專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于遙測(cè)目標(biāo)的方法、系統(tǒng)和傳感器以及一種用于確定磁元件長(zhǎng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于遙測(cè)目標(biāo)的一種方法、一種系統(tǒng)和一種傳感器，一個(gè)單個(gè)目標(biāo)被裝備有一個(gè)傳感器，該傳感器包括至少一個(gè)代表傳感器標(biāo)識(shí)的磁元件，其中產(chǎn)生第一電磁信號(hào)以激勵(lì)磁元件產(chǎn)生第二電磁信號(hào)，第二電磁信號(hào)的振幅由一個(gè)電磁場(chǎng)來(lái)調(diào)制，而且其中通過(guò)解調(diào)制第二電磁信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。采用一個(gè)相似的原理本發(fā)明通過(guò)還涉及確定磁元件長(zhǎng)度的一種方法。
現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明許多應(yīng)用要求在探測(cè)區(qū)內(nèi)對(duì)目標(biāo)的存在、標(biāo)識(shí)或位置進(jìn)行可靠且無(wú)接觸的探測(cè)。通常的實(shí)例為例如商品的價(jià)格標(biāo)簽、在生產(chǎn)線(xiàn)中部件的標(biāo)識(shí)、在再生工廠(chǎng)中材料種類(lèi)的標(biāo)識(shí)或在例如商店內(nèi)電子的物品監(jiān)視。
對(duì)于一些應(yīng)用，探測(cè)出目標(biāo)或物品的存在便足夠了。一個(gè)實(shí)例為一個(gè)簡(jiǎn)單的電子的物品監(jiān)視系統(tǒng)，該監(jiān)視系統(tǒng)被安置以便一旦一個(gè)受保護(hù)的物品被帶入探測(cè)區(qū)便提供一個(gè)報(bào)警信號(hào)。這樣的一種簡(jiǎn)單應(yīng)用采用以具有磁特性的薄金屬帶或絲的形式的單傳感器元件。該傳感器元件可能通過(guò)弧形的磁性發(fā)生器/探測(cè)器被磁性地探測(cè)，該磁性發(fā)生器/探測(cè)器將傳感器元件暴露在一個(gè)影響傳感器元件物理特性的交變磁場(chǎng)中。應(yīng)用經(jīng)?；谶@樣的事實(shí)，即交變磁場(chǎng)引起傳感器元件偶極子磁動(dòng)量的周期性的轉(zhuǎn)換，這也便是眾所周知的巴克豪森跳轉(zhuǎn)。這種類(lèi)型的傳感器例如在US-A-5 496 611、EP-A-0 710 923和EP-A-0 716 393中被公開(kāi)。
一種不同的單元件傳感器技術(shù)被描述在WO97/29463和WO97/29464，其中每個(gè)傳感器包括一個(gè)非晶的或納米晶(nano-crystalline)金屬合金的線(xiàn)狀元件。該非晶的或納米晶金屬合金的一個(gè)重要特點(diǎn)是其導(dǎo)磁性可以由交變磁調(diào)制場(chǎng)來(lái)控制。當(dāng)傳感器被電磁詢(xún)問(wèn)信號(hào)所激勵(lì)時(shí)，通過(guò)眾所周知的巨磁阻(Giant Magnetoimpedance)物理效應(yīng)，來(lái)自傳感器的電磁應(yīng)答信號(hào)的振幅被磁調(diào)制場(chǎng)調(diào)制。對(duì)應(yīng)答信號(hào)振幅的調(diào)制被探測(cè)且被用于確定在探測(cè)區(qū)里傳感器的存在。一個(gè)相似的應(yīng)用被示于WO98/36393，其中非常細(xì)的非晶的或納米晶金屬合金絲被用做傳感器元件。這些絲(也稱(chēng)為微絲)具有小于30μm的直徑，優(yōu)選為5-15μm。
上述的電子的物品監(jiān)視應(yīng)用中沒(méi)有一個(gè)應(yīng)用能為每個(gè)傳感器提供可遙測(cè)的標(biāo)識(shí)。然而，對(duì)于先進(jìn)的應(yīng)用有必要提供代表例如相應(yīng)目標(biāo)的物品編號(hào)、序號(hào)、材料代碼等這樣的每個(gè)傳感器要被附上的標(biāo)識(shí)信息。這樣的應(yīng)用在WO88/01427中被公開(kāi)，其中每個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器被裝備有許多由非晶鐵磁體材料制成且彼此按預(yù)先設(shè)定的角度關(guān)系或按預(yù)先設(shè)定的距離布置的磁力控制的條或帶。這種傳感器的標(biāo)識(shí)由預(yù)先設(shè)定的關(guān)系及單個(gè)傳感器元件的相應(yīng)類(lèi)型來(lái)代表。傳感器元件由磁能激發(fā)出機(jī)械諧振。由諧振傳感器元件產(chǎn)生的磁信號(hào)可以被磁性或電感地探測(cè)。
