专利名称：具有低矫顽磁力特性的偏磁元件的磁力式电子货品监视用标识器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用在电子货品监视(EAS)系统中的磁力式标识器。
背景技术：
众所周知，配置电子货品监视用系统是为了防止或称阻止商品在零售店中被偷窃。在典型的这类系统中，标识器是通过与配置在货品出口处的电磁场之间的相互作用来保护商品的。如果有标识器被带入磁场或“问询区域”中，便可以检测到这一标识器并发出报警信号。这类标识器中的一些可以在付款并通过销售柜台后而由商品上除去。另一些标识器将继续附着在商品上，但使用退磁化装置对标识器实施退磁化，从而改变该标识器的磁性特性，使其在问询区域中不能够再被检测出来。
一种目前已知类型的EAS系统使用着包括有一个“可激活型”磁致伸缩元件，以及一个用于提供偏置磁场的、由磁铁构成的偏磁或称“控制”元件的标识器。这类标识器中的一个实例已经示出在
图1中，并且由参考标号10表示。这种标识器10包括有一个可激活型元件12、一个刚性壳体14和一个偏磁元件16。可以将制作这种标识器10的各部件适当组装起来，从而使这种磁致伸缩带形物12嵌装在壳体14上的凹槽18中，并且将偏磁元件16保持在壳体14内以形成该凹槽18用的盖覆物。凹槽18与磁致伸缩带形物12的大小相当，从而使得在曝露于稳定变化着的磁场中时由这种带形物12产生的机械共振，不会受到壳体14的机械阻碍或称妨碍。而且偏磁元件16应配置在壳体14之内，以便不会对可激活型元件12实施“夹持”。
正如授予Anderson等人的美国专利4510489中所公开的那样，可激活型元件12应该按如下所述的方式构成，即当可激活型元件曝露在偏置磁场中时，这种可激活型元件12的以固有共振频率振动，该固有共振频率即该可激活型元件12曝露在按共振频率变化的交变电磁场中时的机械共振频率。偏磁元件16在磁化至饱和时，可提供出按可激活型元件所需要的共振频率变化着的偏置磁场。在一般情况下，偏磁元件16由具有“半硬化”磁化性能的材料构成。在这儿，术语“半硬化”的定义为，该元件的矫顽磁力为大约10-500奥斯特(Oe)，而在将元件磁化至基本上饱和的DC磁化磁场移开之后，剩磁大约为6千高斯(kG)或更大。
在根据授予Anderson等人的美国专利中给出的技术教导而构造出的一种最佳EAS系统中，所产生的这种交变电磁场被用作为货品出口处的脉冲式问询信号。在由每一串问询信号实施激活后，可激活型元件12将在每一个脉冲串结束后产生阻尼式机械振荡。由可激活型元件发出的结果信号可通过检测电路实施检测，这种检测电路与问询电路相同步，并且在脉冲串之后的平静周期中被激活。利用脉冲式问询信号检测磁力式标识器用的这种EAS系统已经由本申请的受让人商品化，并且以商标品牌“ULTRA*MAX”出售，而且已经被广泛使用着。
这种磁力式标识器的退活化是通过对偏磁元件实施退磁，从而使磁致伸缩元件的共振频率基本上偏离问询信号频率的方式实施的。在偏磁元件被退磁之后，可激活型元件将不再响应问询信号，从而不再产生出其幅度大小足以用检测电路检测出的信号。
在常规的磁力式EAS标识器中，偏磁元件是由诸如“SemiVac90”等等的半硬化磁性材料构成的，这类材料可以由德国Hanau的Vacuumschmelze处购得。SemiVac90的矫顽磁力大约为70至80Oe。目前一般认为，偏磁元件的矫顽磁力至少要为60Oe，以防止在标识器的储存、运输或装卸时所可能会出现的磁场作用下而使偏置磁铁意外地退磁化(进而使标识器退活化)。SemiVac90材料需要位于450Oe或更高的DC磁场中以达到99％的磁化饱和，并且需要接近200Oe的AC退磁化磁场实施95％的退磁化。
由于需要使用比较高的AC退活化磁场，所以产生AC退活化磁场的常规装置(诸如由本申请受让人销售的、商品品牌为“Rapid Pad2”和“SDeed Station”的装置等等)必须按脉冲方式运行，以减少能量损耗，并满足管理规章的限制。然而由于AC磁场仅仅是以脉冲形式产生的，所以就必须确保标识器在退活化磁场脉冲出现时在该装置附近。目前已知的确保在产生有脉冲时标识器在退活化装置附近的技术包括，响应装置操作者的人工输入而产生出脉冲的技术，以及将标识器检测电路设置在退磁化装置中的技术等等。前一种技术是将这一负担加在操作该退活化装置的操作者的身上，而且这两种技术均对部件有一定的限制，这会增大退活化装置的成本。而且，以脉冲形式产生退活化磁场时还会使发出磁场用的线圈变热，所以还需要使装置中的电子部件有较高的质量，进而使成本进一步增大。将足够强的退活化磁场施加在标识器上的困难，还会由于不断增加着的“源标记(source tagging)”通用操作而增大，即在生产过程中，在生产工厂或分配站点对商品的包装过程中，将EAS标识器固定于货品之上。而且在某些场合下，标识器可能会被定位粘接在商业制品上难以、甚至不可能与常规的退磁化装置相接近的位置。
发明目的和发明概述因此，本发明的一个目的就是提供一种可以通过施加其强度比对常规磁力式标识器实施退活化用的强度更低的退活化磁场的方式实施退活化的磁力式EAS标识器。
本发明的另一个目的就是提供一种可以通过以连续方式而不是以脉冲形式产生的磁场实施退活化的磁力式EAS标识器。
本发明的还一个目的就是提供一种可以在标识器与退活化装置之间的距离比常规磁力式标识器与常规退活化装置之间的距离更大的条件下实施退活化的磁力式标识器。
本发明的再一个目的就是提供一种可以比常规磁力式标识器更容易实施退活化的磁力式标识器。
