DE3828691B4

DE3828691B4 - Elektronische Artikelüberwachungsanlage

Info

Publication number: DE3828691B4
Application number: DE19883828691
Authority: DE
Inventors: Harry E. Boca Raton Watkins; Brent F. Ft. Lauderdale Balch; Jeffrey T. Deerfield Beach Oakes; Richard L. Boca Raton Copeland; Hubert A. Boca Raton Patterson; Mart Deerfield Beach Martinson
Original assignee: Sensormatic Electronics Corp
Current assignee: Sensormatic Electronics Corp
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2008-08-25
Also published as: DE3828691A1

Abstract

Überwachungsanlage zum Feststellen des Vorhandenseins von mit magnetischen Markern versehenen Artikeln in einer Abfrage- oder Überwachungszone, insbesondere für die Diebstahlsicherung, mit einer
– Sendeeinrichtung zum Aufbauen eines magnetischen Feldes bei einer vorwählbaren Frequenz in der Abfrage- oder Überwachungszone (13);
– Empfangseinrichtung (17) zum Feststellen von Störungen in dem magentischen Feld in der Abfrage- oder Überwachungszone (13) und zum Abgeben eines ersten hierfür kennzeichnenden Signals, wobei diese Empfangsmittel
– einen Frequenzbereichs-Kanal (D) aufweisen, in den das erste Signal eingespeist wird und der ein weiteres Signal erzeugt, dessen Inhalt kennzeichnend ist für die Energie-Pegel in einem jeden von einer vorgegebenen Anzahl von Frequenzbändern (62, 63, 64) des ersten Signals sowie
– einen Zeitbereichs-Kanal (C) aufweisen, in den das erste Signal eingespeist wird und der ein drittes Signal erzeugt, dessen Inhalt die Information enthält, ob ein durch Abtastung gewonnener Signal-Pegel des ersten Signals innerhalb eines akzeptablen Signal-Rausch-Verhältnissses liegt sowie...

Description

Die Erfindung betrifft elektronische Artikelüberwachungs-Anlagen bzw.-Systeme und bezieht sich insbesondere auf elektronische Artikelüberwachungs-Anlagen bzw. -Systeme, bei denen magnetische Marker für die Überwachungszwecke zum Einsatz kommen.

In vorliegender Anmeldung werden zum Stand der Technik die folgenden Druckschriften zitiert:
US-PSen 4,660,025 und 4,686,516 (beide entsprechen der DE-OS 35 41 536 );
DE-OS 37 15 387 .

Elektronische Artikelüberwachungs-Anlagen bzw. -Systeme, in denen magnetische Marker an den der Überwachung unterliegenden Artikeln und Waren zum Zwecke der Diebstahlsicherung befestigt sind, sind bereits bekannt. Bei diesen Anlagen oder Systemen steht mit Hilfe eines Antennen-Systems eine Abfrage-oder Überwachungszone unter dem Einfluß eines magnetischen Wechselfeldes. Wenn ein mit einem geeigneten magnetischen Marker versehener Artikel in diese Abfrage- oder Überwachungszone hineingelangt, dann verursacht das Vorhandensein des Markers in dieser Zone eine Störung in dem magnetischen Feld.

Dieses Feld in der Abfrage- oder Überwachungszone wird mittels einer Empfangsantenne abgefühlt, deren Ausgang diese Störung enthält. Ein Detektor analysiert das von dem Empfänger kommende Signal, um abzuschätzen oder zu bewerten, ob eine Störung des magnetischen Feldes stattgefunden hat und ob gegebenenfalls eine derartige Störung von einem Marker resultiert. Zutreffendenfalls erfolgt eine Alarmauslösung als Indikation dafür, daß ein Marker die Überwachungs- oder Abfragezone passiert. Bei bekannten elektronischen Artikelüberwachungs-Systemen werden die durch einen magnetischen Marker in dem Magnetfeld erzeugten Störungen mit Hilfe von Methoden erfasst, welche sich einer Frequenzbereichs- oder Zeitbereichs-Analyse (frequency domain or time domain analysis techniques) bedienen. Wenn in typischer Weise Frequenzbereichs-Methoden angewandt werden, dann wird der Frequenz-Inhalt des empfangenen Signals bezüglich Harmonischen der Grund-Frequenz, d.h. der Treiber-Frequenz des angewendeten Feldes untersucht. Diese Harmonischen werden als Ergebnis einer nicht-linearen Hysterese-Charakteristik des magnetischen Markers erzeugt. Durch ein Vergleichen der relativen Amplituden der erfassten Harmonischen wird eine Anzeige des Frequenzspektrums des Signals erhalten. Unter Anwendung gewisser Entscheidungs-Kriterien wird dieses Spektrum sodann mit einem Spektrum verglichen, das von einem gültigen Marker zu erwarten ist, und es wird auf diese Weise eine Entscheidung bezüglich des Vorhandenseins des Markers erreicht. Die Anwendung von Frequenzbereichs-Analysemethoden ist insbesondere dann wünschenswert, wenn durch Rauschen oder durch Störungen gekennzeichnete Bedingungen zu erwarten sind, jedoch ist die Ansprechzeit des bekannten Systems aufgrund der Tatsache zu lang, daß Filter mit hohem Q-Faktor erforderlich sind, um die erzeugten Harmonischen zu isolieren.

Bei einer auf einer Zeitbereichs-Analyse basierenden Methode wird ein Zeitbereichs-Impuls (bzw.eine Impulsfolge) des empfangenen Signals im Hinblick auf seine Impulsform und seine Zeitverschiebung relativ zu einer Grund-Phase des erzeugten Feldes analysiert. Bei dieser Art von Analyse ist die Form des Signals in beträchtlicher Weise durch die Amplituden- und Phasen-Charakteristika des bei dem Erfassungsprozeß angewendeten Filterns beeinflußt, sowie durch Änderungen in dem empfangenen Signal aufgrund von Variationen in dem erzeugten Treiber-Feld. Weil diese Analyse Amplituden-Schwellwerte benutzt, die über dem Umgebungsstörpegel liegen müssen, ist die Anwendung dieses Verfahrens am meisten in denjenigen Fällen erwünscht, in denen ein hohes Signal/Stör-Verhältnis vorliegt.

Um abschätzen oder bewerten zu können, ob Zeitbereichs- oder Frequenzbereichs-Analysenverfahren innerhalb der Überwachungsanlage angewendet werden sollen, ist es wesentlich, daß der Erfassungsprozeß in der Lage ist, zwischen Störungen oder Änderungen in dem Feld zu unterscheiden, die von gültigen Markern herrühren, und solchen Störungen oder Änderungen, die aufgrund von anderen, von den Markern unabhängigen Quellen auftreten. Ein Versagen des Systems, die erforderliche Unterscheidung vorzunehmen, führt zu falschen Alarmauslösungen, welche die Untadeligkeit und die Brauchbarkeit des gesamten Systems in außerordentlicher Weise in Frage stellen.

Das Problem einer zuverlässigen Unterscheidung zwischen durch magnetische Marker bedingten Störungen und zwischen Fremd-Störungen, die von Markern unabhängig sind, gewinnt besonders hohe Bedeutung in Einzelhandelsgeschäften, insbesondere Supermärkten oder dergleichen, in denen metallische Beschläge, metallische Ladentische, metallische Einkaufswagen, Rausch- oder Störgeneratoren (z.B. Laser-Scanner, Digital-Waagen, Kreditkarten- und Barcode-Leser, Förderbänder und dergleichen mehr) reichlich vorhanden sind. Diese Ausstattung schafft quasi "rauhe" elektronische Umfeldbedingungen und kann Störungen in dem Erfassungs- System verursachen, welche von gültigen Markern herrührende Signale verdecken oder überdecken und/oder als von gültigen Markern herrührende Signale erscheinen. Hierdurch ist die Zuverlässigkeit des Überwachungssystems in erheblichem Maße in Frage gestellt.

Die derzeitig verfügbaren Überwachungsanlagen bzw. -Systeme lösen dieses Zuverlässigkeitsproblem nicht vollständig und leiden darüber hinaus auch noch unter anderen Nachteilen. So sind bereits großräumig bzw. großflächig angelegte Systeme ausgeführt worden, bei denen ein Fluß durch die Überwachungszone verursacht wird. Auch wird bei diesen Systemen von einem verhältnismäßig starken Feld Gebrauch gemacht. Im Endergebnis erstrecken sich diese Felder jedoch oft über die Abfrage- oder Überwachungszone hinaus, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Störungen, welche von Marker-unabhängigen Quellen oder von außerhalb der Überwachungs-Zone befindlichen Markern herrühren, noch erhöht wird. Außerdem ist bei diesen bekannten Systemen in Folge deren Überreichweiten in Verbindung mit einem elektronischen Rauschen die Systemempfindlichkeit in beträchtlichem Umfange reduziert worden. Dies führte oftmals zu einer verhältnismäßig geringen Erfassungrate und einer unerwünschten Anzahl von falschen Alarmauslösungen.

Es ist daher in jüngster Zeit ein magnetischer Marker mit Eigenschaften entwickelt worden, durch die manche der vorher erwähnten, in den bekannten Anlagen oder Systemen zusammengetroffenen Probleme gemildert werden können. Ein magnetischer Marker dieses Typs geht aus der US-PS 46 60 025 mit der Bezeichnung "Magnetischer Marker zur Artikelüberwachung mit einer Hystereseschleife mit großen Barkhausen-Unstetigkeiten" als bereits bekannt hervor. Der Marker weist ein magnetisches Material mit innerer, aufgestauter mechanischer Spannung auf und besitzt eine magnetische Hystereseschleife, die durch große Barkhausen-Unstetigkeiten gekennzeichnet ist. In Folge dessen kommt es bei diesem Marker, wenn dieser einem äußeren magnetischen Feld oberhalb eines Schwellwertes ausgesetzt wird, zu einer regenerativen Umkehr seiner magnetischen Polarisation.

Da es möglich ist, daß diese regenerative Umkehr bei einem verhältnismäßig geringen Schwellwert stattfindet, kann auch in vorteilhafter Weise das für den Marker erforderliche erzeugte Feld relativ schwach gehalten werden. Darüber hinaus resultiert die bei dem Marken in der Form einer Sprungfunktion auftretende Umkehrung der magnetischen Polarisation in Feldstörungen, die reich an hohen Harmonischen sind, wodurch die Erfassung leichter und einfacher wird.

Der Marker gemäß der vorgenannten US-PS weist aber auch noch den Vorteil auf, daß er mit Hilfe verschiedener Methoden deaktiviert werden kann, wie dies in der US-PS 46 86 516 mit der Bezeichnung "Verfahren, System und Einrichtung für die Artikelüberwachung" näher beschrieben ist. Durch eine Milderung der inneren, aufgestauten mechanischen Spannung in dem Marker oder durch Kristallisierung eines Teils des Markers wird dieser leicht deaktiviert, so daß er durch die Abfrage- oder Überwachungszone hindurchgehen kann, ohne hierbei irgendeine Alarmauslösung zu verursachen.

Ein "Marker" kann im übrigen auch als "Tag" d.h. "Sicherungsanhänger" oder "Sicherungsetikett" bezeichnet werden.

Eine verbesserte Anlage zur magnetischen Artikelüberwachung ist darüber hinaus in der DE-OS 37 15 387 beschrieben (Unionspriorität: 30.06.1986 US 880 138 ). Bei dieser bekannten Anlage ist eine magnetische Abschirmung vorgesehen, die in seitlichen Randbereichen der Überwachungszone angeordnet und dazu befähigt ist, die Intensität des Magnetfeldes außerhalb dieser Zone zu reduzieren. Die Abschirmung ist auch dazu befähigt, daß die durch die Abschirmung selbst verursachten Störungen in dem Magnetfeld leicht unterschieden und blockiert oder unterdrückt werden können.

Zur Erzielung der vorher erwähnten Eigenschaften ist es erforderlich, daß das magnetische Material der Abschirmung einen ausreichend hohen, spezifischen elektrischen Widerstand bei einer vorgegebenen Permeabilität und einer vorgegebenen Frequenz des er zeugten Magnetfeldes aufweist, um hierdurch eine Eindringtiefe oder Skin-Tiefe zu erzielen, die wesentlich größer als die Schichtdicke der magnetischen Abschirmung ist. Ferner muß das magnetische Material eine Sättigungsflußdichte aufweisen, die größer ist als die maximale Flußdichte, die in der Abschirmung in Abhängigkeit von den positiven und negativen Maximal-Amplituden des Magnetfeldes erzeugt wird. Schließlich muß das magnetische Material noch die Eigenschaft besitzen, daß es bei den Scheitelwerten des erzeugten Magnetfeldes auf dieses anspricht, dagegen aber in der Nähe der Null-Durchgänge eine nur geringe oder keine Ansprechempfindlichkeit aufweist.

Wie weiterhin aus der DE-OS 37 15 387 hervorgeht, besitzen Abschirmungen, die aus Ferriten oder aus gepresstem Eisenpulver hergestellt sind, die im vorangehenden erläuterten Charakteristika, so daß ein Verhältnis des frontseitigen, d.h. innerhalb der Überwachungzone vorhandenen Spitzen-Magnetfeldes zum rückseitigen, d.h. außerhalb der Überwachungszone und hinter der Abschirmung vorhandenen Spitzen-Magnetfelds von mindestens 10 : 1 erreichbar ist. Ein spezielles Ferrit, durch welches dieses Verhältnis von 10 : 1 erreicht wird und welches darüber hinaus ein maximales Ansprechen bei den erzeugten maximalen Feldamplituden und ein minimales Ansprechen bei den Null-Durchgängen aufweist, ist z.B. ein Ferrit der Herstellerfirma TDK Corporation of Tokyo, Japan, welches im Handel mit Q5B bezeichnet wird. Ähnliche Charakteristika liegen bei gepreßtem Eisenpulver vor, das vorzugsweise nicht gesintert ist und aus ungefähr 99% Eisen mit ungefähr 1% an Spurenelemten besteht, zu denen FeP, H₂, C, Mn und S gehören und vielleicht sehr kleine Mengen an anderen Elementen.