一個(gè)相似的系統(tǒng)在WO93/14478中被加以說(shuō)明，其中傳感器或標(biāo)識(shí)器被裝備有許多電諧振電路，每個(gè)電諧振電路被電感地耦合到相應(yīng)的磁傳感器元件上。每個(gè)電諧振電路被激勵(lì)以產(chǎn)生電振蕩，而且借助通過(guò)一個(gè)外部磁場(chǎng)對(duì)磁元件產(chǎn)生的導(dǎo)磁性，其諧振頻率是可控制的，其中可能對(duì)幾個(gè)相同傳感器進(jìn)行同時(shí)探測(cè)。
總之，用于遙測(cè)目標(biāo)的現(xiàn)有技術(shù)傳感器或者是單元件類(lèi)型，其只允許每個(gè)傳感器的存在被探測(cè)，或者是多元件類(lèi)型，其也允許每個(gè)傳感器的標(biāo)識(shí)被探測(cè)。單元件傳感器容易設(shè)計(jì)及制造因此具有較低的單位成本。在另一方面，多元件傳感器需要支撐載體(尤其是對(duì)于機(jī)械諧振傳感器元件)和/或電容性和電感性元件(對(duì)于電諧振電路型式)。自然地，這意味著更高的單位成本。此外，因?yàn)樯鲜龅亩嘣鞲衅髦饕看呕螂姼行缘逆溄觼?lái)工作，所以探測(cè)系統(tǒng)的工作距離相當(dāng)窄。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供遙測(cè)目標(biāo)的一種方法、一種系統(tǒng)和一種傳感器，其能夠以比現(xiàn)有技術(shù)方法顯著低的成本確定附著到一個(gè)單個(gè)目標(biāo)上的傳感器的標(biāo)識(shí)。本發(fā)明的另一目的是在工作距離內(nèi)提供一個(gè)用于探測(cè)單個(gè)傳感器/目標(biāo)的標(biāo)識(shí)的系統(tǒng)，其比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)要好得多。
通過(guò)提供與上述WO97/29463、WO97/29464和WO98/36393中所說(shuō)明的方法、系統(tǒng)和傳感器(即，采用電磁激勵(lì)和探測(cè)，以及用于調(diào)制來(lái)自傳感器應(yīng)答信號(hào)的一個(gè)電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)包括至少一個(gè)細(xì)絲狀由非晶的或納米晶金屬合金制成的磁元件)類(lèi)似的一種方法、一個(gè)系統(tǒng)和一個(gè)傳感器這些目的已經(jīng)得以實(shí)現(xiàn)，但是這種方法、系統(tǒng)和傳感器允許每個(gè)傳感器代表一個(gè)標(biāo)識(shí)。通過(guò)改變磁調(diào)制場(chǎng)的振幅并探測(cè)來(lái)自傳感器應(yīng)答信號(hào)的振幅的相應(yīng)變化可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這些變化被用于確定傳感器的磁元件或每個(gè)磁元件的幾何特性，優(yōu)選地是元件的長(zhǎng)度。因?yàn)榻z狀磁元件的去磁因數(shù)取決于元件的長(zhǎng)度，并且因?yàn)閼?yīng)答信號(hào)的振幅反過(guò)來(lái)取決于去磁因數(shù)，所以根據(jù)所探測(cè)的振幅變化來(lái)確定磁元件的長(zhǎng)度是可能的。傳感器的標(biāo)識(shí)由磁元件的長(zhǎng)度來(lái)提供；第一長(zhǎng)度元件代表第一標(biāo)識(shí)，第二長(zhǎng)度元件代表第二標(biāo)識(shí)，等等。有利地是，每個(gè)傳感器包括不僅一個(gè)相互之間按預(yù)定空間關(guān)系所布置的磁元件。通過(guò)采用不同長(zhǎng)度的元件，傳感器的標(biāo)識(shí)可以不僅由這些長(zhǎng)度代表，而且可以由這些元件之間的空間關(guān)系來(lái)代表。