本发明的又一个目的就是提供一种可以使用其强度比活化常规磁力式标识器用的磁场强度更低的DC磁场实施活化的磁力式标识器。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，它包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在与磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，而且这种标识器有随退活化磁场变化的共振频率漂移特性，漂移梯度大于100Hz/Oe。
根据本发明的第二方面，本发明还提供了一种包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在附近位置处的偏磁元件的标识器，而且这种偏磁元件由具有小于55Oe的矫顽磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
根据本发明的第三方面，本发明还提供了一种包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在附近位置处的偏磁元件的标识器，而且这种偏磁元件由具有DC磁化磁场特性的半硬化磁性材料制成，使偏磁元件达到饱和所需要的DC磁场Ha小于350Oe。
根据本发明的第四方面，本发明还提供了一种包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在附近位置处的偏磁元件的标识器，而且这种偏磁元件由具有AC退磁化磁场特性的半硬化磁性材料制成，当将其峰值幅度小于150Oe的AC退磁化磁场Hmd施加在处于完全磁化状态的偏磁元件上时，可以使偏磁元件退磁化至不超过完全磁化磁平的5％的磁平。
根据本发明的这一和其它方面，不仅可以使偏磁元件在比常规标识器更低的磁场磁平下实施退磁化，而且标识器在运输、储存或装卸过程中曝露在所可能出现的低磁平磁场中时，也可以使该偏磁元件基本上不被意外地退磁化。因此，在150Oe的AC磁场下产生退磁化的偏磁元件在该标识器曝露在0-20Oe的磁场中时，可以保持其稳定(即基本上为完全磁化)。如果偏磁元件可以在30Oe的AC磁场下退磁化时(正如本发明所推荐的那样)，这种偏磁元件在标识器曝露在0-4Oe的磁场中时也可以保持稳定。
根据本发明的第五方面，本发明还提供了一种包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在附近位置处的偏磁元件的标识器，而且这种标识器的目标共振频率与电子货品监视用系统的操作频率相对应，标识器具有与退活化磁场相关的共振频率漂移特性，从而使得将标识器曝露在其峰值幅度为50Oe以下的AC退活化磁场中时，标识器的共振频率相对于目标共振频率的漂移可以至少为1.5kHz。
根据本发明的第六方面，本发明还提供了一种使用在诸如可以按预定频率发出呈间歇式脉冲串的标识器问询信号等等的磁力式电子货品监视用系统中的标识器，这种标识器包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在附近位置处的偏磁元件，而且标识器的随退活化磁场变化的输出信号特性使得将该标识器曝露在峰值幅度低于35Oe的AC退活化磁场中时，由该标识器产生的A1输出信号磁平将降低标识器曝露在退磁化磁场之前时产生的A1输出信号磁平的至少50％，其中的A1输出信号是由标识器在施加在该标识器处的问询信号脉冲结束后1毫秒时所产生的信号。
根据本发明的第七方面，本发明还提供了一种包括有一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在附近位置处的偏磁元件的标识器，而且这种偏磁元件由具有AC退磁化磁场特性的半硬化磁性材料制成，从而使偏磁元件完全磁化后且未设置在标识器中时曝露在峰值幅度为15Oe的AC磁场中时，AC磁场将使该偏磁元件的磁化磁平产生明显降低，而当偏磁元件被完全磁化且配置在标识器中与磁致伸缩元件相接近的位置处，并且使偏磁元件曝露在峰值幅度为15Oe的AC磁场中时，该磁致伸缩元件可以使磁通由偏磁元件处偏移开，从而使偏磁元件的磁化基本上不会受到AC磁场的影响。
根据本发明的第八方面，本发明还提供了一种对使用在磁力式EAS系统中的EAS标识器实施活化和退活化用的方法，这种方法包括设置一个由一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在与磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件构成的EAS标识器的步骤；磁化偏磁元件，使偏磁元件产生一个对磁致伸缩元件实施偏置的磁场，以便在EAS系统的运行频率下形成共振的步骤；通过将标识器曝露在其峰值幅度低于150Oe的AC磁场中的方式，对EAS标识器实施退磁化的步骤。对偏磁元件进行磁化的步骤可在将其安装在标识器上之前或之后进行，此外，退磁化的步骤中可以使用峰值幅度低于100Oe的磁场。
根据本发明所提供的原理，磁力式标识器是使用具有相当低的矫顽磁力特性的控制元件构成的，而且当施加有磁平相当低的磁场时，标识器的共振频率也可以产生相当急剧的漂移。因此，本发明可以降低由标识器退活化装置所产生的磁场磁平，进而使得可以产生连续的退活化磁场，而不需要象常规的退活化装置那样使用脉冲型退活化磁场。因此，本发明不再需要在退活化装置中配置标识器检测电路，也不再需要由退活化装置的操作者在需要被退活化的标识器位于该退活化装置附近时，人工触发退活化磁场脉冲。
而且，由于本发明可以使用磁平更低的退活化磁场，所以可以使用质量较低的部件制作这种退活化装置，由于这些部件比使用在常规退活化装置中的部件的价格更低，所以还可以进一步降低成本。