Wenn es sich bei der magnetischen Abschirmung um ein Laminat aus einer Mehrzahl von dünnen Schichten handelt, die miteinander verklebt und elektrisch voneinander isoliert sind, dann ist die Eindringtiefe einer jeden solchen Schicht wesentlich größer als die Schichtdicke selbst.

Die Notwendigkeit für ein minimales Ansprechen der Abschirmung nahe den Null-Durchgängen des erzeugten Feldes ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß die magnetischen Marker und insbesondere die Marker gemäß der US-PS 46 660 025 eine maximale Ansprechempfindlichkeit bei den Null-Durchgängen oder in der Nähe der Null-Durchgänge des erzeugten Feldes und eine minimale Ansprechempfindlichkeit bei den Scheitelwerten dieses Feldes aufweisen. Durch Auswahl eines magnetischen Abschirmungs-Materials mit quasi umgekehrten Eigenschaften lassen sich die durch diese Abschirmung verursachten Störungen leicht erfassen und eliminieren, ohne daß eine Überlagerung mit der Erfassung der durch Marker verursachten Störungen auftritt. Aus der DE-OS 37 15 387 ergibt sich ferner, daß in Kombination mit der im vorangehenden erläuterten magnetischen Abschirmung eine Hilfs-Abschirmung aus elektrisch leitendem Material vorgesehen werden kann. Diese Hilfsabschirmung wird hinter der magnetischen Abschirmung angeordnet und dämpft durch Wirbelstromverluste diejenigen Störungen, die von Markern oder externen Rausch- oder Störquellen herrühren, die sich außerhalb der Abfrage- oder Überwachungszone befinden.

Obwohl die weiter oben erläuterten magnetischen Marken sowie die magnetische Abschirmung bereits bedeutende Verbesserungen für magnetische, elektronische Artikelüberwachungs- Anlagen bzw. -Systeme darstellen, besteht immernoch ein Bedarf an weiteren Verbesserungen und Vervollkommnungen derartiger Anlagen und Systeme, insbesondere hinsichtlich Zuverlässigkeit, Kompaktheit und Freiheit von falschen Alarmauslösungen.

Aus DE 31 28 980 C2 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Festlegung des unerlaubten Hindurchführens von geschützten Gegenständen durch eine Überwachungszone bekannt. Bei diesem Verfahren bzw. der Vorrichtung wird von einem elektromagnetischem Feld Gebrauch gemacht, welches in der betreffenden Überwachungszone erzeugt wird. Ferner sind die geschützten Gegenstände mit einem Target versehen, die zu Störungen des elektromagnetischen Feldes führen, welche bei Auswertung in elektrische Signale umgesetzt werden, aus denen nach Auswertung unter Berücksichtigung des Einflusses von Stör- insbesondere Rauschsignalen ein Detektorsignal erzeugt wird. Die elektrischen Signale werden mindestens drei frequenzselektiven Kanälen unterschiedlicher Frequenz parallel zugeführt. Die Amplituden der Ausgangssignale dieser Kanäle werden miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird dann das Detektorsignal erzeugt, wenn die Amplituden -innerhalb von Toleranzbereichen ein bestimmtes Verhältnis zueinander aufweisen.

Aus US 3,820,103 geht eine Diebstahlüberwachungsanlage hervor, bei der durch einen magnetischen Marker hervorgerufene Störungen in Form von Harmonischen der Sendefrequenz in einer Abfragezone ausgewertet werden und einen Alarm auslösen. Die Schaltung zur Signalauswertung enthält eine Reihenschaltung aus Tiefpaß-Filter und Hochpaß-Filter, die in dieser Kombination die Bandbreite des zu verarbeitenden Frequenzbandes festlegt. Dabei werden nur Harmonische niedriger Ordnung sowie hochfrequente Anteile herausgefiltert. Durch anschließende Integration wird der Energiepegel des Signals ermittelt und weiterverarbeitet. Durch die Integration über ein Frequenzband wird nicht nur die Amplitude, sondern auch die zeitliche Ausdehnung des Notsignals bewertet.

Mit Rücksicht auf den im vorangehenden geschilderten Sachverhalt liegt der vorliegenden Erfindung somit als Hauptaufgabe zugrunde, eine verbesserte Anlage bzw. ein verbessertes System zur elektronischen Artikelüberwachung zu schaffen.

Im Speziellen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Artikelüberwachungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die insbesondere die folgenden Eigenschaften aufweist: Gesteigerte Steuerfunktionen; erweiterte und verbesserte Möglichkeiten der Detektion, d.h. des Feststellens des Vorhandenseins von mit magnetischen Markern versehenen Artikeln in einer Abfrage- oder Überwachungszone; Möglichkeiten der Realisierung von eindeutigen Frequenzbereichs- und eindeutigen Zeitbereichs-Detektionsverfahren; Möglichkeiten des Ansprechens und des Selbst-Einstellens aufgrund von Änderungen in der Umgebung einschließlich Änderungen des Rausch- bzw. Störpegels; Ausstattung mit einem verbesserten Kamm-Bandpaß-Filter sowie einem verbesserten Kamm-Kerb-filter; und schließlich die Möglichkeiten der Verwendung eines magnetischen Markers gemäß der US-PS 4,660,025 sowie einer Abschirmung gemäß der DE-OS 37 15 387 .

Die Lösung:

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird, ausgehend von einer Überwachungsanlage in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2–34.

Der Betrieb einer erfindungsgemäßen, magnetischen, elektronischen Artikelüberwachungsanlage ist vorzugsweise mit Hilfe eines Mikrocomputers steuerbar.

Hierbei ist insbesondere ein Detektor-Schaltkreis vorgesehen, welcher Schaltkreise zur Frequenz- und Zeitbereichs-Darstellung mit einschließt und welcher ein aus einer Abfrage- oder Überwachungszone empfangenes Signal verarbeitet. Es sind Filter einschließlich eines verbesserten Kamm-Bandpaß-Filters vorgesehen, welche das empfange Signal in dem Detektor-Schaltkreis auf Harmonische des erzeugten Feldes begrenzen oder einschränken.

Mindestens zwei Frequenzbänder des empfangenen Signales werden durch einen Frequenz-Detektions-Schaltkreis isoliert und der Signal-Inhalt in einem jeden Band wird bestimmt. Zur gleichen Zeit erfolgt durch den Zeitbereichs-Schaltkreis ein Sampling des empfangenen Signales, um hierdurch ein digitalisiertes Signal zu erzeugen. Die Ergebnisse dieser Operationen werden sodann durch eindeutige Entscheidungs-Programme im Mikrocomputer weiterverarbeitet. Diese Programme sind auf verbesserte Kriterien für gültige Marker abgehoben und weisen Schwellwerte auf, welche auf ein Umgebungs-Rauschen sowie auf ein unerwünschtes Ansprech-Verhalten von anderen Objekten als gültigen Markern bezogen sind.

In dem Mikrocomputer wird eine Entscheidungs-Information von den Zeit- und Frequenzbereichs-Programmen für eine jede Halb-Periode des erzeugten Feldes erzeugt. Diese Information wird dazu benutzt, einen Zeitbereichs- und einen Frequenzbereichs- Zähler jeweils auf den neuesten Stand zu bringen. In Abhängigkeit davon, daß diese Zähler jeweils vorgewählte Zählerstände erreichen, werden Signale zur Alarmauslösung erzeugt.

Ein anderes Programm im Mikrocomputer verarbeitet ausgewählte Werte von aufeinanderfolgenden digitalisierten Signalen in Übereinstimmung mit Schwellwerten, die auf den erwarteten Charakteristika von unerwünschten, hochwertigen Neben-Störungen (elektronischen Rausch-Spitzen) basieren. Ein weiteres Programm im Mikrocomputer ist auf Änderungen in der Grundfrequenz-Komponente abgehoben, die ebenfalls durch den Detektions- Schaltkreis isoliert wird. Die Ausgänge dieser beiden letzteren Programme werden dazu benutzt, eine Alarmauslösung durch die Zeit- und Frequenzbereichs- Zähler zu verhindern.

Darüber hinaus werden durch den Mikrocomputer die Rausch- bzw. Störpegel überwacht, sobald die Anlage in Betrieb genommen ist, und periodisch auf den neuesten Stand gebracht, ebenso wie der Pegel der Grundfrequenz-Komponente. Die Computer-Programme werden sodann mit diesen Werten auf den neuesten Stand gebracht, so daß die Anlage sich entsprechend den Änderungen in der Umgebung dynamisch zu ändern vermag.

Ein bei der erfindungsgemäßen Anlage vorgesehenes Kamm-Filter verwendet eine Verzögerungsleitung in der Form eines integrierten Schaltkreises mit einer Rückkopplung, um das erwünschte "Kamm-Ansprechen" zu erzielen. Dies ergibt ein Filtern mit hohen Q-Werten, wobei die Notwendigkeit von einzelnen Kapazitäten konventioneller Filter und die damit verbundenen Nachteile (Menge, Voluminösität) vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Überwachungsanlage schließt auch Empfangs- und Sende-Antennen-Anordnungen mit ein, die in der Weise ausgebildet sind, daß unerwünschte und normalerweise in dem erzeugten Feld vorhandene Null-Stellen reduziert werden. Insbesondere ist eine Empfangs-Antennenanordnung vorgesehen, welche erste und zweite obere Schleifen aufweist, die in einer ineinander geschachtelten Beziehung angeordnet sind, und ferner dritte und vierte untere Schleifen, die ebenfalls in einer ineinander geschachtelten Beziehung angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Schleifen mit den jeweils zugeordneten dritten und vierten Schleifen acht-förmige Konfigurationen bilden. Die Schleifen sind elektrisch hintereinander und in der Weise in Phase geschaltet, daß die oberen Schleifen die gleiche erste Phase und die unteren Schleifen die gleiche zweite Phase aufweisen, die entgegengesetzt zu der ersten Phase ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Antennen-Anordnung ist ein Abschnitt einer jeden dieser Schleifen im Berührungsbereich der jeweiligen acht-förmigen Konfiguration gegenüber der Horizontalen schräg geneigt.

Es ist weiterhin eine Sende-Antennenanordnung ebenfalls mit einer ineinander geschachtelten Anordnung von Schleifen vorgesehen. Bei dieser Antennenanordnung verläuft der Strom in einer inneren Schleife in der gleichen Richtung wie der Strom in einer äußeren Schleife, wobei die Achse der inneren Schleife in Bezug auf die Achse der äußeren Schleife um ein vorgewähltes Winkelmaß gedreht ist, vorzugsweise um 45°.

Die im vorangehenden erläuterten Antennenanordnungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in Fußgestellen oder Ständern gelagert, die in der Weise ausgebildet sind, daß die Antennenanordnungen unbeweglich gemacht werden und eine körperliche oder bauliche Einheit oder Ganzheit (integrity) bilden. Dies wird durch ein Herstellungsverfahren erreicht, bei dem der Bereich zwischen den Wänden des Fußgestells mit einem Schaum ausgefüllt wird und bei dem während der Aushärtung des Schaums auf die gesamte Anordnung Druck ausgeübt wird. Der resultierende, festgewordene Schaum kapselt die Antennen ein und macht sie somit unbeweglich, während der Schaum den Hohlraum zwischen den Wandungen des Fußgestelles oder Ständers im wesentlichen ausfüllt, wodurch dem Fußgestell die erwünschte Verstärkung und Versteifung verliehen wird.