本發(fā)明的其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)從下面詳細(xì)的公開(kāi)內(nèi)容、從附圖以及從所附的專(zhuān)利權(quán)利要求中顯示出來(lái)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明現(xiàn)在將參照


本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，其中圖1圖解說(shuō)明遙測(cè)目標(biāo)的一個(gè)系統(tǒng)，其中可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法和傳感器，圖2是對(duì)根據(jù)本發(fā)明的傳感器的第一實(shí)施方案的示意圖解說(shuō)明，其中磁元件具有不同的長(zhǎng)度并且彼此間成一角度被布置，圖3是對(duì)傳感器的另一實(shí)施方案的示意圖解說(shuō)明，其中磁傳感器元件仍然具有不同的長(zhǎng)度但是被布置成彼此間平行且在元件縱向延伸的橫向方向上相隔相應(yīng)的距離，圖4為圖解說(shuō)明本發(fā)明所基于的基本原理的圖形，以及圖5為顯示一組具有不同長(zhǎng)度的磁元件所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖形。
發(fā)明的詳細(xì)公開(kāi)圖1圖解說(shuō)明用于遙測(cè)目標(biāo)的一個(gè)系統(tǒng)的示范性實(shí)施方案，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案采用傳感器30。發(fā)送器天線(xiàn)11和接收器天線(xiàn)12被布置在探測(cè)區(qū)10。發(fā)送器天線(xiàn)11被可操作性地連接到輸出級(jí)13，該輸出級(jí)13依次被連接到控制器14。該輸出級(jí)包括各種市場(chǎng)上買(mǎi)得到的激勵(lì)和放大電路以及用于產(chǎn)生高頻fHF交變電流的裝置，當(dāng)所述電流被供到發(fā)送器天線(xiàn)時(shí)該電流來(lái)回地通過(guò)發(fā)送器天線(xiàn)流動(dòng)，其中在發(fā)送器天線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)。正如下面將要更詳細(xì)地所說(shuō)明的那樣，這一電磁場(chǎng)將被用于激勵(lì)在探測(cè)區(qū)10中存在的傳感器30，以便于當(dāng)從發(fā)送器天線(xiàn)11接收到第一電磁信號(hào)50時(shí)，傳感器將發(fā)送第二電磁信號(hào)60，該第二電磁信號(hào)60被接收器天線(xiàn)12所接收并被轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的電信號(hào)70。
接收器天線(xiàn)12被可操作性地連接到輸入級(jí)15，該輸入級(jí)15包括傳統(tǒng)的帶有放大和信號(hào)處理功能的裝置，如帶通濾波和放大電路。該輸入級(jí)15也包括用于調(diào)制所接收的信號(hào)70并將其作為一個(gè)應(yīng)答信號(hào)80供給到控制器14的裝置。
發(fā)送器天線(xiàn)11和接收器天線(xiàn)12因此具有以公知的方式在高頻電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的目的。優(yōu)選地是，天線(xiàn)為具有旋轉(zhuǎn)極化的成螺旋形的天線(xiàn)(用于最佳地覆蓋所有的方向)，或者作為選擇地為傳統(tǒng)的末端饋送或中心饋送式的半波振動(dòng)簧片天線(xiàn)，然而其它公知的天線(xiàn)種類(lèi)同樣是可能的。
探測(cè)區(qū)10被附加地裝備有裝置16，如用于產(chǎn)生磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的一個(gè)線(xiàn)圈，。裝置16通過(guò)激勵(lì)級(jí)17被連接到控制器14。激勵(lì)級(jí)17包括用于產(chǎn)生調(diào)制電流Imod的裝置，該電流被供給到裝置16，其中磁調(diào)制場(chǎng)Hmod在探測(cè)區(qū)10的主要部分被產(chǎn)生。磁調(diào)制場(chǎng)Hmod可能具有大約為500-800的頻率，而且電磁激勵(lì)和應(yīng)答信號(hào)在GHz頻帶內(nèi)具有如1.3GHz或2.45GHz的頻率。但是超出這些范圍的頻率也是可能的。