而且，对于这种根据本发明原理构造的、更容易退活化的标识器，还可以在标识器距退活化装置相距一定距离时，比如说相距一英尺时实施退活化。这使得它更适合于对嵌装在或暗装在商业制品上的、作为“源标记”操作工序一部分的标识器实施退活化。
参考下面结合附图和最佳实施例进行的说明，可以更清楚的获知本发明前述的和其它目的、性能和优点，而且在各附图中的类似部件和组件是由类似的参考标号表示的。
对附图的简要说明图1为表示一种根据在先技术构造的磁力式标识器的构成部件用的等角视图。
图2为表示一种常规磁力式标识器的共振频率和输出信号振幅与施加在该标识器上的退磁化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图。
图3与图2相类似，为表示一种根据本发明构造的磁力式标识器的共振频率和输出信号振幅与施加在该标识器上的退磁化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图。
图4为表示磁化磁平与所施加的DC磁化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图，根据本发明构造的材料在这一实例中被用作为磁力式标识器中的偏磁元件。
图5为表示磁化磁平与所施加的AC退活化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图，该AC退磁化磁场是施加在根据本发明构造的、在这一实例中被用作为磁力式标识器中的偏磁元件的完全磁化元件上的。
图6与图5相类似，为表示所产生的磁化磁平与所施加的AC退磁化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图，该AC退磁化磁场是施加在根据本发明第二实施例构造的、在这一实例中被用作为偏磁元件的材料之上的。
图7与图2、图3相类似，为表示一种根据本发明第二实施例构造的磁力式标识器的共振频率和输出信号振幅与所施加的磁磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图。
图8为表示一种配置有根据本发明构造的磁力式标识器的电子货品监视用系统的示意性方框图。
图9与图4相类似，为表示磁化磁平与所施加的DC磁化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图，该DC磁化磁场是施加在根据本发明第三实施例构造的、在这一实例中被用作为偏磁元件的材料之上的。
图10与图5、图6相类似，为表示所产生的磁化磁平与所施加的AC退活化磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图，该AC退活化磁场是施加在根据本发明第三实施例构造的、在这一实例中被用作为偏磁元件的材料之上的。
图11与图2、图3和图7相类似，为表示一种根据本发明第三实施例构造的磁力式标识器的共振频率和输出信号振幅与所施加的退磁场强度之间变化关系用的示意性曲线图。
对本发明的最佳实施例和实例的说明根据本发明构造的、与如上所述的图1中的标识器相类似的标识器中的偏磁元件16，是采用具有非常低的矫顽磁力特性的、诸如所谓的MagnaDur20-4等等合金材料制作的(它的矫顽磁力大约为20Oe，并且可以由美国的Carpenter Technology Corporation,Reading,Pennsylvania处购得)，而不是采用具有比较高矫顽磁力特性的、诸如SemiVac90等等材料制作的。在本发明的一种最佳实施例中，可激活型元件12可以由如上所述的一条非结晶金属合金材料制成。如果举例来说，这种合金可以是由美国的AlliedSignal公司，AlliedSignal AdvancedMaterials,Parsippany,New Jersry处购得的、诸如2628CoA合金等等的合金。当然也可以采用具有类似性质的其它材料制作可激活型元件12。2628CoA合金是一种由Fe32Co18Ni32B13Si5构成的化合物。可以对这种2628CoA合金实施连续的退火处理，即可以首先在横向施加有1.2kOe的DC磁化磁场的条件下，对材料进行360℃、大约为7.5秒的退火处理，然后在施加有基本上相同的横向磁场的条件下，在更低的温度下对材料进行大约为7.5秒的退火处理。最好是通过使该连续带状物通过处理炉的方式实施这种两步退火处理。所使用的方法可以采用诸如由申请序号为08/420757、申请日为1995年4月12日的、尚未授权的美国专利申请所公开的方法等等。这一申请已经转让给本申请的受让人。这种可激活型元件12可以使用在本申请受让人制造的、按件号为0630-0687-02销售的标识器中。
图2示出了一种已知的磁力式标识器的示意性特性曲线图，这种磁力式标识器采用经过如上处理之后的2628CoA合金制作可激活型元件，并且采用SemiVac90制作它的偏磁元件。图3为用于比较的一幅示意性曲线图，它示出了根据本发明构造的磁力式标识器的示意性特性曲线，这种磁力式标识器是采用MagnaDur20-4，而不是SemiVac90来制作它的偏磁元件的。
在图2中，参考标号20表示的是一种常规标识器的共振频率漂移的特性曲线，该曲线随着施加在标识器上的退磁化磁场的强度变化而变化。这种退磁化磁场可以是AC磁场，也可以是其施加方向与偏磁元件磁化磁场方向相反的DC磁场。如果这种退磁化磁场为AC磁场，则所表示的磁场磁平为它的峰值幅度。曲线20可以参考图2左侧处的标尺(千赫兹)进行理解。