Es ist im übrigen noch darauf hinzuweisen, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einem Marker Gebrauch gemacht wird, wie er in der US-PS 4,660,025 beschrieben ist, und daß in Verbindung mit den in dem Fußgestell untergebrachten Antennenanordnungen eine Abschirmung nach DE-OS 37 153 87 zur Anwendung gelangt. In diesem Falle ist die erfindungsgemäße Anlage darüber hinaus dazu befähigt, den weiter oben erläuterten Abschirmungs-Spitzen-Impuls an einer Beeinflussung der Betriebsweise der Anlage zu hindern.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung, ihrer weiteren Merkmale und Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer magnetischen, elektronischen Überwachungsanlage, die einer Abfrage- oder Überwachungszone zugeordnet ist;
2A, 2B und 2C jeweils detailliertere Blockschaltbilder der Überwachungsanlage gemäß 1;
3 ein Diagramm mit den Wellenformen von verschiedenen bei der Überwachungsanlage gemäß den 2A–2C erzeugten Signalen;
4 eine tabellarische Übersicht über eine Anzahl von Parametern, die für die Überwachungsanlage gemäß den 2A–2C maßgeblich sind, wobei repräsentative Zahlenwerte für diese Parameter angegeben sind;
5A und 5B jeweils Flußdiagramme bezüglich der in einem Mikrocomputer der Überwachungsanlage gemäß 2A bis 2C enthaltenen Programme und zwar zum einen für eine Zeitbereichs-Signalanalyse und zum anderen für eine Frequenzbereichs-Signalanalyse;
6 ein Flußdiagramm bezüglich eines in dem Mikrocomputer der Überwachungsanlage gemäß 2A–2C enthaltenen Programmes für eine "Spitzen" -Detektions-Signalanalyse;
7 und 8 Schaltbilder eines Kamm-Bandpaß-Filters gemäß dem in 2A gezeigten Blockschaltbild;
9, 9A und 9B Schaltbilder für ein Kamm-Kerb- oder Kamm-Fallen-Filter gemäß dem in 2A gezeigten Blockschaltbild;
10 schematisch eine Draufsicht auf eine Empfangs-Antennenanordnung für die Überwachungsanlage gemäß den 2A – 2C;
11 schematisch eine Draufsicht auf eine Sende-Antennenanordnung für die Überwachungsanlage gemäß den 2A–2C;
12 (I) in einer schematischen graphischen Darstellung die Nullzonen einer, üblichen Empfangs-Antennenanordnung;
12 (II) in einer weiteren schematischen, graphischen Darstellung die Nullzonen der Empfangs-Antennenanordnung gemäß 10;
13 eine schematische, perspektivische Darstellung einer aus Fußgestellen oder Ständern bestehenden Anordnung zum Unterbringen der Antennenanordnungen gemäß den 10 und 11;
14 eine Querschnittsansicht durch eines der Fußgestelle oder Ständer gemäß 13; und
15 in einer schematischen graphischen Darstellung den Mikrocomputer der Überwachungsanlage gemäß den 2A–2C mit Zählern sowie mit einem Maximal-Amplituden-Stapel.
In der 1 ist eine magnetische, elektronische Überwachungsanlage allgemein mit 1 bezeichnet. Die Überwachungsanlage 1 weist einen Wechselstrom-Treiber 11 auf, der einen sinuswellenförmigen Wechselstrom hoher Polarität sowie eine entsprechende Spannung bei einer Grundfrequenz Fo zu einer Sendeantenne 12 liefert. Diese Sendeantenne 12 erzeugt infolgedessen ein magnetisches Wechselfeld mit der Frequenz Fo, welches sich in eine Abfrage- oder Überwachungszone 13 hinein ausbreitet, durch die der Überwachung unterliegende Artikel oder Waren, z.B. ein Artikel 14, hindurchgehen müssen.
An diesem Artikel 14 ist ein Marker 15 aus einem magnetischen Material befestigt. Der Marker 15 erzeugt somit in dem Magnetfeld Störungen, die harmonische Schwingungen der Grundfrequenz Fo aufweisen und durch eine Empfangsantenne 16 abgefühlt werden. Diese Empfangsantenne 16 wandelt die Störungen in ein elektrisches Signal um, das gemäß 1 zu einem mit Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger 17 bezeichneten Block weitergeleitet wird. Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger 17 leiten aus dem empfangenen Signal Frequenz- und Zeitbereichs-Informationen ab, die durch das Interface einer zentralen Steuereinheit 18 zur Verfügung gestellt werden.
Diese zentrale Steuereinheit 18 analysiert die empfangenen Informationen nach Maßgabe von gewissen Entscheidungs- Kriterien. Wenn ein Entscheidungs-Kriterium das Vorhandensein eines gültigen Markers anzeigt, dann addressiert die zentrale Steuereinheit 18 eine nachgeschaltete Alarm-Einheit 19. Diese Alarm-Einheit 19 wird infolgedessen in Betrieb gesetzt, um eine Anzeige zu liefern, daß sich ein Artikel 14 innerhalb der Abfrage- oder Überwachungszone 13 befindet.
Die zentrale Steuereinheit 18 steuert ferner den Wechselstrom-Treiber 11 und erhält Informationen bezüglich des Zustandes des Wechselstromes und der Wechselspannung für die Sendeantenne 12. Darüber hinaus liefert die zentrale Steuereinheit 18 Zeitberechnungs(timing), Adressen- und andere Informationen an Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger 17, wie dies im einzelnen noch weiter unten beschrieben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Überwachungsanlage 1 handelt es sich bei dem Marker 15 um einen Marker vom Typ gemäß der US-PS 4,660,025 , der eine Hystereseschleife mit einer großen Barkhausen-Unstetigkeit oder einer großen Stufenfunktions-Änderung im Fluß aufweist, und zwar jedesmal, wenn das erzeugte Feld seine Polarität umkehrt und einen verhältnismäßig geringen Schwellwert überschreitet. Die durch den Marker 15 verursachten Störungen des Feldes treten daher in der Nachbarschaft der Null- Durchgänge des erzeugten Feldes auf und sind reich an Harmonischen der Grundfrequenz Fo. Ferner ist das zu erwartende, dem Marker zuzuschreibende Signal ein Impuls mit einer extrem schmalen Impulsbreite (unter 200μ sec.).
Darüber hinaus sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Überwachungsanlage 1 die Sendeantenne 12 und die Empfangsantenne 16 mit Abschirmungen versehen, wie diese bereits weiter oben erläutert sind, eine Maßnahme, die zu sogenannten "Abschirmungs-Spitzen" in dem empfangenen Signal führt, denen die Überwachungsanlage 1 Rechnung trägt und die sie unterdrückt.
Obwohl gemäß einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Überwachungsanlage von einem Marker gemäß der US-PS 4,660,025 sowie von einer Abschirmung gemäß der DE-OS 37 15 387 Gebrauch gemacht wird, können die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien auch auf andere Ausführungen von Markern und Antennen angewendet werden. In einem solchen Falle be steht die Möglichkeit, die Ausgestaltung der Überwachungsanlage und die Entscheidungs-Programme zu modifizieren, um den besonderen Eigenschaften der zum Einsatz gelangenden, speziellen Marker und/oder Antennen Rechnung zu tragen.
Nähere Einzelheiten von zentraler Steuereinheit 18 und Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger 17 werden nunmehr anhand der 2A, 2B und 2C erläutert. Die zentrale Steuereinheit 18 ist mit einem Mikrocomputer 21 ausgestattet, der beispielsweise ein 8031 Mikrocomputer der Herstellerfirma Intel ist und der eine primäre Folgesteuerung bezüglich des Betriebsablaufes der Überwachungsanlage 1 bewirkt. Der Mikrocomputer 21 kommuniziert mit einem Hauptprogrammspeicher (EPROM) 22, welcher die Hauptprogramme sowie die Entscheidungs-Routinen für den Mikrocomputer enthält. Weiterhin ist ein zweiter Speicher, d.h. ein Permanentspeicher (NOV-RAM) 23 für eine Speicherung der Operationsparameter der Überwachungsanlage 1 vorgesehen. Dieser NOVRAM 23 hält diese Parameter für den Fall eines Energie- oder Leistungsverlustes bzw. -abfalles in der Überwachungsanlage 1 fest.
Es ist weiterhin eine Programmier- Schnittstelle 24 für eine externe Kommunikation mit dem Mikrocomputer 21 vorgesehen. Die Schnittstelle 24 erlaubt es, die Operations-Parameter in dem NOVRAM 23 zum Zwecke der Anpassung an die besonderen, an Ort und Stelle gegebenen Bedingungen zu setzen, unter denen die Überwachungsanlage gerade verwendet wird.
Weiterhin gestattet die Programmier-Schnittstelle 24 eine Vielzahl von diagnostischen Maßnahmen, die zum Zwecke einer Überprüfung des Betriebs der Überwachungsanlage 1 auszuführen sind.
Der Mikrocomputer 21 liefert an einen Zustandsanzeiger 25 ein Signal bezüglich des Zustands der Überwachungsanlage. Ein Wachhund-Schaltkreis 26 (watchdog circuitry) beaufschlagt den Mikrocomputer 21 nach Einschaltung der Stromversorgung mit einem Rückstell- oder Löschungsimpuls (reset pulse), der dem Computer befiehlt, mit der Ausführung des Hauptprogramms zu beginnen. Eine Hilfs-Schnittstelle 27 ist ebenfalls vorgesehen.
Ein Adressen-Schalter 28 gestattet es dem Mikrocomputer 21, auch noch andere Komponenten sowohl in die zentrale Steuereinheit 18 als auch in die Steuereinheit-Schnittstelle und den Empfänger 17 zu adressieren. Es ist weiterhin ein Analog/Digital-Wandler 29 vorgesehen, der dazu dient, die von dem Empfänger 17 gelieferten analogen Daten in digitale Daten umzuwandeln, die durch den Mikrocomputer 21 verarbeitet werden. Ein genereller, bei 12 MHz arbeitender CPU-Taktgeber 31 liefert ein primäres Taktsignal für die Überwachungsanlage 1.
Der CPU-Taktgeber 31 speist sowohl den Mikrocomputer 21 als auch einen programmierbaren Teiler 32. Dieser erzeugt eine Anzahl von weiteren Taktsignalen, die mit dem Haupt-Taktsignal synchronisiert sind und dem Mikrocomputer sowie anderen Komponenten der Überwachunganlage verabfolgt werden.
Die zentrale Steuereinheit 18 umfaßt ebenfalls einen Treiber-Kanal 30 (siehe 2B) zur Bereitstellung des Treiber-Stromes für die Sendeantenne 12. Der Treiber-Kanal 30 weist Tiefpaß-Filter 33 (siehe 2A), einen Stufen-Einstell-Multiplexer 32 sowie einen Puffer-Verstärker 35 (siehe 2B) auf.
Aus der 2C geht ferner ein Leistungs-Verstärker 79 des Wechselstrom-Treibers 11 sowie ein Strom-Sensor 81 hervor, der mit der Sendeantenne 12 verbunden ist. In der 2C sind darüber hinaus ein akustischer Alarmgeber 82, ein visueller Alarmgeber 83, ein Ereignis-Zähler 84 sowie ein Alarm-Interface-Schaltkreis 85 der Alarm-Einheit 19 dargestellt.
Wie bereits oben erläutert, dient die Programmier-Schnittstelle 24 dazu, den Mikrocomputer 21 zu adressieren, damit in dem Permanentspeicher (NOVRAM) 23 die besonderen bei der Überwachungsanlage erwünschten Betiebsparameter gesetzt werden. In den meisten Fällen sind diese Betriebsparameter abhängig von der Umgebung, in welcher die Überwachungsanlage 1 verwendet wird. Aus der 4 sind repräsentative Betriebsparameter zu ersehen, die in dem NOVRAM 23 programmierbar sind, wobei beispielhafte Werte für diese Parameter angegeben sind.
Der Permanentspeicher (NOVRAM) 23 ist weiterhin mit einem Anfangs-Satz von Parameter-Werten ausgestattet, nämlich sogenannten Standardvorgaben, die für eine nominelle bzw. Nenn-Umgebung vorgegeben sind. Diese Parameter können für eine Steuerung des Betriebsablaufes der Überwachungsanlage in dem Falle benutzt werden, daß die sogenannten nominellen Umgebungsbedingungen vorliegen.,
Wenn die Parameter der Überwachungsanlage einmal gesetzt sind, dann fährt der Mikrocomputer 21 damit fort, daß der Strom für die Sendeantenne durch den Treiber-Kanal 30 gesetzt wird. Zu diesem Zweck wird durch den Mikrocomputer 21 ein pulsförmiges Signal mit der_ gewünschten Treiber-Frequenz Fo erzeugt. Dieses Puls-Signal wird von einem weiteren Puls-Signal SSB1 abgeleitet, welches bei der Zweifachen der erwünschten Frequenz (2Fo) liegt und welches durch den programmierbaren Teiler 32 von dem 12 MHz-Taktsignal (CPU-Taktgeber 31) abgeleitet wird.
Das Puls-Signal mit der Frequenz Fo wird sodann vom Mikrocomputer 21 ausgehend durch das Tiefpaß-Filter 33 geschickt und in ein sinuswellenförmiges Wechselstrom-Signal umgewandelt. Das resultierende Wechselstrom-Signal passiert sodann den Stufen-Einstell-Multiplexer 34, der von dem Mikrocomputer adressiert worden ist, um einen Anfangs-Strompegel zu setzen. Anschließend geht das Wechselstrom-Signal durch den Puffer-Verstärker 35 hindurch und wird zu dem Leistungs-Verstärker 79 des Wechselstromtreibers 11 für die Sendeantenne 12 weitergeleitet. Der Ausgang des Leistungs-Verstärkers 79 beaufschlagt die Sendeantenne 12 mit der Frequenz Fo, so daß ein Magnetfeld mit dieser Frequenz in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 aufgebaut wird.
