用于编码电子物品识别系统的标记器技术方案

一种磁－机谐振电子物品识别系统中的编码标记器，包括具有改进的磁－机谐振性能的基于无定形磁性合金带的多个易延展的磁致伸缩元件或条。该编码标记器充分利用了改进的磁－机性能的优点，且一种电子物品识别系统使用该编码标记器。该改进的可编码和可解码的标记器／识别系统能够识别比常规系统多得多的物品数目。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铁磁无定形合金带(ribbon)，并涉及用于电子物品识别系统的标记器，该标记器包括多个基于无定形磁致伸缩材料的矩形条(strip)，该多个矩形条在交变磁场中以若干倍的谐振频率机械振荡，由此该标记器的磁-机(magneto-mechanical)效应被有效地用于编码和解码目的。本专利技术还涉及利用这种标记器的电子识别系统。
技术介绍
磁性材料的磁致伸缩是指磁性材料被施加外部磁场时发生尺寸变化的现象。当尺寸变化为材料在被磁化而伸长时，该材料称为是“正磁致伸缩的”。若材料是“负磁致伸缩的”，该材料在磁化时收缩。因此在任一情况下，磁性材料在处于交变磁场时振荡。当与交变场一起施加静态磁场时，该磁性材料的机械振荡的频率通过磁致弹性(magnetoelastic)耦合随所施加的静态场而变化。这通常称为ΔE效应，例如描述于S.Chikazumi(John Wiley & Sons，New York，1964，435页)的″Physics of Magnetism″。这里E(H)代表为施加场H的函数的杨氏模量，且材料的振荡或谐振频率fr通过下述方程与E(H)关联 fr＝(1/2l)1/2(1) 其中l为材料的长度，ρ为材料的质量密度。上述的磁致弹性或磁-机效应被用于电子物品监督系统，这首先教导于美国专利No.4,510,489和4,510,490(下文中称为′489和′490专利)。这种监督系统的优点在于，该系统提供了高探测灵敏度、高工作可靠性和低工作成本的组合。 这种系统内的标记器为已知长度铁磁材料的一个或多个条，该铁磁材料用更硬磁性的铁磁体(具有更高矫顽磁性的材料)封装，该更硬磁性的铁磁体提供称为偏置场的静态场以建立峰值磁-机耦合。铁磁标记材料优选为无定形合金带，因为这些合金内的磁-机耦合效率非常高。机械谐振频率fr基本上是由合金带的长度和偏置场强确定的，如上述方程(1)所示。当在电子识别系统中碰到调谐为该谐振频率的询问信号时，该标记材料以大信号场来应答，该大信号场被系统内的接收器探测到。 在美国专利No.4,510,490中考虑多种无定形铁磁材料用于基于上述磁-机谐振的编码识别系统，且这些无定形铁磁材料包括无定形的Fe-Ni-Mo-B、Fe-Co-B-Si、Fe-B-Si-C和Fe-B-Si合金。在这些合金中，直到基于磁性谐波发生/探测的其它系统的磁-机谐振标记的偶然触发，可购得的无定形Fe-Ni-Mo-B基METGLAS2826MB合金才被广泛使用。这是因为当时使用的磁-机谐振标记有时呈现非线性BH特性，导致产生该激励场频率的更高次谐波。为了避免有时称为系统“污染问题”的这个问题，已经专利技术了-系列新的标记材料，这些标记材料的例子披露于美国专利No.5,495,231、5,539,380、5,628,840、5,650,023、6,093,261和6,187,112。尽管新的标记材料的性能平均而言优于原始′489和′490专利的监督系统中使用的材料，但是已经在例如美国专利No.6,299,702(下文中称为′702专利)中披露的标记材料中发现了略微更好的磁-机性能。这些新的标记材料需要复杂的热处理工艺以实现与例如′702专利中披露的性能相同的期望的磁-机性能。显然，需要一种不需要如此复杂后带(post-ribbon)制作工艺的新的磁-机标记材料，且本专利技术的一个目的是提供一种具有高磁-机性能而不导致前述“污染问题”的这种标记材料。完全利用本专利技术的该新的磁-机标记材料，本专利技术包括一种具有编码和解码能力的标记器以及使用该标记器的电子识别系统。具有磁-机标记器的编码监督系统教导于美国专利No.4,510,490，但是由于标记器内的有限的可用空间，组成的标记条的数目受限制，因此限制了使用这种标记器的编码和解码能力的领域。 显然，在具有编码和解码能力的电子物品识别系统中需要一种标记器，该标记器内的标记条的数目显著增加而不牺牲作为编码标记器的性能，该电子物品识别系统在下文中称为“编码电子物品识别系统”。
