，以便使退火處理后的SB1材料的矯頑磁力為11Oe。
在根據本發明構造的第三實施例中，標識器10中的偏磁元件16是采用所謂的Vacozet合金構成的，而且這種合金可以由德國的Vacuumschmelze GmbH,Grüner Weg37,D-63450,Hanau處購得。這種Vacozet材料的矯頑磁力為22.7Oe。[在這兒采用的是Vacozet的參考數據]Vacozet材料的磁化特性示出在圖9中，而且這種材料的退磁化特性示出在圖10中。正如圖9所示，大約為50Oe的DC磁場足以使該材料基本上完全磁化。圖10表明，如果將由Vacozet材料制作的、完全磁化的偏磁元件放置在大約為30Oe的AC退磁化磁場中，該元件將被退磁至完全磁化的5％以下。正如SB1材料那樣，當這種Vacozet材料曝露在低磁平的AC磁場中，比如說曝露在峰值幅度為6至15Oe的AC磁場中時，它將具有一定的穩定性。但是當其曝露在峰值幅度為5Oe或更低的AC磁場中時，這種材料的磁化將降低5％以下。
圖11示出了采用Vacozet材料制作偏磁元件、采用2628CoA材料制作可激活型元件時的標識器的共振頻率漂移特性曲線和輸出信號幅度特性曲線。在圖11中，曲線32表示的是使用Vacozet材料的標識器的共振頻率漂移的特性曲線，該曲線隨著所施加的退磁化磁場的強度變化而變化，曲線34表示的是該標識器的輸出信號幅度的特性曲線。曲線32可以參考圖中右側處的標尺(千赫茲)進行說明，曲線34可以參考圖中左側處的標尺(微伏)進行說明。
正如圖11所示，當施加有某一低磁平的退磁化磁場時，頻率漂移和幅度特性曲線將保持有相當大的穩定性，這可以由如圖10所示的、當該偏置材料單獨設置時的退磁化特性曲線推定出來。換句話說就是，這種采用著Vacozet材料的標識器將具有一定的“屏蔽”效應，就象在有關SB1材料的實施例中所描述的那樣。采用Vacozet材料的實施例將比采用SB1材料的實施例在施加有低磁平的退磁化磁場時，具有更大的頻率漂移，而且它還具有更急劇(即更具有“突變性”)的頻率漂移特性曲線。通過對如圖11所示的頻率漂移特性曲線32中的位于10至14Oe點之間的區域進行分析可知，其頻率漂移將超過1.6kHz，相應的梯度將超過400Hz/Oe。因此，施加幅度在20Oe以下的退磁化磁場便可以對使用Vacozet材料的標識器實施有效地退活化。
配置在根據本發明構造的第三實施例中的偏磁元件16可以通過將Vacozet合金軋壓呈結晶形式的薄材的方式制作。由于材料具有相當低的矯頑磁力特性，所以具有相當高的磁通密度，從而可以使材料的厚度比常規偏磁元件的厚度更薄，進而可以減少所使用的材料的重量，并節約與其相對應的成本。
除了如上所述的MagnaDur合金、Vacozet合金和SB1合金之外，也可以采用其它的材料來制作這種偏磁元件16，如果舉例來說，這些材料包括具有如圖4、圖5、圖6、圖9和圖10所示的特性曲線的各種材料。
除了采用進行過連續退火處理的2628CoA合金材料之外，也可以采用其它材料制作可激活型元件12。如果舉例來說，也可以采用在常規磁力式標識器制作可激活型元件時使用的鑄造型Metglas2628MB材料。還可以使用由美國專利5469140所公開的、經過交叉磁場退火處理后的合金來制作可激活型元件。由序號為08/508580的美國專利申請(申請日為1995年7月28日，而且已轉讓給本受讓人)公開的材料也可以用來制作可激活型元件。
根據本發明構造的標識器在曝露于比較低的、不會使常規標識器產生翻轉效應的磁場中時具有一定的穩定性。然而目前已經發現，根據本發明構造的標識器將不會由于使用環境中的常規因素而被意外地退磁化。由作為本發明的申請人之一的Richard L.Copeland和作為Dr.Copeland的雇員的Ming R.Lian給出的本發明，可以通過使標識器中的各偏磁元件磁化的磁化處理方式而降低被意外退活化的危險，而且這種磁化處理方式是使元件中的大約一半被磁化至某一極性，并將其余的磁化至另一極性。當大量的標識器重疊在一起，形成一捆而進行運輸和儲存時，相對的磁性將被彼此抵消，從而使呈比較小體積的標識器重疊體不會產生比較大的“泄露”磁場，而這種磁場往往會使某些偏磁元件退磁化。
圖8示出了一種根據本發明構造的、使用著采用MagnaDur材料或退火處理后的SB1合金制作的偏磁元件的磁力式標識器的脈沖問詢型EAS系統。如圖8所示的這種系統包括著控制激勵電路201和接收電路202的運行用的同步電路200。同步電路200向激勵電路201發出同步門脈沖信號，而這一同步門脈沖信號可激活激勵電路201。激勵電路201一旦被激活，就將在同步脈沖的持續時間里向問詢線圈206發出問詢信號。問詢線圈206將響應該問詢信號而產生一個問詢磁場，進而觸發標識器10產生機械響應動作。