Der Strom-Sensor 81 fühlt den Strom in den Spulen der Sendeantenne 12 ab und liefert seinen Ausgang weiter zu einem Eingang TXI eines Analog-Multiplexer 75, der im Block 17 (Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger) enthalten ist. Dieser Eingang wird durch den Mikrocomputer 21 durch den Adressen-Schalter 28 adressiert und der Adressen-Eingang ADDR des Multiplexers 78 und der Sendeantennen-Strom wird via Analog/Digital-Wandler 29 gelesen.
Der Mikrocomputer 21 vergleicht sodann diesen Stromwert mit dem in dem NOVRAM 23 gespeicherten vorgegebenen Stromwert und, falls zwischen diesen beiden Werten eine Differenz vorliegt, adressiert der Mikrocomputer 21 den Stufen-Einstell-Multiplexer 34 über den Adressen-Schalter 28, um hierdurch eine Änderung des Stromes auf den vorgegebenen Wert zu bewirken. Dieser Prozeß wird solange fortgesetzt, bis der Strompegel auf den vorgegebenen Pegel gesetzt ist.
Wenn der Strompegel einmal gesetzt ist, dann stellt der Mikrocomputer 21 die Phase des Treiber-Stromes über das Fo-Signal ein. Diese Einstellung erfolgt in der Weise, daß die Scheitelpegel des Treiber-Stromes genau in den Null-Pegel-Intervallen des SSB1-Signales liegen, während die Null-Durchgänge des Treiber-Stromes genau bei den logischen Eins-Pegel-Intervallen liegen. Diese Beziehung, die anhand der graphischen Darstellung der Wellenformen 401 und 402 gemäß 3 näher erläutert ist, gestattet dem SSB1-Signal eine Signal-Austastung während den Maximal-Amplituden des für die Sendeantenne bestimmten Stromes und dagegen einen Signaldurchlaß in der Nähe der jeweils einen Null-Durchgang enthaltenden Intervalle. Infolgedessen läßt sich das Signal SSB1 dazu verwenden, die Abschirmungs-Spitze, die in der Wellenform 403 in 3 zu sehen ist, auszutasten, welche aufgrund einer Verwendung einer Abschirmung gemäß der DE-OS 37 15 387 innerhalb der Überwachungsanlage 1 gemäß 1 erzeugt wird. Dies wird im einzelnen noch weiter unten erläutert werden.
Wie sich weiterhin aus der 2C ergibt, ist die Überwachungsanlage 1 ferner in der Lage, ein Betreiben der Sende-Antennenanordnung bei Resonanz zu gewährleisten. Zu diesem Zweck empfängt der Multiplexer 75, zusätzlich zum Empfang einer Sender-Strom-Information von dem Strom-Sensor 81 bei dem Eingang TXI, an seinem weiteren Eingang TXV von einem Ausgang des Leistungs-Verstärkers 79 Daten über die Spannung des Senders. Bei der Initialisierung des Systems liest und speichert der Mikrocomputer 21 die Informationen über den Sender-Strom und die Sender-Spannung an den Eingängen TXI und TXV des Multiplexers 75.
Der Mikrocomputer vergleicht ebenfalls die Phasen dieser Signale, um festzustellen, ob eine Phasen-Differenz vorliegt. Falls die Phasen voneinander abweichen, erkennt der Mikrocomputer 21 einen Nicht-Resonanz-Zustand der Sendeantenne 12 und stellt sodann die Sendefrequenz so ein, daß der Sender-Strom in Phase mit der Sender-Spannung gebracht wird, so daß die Sendeantenne 12 bei Resonanz betrieben wird.
Wenn jetzt davon ausgegangen wird, daß Phase und Pegel des Sender-Stromes gesetzt sind, dann adressiert der Mikrocomputer 21 über den Adressen-Schalter 28 und den Adressen-Eingang ADDR die Eingänge PFO, PFB1, PFB2 und PFB3 des Analog-Multiplexers 75. Der Empfänger, der in dem Block "Steuereinheit-Schnittstelle und Empf änger" 17 gemäß 1 enthalten ist, liefert an diese vorge nannten jeweiligen Eingänge den Grund-Komponenten-Pegel des empfangenen Signales sowie die jeweiligen empfangenen Signal-Energie-Pegel in den drei vorgewählten Frequenzbändern FB1, FB2 und FB3. Der Mikrocomputer 21 behandelt die Pegel in den drei zuletzt genannten Bändern als Umgebungs-Rauschpegel. Die Mittelwerte dieser Pegel und der Grund-Pegel werden durch den Mikrocomputer für eine zukünftige Verwendung im Betriebsablauf der Überwachungsanlage gespeichert.
Nunmehr beginnt der Mikrocomputer mit seinem Überwachungsprozeß. Dieser Prozeß wird durch den Mikrocomputer wiederholt zu einer jeden Halb-Periode des Sender-Stromes durchgeführt, wobei eine solche Halb-Periode als ein "Rahmen" bezeichnet wird (vgl. 3). Während eines ersten Intervalles dieser Halb-Periode, d. h. während eines sogenannten "Marker-Fenster"-Intervalles wird der Empfänger durch den Mikrocomputer veranlaßt, die Frequenzbereichs- und Zeitbereichs-Informationen von dem empfangenen Signal zu sammeln, welches irgendwelche Störungen enthält, die in dem Feld in der Abfrage- oder Überwachungszone auftreten. Der Mikrocomputer liest diese Informationen von dem Empf änger und während des verbleibenden Intervalles des Rahmens, d.h. während des "Verarbeitungs-Intervalles", wertet der Mikrocomputer mittels seiner Entscheidungs-Programme aus, ob die Informationen kennzeichnend für das Vorhandensein eines gültigen Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 sind.
Wie weiterhin aus der 2A zu ersehen ist, wird im Bereich des Empfängers das empfangene Signal verzweigt und damit durch einen ersten Signalverzweigungs-Kanal A und durch einen zweiten Signalverzweigungs-Kanal B geschickt. In dem ersten Signalverzweigungs-Kanal A ist ein Fundamental-Detektor 50 angeordnet, der mittels eines Bandpaßfilters die Grundfrequenz-Komponente, d.h. die Komponente bei der Frequenz Fo, des Signales extrahiert. Dieser Pegel wird sodann dem Analog-Multiplexer 75 gemäß 2C bei dessen Eigang PFo zur Verfügung gestellt, um eine nachfolgende Analyse durch den Mikrocomputer zu ermöglichen.
In dem zweiten Signalverzweigungs-Kanal B gemäß 2A sind zwei Kerb- oder Fallenfilter 51 und 52 angeordnet, die jeweils die Frequenzkomponenten des Signales bei der Frequenz Fo sowie bei der Frequenz des Versorgungsnetzes für die Überwachungsanlage (d.h. Frequenzen, die in einem Bereich von 50 bis 60 Hz liegen) beseitigen. Die Extraktion dieser Frequenzkomponenten beseitigt einen Signal-Inhalt, der anderenfalls zu falschen Anzeigen von Markern führen könnte.
Nach Durchgang durch das Kerb- oder Fallenfilter 52 wird das resultierende Signal in einem Vorverstärker 53 verstärkt und dieses verstärkte Signal wird in Aufeinanderfolge durch ein Hochpaß-Filter 54 und ein Tiefpaß-Filter 55 geschickt, welche dasjenige Frequenzband wirksam isolieren, in dem die für in Verbindung mit der vorliegenden Überwachunganlage benutzte Marker in Frage kommenden harmonischen Schwingungen erwartet werden. Der in der 2B angedeutete besondere Frequenzbereich bezieht sich auf einen bevorzugten Marker gemäß der US-PS 4,660,025 , der dazu befähigt ist, einen wesentlichen Gehalt an Oberwellen über den angedeuteten Bereich von 1–8 KHz zu bieten. Durch eine Begrenzung des Frequenz bandes auf diesen verhältnismäßig hohen Bereich lassen sich die Einwirkungen von sogenannten "Nicht-Marker"-Störungen und des Rauschens auf den Feststellungsprozeß minimieren.
Nach dem Filtern wird das Signal sodann durch einen Preemphasis-Schaltkreis 56 geleitet, der dazu dient, die Dämpfung des Signales zu kompensieren, welche durch den nachfolgenden Durchgang durch ein Kamm-Bandpaß-Filter 58 (vgl. 2A) verursacht ist. Von dem Preemphasis-Schaltkreis 56 ausgehend wird die Signal-Amplitude zunächst in einem Begrenzer 57 begrenzt und sodann zu dem bereits erwähnten Kamm-Bandpaß-Filter 58 geschickt, das, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird, eine digitale Verzögerungsleitung aufweist, welche bei einem Vielfachen (1024) der Grundfrequenz Fo getaktet wird.
Das Kamm-Bandpaß-Filter 58 besitzt bei der Grundfrequenz Fo und bei deren Harmonischen schmale Durchgangsbänder, so daß lediglich Harmonische der Frequenz Fo durch dieses Filter hindurchgehen. Infolgedessen begrenzt dieses Filter weiterhin das Signal lediglich auf jene Frequenzkomponenten, die als von dem verwendeten Marker resultierend erwartet werden. Die Ausführung des Kamm-Bandpaß-Filters 58 begünstigt ebenfalls die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Überwachungsanlage, da dieses Filter keine gesonderten, voluminösen Kapazitäten benutzt.
Nach dem Durchgang durch das Kamm-Bandpaß-Filter 58 wird das durch dieses verursachte Sampling-Rauschen durch ein Tiefpaß-Filter 59 eliminiert. Das aus dem Tiefpaß-Filter 59 herauskommende, resultierende Signal ist nunmehr hinsichtlich Frequenz und Amplitude ausreichend aufbereitet, um anschließend durch Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Kanäle C und D des Empfängers geschickt zu werden.
Wie 2A ferner zeigt, verläuft in dem Frequenzbereichs-Kanal D das Signal zunächst durch einen Abschirmungs-Impuls-Spitzen-Austaster 61, der durch das Signal SSB1 gesteuert ist, derart, daß der Signalinhalt während eines Null- oder Austast-Intervalles des Signales SSB1 unterdrückt wird und daß das Signal während eines Nicht-Austast-Intervalles des Signales SSB1 hindurch gelassen wird. Wie bereits weiter oben erwähnt, findet dieses Austasten bei den Höchstwerten des Sender-Stromes statt, d.h. also dann, wenn eine von der Antennen-Abschirmung herrührende Abschirmungs-Spitze auftritt. Dieses Austasten ist erforderlich, weil die Abschirmungs-Spitze frequenzkohärent ist und nicht ausgefiltert werden kann. Diese Spitzen werden daher aus dem Signal durch den Abschirmungs-Impulsspitzen-Austaster 61 eliminiert.
Im Anschluß an die Austastung verzweigt sich das resultierende Signal in eine Anzahl von Frequenzbereichs-Unterkanälen, wie dies im einzelnen aus der 2B ersichtlich ist. Ein jeder dieser Unterkanäle isoliert ein gesondertes Frequenzband des Signales und bestimmt die Energie in diesem Band. Diese Energien werden sodann durch den Mikrocomputer in dessen Frequenzbereichs-Entscheidungs-Programm zum Zwecke der Auswertung benutzt, ob ein Artikel bzw. ein Marker in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 vorhanden ist.
Die Anzahl der Frequenzbereichs-Unterkanäle ist unter dem Gesichtspunkt ausgewählt, daß gewährleistet ist, daß mindestens zwei Frequenzbänder erhalten werden, bei denen es ziemlich sicher ist, daß sie den von einem Marker erwarteten Frequenzgehalt aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind gemäß 2B drei Unterkanäle D1, D2 und D3 vorgesehen, die einem niedrigen Frequenzband FB1, einem mittleren Frequenzband FB2 und einem hohen Frequenzband FB3 entsprechen.
Im einzelnen werden die Frequenzbänder FB1, FB2 und FB3 durch entsprechende Tiefbereich-, Mittelbereich- und Hochbereich-Bandpaßfilter 62, 63 und 64 isoliert und sodann jeweils in Ganzwellengleichrichtern 65, 66 und 67 gleichgerichtet. Jeweils nachgeschaltete Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 integrieren dann die gleichgerichteten Signale, wodurch Gleichspannungs-Werte erzeugt werden, die bezüglich der Energie in einem jeden der Bänder FB1, FB2 und FB3 repräsentativ sind. Diese Gleichspannungs-Werte erscheinen sodann an den entsprechenden Eingängen PFB1, PFB2 und PFB3 des Analog-Multiplexers 75 gemäß 2C zum Zwecke einer nachfolgenden Verarbeitung durch den Mikrocomputer 21.
Der Betrieb der Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 ist durch ein zweites Synchronisier-Signal SSB2 mit dem Mikrocomputer-Betrieb synchronisiert, wobei dieses Signal SSB2 über eine Pegel-Verschiebeeinrichtung 76 zu den vorgenannten Integratoren geleitet wird. Das Signal SSB2 weist die selbe Frequenz (2Fo) wie das Signal SSB1 auf, dagegen aber eine leichte Phasenverschiebung, um der durch die Bandpaßfilter 62 bis 64 eingeführten Signalverzögerung Rechnung zu tragen. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Verstärkungsfaktoren der Bandpaßfilter 62 bis 64 in der Weise gewählt sind, daß diese die Ausgänge der Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 normalisieren, und zwar auf der Grundlage einer vorgewählten Eigenschaft, die bezüglich des von den verwendeten Markern erwarteten Ansprechverhaltens repräsentativ ist. Daher werden, wenn ein Marker 15 in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 vorhanden ist, die Ausgänge der Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 gleich sein oder ansteigende Pegel aufweisen.
Für das in dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel ins Auge gefaßte Frequenzband sind die Bänder von FB1, FB2 und FB3 um Frequenzen von 1,5, 2,5 und 3,5 KHz herum zentriert. Außerdem beträgt die Bandbreite eines jeden Bandes 600 Hz.