已經(jīng)在圖1中示意性圖解說(shuō)明的盒狀封裝的目標(biāo)20被裝備有根據(jù)本發(fā)明的傳感器30，該傳感器包括至少兩個(gè)磁傳感器元件31-34，這些磁傳感器元件以相互關(guān)系被布置并代表傳感器或附著傳感器的目標(biāo)20的標(biāo)識(shí)。這些傳感器元件可被電磁地探測(cè)并包括一種磁性材料，這種材料的導(dǎo)磁性通過(guò)磁場(chǎng)是可控制的并且根據(jù)通常公知的巨磁阻(Giant Magneto-Impedance)其高頻阻抗取決于所述的導(dǎo)磁性。這一效應(yīng)引起第二電磁信號(hào)60振幅的調(diào)制，該第二電磁信號(hào)60由傳感器30傳送并被接收器天線(xiàn)12作為信號(hào)70所接收。振幅由磁調(diào)制場(chǎng)Hmod來(lái)調(diào)制。
類(lèi)似于上述系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)在WO97/29463、WO97/29464和WO98/36393中被徹底地公開(kāi)，所有這些在此都被完全結(jié)合作為參考。
傳感器30的第一實(shí)施方案在圖2中被圖解說(shuō)明。傳感器30包括傳感器殼體35，如紙或塑料薄片，四個(gè)傳感器元件31、32、33、34通過(guò)例如粘附被安裝到此殼體上。作為選擇地，如下面將詳細(xì)說(shuō)明的那樣，四個(gè)元件31-34可以被直接地集成到安裝有傳感器的目標(biāo)20的材料里。
傳感器元件31-34的材料可以基本上與上述WO98/36393所說(shuō)明的傳感器元件的相同。換言之，在圖2的實(shí)施方案中，傳感器元件31-34由富含鈷的非晶金屬合金，如(Fe0.06Co0.94)72.5Si12.5B15。傳感器元件由長(zhǎng)度約為5-100mm、典型的橫向直徑為7-55μm的非常細(xì)的金屬絲構(gòu)成。如下面將更詳細(xì)說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是單個(gè)元件31-34具有不同的預(yù)先設(shè)定的長(zhǎng)度l1-l4。此外，這些金屬絲將被裝備有玻璃或另一種電介質(zhì)材料的薄的涂層，其厚度優(yōu)選為小于金屬絲線(xiàn)芯的厚度(直徑)。這樣的金屬絲通常被稱(chēng)為微絲并且通過(guò)快速拉伸熔融金屬合金和周?chē)囊粋€(gè)熔融玻璃管被制造出來(lái)。
作為選擇地，傳感器元件31-34的材料可以是非晶態(tài)的，而不是非晶的。此外，玻璃涂層可以被省去，而且其厚度(橫向直徑)可以大于優(yōu)選的實(shí)施方案所用的。如在WO97/29463和WO97/29464所示，在100至200μm的橫向直徑已經(jīng)被證明是有效的，尤其是在約125μm。然而，正如在磁傳感器元件的技術(shù)領(lǐng)域本身所公知的那樣，這樣的金屬絲不被稱(chēng)為微絲而且采用與上述方法不同的其它方法制造出來(lái)?？傊?，本發(fā)明的傳感器可能包括各種類(lèi)型的如所附的獨(dú)立傳感器權(quán)利要求所定義的磁傳感器元件。
根據(jù)圖2的實(shí)施方案，四個(gè)傳感器元件31-34被彼此以一定角度被布置。如前所述，傳感器元件31-34可以被安裝到載體35上，如粘性標(biāo)簽，或作為選擇地例如通過(guò)粘附直接附著到相關(guān)的目標(biāo)20上。另外的選擇是將傳感器元件縫制或編織到例如一件服裝或另一種商品上。在這樣的情況下，傳感器的標(biāo)識(shí)可以代表一種物品的等級(jí)或類(lèi)型。但是另一選擇是將傳感器元件集成入包裝材料如紙板、紙或塑料膜內(nèi)，或集成入一種再生物品(例如塑料容器、玻璃瓶、紙板包裝等等)內(nèi)。在這些情況下，傳感器的標(biāo)識(shí)可以代表例如每個(gè)再生物品的材料類(lèi)型。
傳感器30(或其相關(guān)的目標(biāo)20)的標(biāo)識(shí)部分地由傳感器元件31-34之間的角偏差值來(lái)提供。當(dāng)組裝傳感器時(shí)，這些傳感器元件根據(jù)從一組如此預(yù)先設(shè)定的方向中選擇出來(lái)的一個(gè)具體的預(yù)先設(shè)定的方向被布置。