参考标号22表示的是一种常规标识器的输出信号幅度的特性曲线，该曲线也随着所施加的退磁化磁场的强度变化而变化。曲线22可以参考图2右侧处的标尺(微伏)进行理解。出现在图2右侧标尺处的标记“A1”表示的是该标识器在问询信号脉冲结束后1毫秒时产生的输出信号磁平，而且该问询信号脉冲是按曲线20上相应垂直点所示的共振频率施加在该标识器上的。标识器的共振频率在退活化之前为58kHz，即它为目前已知的磁力式EAS系统问询磁场的标准频率。
图2中的数据还表示出了其它主要特征，比如说退磁化磁场为50Oe或更小，常规标识器的共振频率漂移小于1.5kHz等等。而且，为了获得共振频率相对于标准操作频率、即58kHz的最大漂移，并且为了获得对输出信号幅度的最大抑制，需要施加大约为140至150Oe的退磁化磁场。
在图3中，参考标号24表示的是一种根据本发明构成的、采用MagnaDur材料制作偏磁元件的标识器的共振频率漂移特性曲线，该曲线随着所施加的退磁化磁场的变化而变化。曲线26表示的是一种根据本发明构成的标识器的输出信号特性曲线，该曲线也随着所施加的退磁化磁场的变化而变化。如曲线26所示的输出磁平随按曲线24上的相应点处所示的共振频率产生的问询信号的变化而变化。
如图3所示的特性曲线中的一个重要特点在于，大约为60.5kHz的最大共振频率漂移可以在所施加的退磁化磁场强度低至大约35Oe时获得。如图3所示的频率漂移特性曲线24中的突变或称急剧变化也是相当明显的在其突变点处，曲线24的变化梯度超过200Hz/Oe。与此不同，如图2所示的曲线20在任何一处的梯度均不超过大约60Hz/Oe。曲线20的梯度在其所有的点处都远低于100Hz/Oe。
图4和图5分别示出了制作本发明中的偏磁元件用的MagnaDur材料的磁化特性曲线和退磁化特性曲线。
在图4中，参考标号Mra表示的是对材料实施饱和磁化时用的磁平，参考标号Ha表示的是在材料中产生饱和磁化时所需要的DC磁场强度。
正如图4所示，如果将大约为150Oe的DC磁化磁场施加在处于非磁化状态的MagnaDur材料上时，将使该材料基本上完全磁化。与此相对应的是，要使SemiVac90材料产生完全磁化则需要磁平为450Oe或更高的DC磁场。
在图5中，参考标号Mrs表示的是达到95％的磁化饱和时的磁化磁平，参考标号Hms表示的是当其施加在处于饱和状态的材料上时，不会使该材料退磁化至饱和状态的95％以下的AC磁场的磁平。而且，参考标号Mrd表示的是形成5％的饱和磁化时的磁化磁平，参考标号Hmd表示的是当其施加在处于饱和状态的材料上时，将使该材料退磁化至饱和状态的5％以下的AC磁场的磁平。
正如图5所示，如果将一个由MagnaDur材料制作的完全磁化偏磁元件放入100Oe的AC退磁化磁场中，将退磁化至完全磁化的5％以下。而且，MagnaDur材料对于所施加的AC磁场为大约20Oe或更低时具有一个“稳定”区域，这使得这种材料的磁化基本上不会受到所施加的、不高于20Oe的AC磁场的影响。因此，配置有作为偏磁元件的MagnaDur材料的标识器在环境磁场不超过20Oe时，将不会产生比较大的意外退磁化。
根据本发明构造的磁力式标识器，由于其中的偏磁元件是用诸如MagnaDur等等的、具有相当低的矫顽磁力特性的材料制作的，所以可以用比在常规条件下所需要的强度低得多的AC退活化磁场实施退活化。这使得根据本发明构造的标识器可以在不非常靠近退活化装置的位置处实施退活化，而对于在先技术则是必须要非常靠近退活化装置的。因此，本发明实际上还提供了一种可以在比常规退活化装置低得多的磁平下运行的退活化装置。由于退活化所需的磁平比常规技术中的更低，所以可以使用速率更低的部件，并且可以连续地产生退活化磁场，而在常规的退活化装置中则必需采用脉冲型磁场。由于可以使用连续地、相当低的退活化磁场，所以不再需要在退活化装置中配置检测标识器是否出现的电路，以及供装置操作者触发退活化磁场脉冲用的电路。这可以降低与该退活化装置相关的成本，并且可以消除操作者触发脉冲退活化装置的工作。
而且，根据本发明构成的、由具有相当低的矫顽磁力特性的偏磁元件构成的标识器与使用SemiVac90构成的偏磁元件的标识器相比，可以利用原有的退活化装置并可以更容易地实施退活化。
根据本发明所给出的说明可知，由于可以用强度更低的磁场对标识器实施退活化，所以可以在标识器位于比在先技术中的标识器距退活化装置更远的位置处实施退活化，因此它还可以更好地应用于源靶相对操作。如果举例来说就是，根据本发明构造的标识器是一种可以配置在距产生退活化磁场的线圈一英尺远的位置处实施退活化的标识器。
在根据本发明构造的第二实施例中，偏磁元件16是采用具有比MagnaDur材料更低的矫顽磁力特性的、在低于20Oe的磁场中不具有稳定区域的材料制作的。如果举例来说，根据本发明第二实施例构造的偏磁元件16可以采用诸如Metglas 2605SB1等等的材料制作，而且这些材料可以由如上所述的美国AlliedSignal,Inc.处购得。可以对这种材料按如下所述的方式实施处理，以获得所需要的磁化特性。
换句话说就是，可以将一条连续的SB1材料切成呈长方形的块，使其长度为大约28.6毫米，其宽度大约与可激活元件的宽度相等。将这种切成的材料块在室温和基本上为纯净氮气的环境下放入下处理炉。将材料加热至大约485℃，并在这一温度下保持一小时，以防止在随后的处理过程中产生尺寸变形。然后将温度提高至大约585℃。在这一温度下保持一小时之后，使外部空气进入处理炉以使材料氧化。在585℃的温度下氧化一小时之后，再次向处理炉内引入氮气以排出环境空气，结束氧化过程。在温度为585℃的氮气环境下再进行一小时的处理。随后，将温度提高至710℃，并在纯净氮气环境下连续进行一小时的处理，然后冷却至室温。在完全冷却之后再将其曝露在空气中。(在所有的处理过程中，如上所述的所有温度参数均是对被处理的试样进行测量所获得的。)经过这种退火处理后的材料的矫顽磁力大约为19Oe，而且其退磁化特性曲线如图6所示。正如图6所示，采用低至15Oe的AC磁场即可以使退火处理后的SB1合金基本退磁化(退磁化至完全磁化的大约70％)。