Wenn wir uns nunmehr dem Zeitbereichs-Kanal C zuwenden (vgl. 2A), so ist zunächst zu erwähnen, daß dieser Kanal ebenfalls den Ausgang des Tiefpaß-Filters 59 aufnimmt, woraufhin dessen Ausgangssignal durch ein nachfolgendes Hochpaß-Filter 72 hindurch verläuft (vgl. 2B). Die untere Kante des Hochpaß-Filters 72 ist unter dem Gesichtspunkt gewählt, daß in ausreichendem Maße hohe Harmonische des Signales hindurchgelassen werden, damit eine gute Abbildung von zu erwartenden Änderungen in einem Marker-Impuls erhalten werden kann. Durch eine Filterkante, die angenähert bei der Mitte des Hochbandpaß-Unterkanals D3 liegt, d.h. bei 3,5 KHz im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wird der erwünschte Signal-Inhalt hinreichend gewährleistet.
Das von dem Hochpaß-Filter 72 abgehende Signal wird sodann in einem Ganzwellengleichrichter 73 gleichgerichtet und weiterhin in einem Sample and Hold-Schaltkreis 74 abgetastet, um eine digitalisierte Signalversion zu erhalten. Dieses digitalisierte Signal wird sodann über einen weiteren Eingang PTD des Analog-Multiplexers 75 (vgl. 2C) dem Mikrocomputer 21 zur Verfügung gestellt.
Das Sampling-Intervall und die zeitlich richtige Einstellung oder Abstimmung (timing) des Sample and Hold – Schaltkreises 74 werden durch den Mikrocomputer 21 über eine sequentielle Logik 77 gesteuert. Während eines jeden Sampling-Intervalles tastet der Sample and Hold-Schaltkreis 74 das Signal ab und hält das vorhergehende Sample. Der Mikrocomputer 21 steuert diesen Schaltkreis in der Weise, daß, sobald der Schaltkreis ein neues Sample bereitstellt, der Mikrocomputer das in dem Halte-Schaltkreis enthaltene vorhergehende Sample liest und speichert.
Am Ende des sogenannten "Marker-Fenster"-Intervalles hat der Mikrocomputer 21 sodann in seinem Speicher ein digitalisiertes Signal entsprechend dem gefilterten und gleichgerichteten empfangenen Signal gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt hat der Mikrocomputer Zugriff zu den Anschlüssen PFB1, PFB2 und PFB3 des Analog-Mulitplexers 75 und liest und speichert somit die Gleichstrom-Pegel bezüglich der Frequenzbänder FB1, FB2 und FB3.
Sodann initialisiert der Mikrocomputer 21 seine Phase der Verarbeitung, in welcher er diese Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Informationen mittels seiner Ent scheidungs-Programme analysiert. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Programme bringt der Mikrocomputer den Zeitbereichs-Zähler 21a sowie den Frequenzbereichs-Zähler 21b (vgl. 15) jeweils auf den neuesten Stand und überprüft den Zählerstand eines jeden dieser beiden Zähler. Nur dann, wenn diese Zähler 21a und 21b beide auf vorgewählten Zählerständen sind, die für das Vorhandensein eines Markers über eine Anzahl von Rahmen (vgl. 3) kennzeichnend sind, trifft der Mikrocomputer 21 eine Entscheidung, daß ein Marker vorhanden ist. Diese Entscheidung hat zum Ergebnis, daß der Mikrocomputer 21 über einen Alarm-Interface-Schaltkreis 85 Alarmgeber 82 und 83 aktiviert, es sei denn, daß die Alarm-Entscheidung als ein Ergebnis weiterer Spitzen-Detektions- und Grundfrequenz-Ermittlungs-Programme, wie in vorliegender Anmeldung beschrieben, verhindert wird.
In den 5A und 5B sind jeweils Flußdiagramme einmal bezüglich des Zeitbereichs-Programmes 100 und zum anderen bezüglich des Frequenzbereichs-Programmes 200 des Mikrocomputers 21 dargestellt. Diesen Programmen liegen experimentell ermittelte Frequenzbereichs- und Zeitbereichsdaten von sogenannten "Nicht-Marker-Objekten", wie z.B. Einkaufswagen, sowie ähnliche Daten bezüglich Markern von der Art gemäß der US-PS 4,660,025 zugrunde. Ebenfalls liegen diesen Programmen auf experimentellem Wege erfasste Daten zugrunde, wie insbesondere bezüglich Rausch-Pegel und minimal detektierbarer Signal-Pegel. Schließlich wird in diesen Programmen angenommen, daß ein Rahmen (vgl. 3) 64 gleiche Intervalle enthält und daß das Marker-Fenster 24 Intervalle enthält, von denen ein jedes jeweils einem Sample des gespeicherten, digitalisierten Signales zugeordnet ist.
Das Zeitbereichs-Programm 100 wird zuerst initialisiert und, wenn dieses vollendet ist, wird mit dem Frequenzbereichs-Programm 200 fortgefahren. In dem vorliegenden, bevorzugten Falle werden beide Programme stets für jeden Rahmen des Verarbeitungs-Ablaufes ausgeführt.
Gemäß 5A wird in den Schritten 101 und 102 des Zeitbereichs-Programmes 100 der Sample-Höchst-Wert PS (peak sample value) der 24 Samples des digitalisierten Signales in dem Marker-Fenster-Intervall ermittelt. Durch eine Signalprüfung nur in diesem Intervall wird irgendein Inhalt aufgrund einer Antennen-Abschirmung eliminiert und der Mikrocomputer tastet hierbei die sogenannten Abschirmungs-Spitzen effektiv aus.
Im Schritt 101 wird der Sample-Höchstwert Ps mit einem Schwellwert von 0,2 V verglichen und, falls er geringer als dieser Schwellwert ist, endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler 21a wird vermindert oder reduziert und das Frequenzbereichs-Programm startet. Wenn der Maximal-Sample oberhalb des 0,2 V -Schwellwertes liegt, dann wird zu dem Schritt 102 übergegangen, in dem der Pegel bei der Hälfte des Sample-Höchstwertes (der 6dB-Schwellwert) mit dem Umgebungs-Rauschpegel verglichen wird, der zuvor ermittelt und durch den Mikrocomputer gespeichert worden ist. Wenn der 6dB-Schwellwert geringer ist als der Rauschpegel, dann endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler 21a wird vermindert oder reduziert und es wird zum dem Frequenzbereichs-Programm übergegangen.
Wenn der 6dB-Schwellwert größer ist als der Rauschpegel, dann wird mit dem Schritt 103 gestartet, in dem ermittelt wird, ob mehr als sechs Samples der 24 Samples in dem Marker-Fenster-Intervall oberhalb des Rauschpegels liegen. Wenn mehr als 6 Samples oberhalb dieses Rauschpegels liegen, endet das Programm, sowohl der Zeitbereichs-Zähler als auch der Frequenzbereichs-Zähler werden auf 0 zurückgesetzt und das Frequenzbereichs-Programm wird gestartet. Wenn nein, dann beginnt der Schritt 104.
In diesem Schritt 104 wird die Position des Sample-Höchstwertes Ps in dem Rahmen verglichen mit der Position des Sample-Höchstwertes in demjenigen Rahmen, der sich zwei Rahmen zuvor befindet. Diese Positionen sind als Phasenlagen PH 1 und PH 2 der Samples in ihren jeweiligen Rahmen bezeichnet und, falls diese Phasen sich um mehr als 2,8° (d. h. ein Sample-Intervall) voneinander unterscheiden, dann endet das Programm, sowohl der Zeitbereichs- als auch der Frequenzbereichs-Zähler werden auf 0 zurückgestellt und das Frequenzbereichs-Programm beginnt.
Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Phasen geringer ist als 2,8°, dann wird zu dem Schritt 105 übergegangen, in dem ermittelt wird, ob die Anzahl der Samples oberhalb des 6dB-Schwellwertes größer als 3 ist. Bejahendenfalls endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler wird um 1 vermindert und das Frequenzbereichs-Programm wird gestartet. Wenn nein, dann geht das Programm weiter zum Schritt 106.
In dem Schritt 106 werden alle Samples oberhalb des 6dB Schwellwertes verglichen, um festzustellen, ob sie sich innerhalb von 2 Sample-Intervallen von einander befinden. Wenn nein, endet das Programm, der Zeitbereichs-Zähler wird um 1 vermindert und das Frequenzbereichs-Programm beginnt. Bejahendenfalls wird der Zeitbereichs-Zähler um 2 erhöht und es wird zu dem Schritt 107 übergegangen.
Im Schritt 107 wird ermittelt, ob die Anzahl der Samples oberhalb eines 10dB-Schwellwertes (das ist ein Drittel des Sample-Höchstwertes Ps) größer als 4 ist. Wenn ja, endet das Programm, und das Frequenzbereichs-Programm wird eingeleitet. Wenn nein, geht das Programm zu dem Schritt 108 über. In diesem Schritt wird ermittelt, ob alle Samples oberhalb des 10dB-Schwellwertes innerhalb von drei Samples von einander liegen. Bejahendenfalls wird der Zeitbereichs-Zähler um 1 erhöht, das Programm endet und das Frequenzbereichs-Programm wird eingeleitet. Wenn nein, endet dieses Programm und das Frequenzbereichsprogramm beginnt.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß das Zeitbereichs-Programm 100 die digitalisierten Signal-Samples dahingehend überprüft, um zuerst festzustellen, ob der Signal-Pegel innerhalb der aktzeptablen Genauigkeits-Pegel der Empfänger-Ausstattung liegt (Schritt 101) und sodann, ob sich der Signal-Pegel innerhalb eines akzeptablen Signal/Rausch-Verhältnisses befindet (Schritt 102). Wenn eine dieser Konditionen nicht erfüllt ist, dann ist die Fähigkeit zu einer Feststellung eines Markers nicht gegeben und der Zeitbereichs-Zähler 21a wird daher um 1 vermindert.
Wenn die im vorangehenden genannten Bedingungen vorliegen, dann werden die Samples überprüft, um die relative Impulsbreite des Signales abzuschätzen (Schritt 103). Daher wird, falls eine verhältnismäßig große Anzahl von Samples (im vorliegenden Falle 6) oberhalb des Rauschpegels liegen, entweder eine übermäßig große, von einem gültigen Marker nicht erwartete Impulsbreite angezeigt, oder aber zu viel Rauschen während des Marker-Fensters, als daß eine Entscheidung bezüglich eines gültigen Markers getroffen werden könnte. Dies wird in jedem Falle als ein erheblicher Mangel angesehen, wodurch die Feststellung des Vorhandenseins eines Markers höchst unwahrscheinlich wird. Sowohl der Zeitbereichs- als auch der Frequenzbereichs-Zähler werden daher auf 0 zurückgestellt.
Wenn der Impulsbreiten-Test durchgeführt ist, dann erfolgt ein Phasentest im Schritt 104. Dieser Test untersucht die Position des Maximal-Sample in Relation zu dem Maximal-Sample zwei Rahmen vorher. Im einzelnen ist erforderlich, daß die Differenz zwischen den Positionen dieser Samples in ihren jeweiligen Rahmen sich innerhalb eines Sample-Intervalles befindet. Dieses Erfordernis beruht zum Teil darauf, daß ein gültiger Marker im wesentlichen jeweils an dem selben Punkt in einem jeden Rahmen ein Signal liefern sollte, während ein derartiges Erfordernis nicht von Impulsen zu erwarten ist, die von sogenannten Nicht-Marker-Objekten herrühren. Der spezifische Positionsfehler eines Sample-Intervalles beruht auf einem Phasenfehler des Sample and Hold-Schaltkreises und auf der Marker-Anordnung in dem Feld.
Darüber hinaus wird durch Vergleichen der Maximal-Samples in jedem anderen Rahmen der Einfluß des Erdmagnetfeldes auf die Analyse beseitigt. Dies erfolgt, weil, in Abhängigkeit von der Orientierung eines Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 in Bezug auf das erzeugte Feld und auf das Erdmagnetfeld, die durch den Marker verursachen Feldstörungen und das resultierende Marker-Signal nicht in der selben Position in dem Marker-Fenster in aufeinanderfolgenden Rahmen (d. h. abwechselnde Polaritäten des Treiberstromes) auftreten werden. Außerdem wird im Falle eines schwachen Marker-drive das Signal in jedem anderen Rahmen nicht vorhanden sein. Das Testen von abwechselnden Rahmen eliminiert daher irrtümliche Entscheidungen, die aufgrund des Erdmagnetfeldes auftreten könnten.
Ein Versagen dieses Phasen-Testes hat ebenfalls die Bedeutung einer Feststellung, daß die Präsenz eines Markers höchst unwahrscheinlich ist. Dieses Versagen wird so behandelt, als ob dies das Versagen des Impulsbreiten-Testes war, und die beiden Zähler 21a und 21b werden auf 0 zurückgesetzt.
Wenn der Phasen-Test gemäß Schritt 104 vorbei ist, muß ein verfeinerter Impulsbreiten-Test gemäß den Schritten 105 und 106 durchgeführt werden. Wenn die Samples oberhalb des 6dB-Schwellwertes 3 überschreiten, dann versagt dieser Test. Wenn darüber hinaus, derartige Samples oberhalb des 6dB-Schwellwertes nicht innerhalb von 2 Sample-Intervallen voneinander im Abstand auftreten, dann versagt der Test ebenfalls. Zwar sind diese beiden Test-Versagen für eine Impulsbreite kennzeichnend, die größer ist als die von einem gültigen Marker zu er wartende, jedoch haben die Test-Versagen nicht die Bedeutung, daß sie die Wahrscheinlichkeit eines Markers gänzlich ausschließen. Der Zähler 21a wird daher lediglich um 1 vermindert, um diesen Zustand zu kennzeichnen.
Falls dieser zweite Imuplsbreiten-Test den Anforderungen genügt, dann liegt eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines Markers vor und der Zähler 21a wird um 2 erhöht, um diese Tatsache zu registrieren.