傳感器的第二實(shí)施方案如圖3所示。在此，傳感器40包括一個(gè)矩形載體45，四個(gè)傳感器元件41、42、43、44被安裝在該載體上。磁傳感器元件41-44可以同與圖2相關(guān)的前面段落所說(shuō)明的傳感器元件相類(lèi)似的或相同。但是，與圖2相對(duì)比，圖3所示傳感器40的傳感器元件41-44在相鄰元件之間相距某一橫向位移彼此平行地被布置。與圖2中單個(gè)傳感器元件31-34相類(lèi)似的是，圖3中的傳感器元件41-44具有不同的長(zhǎng)度，這樣長(zhǎng)度共同構(gòu)成這個(gè)傳感器40的標(biāo)識(shí)。但是與圖2中的傳感器30相對(duì)比，圖3中的傳感器40不包含傳感器元件41-44之間空間關(guān)系的任何附加的信息。
現(xiàn)在參考圖4將說(shuō)明用于確定單個(gè)磁傳感器長(zhǎng)度的一種方法。下述說(shuō)明是參考圖2所示的傳感器30進(jìn)行的。如前所述，本發(fā)明的一個(gè)方面是單個(gè)磁傳感器元件31-34的長(zhǎng)度可以被用做構(gòu)成傳感器30的標(biāo)識(shí)的編碼參數(shù)。這些長(zhǎng)度可以通過(guò)元件上的磁性能，即公知的去磁因數(shù)來(lái)確定。去磁因數(shù)代表磁元件有關(guān)外部磁場(chǎng)的固有磁化強(qiáng)度，而且如下面所陳述，其特別取決于元件的長(zhǎng)度和橫截面積。
假設(shè)磁傳感器元件是一個(gè)具有長(zhǎng)度c和直徑a的絲，則元件的縱向去磁因數(shù)Nc可以表達(dá)如下Nc=4πr2-1[rr2-1ln[r+r2-1]-1],]]>其中r＝c/a橫向去磁因數(shù)Na可以通過(guò)下面的表達(dá)式獲得Nc+2Na＝4π.
如前所述，磁元件的阻抗將取決于元件的導(dǎo)磁性，并且當(dāng)通過(guò)磁調(diào)制場(chǎng)改變導(dǎo)磁性時(shí)，阻抗將相應(yīng)改變，而且最終電磁應(yīng)答信號(hào)的振幅將由磁調(diào)制場(chǎng)來(lái)調(diào)制。
振幅調(diào)制的能量將不僅取決于磁調(diào)制場(chǎng)的振幅而且還取決于電磁激勵(lì)信號(hào)的高頻(HF)能量及元件的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度將對(duì)振幅調(diào)制能量具有影響的原因是振幅調(diào)制是由導(dǎo)磁性造成的，導(dǎo)磁性反過(guò)來(lái)取決于去磁因數(shù)，而去磁因數(shù)最終取決于元件的長(zhǎng)度，這正如上述公式所示。
因此，通過(guò)增加磁調(diào)制場(chǎng)的振幅，應(yīng)答信號(hào)的振幅調(diào)制能量將按照一個(gè)基本上呈線(xiàn)性的因數(shù)增加，該因數(shù)取決于元件的長(zhǎng)度。
振幅調(diào)制場(chǎng)與應(yīng)答信號(hào)的振幅調(diào)制場(chǎng)能量之間的基本上呈線(xiàn)性的關(guān)系已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)被證實(shí)，如圖5所示。
在圖5中，對(duì)照用于產(chǎn)生磁調(diào)制場(chǎng)的調(diào)制電流振幅的增加，針對(duì)具有不同長(zhǎng)度(7cm、7.5cm、8cm、8.5cm、9.5cm、10.5cm和11.5cm)的七個(gè)元件應(yīng)答信號(hào)的振幅被繪制。每個(gè)長(zhǎng)度的斜率K被指示出來(lái)。
上述發(fā)現(xiàn)的一個(gè)應(yīng)用在圖4中被示意性地圖解說(shuō)明，其中圖2中的傳感器30的四個(gè)磁元件31-34的相應(yīng)斜率K1-K4被圖解說(shuō)明。第一磁元件31具有長(zhǎng)度l1，該長(zhǎng)度與第四磁元件34的長(zhǎng)度l4相同。此外，第二磁元件32具有長(zhǎng)度l2，該長(zhǎng)度比第一和第四磁元件31和34的長(zhǎng)度l1＝l4短。最后，第三磁元件33的長(zhǎng)度l3比相應(yīng)的磁元件31、32、34的長(zhǎng)度l1、l2和l4長(zhǎng)。