一旦脈沖問詢信號結束，同步電路200就將向接收電路202發出一個門脈沖，并用該門脈沖激活接收電路202。在接收電路202被激活的時間周期中，如果有標識器位于該問詢磁場中，這一標識器就將在接收線圈207中產生一個其頻率為標識器的機械響應頻率的信號。接收電路202可檢測到這一信號，并根據所檢測到的信號產生一個發送至指示器203用的信號，以生成報警信號等等。因此，接收電路202將與激勵電路201同步，從而使得接收電路202僅僅在位于脈沖問詢磁場的脈沖之間的平靜周期中被激活。
如圖8所示的系統可以在由脈沖產生的單一頻率的問詢信號下運行。然而磁力式EAS系統最好在掃掠頻率或跳躍頻率型問詢信號下運行，并且通過檢測可變頻率問詢信號是否被磁力式標識器插入的方式，來檢測是否存在有被激活的標識器。這類掃掠頻率系統的一種實施形式已經公開在如上所述的美國專利4510489中。
根據本發明構造的標識器具有急劇變化的共振頻率漂移特性，所以這種標識器特別適用于通過檢測標識器的共振頻率，而不是檢測其輸出信號磁平而運行的磁力式EAS系統中。
本領域的技術人員可以在不脫離本發明的范圍內，獲得如上所述的標識器的其它變形形式和所述實施例的其它改型。本發明的最佳實施例僅僅是作為舉例而說明的，它們均不是限定性的。本發明的范圍是由如下所述的各權利要求限定的。
權利要求
1．一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述標識器有隨退活化磁場變化的共振頻率漂移特性，漂移梯度大于100Hz/Oe。
2．一種如權利要求1所述的標識器，其特征在于所述的標識器的隨退活化磁場變化的共振頻率漂移特性的梯度大于200Hz/Oe。
3．一種如權利要求2所述的標識器，其特征在于所述的標識器的隨退活化磁場變化的共振頻率漂移特性的梯度大于400Hz/Oe。
4．一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述的偏磁元件由具有小于55Oe的矯頑磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
5．一種如權利要求4所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁場特性，當所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為4Oe的AC磁場Hms中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
6．一種如權利要求4所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件由具有小于40Oe的矯頑磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
7．一種如權利要求6所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件由具有小于20Oe的矯頑磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
8．一種如權利要求7所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁場特性，當所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為4Oe的AC磁場Hms中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
9．一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述偏磁元件由具有DC磁化磁場特性的半硬化磁性材料制成，使所述偏磁元件達到飽和所需要的DC磁場Ha小于350Oe。
10．一種如權利要求9所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁場特性，當所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為4Oe的AC磁場Hms中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
11．一種如權利要求10所述的標識器，其特征在于所述的DC磁化特性使所述偏磁元件達到飽和所需要的DC磁場Ha小于200Oe。
12．一種如權利要求11所述的標識器，其特征在于所述的DC磁化特性使所述偏磁元件達到飽和所需要的DC磁場Ha小于150Oe。
13．一種如權利要求12所述的標識器，其特征在于所述的DC磁化特性使所述偏磁元件達到飽和所需要的DC磁場Ha小于50Oe。
14．一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述偏磁元件由具有AC退磁化磁場特性的半硬化磁性材料制成，當將其峰值幅度小于150Oe的AC退磁化磁場Hmd施加在處于完全磁化狀態的偏磁元件上時，所述偏磁元件退磁化至不超過完全磁化磁平的5％的磁平。