技术实现思路
依据本专利技术，基于磁-机谐振的电子识别系统的标记器内包含软磁性材料。 具有增强的整体磁-机谐振性能的标记材料是由无定形合金带制成，使得多个标记条容纳在编码标记器内。具有磁-机谐振能力的带式的软磁性材料铸在旋转基板上，如美国专利No.4,142,571所教导。当原铸(as-cast)带宽度宽于针对标记材料的预定宽度时，所述带切开成所述预定宽度。如此加工的带被切割成具有不同长度的易延展的矩形无定形金属条，以使用具有提供偏置静态磁场的至少一个半硬磁条的多个所述矩形无定形金属条来制作磁-机谐振标记器。 一种编码电子物品识别系统使用了本专利技术的编码标记器。该系统具有物品询问区域，其中本专利技术的磁-机标记器经历具有变化频率的询问磁场，对该询问磁场激励的信号响应被置于该物品询问区域内的具有一对天线线圈的接收器探测。 依据本专利技术的实施例，提供了一种磁-机谐振电子物品识别系统的编码标记器，用于以预选定频率机械谐振，该编码标记器包括从无定形铁磁合金带切割成预定长度的多个易延展的磁致伸缩条，该无定形铁磁合金带具有沿带长度方向的曲率并在交变磁场激励下随静态偏置场呈现磁-机谐振，该磁致伸缩条具有垂直于带轴的磁性各向异性方向，其中至少两个磁致伸缩条用于磁性偏置以按照预选定频率的单一不同的频率谐振。 在选用的情况下，该标记条的曲率半径小于100cm。 依据本专利技术实施例，通过将其磁性各向异性方向垂直于带轴的无定形磁致伸缩合金带切割成具有预定长度的长度/宽度比大于3的矩形条来执行编码。 在选用的情况下，该条具有从约3mm至约15mm范围的条宽。 依据本专利技术实施例，该条具有在约4Hz/(A/m)至约14Hz/(A/m)范围的谐振频率相对于偏置场的斜率。 在选用的情况下，当条宽为6mm时，该条具有大于约18mm的长度。 依据本专利技术实施例，该条具有低于约120000Hz的磁-机谐振频率。 依据本专利技术实施例，该无定形铁磁合金带具有在约8ppm至约18ppm之间的饱和磁致伸缩和在约0.7特斯拉至约1.1特斯拉的饱和感应。 依据本专利技术实施例，该无定形铁磁合金带的无定形铁磁合金具有基于Fea-Nib-Moc-Bd的组成，其中30≤a≤43，35≤b≤48，0≤c≤5，14≤d≤20且a+b+c+d＝100，多达3原子％的Mo可选地被Co、Cr、Mn和/或Nb取代，以及多达1原子％的B可选地被Si和/或C取代。 依据本专利技术实施例，该无定形铁磁合金带的无定形铁磁合金包括下述组成之一Fe40.6Ni40.1Mo3.7B15.1Si0.5、Fe41.5Ni38.9Mo4.1B15.5、Fe41.7Ni39.4Mo3.1B15.8、Fe40.2Ni39.0Mo3.6B16.6Si0.6、Fe39.8Ni39.2Mo3.1B17.6C0.3、Fe36.9Ni41.3Mo4.1B17.8、Fe35.6Ni42.6Mo4.0B17.9、Fe40Ni38Mo4B18或Fe38.0Ni38.8Mo3.9B19.3。 在选用的情况下，该编码标记器包括具有不同长度的至少两个标记条。 在选用的情况下，编码标记器包括具有不同长度的五个标记条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁－机谐振电子物品识别系统的编码标记器，用于以预选定频率机械谐振，所述编码标记器包括：从无定形铁磁合金带切割成预定长度的多个易延展的磁致伸缩条，所述无定形铁磁合金带具有沿带长度方向的曲率并在交变磁场激励下随静态偏置场呈现磁－机谐振，所述磁致伸缩条具有垂直于带轴的磁性各向异性方向，其中至少两个所述磁致伸缩条用于磁性偏置以按照所述预选定频率的单一不同的频率谐振。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R哈泽加瓦，
申请(专利权)人：梅特格拉斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]