如上所述，第一磁元件31的去磁因數(shù)將取決于磁元件的長(zhǎng)度l1且將引起來(lái)自這個(gè)元件的應(yīng)答信號(hào)的振幅呈線(xiàn)性地依賴(lài)于(斜率K1)磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的振幅。因?yàn)榈谝缓偷谒脑?1、34具有相同的長(zhǎng)度l1＝l4，所以其斜率將是相同的，如圖4中的一個(gè)共同的線(xiàn)性斜率所圖解說(shuō)明。此外，因?yàn)榈诙旁?2的長(zhǎng)度l2小于上述的長(zhǎng)度l1＝l4，所以如圖4所示，第二磁元件32的斜率K2將較少地依賴(lài)于磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的振幅。從而，如圖4中的最高的斜率K3所圖解說(shuō)明，最長(zhǎng)的磁元件33的斜率K3將最強(qiáng)烈地依賴(lài)于磁調(diào)制場(chǎng)的振幅。
磁元件31-34和長(zhǎng)度l1-l4被確定如下。磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的振幅H被從第一值改變成第二值，即通過(guò)將振幅增加一個(gè)值ΔH。被解調(diào)的應(yīng)答信號(hào)80的振幅A針對(duì)磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的第一和第二振幅而被確定，即響應(yīng)于磁調(diào)制場(chǎng)Hmod振幅的變化ΔH，應(yīng)答信號(hào)振幅的變化ΔA被確定。于是，斜率K被計(jì)算為K＝ΔA/ΔH。例如，第三元件33的斜率K3被計(jì)算為ΔA3/ΔH，而第二磁元件32的斜率K2被計(jì)算為ΔA2/ΔH。因?yàn)榇旁男甭蔏和相應(yīng)的長(zhǎng)度之間存在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的關(guān)系，所以磁元件31-34的長(zhǎng)度l1-l4可以根據(jù)所確定的斜率K1-K4計(jì)算出來(lái)。優(yōu)選地，控制器14被裝備有一個(gè)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)根據(jù)斜率K1-K4確定長(zhǎng)度l1-l4的所用的交叉參照數(shù)據(jù)。此外，控制器14的存儲(chǔ)器具有第二交叉參照表以將元件長(zhǎng)度映射到碼值上，以便例如元件的長(zhǎng)度l1對(duì)應(yīng)于第一碼值，而長(zhǎng)度l2對(duì)應(yīng)于第二碼值等。如上所述，磁元件31-34之間的角偏差可以提供另外的碼值，以便傳感器30的全碼可以由單個(gè)長(zhǎng)度l1-l4以及元件31-34之間的角關(guān)系而構(gòu)成。
磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的瞬時(shí)振幅H可以方便地根據(jù)調(diào)制電流的瞬時(shí)振幅被確定，該調(diào)制電流從激勵(lì)級(jí)17被供給到用于產(chǎn)生磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的裝置(線(xiàn)圈)16。
圖3中的傳感器40的磁元件41-44的長(zhǎng)度可以通過(guò)與所述的圖2中傳感器所采用的相似方法而被確定。
本發(fā)明的基本原理也可以被用作確定磁元件長(zhǎng)度的一種方法。根據(jù)這樣的一種方法，將采用下述步驟；1.磁元件被暴露在用于激勵(lì)元件的電磁輻射中。
2.磁元件被暴露在具有第一振幅的磁場(chǎng)中。
3.從來(lái)自磁元件的電磁應(yīng)答信號(hào)探測(cè)出第一振幅。
4.然后磁元件被暴露在具有第二振幅的磁場(chǎng)中。
5.從來(lái)自磁元件的電磁應(yīng)答信號(hào)探測(cè)出第二振幅。
6.確定電磁應(yīng)答信號(hào)的第一和第二振幅之間的第一差值。
7.確定磁場(chǎng)的第一和第二振幅之間的第二差值。
8.磁元件的長(zhǎng)度最終根據(jù)第一和第二差值而被確定，優(yōu)選地通過(guò)第一差值除以第二差值并將由此獲得的值同一組預(yù)先設(shè)定的值相比較，該組預(yù)先設(shè)定的值代表與不同的預(yù)先設(shè)定的長(zhǎng)度相關(guān)的磁元件的去磁因數(shù)。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，為了上述目的，每個(gè)磁元件長(zhǎng)度以外的其它特性可以被用做編碼參數(shù)。已經(jīng)提到固有磁化，以及因此的去磁因數(shù)不僅取決于元件長(zhǎng)度而且取決于其直徑或橫截面積。因而，元件的直徑可以被用做編碼目的，即通過(guò)采用不同橫截面積(不同厚度)的磁傳感器元件作為參照?qǐng)D2和圖3所述的磁元件31-34及41-44的替代和/或除了參照?qǐng)D2和圖3所述的磁元件31-34及41-44還采用不同橫截面積(不同厚度)的磁傳感器元件。