15．一種如權利要求14所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁場特性，當所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為4Oe的AC磁場Hms中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
16．一種如權利要求15所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁場特性，當所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為20Oe的AC磁場Hms中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
17．一種如權利要求15所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件的AC退磁化磁場特性使得將其峰值幅度小于100Oe的AC退磁化磁場Hmd施加在處于完全磁化狀態的偏磁元件上時，所述偏磁元件退磁化至不超過完全磁化磁平的5％的磁平。
18．一種如權利要求17所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件的AC退磁化磁場特性使得所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為12Oe的AC磁場Hmd中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
19．一種如權利要求15所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件的AC退磁化磁場特性使得將其峰值幅度小于30Oe的AC退磁化磁場Hmd施加在處于完全磁化狀態的偏磁元件上時，所述偏磁元件退磁化至不超過完全磁化磁平的5％的磁平。
20．一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述標識器的目標共振頻率與所述電子貨品監視用系統的操作頻率相對應，所述標識器具有與退活化磁場相關的共振頻率漂移特性，從而使得將所述標識器曝露在其峰值幅度為50Oe以下的AC退活化磁場中時，所述標識器的共振頻率相對于所述目標共振頻率的漂移至少為1.5kHz。
21．一種如權利要求20所述的標識器，其特征在于所述與退活化磁場相關的共振頻率漂移特性使得將所述標識器曝露在其峰值幅度為50Oe以下的AC退活化磁場中時，所述標識器的共振頻率相對于所述目標共振頻率的漂移至少為2kHz。
22．一種如權利要求21所述的標識器，其特征在于所述與退活化磁場相關的共振頻率漂移特性使得將所述標識器曝露在其峰值幅度為35Oe以下的AC退活化磁場中時，所述標識器的共振頻率相對于所述目標共振頻率的漂移至少為2kHz。
23．一種如權利要求21所述的標識器，其特征在于所述與退活化磁場相關的共振頻率漂移特性使得將所述標識器曝露在其峰值幅度為35Oe以下的AC退活化磁場中時，所述標識器的共振頻率相對于所述目標共振頻率的漂移至少為11Hz。
24．一種如權利要求23所述的標識器，其特征在于所述與退活化磁場相關的共振頻率漂移特性使得將所述標識器曝露在其峰值幅度為20Oe以下的AC退活化磁場中時，所述標識器的共振頻率相對于所述目標共振頻率的漂移至少為1kHz。
25．一種使用在諸如可以按預定頻率發出呈間歇式脈沖串的標識器問詢信號等等的磁力式電子貨品監視用系統中的標識器，這種標識器包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述標識器的隨退活化磁場變化的輸出信號特性使得將該標識器曝露在峰值幅度低于35Oe的AC退活化磁場中時，由所述標識器產生的A1輸出信號磁平將降低所述標識器曝露在所述退磁化磁場之前時產生的A1輸出信號磁平的至少50％(其中的A1輸出信號是由標識器在施加在標識器處的問詢信號脈沖結束后1毫秒時產生的信號)。
26．一種如權利要求25所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁場特性，當所述偏磁元件處于完全磁化狀態并且曝露在具有峰值幅度為4Oe的AC磁場中時，所述偏磁元件的磁化磁平至少保持在完全磁化磁平的95％以上。
27．一種如權利要求26所述的標識器，其特征在于所述標識器的隨退活化磁場變化的輸出信號特性使得將該標識器曝露在峰值幅度低于25Oe的AC退活化磁場中時，由所述標識器產生的A1輸出信號磁平將降低所述標識器曝露在所述退磁化磁場之前時產生的A1輸出信號磁平的至少50％。
28．一種如權利要求26所述的標識器，其特征在于所述標識器的隨退活化磁場變化的輸出信號特性使得將該標識器曝露在峰值幅度低于30Oe的AC退活化磁場中時，由所述標識器產生的A1輸出信號磁平將降低所述標識器曝露在所述退磁化磁場之前時產生的A1輸出信號磁平的至少75％。