Der abschließende Test gemäß den beiden Schritten 107 und 108 stellt eine weitere, verfeinerte Impulbreiten-Prüfung dar, nach deren Ablauf ein hoher Grad an Wahrscheinlichkeit zu verzeichnen ist, daß ein Marker vorhanden ist. Wenn dieser Test versagt, dann führt er jedoch nicht von der früheren Feststellung der Wahrscheinlichkeit einer Marker-Präsenz in der Abfrage- oder Überwachungszone weg. Ein Durchgehen dieses Testes erhöht ferner den Zähler 21a um 1, jedoch sein Versagen ergibt keine Änderung dieses Zählers.
Bei Beendigung des Zeitbereichs-Programmes 100 wird das Frequenzbereichs-Programm 200 eingeleitet (siehe 5B). Im Rahmen des Frequenzbereichs-Programmes erfolgt eine Überprüfung der Energie in den Frequenzbändern FB1, FB2 und FB3, die durch die Gleichstrom-Pegel an den Synchron-Integratoren 68, 69 und 71 (vgl.2B) repräsentiert sind. Dieses Programm ermittelt sodann, ob der Verlauf des Frequenzspektrums des empfangenen Signales derart ist, wie er von einem gültigen Marker zu erwarten ist, und nicht derart, wie er von sogenannten Nicht-Marker-Objekten zu erwarten ist.
Wie bereits weiter oben erläutert, sind die Bandpaß-Filter 62, 63 und 64 dazu bestimmt, daß die erwarteten, integrierten Ausgänge der Bänder FB1, FB2 und FB3 für die Marker in gleichen oder ansteigenden Gleichstrom-Werten resultieren. Daher untersucht das Frequenzbereich-Programm 200 ein derartiges Ansteigen des Gleichstrom-Pegels.
Wie sich im einzelnen aus dem Flußdiagramm gemäß 5B ergibt, wird im ersten Schritt 201 des Frequenzbereichs-Programms abgefragt, ob der 6dB-Schwellwert für den Gleichstrom-Pegel des Hochfrequenz-Bandes FB3 geringer ist der Rausch-Pegel. Wenn ja, dann versagt dieser Test, der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird vermindert und das Programm endet. Wenn nein, geht das Programm zum Schritt 202 über, in dem der Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes FB1 überprüft wird, um zu ermitteln, ob er einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der bei 3 Volt liegt. Diesem vorgegebenen Wert liegen System- Zwangs- oder Grenzwertbedingungen (system constraints) zugrunde, welche gegeben sind, um zu verhindern, daß der diesem Frequenzband zugeordnete Gleichstrom-Pegel bei einem gültigen Marker sowie unter normalen Betriebsbedingungen der Überwachungsanlage diesen Pegel überschreitet. Wenn der vorgegebene Pegel überschritten ist (Ausgang JA in Schritt 202), dann liegt die Wahrscheinlichkeit dafür vor, daß ein gültiger Marker nicht vorhanden ist, und der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird vermindert und das Programm endet daher.
Falls aber der Pegel nicht überschritten ist, dann werden die weiteren Schritte 203 und 204 eingeleitet, in denen der Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes FB1 mit dem Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes FB2 verglichen wird und weiterhin der Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes FB2 mit dem Gleichstrom-Pegel des Frequenzbandes FB3 verglichen wird. Wenn entweder der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB1 größer ist als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB2 oder der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB2 größer ist als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB3, dann versagt dieser Test. Der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird sodann vermindert und das Programm endet.
Wenn jedoch der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB1 geringer ist als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB2 und ferner der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB2 geringer ist als der Gleichstrom-Pegel des Bandes FB3 (jeweils Ausgänge NEIN der Schritte 203 und 204), dann ist die Anwesenheit eines gültigen Markers wahrscheinlich und der Frequenzbereichs-Zähler 21b wird um 2 erhöht und das Programm endet.
Wie bereits weiter oben erläutert, werden nach Beendigung des Frequenzbereichs-Programmes 200 die beiden Zähler 21a und 21b überprüft, um zu übermitteln, ob ihre jeweiligen Zählerstände die gesetzten vorgewählten Werte überschreiten, die für das Vorhandensein eines gültigen Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone kennzeichnend sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Zähler 21a und 21b in der Weise gesetzt, daß sie aufwärts bis zu einem Maximum von 12 und abwärts bis zu einem Minimum von 0 zählen können. Außerdem resultiert ein Zählerstand von 10 in einem jeden Zähler in einer Entscheidung, daß ein gültiger Marker vorhanden ist.
Wenn der Überprüfungsvorgang bezüglich der beiden Zähler 21a und 21b ergibt, daß diese nicht die vorgewählten Zählerstände aufweisen, dann leitet der Mikrocomputer 21 die Informations-Sammelphase für den nächsten Rahmen des erzeugten Feldes ein und der im vorangehenden erläuterte Ablauf wird wiederholt.
Wenn die von den Mikrocomputer durchgeführte Überprüfung anzeigt, daß die vorgewählten Zählerstände erreicht sind, dann kommt es zur Auslösung eines Alarmsignales, vorausgesetzt jedoch, daß dieses nicht durch zwei weitere Testprogramme des Mikrocomputers verhindert wird.
Eines dieser Testprogramme besteht in einem Spitzen Detektions-Programm, um die Wahrscheinlichkeit zu überprüfen, daß das empfangene Signal von elektrischen Rausch-Spitzen herrührt, und das andere Testprogramm besteht in einer Überprüfung der Grundfrequenz-Komponente, um zu ermitteln, ob die Komponente des Empfangs-Signales mit. der Grundfrequenz nicht einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat, der großen metallischen Objekten in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 zugeordnet ist.
Das Flußdiagramm des Spitzen-Detektions-Programms 500 ist in der 6 dargestellt. Wie bereits weiter oben erwähnt, wird dieses Programm dazu benützt, die von gültigen Markern herrührenden Signale von elektrischen Rausch-Spitzen selektiv zu unterscheiden, die durch Spannungspitzen im Versorgungsnetz, infolge elektrischer Entladung, durch das Schließen von Schaltern, durch Motorschalter-Rauschen, Fluoreszenz- und Neon-Lampen und dergleichen mehr entstehen. Derartige Rauschquellen erzeugen vorübergehende Spannungspitzen in der Form von elektrischen Impulsen oder "Spitzen", die durch die Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Programme 100 und 200 nicht unterschieden werden, weil diese Spitzen einige Eigenschaften aufweisen, die denjenigen magnetischer Marker ähnlich sind, auf welche die Überwachungsanlage 1 gemäß 1 ansprechen soll.
Die Rausch-Spitzen können insbesondere durch die folgenden Eigenschaften und Merkmale gekennzeichnet sein:
(a) Grundsätzlich gesehen, handelt es sich bei den Spitzen um ein impulsförmiges oder impulsartiges Ansprechverhalten, wie dies auch bei dem Signal von einem gültigen Marker der Fall ist, und daher kann das Zeitbereichs-Ansprechen einer Spitze ziemlich ähnlich sein demjenigen eines gültigen Markers; (b) Spitzen weisen häufig sehr kurze Anstieg- und Abfallszeiten auf und erzeugen daher ein Frequenzspektrum, welches ähnlich demjenigen eines gültigen Markers ist; (c) in Abhängigkeit von der Quelle können die Spitzen eine Amplitude aufweisen, welche durch die Überwachunganlage nicht automatisch zurückgewiesen wird; (d) wegen dem "Echo"-Effekt des Kamm-Bandpaß-Filters 58 gemäß 2A kann eine einzelne Spitze in mehrfachen Marker-Fenster erscheinen; (e) im allgemeinen sind verschiedene der Eigenschaften der Rausch-Spitzen denjenigen eines gültigen Markers ählich genug, so daß die filternden Teile des Empfängers 17 eine geringe Wirkung hinsichtlich einer Dämpfung der Spitzen entfalten.
Das Spitzen-Detektions-Programm hängt von der Bestandsführung einer Speicher-Gruppierung oder -Matrix ab, die gemäß 15 als "Maximal-Amplituden-Stapel" bezeichnet werden soll. Die Speicherstellen dieses Stapels enthalten Höchstwerte des Sample and Hold-Schaltkreises 74 gemäß 2B während den aufeinanderfolgenden "Marker-Fenster"-Intervallen. Auf einer kontinuierlichen Basis wird der Speicherplatz 1 mit dem dem laufenden oder geltenden Rahmen zugeordneten Maximalwert auf den neuesten Stand gebracht, wobei die früheren Inhalte auf Platz 0 zurückgestellt werden. Die ersten beiden Speicherstellen das Stapels enthalten daher einen Datensatz bezüglich des Marker-Impulses oder eines Marker-ähnlichen Impulses.
Einmal erreicht der Zeitbereichs-Zähler 21a den vorgewählten, bezüglich eines gültigen Markers kennzeichnenden Zählerstand und die Operation des Maximal-Amplituden-Stapels ändert sich. Nunmehr werden Amplituden-Höchstwerte von aufeinanderfolgenden Rahmen (vgl. 3) in den Speicherplätzen 2–15 in dem Stapel plaziert. Wenn der Frequenzbereichs-Zähler 21b nunmehr ebenfalls seinen vorgewählten Wert erreicht und der Mikrocomputer 21 im Begriffe ist, eine Alarmauslösung zu adressieren, dann findet im Computer eine Verzweigung zu dem Spitzen-Detektions-Programm 500 gemäß 6 statt. Es ist darauf hinzuweisen, daß an dieser Stelle der Stapel nicht notwendigerweise gefüllt ist. Der Stapel stoppt die Aufladung zu dem Augenblick, in dem die Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Zähler ihre vorgewählten Zählerstände erreicht haben.
Im Schritt 501 überprüft der Mikrocomputer 21 die Inhalte des Stapels von dem Speicherplatz 2 bis zu demjenigen Speicherplatz, der durch den Stapel-Zeiger angezeigt wird, um den größten Höchstwert zu ermitteln. Nach dessen Auffinden ermittelt der Mikrocomputer, ob dieser Höchstwert in einem ungeradzahligen oder in einem geradzahligen Rahmen aufgetreten ist. Wenn der maximale Höchstwert in einem ungeradzahligen Rahmen aufgetreten ist, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zu dem Schritt 503 mit dem Index, daß der Rahmen-Zeiger in die Stapel-Position 1 gemäß 15 zu setzen ist; anderenfalls schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 502, in welchem der Rahmen-Zeiger auf die Stapel-Position 0 zu setzen ist. Der Grund für diese Aktion liegt in der Physik des magnetischen Systems. Aufgrund des Einflusses des Erdmagnetfeldes auf die Überwachungslage 1 gemäß 1 können sich zwei Dinge ereignen: (1) In Abhängigkeit von der Orientierung der Antennen der Überwachungsanlage kann sich das Erdmagnetfeld abwechselnd sozusagen unterstützend und entgegewirkend dem Treiberfeld der Überwachungsanlage überlagern, wenn dieses Treiberfeld seine Polarität umschaltet, wodurch unterschiedliche Amplituden des Marker-Signals in abwechselnden Fenstern verursacht werden; (2) Das Erdmagnetfeld wirkt als eine Gleichstrom-Vormagnetisierung auf das Material des Markers und, in Abhängigkeit von der Marker-Ausrichtung, wird der Marker "schalten" und zu unterschiedlichen Zeitpunkten in aufeinanderfolgenden Fenstern ein Signal zu erzeugen. In extremen Fällen kann daher ein wahres Marker-Signal nur in jedem zweiten Fenster erscheinen.
Ein dritter Grund für diese UNGERADZAHLIG/GERADZAHLIG-Methode in dem Spitzen-Detektions-Programm ist der, daß ein Rausch-Spitzen-Eingang durch das Kamm-Bandpaß-Filter 58 in jedem zweiten Rahmen reflektiert wird.
Wenn einmal der Zustand UNGERADZAHLIG oder GERADZAHLIG ermittelt worden ist, dann schreitet der Mikrocomputer 21 weiter zu Schritt 504, in dem nur die passenden Rahmen des Maximal-Amplituden-Stapels in Betracht gezogen werden. Zunächst soll nun angenommen werden, daß es sich hier um den Fall GERADZAHLIG handelt, wobei der Stapel-Zeiger im Rahmen Nr. 13 gemäß 15 angehalten ist.
Im Schritt 504 wird die Anstiegszeit des Höchstwert-Signals bestimmt. In den meisten Fällen wird die Anstiegszeit einer Spitze kürzer sein als diejenige eines Markers bzw. Marker-Signals. Der Rahmen-Zeiger ist nunmehr auf Nr. 0 gesetzt. Die Bestimmung eines anfänglichen Anstiegs erfolgt dadurch, daß der Wert im Rahmen Nr. 2 durch den Wert im Rahmen Nr. 0 dividiert wird. Der Mikrocomputer schreitet sodann weiter zum Schritt 505, in dem eine Auswertung des ermittelten Anstieges durchgeführt wird. Wenn das errechnete Verhältnis oder der Anstieg gleich oder größer als 4 ist, dann wird das Signal als Spitze behandelt und der Mikrocomputer geht weiter zum Schritt 517, d.h, zum Ausgang des Spitzen-Detektions-Programmes; anderenfalls schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 506.