本發(fā)明通過(guò)幾個(gè)示范性實(shí)施方案的方法已經(jīng)被加以說(shuō)明。然而，如所附加的權(quán)利要求所定義，在本發(fā)明范圍內(nèi)除了上述說(shuō)明的實(shí)施方案以外的其它實(shí)施方案也是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于遙測(cè)目標(biāo)的方法，一個(gè)單個(gè)目標(biāo)(20)被裝備有一個(gè)傳感器(30)，該傳感器(30)包括至少一個(gè)具有預(yù)先設(shè)定的幾何形狀并代表傳感器標(biāo)識(shí)的磁元件(31-34)，其中產(chǎn)生第一電磁信號(hào)(50)以激勵(lì)所述磁元件或每個(gè)磁元件產(chǎn)生第二電磁信號(hào)(60)，第二電磁信號(hào)的振幅由一個(gè)磁場(chǎng)(Hmod)來(lái)調(diào)制，而且其中通過(guò)解調(diào)第二電磁信號(hào)(60，70)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)(80)，其特征在于下面的步驟a)響應(yīng)于磁場(chǎng)(Hmod)的振幅變化(ΔH)探測(cè)應(yīng)答信號(hào)(80)振幅的變化(ΔA)，b)根據(jù)步驟a)的結(jié)果確定所述磁元件或每個(gè)磁元件(31-34)的幾何特性，以及c)根據(jù)步驟b)的結(jié)果確定傳感器(20)的標(biāo)識(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中幾何特性是所述磁元件或每個(gè)磁元件(31-34)的長(zhǎng)度(l1-l4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中幾何特性是所述磁元件或每個(gè)磁元件(31-34)的直徑。
4.根據(jù)前面任一權(quán)利要求的方法，其中所述磁元件或每個(gè)磁元件(31-34)由非晶的或納米晶金屬合金絲構(gòu)成。
5.根據(jù)前面任一權(quán)利要求的方法，其中傳感器(20)包括至少兩個(gè)彼此之間以預(yù)先設(shè)定的空間關(guān)系布置的磁元件(31-34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述至少兩個(gè)磁元件(31-34)具有不同的長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中所述至少兩個(gè)磁元件(41-44)在傳感器(40)中彼此相互平行地被布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-6任一權(quán)利要求的方法，其中所述至少兩個(gè)磁元件(31-34)彼此之間以按一角度被布置。
9.一種用于遙測(cè)目標(biāo)的系統(tǒng)，其中一個(gè)單個(gè)目標(biāo)(20)被裝備有一個(gè)包括至少一個(gè)磁傳感器元件(31-34)的傳感器(30)，該系統(tǒng)包括發(fā)送器裝置(11，13)，用于在探測(cè)區(qū)(10)發(fā)送第一電磁信號(hào)(50)；接收器裝置(12，15)，用于接收第二電磁信號(hào)(60，70)，所述第二電磁信號(hào)(60，70)由傳感器響應(yīng)于來(lái)自發(fā)送器裝置的第一電磁信號(hào)而產(chǎn)生；調(diào)制裝置(16)，用于產(chǎn)生在由傳感器產(chǎn)生第二電磁信號(hào)期間用于調(diào)制第二電磁信號(hào)的磁場(chǎng)(Hmod)；以及解調(diào)裝置(15)，用于通過(guò)解調(diào)接收器裝置所接收的第二電磁信號(hào)(70)而產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)(80)，其特征在于處理裝置(14)，該處理裝置用于響應(yīng)于磁場(chǎng)(Hmod)振幅的變化(ΔH)，探測(cè)應(yīng)答信號(hào)(80)振幅的變化(ΔA)；根據(jù)由此探測(cè)的振幅變化確定所述磁元件或每個(gè)磁元件(31-34)的幾何特性；并且根據(jù)由此確定的幾何特性確定傳感器(30)的標(biāo)識(shí)。