29．一種如權利要求26所述的標識器，其特征在于所述標識器的隨退活化磁場變化的輸出信號特性使得將該標識器曝露在峰值幅度低于35Oe的AC退活化磁場中時，由所述標識器產生的A1輸出信號磁平將降低所述標識器曝露在所述退磁化磁場之前時產生的A1輸出信號磁平的至少75％。
30．一種使用在磁力式電子貨品監視系統中的標識器，包括(a)一個非結晶型磁致伸縮元件；(b)一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件，其特征在于所述偏磁元件由具有AC退磁化磁場特性的半硬化磁性材料制成，從而使所述偏磁元件在完全磁化且未設置在所述標識器中時曝露在具有一定峰值幅度的AC磁場中時，所述AC磁場將使所述的偏磁元件的磁化磁平產生明顯降低，而且當所述偏磁元件被完全磁化且配置在所述標識器中與所述磁致伸縮元件相鄰近的位置處，并且使所述偏磁元件在曝露在具有一定峰值幅度的AC磁場中時，所述磁致伸縮元件使磁通由所述偏磁元件處偏移開，從而使所述偏磁元件的磁化基本上不會受到所述AC磁場的影響。
31．一種如權利要求30所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件由Metg1as2605SB1材料形成。
32．一種如權利要求31所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件由Metglas2628MB材料形成。
33．一種如權利要求31所述的標識器，其特征在于所述非結晶型磁致伸縮元件由Metglas2628CoA材料形成。
34．一種如權利要求30所述的標識器，其特征在于所述偏磁元件由Vacozet材料形成。
35．一種如權利要求34所述的標識器，其特征在于所述非結晶型磁致伸縮元件由Metglas2628CoA材料形成。
36．一種如權利要求30所述的標識器，其特征在于所述AC磁場的一定峰值幅度范圍由大約5Oe至大約15Oe。
37．一種對使用在磁力式EAS系統中的EAS標識器實施活化和退活化用的方法，這種方法包括以下步驟設置一個由一個非結晶型磁致伸縮元件和一個配置在與所述磁致伸縮元件相鄰接位置處的偏磁元件構成的EAS標識器；磁化所述偏磁元件，使所述偏磁元件產生一個對所述磁致伸縮元件實施偏置的磁場，以便在所述EAS系統的運行頻率下形成共振；通過將所述標識器曝露在其峰值幅度低于150Oe的AC磁場中的方式，對所述EAS標識器實施退活化。
38．一種如權利要求37所述的方法，其特征在于當所述標識器曝露在其峰值幅度等于或低于4Oe的AC磁場中時，所述標識器的共振特性基本上不會發生變化。
39．一種如權利要求38所述的方法，其特征在于當所述標識器曝露在其峰值幅度等于或低于20Oe的AC磁場中時，所述標識器的共振特性基本上不會發生變化。
40．一種如權利要求38所述的方法，其特征在于所述的退活化步驟是通過將所述標識器曝露在其峰值幅度低于100Oe的AC磁場中的方式實施的。
41．一種如權利要求40所述的方法，其特征在于當所述標識器曝露在其峰值幅度等于或低于12Oe的AC磁場中時，所述標識器的共振特性基本上不會發生變化。
42．一種如權利要求37所述的方法，其特征在于所述的退活化步驟是通過將所述標識器曝露在其峰值幅度低于30Oe的AC磁場中的方式實施的。
43．一種如權利要求42所述的方法，其特征在于當所述標識器曝露在其峰值幅度等于或低于4Oe的AC磁場中時，所述標識器的共振特性基本上不會發生變化。
44．一種如權利要求37所述的方法，其特征在于所述的退活化步驟是通過將所述標識器曝露在其峰值幅度低于16Oe的AC磁場中的方式實施的。
45．一種如權利要求44所述的方法，其特征在于當所述標識器曝露在其峰值幅度等于或低于6Oe的AC磁場中時，所述標識器的共振特性基本上不會發生變化。
46．一種如權利要求37所述的方法，其特征在于所述的磁化步驟是在將所述偏磁元件安裝在所述標識器中之后實施的。
47．一種如權利要求37所述的方法，其特征在于所述的磁化步驟是在將所述偏磁元件安裝在所述標識器中之前實施的。
全文摘要
本發明提供了一種用于制作磁力式EAS標識器(10)中的偏磁元件(16)的材料,這種材料的矯頑磁力比使用在常規磁力式標識器中的偏磁元件的矯頑磁力更低。由這種具有更低的矯頑磁力特性的材料制作的標識器(10)可以在其磁平比對常規標識器(參見曲線26)實施去活化所需要的磁平更低的AC磁場強度作用下實施去活化。這種包括有具有更低的矯頑磁力的偏磁元件(16)的標識器(10)還可以在比在先技術中的標識器距退活化裝置更遠的位置處實施去活化。
文檔編號H01F1/153GK1228862SQ97197519
公開日1999年9月15日 申請日期1997年8月21日 優先權日1996年8月28日
發明者李查德·L·庫珀朗德, 凱文·R·卡菲 申請人:傳感電子公司