Wenn in diesem Schritt 506 festgestellt wird, daß X = 0 oder = 1 ist, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 515, in dem der Rahmen-Zeiger erhöht wird. Eine Spitze wird häufig in einem Rahmen, aber nicht im vorhergehenden Rahmen auftreten, während ein in das Magnetfeld des Überwachungssystems eintretender Marker einen graduellen Aufbau oder Anstieg hinsichtlich seiner Amplitude von Rahmen zu Rahmen aufweisen wird. In diesem Test wird ermittelt, ob oder ob nicht es ein Signal im Rahmen Nr. 0 oder Nr. 1 gegeben hat, das sich nicht völlig qualifiziert und die Zeitbereichs-Kriterien passiert hat.
Wenn der Rahmen-Zeiger im Schritt 506 nicht bei Nr. 0 oder bei Nr. 1 steht, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 507, in dem ein Test erfolgt, um zu ermitteln, ob der Höchstwert im Rahmen X gleich oder höher als 6dB oberhalb des Rausch-Pegels liegt (2 × so groß). Wenn nein, dann ist das Signal zu klein oder zu schwach, um eine Entscheidung zu treffen, und der Mikrocomputer schreitet weiter zum Schritt 515, in dem der Rahmen-Zeiger um zwei erhöht wird. Wenn der Test durchgegangen bzw. positiv verlaufen ist, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 508, in dem ein Test durchgeführt wird, um zu ermitteln, ob der Höchstwert im Rahmen X gleich oder höher als 10dB oberhalb des Rausch-Pegels liegt (3 × so groß).
Wenn nein, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 509, in dem der Anstieg erneut getestet wird. Wenn der Anstieg gleich oder größer als 1 ist, dann wird ein "möglicher Marker"-Zähler im Schritt 510 erhöht. Wenn der Anstieg nicht größer als 1 ist, dann wird der Zähler im Schritt 512 vermindert. Wenn das Verhältnis S/N (Rauschabstand) gleich oder größer als 10dB ist, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 511, in welchem der Anstieg erneut getestet wird. Wenn der Anstieg gleich oder größer als 0,85 ist, dann wird der "mögliche Marker"-Zähler im Schritt 510 erhöht. Wenn nein, wird der Zähler im Schritt 512 vermindert und es wird sodann zu dem Schritt 513 weitergegangen.
Im Schritt 513 wird der "mögliche Marker"-Zähler geprüft und, falls der Zählerstand gleich 2 ist, dann schreitet der Mikrocomputer weiter zum Schritt 514, in dem mindestens fünf aufeinanderfolgende Marker-Signale empfangen worden sind, welche die richtige Rate der Amplitudenzunahme aufweisen, und das Programm wird sodann mit der Entscheidung beendet, daß die Signale von einem gültigen Marker stammen. Wenn der "mögliche Marker"-Zähler bei weniger als 2 steht, dann geht der Mikrocomputer weiter zum Schritt 515, in dem der Rahmen-Zeiger erhöht wird, woraufhin zum Schritt 516 übergegangen wird.
Im Schritt 516 wird die neue Stellung des Rahmen-Zeigers mit der Stellung des Stapel-Zeigers verglichen (in diesem Falle Nr. 13). Wenn der Rahmen-Zeiger über den Stapel-Zeiger hinausgeht, dann gibt es keine Anstiege (slopes) mehr, die zu vergleichen sind, und es wird angenommen, daß die Höchst- oder Scheitelwerte Spitzen waren. Das Programm wird daher beendet und es wird kein Alarm erzeugt (Schritt 517). Wenn der Rahmen-Zeiger niedriger steht als der Stapel-Zeiger, dann ist noch mehr Information zu verarbeiten und ein neuer Anstieg wird im Schritt 504 errechnet.
Einmal ist das Spitzen-Detektions-Programm vollendet, und zwar dann, wenn die Entscheidung gefällt wird, daß eine Spitze vorhanden war. Der Zeitbereichs-Zähler 21a sowie der Frequenzbereichs-Zähler 21b werden daher auf Null zurückgesetzt, eine Alarmauslösung wird nicht bewirkt und die Überwachungsanlage 1 setzt ihre Überwachungsfunktion fort. Wenn die Entscheidung getroffen wurde, daß ein Marker vorhanden ist, dann führt der Mikrocomputer 21 noch einen Abschlußtest durch, bevor Alarm ausgelöst wird. In diesem Test vergleicht der Mikrocomputer 21 die Grundfrequenz-Komponente des empfangenen Signales, die er von dem Eingang PFo des Analog-Multiplexers 75 erhält, mit seinem gespeicherten Wert und, wenn sich die Grundfrequenz-Komponente über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus geändert hat, dann wird die Entscheidung getroffen, daß ein gültiger Marker nicht vorhanden ist. Der Mikrocomputer 21 löst daher keinen Alarm aus, die beiden Zähler 21a und 21b werden auf Null zurückgestellt und die Überwachung wird fortgesetzt. Wenn der vorerwähnte Schwellwert nicht überschritten ist, dann kommt es zur Alarmauslösung, welche das Vorhandensein eines Markers in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 gemäß 1 anzeigt.
Wie bereits weiter oben erwähnt, führt der Mikrocomputer 21 nach Initialisierung der Operation eine Ermittlung der Rausch-Pegel in den Frequenzbändern FB1, FB2 und FB3 durch und benutzt diese Pegel dazu, einen mittleren Rausch-Pegel für die Überwachungsanlage 1 sowie für eine Verwendung innerhalb seiner Entscheidungs-Programme zu bilden. Der Mikrocomputer aktualisiert diesen Rausch-Pegel dadurch, daß er periodisch Rahmen als Rausch-Update-Rahmen bezeichnet. Während dieser Rahmen behandelt der Mikrocomputer die von den Unterkanälen entwickelten Gleichstrom-Pegel als kennzeichnend für den Rausch-Pegel innerhalb der Überwachungsanlage und bildet aus diesen Pegeln Mittelwerte, um einen durchschnittlichen Rausch-Wert zu erhalten.
Nachdem eine vorgewählte Anzahl von Rausch-Update-Rahmen passiert worden sind, bildet der Mikrocomputer aus den gespeicherten, mittleren Rausch-Werten einen Mittelwert. Dieser Mittelwert wird sodann durch den Mikrocomputer als der neue Umgebungs-Rausch-Pegel behandelt und in den nachfolgenden Entscheidungs-Programmen benutzt. Die Überwachungsanlage 1 aktualisiert sich daher dynamisch selbst, um sich an sich ändernde Umgebungsbedingungen anzupassen, die anderenfalls die Fähigkeit der Überwachungsanlage zu einer zuverlässigen Feststellung von Markern beeinträchtigen würden.
In der 7 ist ein Blockschaltbild des Kamm-Bandpaß-Filters 58 dargestellt. Dieses Filter weist eine Verzögerungsleitung 601 in Form eines integrierten Schaltkreises auf, ferner Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse 602 und 603 sowie einen Takt-Anschluß 604. Der Ausgangs-Anschluß 603 der Verzögerungsleitung 601 ist zu dem Eingangs-Anschluß 602 mittels einer Rückkopplungs-Einrichtung 605 mit Widerständen R1 und R2 rückgekoppelt.
Ein Taktsignal-Geber 606 liefert die Taktsignale zu dem Takt-Anschluß 604 der Verzögerungsleitung 601. In typischer Weise kann die Verzögerungsleitung 601 ein integrierter Schaltkreis "Reticon R 5107" sein. In diesem Falle enthält er 512 Verzögerungs-Stufen oder Monolithische C-Glieder und erfordert zwei Takt-Zyklen, um von Stufe zu Stufe zu verschieben.
Das Kamm-Bandpaß-Filter 58 in der vorliegenden Ausführung läßt Harmonische einer Grundfrequenz Fo hindurch, wenn die Taktrate auf einen Wert gesetzt ist, der gleich der Anzahl der Verzögerungsstufen mal die Frequenz Fo mal die für eine Verschiebung von einer Stufe zur nächsten erforderlichen Taktzyklen ist. Es ist daher für eine 512-Stufen-Leitung mit den für eine Verschiebung erforderlichen zwei Taktzyklen und für die Grundfrequenz Fo der Überwachungsanlage eine Takt-Rate von 1024 Fo erforderlich, bei welcher es sich um das Signal handelt, mit dem das Kamm-Bandpaß-Filter 58 durch die Pegel-Verschiebeeinrichtung 76 gemäß 2C beaufschlagt wird. Bei der Ausführung des Filters gemäß 7 wird dessen Q-Faktor durch Einstellen des Widerstandes R 1 eingestellt.
8 zeigt eine tatsächliche Ausführung der Schaltung des Kamm-Bandpaß-Filter 58. In diesem Falle wird der Kamm-Bandpaß-Schaltkreis dazu benutzt, mehrfache von 73 Hz hervorzuheben. Die Komponenten R220, R221 und U203A bilden einen Umkehr-Pufferverstärker, der zum Treiben des Kamm-Bandpaß-Schaltkreises benutzt wird. Die Parallelschaltung der Komponenten R222, R223 und R224 entspricht dem Widerstand R 1 gemäß 7, während die Komponente R225 dem Widerstand R 2 entspricht. Die drei parallelgeschalteten Widerstände gestatten es, den Q-Faktor des Schaltkreises zu optimieren, und zwar einfach dadurch, daß der geeignete Widerstand bzw. die geeigneten Widerstände herausgetrennt und entfernt wird bzw. werden. Bei den meisten Einrichtungen werden jedoch alle drei Komponenten in dem Schaltkreis verbleiben.
Die Komponenten C208, R226 und U203B dienen dazu, das Signal in die Verzögerungsleitung IC U201 einzuspeisen. Die Komponente C208 dient als ein Gleichstrom-Blockkondensator, während die Komponente U203B einen nicht invertierenden Puffer mit Eins-Verstärkung und hoher Eingangsimpedanz darstellt. Die Kombination einer hohen Impendanz mit einer ziemlich geringen Kapazität ergibt eine geringe Phasenverzögerung in dem Gleichstrom-Blockkondensator. Der Widerstand R226 bildet für die Komponente U203B eine Gleichstrom-Leitung zur Erde.
Wie bereits oben erwähnt, stellt die Komponente U201 eine Vezögerungsleitung in Form eines integrierten Schaltkreises (IC) dar. Bei dem in vorliegender Schaltungsrealisierung verwendeten IC handelt es sich um einen Reticon R5107. Dieser IC enthält 512 monolithische C-Glieder und wird daher mit einer Rate von 74,752 KHz (1024 × 73 Hz) getaktet.
Die noch verbleibende Schaltungskomponente ist mit U203 C bezeichnet. Da der Reticon R5107 eine geringe Ausgangs-Leistungsfähigkeit (output drive-capability) aufweist, muß an seinem Ausgang ein Puffer verwendet werden. Die Komponente U203C ist als nichtinvertierender Puffer ausgebildet und in der Lage, eine ausreichende Ausgangsleistung (output drive) zu liefern, so daß die Komponente R225 eine nicht zu große Last ist.
Im Rahmen der obigen Beschreibung der Überwachungsanlage 1 gemäß 1 ist bereits darauf hingewiesen worden, daß der zweite Signalverzweigungs-Kanal B (vgl. 2A) mit einem Kerb- oder Fallenfilter ausgestattet ist, welches die Versorgungsnetz-Frequenzkomponente aus dem empfangenen Signal entfernt, bevor sich dieses Signal in die nachfolgenden Kanäle weiter fortpflanzt. In Umgebungen, in denen die Netzfrequenz-Rauschkomponenten sehr stark sind, kann die Überwachungsanlage ferner dahingehend ausgestaltet sein, daß nicht nur die Netzfrequenz, sondern auch alle ihre Oberschwingungen unterdrückt werden. Wie im einzelnen aus der 2A ersichtlich ist, kann zu diesem Zweck ein Kamm-Kerb- oder -Fallenfilter 58a mit Sperrbändern bei der Netzfrequenz und bei Harmonischen dieser Netzfrequenz vorgesehen sein, welches innerhalb des Empf ängers dem Kamm-Bandpaß-Filter 58 vorgeschaltet ist, um die Oberwellen der Netzfrequenz zu eliminieren.
Wie bereits oben erläutert, ist die Verwendung des Kamm-Kerb- oder -Fallenfilters 58a insbesondere in Umgebungen von Interesse, in denen Netz-Interferenzen von erheblicher Größe auftreten. Dort jedoch, wo diese Größe nicht bedeutend ist, kann das Filter 58a abgeschaltet werden, um eine etwa mögliche Rausch-Erhöhung für das Überwachungssystem zu vermeiden.
9 zeigt ein Blockschaltbild eines Kamm-Kerb-Filters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Das Kamm-Kerb-Filter weist ein Kamm-Bandpaß-Filter 702 auf, das eine digitale Verzögerungsleitung 703 enthält. Von dem Ausgangs-Anschluß 703b der Verzögerungsleitung wird das Signal über einen Puffer 707, einen Widerstand R 2, eine Kapazität C 1 sowie einen weiteren Widerstand R 3 zu dem Eingangs-Anschluß 703a der digitalen Verzögerungsleitung 703 rückgekoppelt. Das Eingangs-Signal ist mit dem Eingangs-Anschluß 703a über einen Umkehrpuffer 708, einen Widerstand R 1, die Kapazität C 1 und den Widerstand R 3 gekoppelt.
Das Eingangs-Signal sowie der Eingang an dem Eingangs-Anschluß 703a sind mit einem Summier-Schaltkreis 704 gekoppelt. Weil die beiden letzteren Eingänge wegen dem Umkehrpuffer 708 außer Phase sind, werden die Versorgungsnetzfrequenz und ihre Oberwellen in dem Eingang subtrahiert und effektiv vom Eingang entfernt. Hieraus resultiert eine Kamm-Kerb-Filter-Charakteristik.
Ein Takt-Signal für die digitale Verzögerungsleitung 703 wird von einer Versorgungsnetz-Referenzfrequenz abgeleitet, die über einen Schaltkreis zur Umwandlung in Rechteckwellen 701 zu einer PLL-Schaltung 709 (Phasenregelschleife) geleitet wird, die bei 2n mal die Versorgungsnetzfrequenz arbeitet, wobei n die Anzahl der Stufen der Verzögerungsleitung ist. Ein Teiler 711 liefert eine 2n-Teilung des Ausgangs der PLL-Schaltung 709, um hierdurch der Phasenregelschleife ein sauberes Referenzsignal anbieten zu können.