尽管SB1材料在低磁平AC磁场中具有不稳定性，但本申请人发现，如果将该种材料作为偏磁元件配置在磁力式标识器中的与可激活型元件相接近的位置处，所制作出的标识器在曝露在相当低的AC磁场中时将具有相当高的稳定性，这可以由这种SB1材料作为一种材料本身时所具有的退活化特性推断出来。
图7示出了采用退火处理后的SB1材料制作偏磁元件、采用2628CoA合金材料制作可激活型元件时的标识器的共振频率漂移特性曲线和输出信号幅度特性曲线。在图7中，曲线28表示的是使用SB1材料的标识器的共振频率漂移特性曲线，该曲线随着所施加的退磁化磁场的强度变化而变化，曲线30表示的是该标识器的输出信号幅度特性曲线。曲线28可以参考图中右侧处的标尺(千赫兹)进行理解，曲线30可以参考图中左侧处的标尺(微伏)进行理解。
正如图7所示，当将某一低磁平(比如说为5至15Oe)的退磁化磁场施加在采用着SB1材料的标识器上时，标识器的特性，特别是其共振频率基本上不会出现变化，因而不会产生退磁化，尽管这一磁场在偏磁元件单独设置时会使其产生重大退磁化。不难理解，在所施加的这种退活化磁场磁平下，这种磁场将耦合在可激活型元件和偏磁元件之间，从而使可激活型元件作为一个分流器，保护着SB1材料元件免受退磁化磁场的影响。当所施加在退磁化磁场磁平超过15Oe左右时，可激活型元件的导磁性将急剧降低，从而使退磁化磁场导致偏磁元件的退磁。一般说来，这儿的频率漂移和输出信号特性在退磁化磁场的磁平大约为15Oe或更低时，可基本上保持稳定，而当退磁化磁场磁平为20至30Oe时，基本上呈急剧变化。在20至25Oe之间时，共振频率漂移特性曲线的梯度将超过100Hz/Oe。有必要进一步指出的是，当所施加的退磁化磁场强度低于50Oe时，将产生非常大的共振频率漂移(大于1.5kHz)，而且A1输出信号基本上已经被消除掉。
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当不稳定的材料制作，这种材料的成本不仅比常规的SemiVac90材料低，而且比MagnaDur材料低。
可以对如上所述的热处理工序加以改变，即还可以使最后一小时的退火处理在800℃下进行，而不是在710℃下进行，以便使退火处理后的SB1材料的矫顽磁力为11Oe。
在根据本发明构造的第三实施例中，标识器10中的偏磁元件16是采用所谓的Vacozet合金构成的，而且这种合金可以由德国的Vacuumschmelze GmbH,Grüner Weg37,D-63450,Hanau处购得。这种Vacozet材料的矫顽磁力为22.7Oe。[在这儿采用的是Vacozet的参考数据]Vacozet材料的磁化特性示出在图9中，而且这种材料的退磁化特性示出在图10中。正如图9所示，大约为50Oe的DC磁场足以使该材料基本上完全磁化。图10表明，如果将由Vacozet材料制作的、完全磁化的偏磁元件放置在大约为30Oe的AC退磁化磁场中，该元件将被退磁至完全磁化的5％以下。正如SB1材料那样，当这种Vacozet材料曝露在低磁平的AC磁场中，比如说曝露在峰值幅度为6至15Oe的AC磁场中时，它将具有一定的稳定性。但是当其曝露在峰值幅度为5Oe或更低的AC磁场中时，这种材料的磁化将降低5％以下。
图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时的标识器的共振频率漂移特性曲线和输出信号幅度特性曲线。在图11中，曲线32表示的是使用Vacozet材料的标识器的共振频率漂移的特性曲线，该曲线随着所施加的退磁化磁场的强度变化而变化，曲线34表示的是该标识器的输出信号幅度的特性曲线。曲线32可以参考图中右侧处的标尺(千赫兹)进行说明，曲线34可以参考图中左侧处的标尺(微伏)进行说明。
正如图11所示，当施加有某一低磁平的退磁化磁场时，频率漂移和幅度特性曲线将保持有相当大的稳定性，这可以由如图10所示的、当该偏置材料单独设置时的退磁化特性曲线推定出来。换句话说就是，这种采用着Vacozet材料的标识器将具有一定的“屏蔽”效应，就象在有关SB1材料的实施例中所描述的那样。采用Vacozet材料的实施例将比采用SB1材料的实施例在施加有低磁平的退磁化磁场时，具有更大的频率漂移，而且它还具有更急剧(即更具有“突变性”)的频率漂移特性曲线。通过对如图11所示的频率漂移特性曲线32中的位于10至14Oe点之间的区域进行分析可知，其频率漂移将超过1.6kHz，相应的梯度将超过400Hz/Oe。因此，施加幅度在20Oe以下的退磁化磁场便可以对使用Vacozet材料的标识器实施有效地退活化。
配置在根据本发明构造的第三实施例中的偏磁元件16可以通过将Vacozet合金轧压呈结晶形式的薄材的方式制作。由于材料具有相当低的矫顽磁力特性，所以具有相当高的磁通密度，从而可以使材料的厚度比常规偏磁元件的厚度更薄，进而可以减少所使用的材料的重量，并节约与其相对应的成本。
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来制作这种偏磁元件16，如果举例来说，这些材料包括具有如图4、图5、图6、图9和图10所示的特性曲线的各种材料。