10.一種確定細(xì)長(zhǎng)的磁元件(31-34)長(zhǎng)度(l1-l4)的方法，其特征在于將磁元件(31-34)暴露在電磁輻射(50)中，將磁元件暴露在具有第一振幅的磁場(chǎng)(Hmod)中，探測(cè)來(lái)自磁元件的電磁應(yīng)答信號(hào)(60，70)的第一振幅，將磁元件暴露在具有第二振幅的磁場(chǎng)中，探測(cè)來(lái)自磁元件的電磁應(yīng)答信號(hào)的第二振幅，確定電磁應(yīng)答信號(hào)的第一和第二振幅之間的第一差值(ΔA)，確定磁場(chǎng)的第一和第二振幅之間的第二差值(ΔH)，以及根據(jù)所述第一和第二差值確定磁元件(31-34)的長(zhǎng)度(l1-l4)。
11.一種用于遙測(cè)目標(biāo)的傳感器(30)，其包括至少兩個(gè)磁元件(31-34)，它們按照代表傳感器或附著傳感器的目標(biāo)(20)的標(biāo)識(shí)的空間關(guān)系被布置，所述磁元件在可被電磁地探測(cè)，其特征在于每個(gè)磁元件(31-34)由非晶的或納米晶金屬合金絲構(gòu)成并且具有不同于傳感器(30)的至少一個(gè)另外的磁元件長(zhǎng)度的一個(gè)長(zhǎng)度(l1-l4)，其中每個(gè)元件的長(zhǎng)度被用于構(gòu)成傳感器的標(biāo)識(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的傳感器，其中每個(gè)磁元件(31-34)的直徑為100-200μm。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的傳感器，其中每個(gè)磁元件(31-34)的直徑為7-55μm。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13任一權(quán)利要求的傳感器，其中每個(gè)磁元件(31-34)被裝備有一種電介質(zhì)材料涂層，如玻璃。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14任一權(quán)利要求的傳感器，其中當(dāng)每個(gè)磁元件(31-34)的非晶的或納米晶金屬合金暴露在高頻電磁能(50)及低頻磁能(Hmod)時(shí)，其顯示出巨磁阻(Giant Magneto-impedance)效應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15任一權(quán)利要求的傳感器，其中每個(gè)磁元件(31-34)的非晶的或納米晶金屬合金具有大多數(shù)比例的鈷。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16任一權(quán)利要求的傳感器，其中每個(gè)磁元件(31-34)的非晶的或納米晶金屬合金的成分為(Fe0.06Co0.94)72.5Si12.5B15。
18.根據(jù)權(quán)利要求11-17任一權(quán)利要求的傳感器，其中磁元件(41-44)彼此之間相互平行地被布置在傳感器(40)內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-18任一權(quán)利要求的傳感器，其中磁元件(31-34)彼此之間按照一個(gè)角度被布置在傳感器(30)內(nèi)。
全文摘要
提供一種遙測(cè)目標(biāo)的方法,其中單個(gè)目標(biāo)(20)被裝備有至少一個(gè)傳感器(30),該傳感器包括至少一個(gè)代表傳感器標(biāo)識(shí)的磁元件(31－34)。產(chǎn)生第一電磁信號(hào)(50)以激勵(lì)所述磁元件或每個(gè)磁元件產(chǎn)生第二電磁信號(hào)(60),第二電磁信號(hào)的振幅由磁場(chǎng)(H
文檔編號(hào)H01F1/00GK1369089SQ0081153
公開(kāi)日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2000年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月9日
發(fā)明者C·蒂倫 申請(qǐng)人:Rso股份有限公司