除了采用进行过连续退火处理的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。如果举例来说，也可以采用在常规磁力式标识器制作可激活型元件时使用的铸造型Metglas2628MB材料。还可以使用由美国专利5469140所公开的、经过交叉磁场退火处理后的合金来制作可激活型元件。由序号为08/508580的美国专利申请(申请日为1995年7月28日，而且已转让给本受让人)公开的材料也可以用来制作可激活型元件。
根据本发明构造的标识器在曝露于比较低的、不会使常规标识器产生翻转效应的磁场中时具有一定的稳定性。然而目前已经发现，根据本发明构造的标识器将不会由于使用环境中的常规因素而被意外地退磁化。由作为本发明的申请人之一的Richard L.Copeland和作为Dr.Copeland的雇员的Ming R.Lian给出的本发明，可以通过使标识器中的各偏磁元件磁化的磁化处理方式而降低被意外退活化的危险，而且这种磁化处理方式是使元件中的大约一半被磁化至某一极性，并将其余的磁化至另一极性。当大量的标识器重叠在一起，形成一捆而进行运输和储存时，相对的磁性将被彼此抵消，从而使呈比较小体积的标识器重叠体不会产生比较大的“泄露”磁场，而这种磁场往往会使某些偏磁元件退磁化。
图8示出了一种根据本发明构造的、使用着采用MagnaDur材料或退火处理后的SB1合金制作的偏磁元件的磁力式标识器的脉冲问询型EAS系统。如图8所示的这种系统包括着控制激励电路201和接收电路202的运行用的同步电路200。同步电路200向激励电路201发出同步门脉冲信号，而这一同步门脉冲信号可激活激励电路201。激励电路201一旦被激活，就将在同步脉冲的持续时间里向问询线圈206发出问询信号。问询线圈206将响应该问询信号而产生一个问询磁场，进而触发标识器10产生机械响应动作。
一旦脉冲问询信号结束，同步电路200就将向接收电路202发出一个门脉冲，并用该门脉冲激活接收电路202。在接收电路202被激活的时间周期中，如果有标识器位于该问询磁场中，这一标识器就将在接收线圈207中产生一个其频率为标识器的机械响应频率的信号。接收电路202可检测到这一信号，并根据所检测到的信号产生一个发送至指示器203用的信号，以生成报警信号等等。因此，接收电路202将与激励电路201同步，从而使得接收电路202仅仅在位于脉冲问询磁场的脉冲之间的平静周期中被激活。
如图8所示的系统可以在由脉冲产生的单一频率的问询信号下运行。然而磁力式EAS系统最好在扫掠频率或跳跃频率型问询信号下运行，并且通过检测可变频率问询信号是否被磁力式标识器插入的方式，来检测是否存在有被激活的标识器。这类扫掠频率系统的一种实施形式已经公开在如上所述的美国专利4510489中。
根据本发明构造的标识器具有急剧变化的共振频率漂移特性，所以这种标识器特别适用于通过检测标识器的共振频率，而不是检测其输出信号磁平而运行的磁力式EAS系统中。
本领域的技术人员可以在不脱离本发明的范围内，获得如上所述的标识器的其它变形形式和所述实施例的其它改型。本发明的最佳实施例仅仅是作为举例而说明的，它们均不是限定性的。本发明的范围是由如下所述的各权利要求限定的。
权利要求
1．一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述标识器有随退活化磁场变化的共振频率漂移特性，漂移梯度大于100Hz/Oe。
2．一种如权利要求1所述的标识器，其特征在于所述的标识器的随退活化磁场变化的共振频率漂移特性的梯度大于200Hz/Oe。
3．一种如权利要求2所述的标识器，其特征在于所述的标识器的随退活化磁场变化的共振频率漂移特性的梯度大于400Hz/Oe。
4．一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述的偏磁元件由具有小于55Oe的矫顽磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
5．一种如权利要求4所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁场特性，当所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为4Oe的AC磁场Hms中时，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。
6．一种如权利要求4所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件由具有小于40Oe的矫顽磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
7．一种如权利要求6所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件由具有小于20Oe的矫顽磁力Hc的半硬化磁性材料制成。
8．一种如权利要求7所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁场特性，当所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为4Oe的AC磁场Hms中时，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。
9．一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述偏磁元件由具有DC磁化磁场特性的半硬化磁性材料制成，使所述偏磁元件达到饱和所需要的DC磁场Ha小于350Oe。
10．一种如权利要求9所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁场特性，当所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为4Oe的AC磁场Hms中时，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。
11．一种如权利要求10所述的标识器，其特征在于所述的DC磁化特性使所述偏磁元件达到饱和所需要的DC磁场Ha小于200Oe。
12．一种如权利要求11所述的标识器，其特征在于所述的DC磁化特性使所述偏磁元件达到饱和所需要的DC磁场Ha小于150Oe。
13．一种如权利要求12所述的标识器，其特征在于所述的DC磁化特性使所述偏磁元件达到饱和所需要的DC磁场Ha小于50Oe。
14．一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述偏磁元件由具有AC退磁化磁场特性的半硬化磁性材料制成，当将其峰值幅度小于150Oe的AC退磁化磁场Hmd施加在处于完全磁化状态的偏磁元件上时，所述偏磁元件退磁化至不超过完全磁化磁平的5％的磁平。
15．一种如权利要求14所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁场特性，当所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为4Oe的AC磁场Hms中时，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。
16．一种如权利要求15所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁场特性，当所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为20Oe的AC磁场Hms中时，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。
17．一种如权利要求15所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件的AC退磁化磁场特性使得将其峰值幅度小于100Oe的AC退磁化磁场Hmd施加在处于完全磁化状态的偏磁元件上时，所述偏磁元件退磁化至不超过完全磁化磁平的5％的磁平。
18．一种如权利要求17所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件的AC退磁化磁场特性使得所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为12Oe的AC磁场Hmd中时，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。
19．一种如权利要求15所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件的AC退磁化磁场特性使得将其峰值幅度小于30Oe的AC退磁化磁场Hmd施加在处于完全磁化状态的偏磁元件上时，所述偏磁元件退磁化至不超过完全磁化磁平的5％的磁平。
20．一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述标识器的目标共振频率与所述电子货品监视用系统的操作频率相对应，所述标识器具有与退活化磁场相关的共振频率漂移特性，从而使得将所述标识器曝露在其峰值幅度为50Oe以下的AC退活化磁场中时，所述标识器的共振频率相对于所述目标共振频率的漂移至少为1.5kHz。
21．一种如权利要求20所述的标识器，其特征在于所述与退活化磁场相关的共振频率漂移特性使得将所述标识器曝露在其峰值幅度为50Oe以下的AC退活化磁场中时，所述标识器的共振频率相对于所述目标共振频率的漂移至少为2kHz。
22．一种如权利要求21所述的标识器，其特征在于所述与退活化磁场相关的共振频率漂移特性使得将所述标识器曝露在其峰值幅度为35Oe以下的AC退活化磁场中时，所述标识器的共振频率相对于所述目标共振频率的漂移至少为2kHz。
23．一种如权利要求21所述的标识器，其特征在于所述与退活化磁场相关的共振频率漂移特性使得将所述标识器曝露在其峰值幅度为35Oe以下的AC退活化磁场中时，所述标识器的共振频率相对于所述目标共振频率的漂移至少为11Hz。
24．一种如权利要求23所述的标识器，其特征在于所述与退活化磁场相关的共振频率漂移特性使得将所述标识器曝露在其峰值幅度为20Oe以下的AC退活化磁场中时，所述标识器的共振频率相对于所述目标共振频率的漂移至少为1kHz。
25．一种使用在诸如可以按预定频率发出呈间歇式脉冲串的标识器问询信号等等的磁力式电子货品监视用系统中的标识器，这种标识器包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述标识器的随退活化磁场变化的输出信号特性使得将该标识器曝露在峰值幅度低于35Oe的AC退活化磁场中时，由所述标识器产生的A1输出信号磁平将降低所述标识器曝露在所述退磁化磁场之前时产生的A1输出信号磁平的至少50％(其中的A1输出信号是由标识器在施加在标识器处的问询信号脉冲结束后1毫秒时产生的信号)。
26．一种如权利要求25所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件具有AC退磁化磁场特性，当所述偏磁元件处于完全磁化状态并且曝露在具有峰值幅度为4Oe的AC磁场中时，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。
27．一种如权利要求26所述的标识器，其特征在于所述标识器的随退活化磁场变化的输出信号特性使得将该标识器曝露在峰值幅度低于25Oe的AC退活化磁场中时，由所述标识器产生的A1输出信号磁平将降低所述标识器曝露在所述退磁化磁场之前时产生的A1输出信号磁平的至少50％。
28．一种如权利要求26所述的标识器，其特征在于所述标识器的随退活化磁场变化的输出信号特性使得将该标识器曝露在峰值幅度低于30Oe的AC退活化磁场中时，由所述标识器产生的A1输出信号磁平将降低所述标识器曝露在所述退磁化磁场之前时产生的A1输出信号磁平的至少75％。
29．一种如权利要求26所述的标识器，其特征在于所述标识器的随退活化磁场变化的输出信号特性使得将该标识器曝露在峰值幅度低于35Oe的AC退活化磁场中时，由所述标识器产生的A1输出信号磁平将降低所述标识器曝露在所述退磁化磁场之前时产生的A1输出信号磁平的至少75％。
30．一种使用在磁力式电子货品监视系统中的标识器，包括(a)一个非结晶型磁致伸缩元件；(b)一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件，其特征在于所述偏磁元件由具有AC退磁化磁场特性的半硬化磁性材料制成，从而使所述偏磁元件在完全磁化且未设置在所述标识器中时曝露在具有一定峰值幅度的AC磁场中时，所述AC磁场将使所述的偏磁元件的磁化磁平产生明显降低，而且当所述偏磁元件被完全磁化且配置在所述标识器中与所述磁致伸缩元件相邻近的位置处，并且使所述偏磁元件在曝露在具有一定峰值幅度的AC磁场中时，所述磁致伸缩元件使磁通由所述偏磁元件处偏移开，从而使所述偏磁元件的磁化基本上不会受到所述AC磁场的影响。
31．一种如权利要求30所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件由Metg1as2605SB1材料形成。
32．一种如权利要求31所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件由Metglas2628MB材料形成。
33．一种如权利要求31所述的标识器，其特征在于所述非结晶型磁致伸缩元件由Metglas2628CoA材料形成。
34．一种如权利要求30所述的标识器，其特征在于所述偏磁元件由Vacozet材料形成。
35．一种如权利要求34所述的标识器，其特征在于所述非结晶型磁致伸缩元件由Metglas2628CoA材料形成。
36．一种如权利要求30所述的标识器，其特征在于所述AC磁场的一定峰值幅度范围由大约5Oe至大约15Oe。
37．一种对使用在磁力式EAS系统中的EAS标识器实施活化和退活化用的方法，这种方法包括以下步骤设置一个由一个非结晶型磁致伸缩元件和一个配置在与所述磁致伸缩元件相邻接位置处的偏磁元件构成的EAS标识器；磁化所述偏磁元件，使所述偏磁元件产生一个对所述磁致伸缩元件实施偏置的磁场，以便在所述EAS系统的运行频率下形成共振；通过将所述标识器曝露在其峰值幅度低于150Oe的AC磁场中的方式，对所述EAS标识器实施退活化。
38．一种如权利要求37所述的方法，其特征在于当所述标识器曝露在其峰值幅度等于或低于4Oe的AC磁场中时，所述标识器的共振特性基本上不会发生变化。
39．一种如权利要求38所述的方法，其特征在于当所述标识器曝露在其峰值幅度等于或低于20Oe的AC磁场中时，所述标识器的共振特性基本上不会发生变化。
40．一种如权利要求38所述的方法，其特征在于所述的退活化步骤是通过将所述标识器曝露在其峰值幅度低于100Oe的AC磁场中的方式实施的。
41．一种如权利要求40所述的方法，其特征在于当所述标识器曝露在其峰值幅度等于或低于12Oe的AC磁场中时，所述标识器的共振特性基本上不会发生变化。
42．一种如权利要求37所述的方法，其特征在于所述的退活化步骤是通过将所述标识器曝露在其峰值幅度低于30Oe的AC磁场中的方式实施的。
43．一种如权利要求42所述的方法，其特征在于当所述标识器曝露在其峰值幅度等于或低于4Oe的AC磁场中时，所述标识器的共振特性基本上不会发生变化。
44．一种如权利要求37所述的方法，其特征在于所述的退活化步骤是通过将所述标识器曝露在其峰值幅度低于16Oe的AC磁场中的方式实施的。
45．一种如权利要求44所述的方法，其特征在于当所述标识器曝露在其峰值幅度等于或低于6Oe的AC磁场中时，所述标识器的共振特性基本上不会发生变化。
46．一种如权利要求37所述的方法，其特征在于所述的磁化步骤是在将所述偏磁元件安装在所述标识器中之后实施的。
47．一种如权利要求37所述的方法，其特征在于所述的磁化步骤是在将所述偏磁元件安装在所述标识器中之前实施的。
全文摘要
本发明提供了一种用于制作磁力式EAS标识器(10)中的偏磁元件(16)的材料,这种材料的矫顽磁力比使用在常规磁力式标识器中的偏磁元件的矫顽磁力更低。由这种具有更低的矫顽磁力特性的材料制作的标识器(10)可以在其磁平比对常规标识器(参见曲线26)实施去活化所需要的磁平更低的AC磁场强度作用下实施去活化。这种包括有具有更低的矫顽磁力的偏磁元件(16)的标识器(10)还可以在比在先技术中的标识器距退活化装置更远的位置处实施去活化。
文档编号H01F1/153GK1228862SQ97197519
公开日1999年9月15日 申请日期1997年8月21日 优先权日1996年8月28日
发明者李查德·L·库珀朗德, 凯文·R·卡菲 申请人:传感电子公司