Aus den 9A und 9B ist die Realisierung einer elektrischen Schaltung eines Kamm-Kerbfilters oder – Fallenfilters für eine Überwachungsanlage 1 ersichtlich. Der Schaltkreis zur Umwandlung in Rechteckwellen besteht aus den Komponenten R25-29, C27 und U8A (vgl. oberer Teil von 9B). Die Widerstände R25 und R27 funktionieren als ein Spannungsteiler, um sicherzustellen, daß die Eingangsamplitude der Versorgungsnetz-Sinuswelle nicht den sicheren Eingangspegel der Komponente U 8A überschreitet. Ebenfalls wirken die Widerstände R25 und R27 als Tiefpaß-Filter bezüglich des Eingangssignals. R28 und R29 dienen als Widerstände zur Verstärkungseinstellung, welche sicherstellen, daß am Ausgang dieses Schaltkreises eine Rechteck-Impulsfolge steht. Dieser hohe Verstärkungsgrad verursacht, daß die Impulsfolge sich rasch zwischen ihren positiven und negativen Pegeln bewegt. R26 liefert die Hysterese für den Schaltkreis, wobei R26 aber auch dazu dient, die Übergangszeit zu verkürzen. Dies ist notwendig, weil die nachfolgende PLL-Schaltung kurze Übergangszeiten erfordert. Die Phasenregelschleife besteht aus den Komponenten U2, U3, C17, C18, R22 und R 33. Diese Phasenregelschleife wird als ein Frequenz-Multiplexer benutzt, um der Verzögerungsleitung (IC U1) das erforderliche Taktsignal zur Verfügung zu stellen. Der spannungsgesteuerte Oszillator (VCO) des Phasenregelkreises arbeitet bei einer Frequenz, welche gleich 2048 mal die Versorgungsnetzfrequenz ist. Ein 2048-Teiler ist in die Schleife geschaltet, so daß der VCO in Bezug auf das Versorgungsnetzsignal phasengeregelt werden kann.
Weil eine Abschirmungs-Spitze ein unerwünschtes Signal darstellt, das zum Rauschen am Ausgang der Kamm-Kerb-Filters zusätzlich beiträgt, erzeugen die Komponenten US und U6 ein Austast-Steuersignal aus SSB1 und 64Fo. Dieses Signal betätigt den elektronischen Schalter U4C, so daß die Abschirmungs-Spitze nicht durch die Komponente U7A hindurchgeht. Neben ihrer Funktion als ein Austaster spielt die Komponente U7A eine zweite Rolle als ein Umkehrpuffer am Eingang des Kamm-Bandpaß-Teiles des Kamm-Kerb-Filter-Schaltkreises.
Der Kamm-Bandpaß-Abschnitt besteht aus den Komponenten U1, U7B, U7C, U7D, R3, R4, R7–10, R21 und C13. Die Betriebsweise dieses Teiles der Schaltung ist gleich derjenigen, die bereits vorher für das Kamm-Bandpaß-Filter beschrieben worden ist, mit den Ausnahmen, daß nunmehr die Verzögerungsleitung IC ein Reticon R5108 ist und daß die Takt-Frequenz gleich 2048 mal die Filter-Grundfrequenz ist.
Der Summier-Schaltkreis 704 gemäß 9 wird durch die Komponenten R5, R6 und U8B gebildet, wie 9A zeigt. R5 und R6 setzten die Proportion, in welcher das durch das Kamm-Kerb-Filter hindurchgehende Signal und das Eingangs-Signal miteinander zu addieren sind. Sie werden nicht in gleicher Proportion addiert, und zwar aufgrund der Austastung, die bei dem durch das Kamm-Kerb-Filter hindurchgehenden Signal vorgenommen worden ist. Die Signale werden subtrahiert, weil das durch das Kamm-Kerb-Filter hindurchgehende Signal durch die Komponente U7A invertiert wurde.
Im Anschluß an den Summier-Schaltkreis wird ein Tiefpaß-Filter benutzt, um irgendein Schaltungs-Rauschen zu unterdrücken, das durch die Komponente U1 erzeugt ist. Die Filter-Kanten-Frequenz liegt bei 8 KHz, so daß sämtliche der Marker-Harmonischen, die von Interesse sind, hindurchgelassen werden. Nach diesem Filter wird ein Verstärker benutzt, um den verbleibenden Signal-Pegel auf die gleiche Amplitude zu bringen, welche die Signalpegel haben würden, wenn das Filter nicht benutzt worden wäre.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Sende- und Empfangs-Antennenanordnungen für die Überwachungsanlage 1 gemäß
1 in der Weise ausgebildet, daß die üblichen Nullstellen, die in dem in der Abfrage- oder Überwachungszone 13 vorhandenen Feld vorzufinden sind, reduziert werden.
10 zeigt eine entsprechend ausgestaltete Empfangs-Antennenanordnung 90. Diese Antennenanordnung weist erste und zweite obere Schleifen 91 und 92 auf, die in einer ineinandergeschachtelten Beziehung angeordnet sind, sowie dritte und vierte untere Schleifen 94 und 93, die ebenfalls in einer ineinander geschachtelten Beziehung angeordnet sind. Diese Ineinanderschachtelung ist derart, daß das Zentrum C2 der Schleife 92 von dem Zentrum C1 der Schleife 91 abliegt, während das Zentrum C4 der Schleife 94 von dem Zentrum C3 der Schleife 93 abliegt. Ferner bildet die erste, obere Schleife 91 gemeinsam mit der vierten, unteren Schleife 93 eine erste, acht-förmige Konfiguration, während die zweite, obere Schleife 92 gemeinsam mit der dritten, unteren Schleife 94 eine zweite acht-förmige Konfiguration bildet.
Die in gleicher Ebene liegenden Schleifen 91–94 sind alle im Uhrzeigersinne gewunden, wie in 10 durch die Pfeile angedeutet, und sämtlich elektrisch hintereinander geschaltet. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die oberen Schleifen 91 und 92 die gleiche erste Phase und die unteren Schleifen 93 und 94 die gleiche zweite Phase aufweisen, wobei die ersten und die zweiten Phasen einander entgegengesetzt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Empfangs-Antennenanordnung 90 ist vorgesehen, daß der Abschnitt 91A der ersten Schleife 91 sowie der Abschnitte 93A der vierten Schleife 93, welche Abschnitte sich im gegenseitigen Berührungsbereich der ersten acht-förmigen Konfiguration befinden, gegenüber der Horizontalen schräg geneigt sind, während der Abschnitt 92A der zweiten Schleife 92 und der Abschnitt 94A der dritten Schleife 94 ebenfalls im gegenseitigen Berührungsbereich in der zweiten acht-förmigen Konfiguration in gleicher Weise gegenüber der Horizontalen schräg geneigt sind. Ein typischer Wert für diesen Neigungswinkel ist 20°. Gemäß der bevorzugten Ausführung der in der 10 dargestellten Antennenanordnung sind die beiden äußeren Schleifen, d.h. die erste obere Schleife 91 und die vierte untere Schleife 93 Spiegelbilder voneinander, in gleicher Weise sind die beiden inneren Schleifen, d.h. die zweite obere Schleife 92 und die dritte untere Schleife 94 Spiegelbilder voneinander.
In 12 (I) sind schematisch die Nullzonen einer Empfangs-Antennanordnung mit einer acht-förmigen Konfiguration dargestellt. Wie ersichtlich ist, weist diese Antennenanordnung in Richtung ihrer Vertikalachse Nullzonen 11-1, 11-2 und 11-3 in drei unterschiedlichen Bändern auf. Aus 12 (II) sind vergleichsweise die Nullzonen einer Empfangs-Antennenanordnung 90 gemäß 10 dargestellt.
Wie zu erkennen ist, sind bei dieser verbesserten Antennenanordnung die Nullzonen zu nur noch einer Nullzone 11-1' reduziert, die unter einem Winkel gegenüber einer Horizontalen geneigt ist. Wegen dieser Neigung wird jedoch die Nullzone 11-1' vorteilhafterweise mit vertikal orientierten Markern entlang der X-Achse verknüpft oder gekoppelt sein, so daß ihr Effekt in erheblichem Maße minimiert ist.
In der 11 ist schematisch eine verbesserte Sende-Antennenanordnung 801 für die Überwachungsanlage 1 gemäß 1 schematisch dargestellt, wobei diese Sende-Antennenanordnung insbesondere für eine Anwendung in Kombination mit der Empfangs-Antennenanordnung 90 gemäß 10 in Frage kommt. Die Sende-Antennen-Anordnung 801 weist eine erste, einzelne Schleife 802 auf, in der eine zweite, in gleicher Ebene liegende Schleife 803 geschachtelt angeordnet ist. Die Hauptachse der zweiten Schleife 803 ist in Bezug auf Hauptachse (Y-Achse) der Schleife 802 gedreht. In diesem Falle sind beide Schleifen im Uhrzeigersinne gewunden und befinden sich in gleicher Phase.
Aufgrund des Vorhandenseins der zweiten, innen angeordneten Schleife 803 der Sende-Antennenanordnung 801 ergibt sich ein Feld in der Y-Richtung entlang der X-Achse der ersten Schleife 802, was jedoch bei fehlender zweiter Schleife 803 nicht der Fall wäre. Mit Rücksicht auf diesen Sachverhalt ist die Empfangs-Antennenanordnung gemäß 10 nunmehr zu Kopplungen mit Feldern entlang der Horizontal- oder X-Achse befähigt, so daß die bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Überwachungsanlage 1 gemäß 1 verwendeten Sende- und Empfangs-Antennenanordnungen die Feststellung des Vorhandenseins von Marker ermöglichen, die längs der horizontalen Richtung durch die Abfrage- oder Überwachungszone 13 hindurch bewegt werden.
Ausführungsbeispiele von Fußgestellen oder Ständern zum Unterbringen der Sende- und Empfangs-Antennenanordnungen der Überwachungsanlage 1 gemäß 1 sind in den 13 und 14 dargestellt.
Jeweils ein Fußgestell oder Ständer 301 weist erste und zweite Verkleidungs-Wände 302 und 303 mit gegenseitigem Abstand auf, welche vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und in der Weise miteinander verbunden sind, daß sie muschelschalenartig einen Hohlraum umschließen, der zur Aufnahme der Sende- und Empfangs-Antennenanordnungen dient, die in der 14 durch Spulen 304 und 305 dargestellt sind. Diese Antennenanordnungen sind zwischen Versteifungsstangen 306 untergebracht, die jeweils an den seitlichen Rändern des Hohlraumes zwischen den beiden Verkleidungs-Wänden 302 und 303 angeordnet sind.
Ein festgewordener Schaum 307 von hoher Dichte, wie z.B. ein Urethan-Schaum, dient zum Ausfüllen des freien Hohlraumes und zum Umgeben der beiden Spulen 304 und 305. Dieser hochdichte, festgewordene Schaum 307 macht die beiden Antennenanordnungen, d.h. die Spule 304 (= Sende-Antennenanordnung) sowie die Spule 305 (= Empfangs-Antennenanordnung), unbeweglich und verleiht dem fertigen Fußgestell oder Ständer 301 die erforderliche Verstärkung und Versteifung.
Die Kanten der beiden Verkleidungs-Wände 302 und 303, die z.B. jeweils als dünne Kunststoff-Verkleidungen ausgebildet sind, sind jeweils zu hakenförmigen Endabschnitten 308 geformt, die dazu dienen, einen extrudierten Kanten-Schutzstreifen oder -Schutzpuffer 309 (vgl. 13) zu tragen. Schließlich ist pro Fußgestell oder Ständer 301 noch eine Trägerbasis 311 vorgesehen, welche ein festes und sicheres Aufstellen des Fußgestelles oder Ständers auf dem Fußboden gestattet.
Die Fußgestelle oder Ständer gemäß den 13 und 14 werden vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß zunächst in einen der Verkleidungs-Wände 302 die inneren Komponenten einschließlich der Sende- und Empfangs-Spulen 304 und 305 eingebracht werden. Diese Komponenten werden sodann mit Hilfe eines Klebstoffes wie z.B. Heißschmelzmasse, an den für sie vorgesehenen Plätzen angeheftet. Die beiden im wesentlichen kunststoffschalenförmigen ersten und zweiten Verkleidungs-Wände 302 und 303 werden anschließend mit einer vorgegebenen Menge eines chemisch reagierfähigen Schaumes von der erwünschten Dichte aufgefüllt, wie z.B. Polyurethan, bestehend aus verschiedenen Kombinationen von Schäumen auf der Basis von Polyolisocyanaten. Die schalenartigen Verkleidungs-Wände 302 und 303 werden weiterhin zusammengefügt und damit praktisch geschlossen und in diesem Zustand in eine Plattenpresse oder Etagenpresse zum Zwecke einer Kurzzeit-Aushärtung (5–10 Minuten) eingebracht, so daß letztendlich eine feste, kompakte Konstruktion erhalten wird. Schließlich werden die restlichen Komponenten des Fußgestelles oder Ständers hinzugefügt, um diesen zu vollenden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maß nahmen. So kann beispielsweise die Überwachungsanlage 1 gemäß 1 mit einem weiteren Analog-Multiplexer 78 wie in 2C dargestellt zum Sammeln von Diagnostik-Informationen bezüglich der Komponenten des Empfängers ausgestattet sein. Diese Diagnostik-Informationen können sodann von dem Mikrocomputer 21 gelesen werden, um irgendwelche im Zusammenhang mit den Komponenten des Empfängers auftretenden Probleme zu diagnostizieren.

1: Überwachungsanlage
11: Wechselstrom-Treiber
11-1: Nullzone
11-1': Nullzone
11-2: Nullzone
11-3: Nullzone
12: Sendeantenne
13: Abfrage- oder Überwachungszone
14: Artikel
15: Marker
16: Empfangsantenne
17: Steuereinheit-Schnittstelle und Empfänger
18: zentrale Steuereinheit
19: Alarm-Einheit
21: Mikrocomputer (oder Mikroprozessor)
21a: Zeitbereichs-Zähler
21b: Frequenzbereichs-Zähler
22: Hauptprogrammspeicher (EPROM)
23: Permanentspeicher (NOVRAM)
24: Programmier-Schnittstelle
25: Zustandsanzeiger
26: Wachhund-Schaltkreis(watchdog circuitry)
27: Hilfs-Schnittstelle
28: Adressen-Schalter (address latch)
29: Analog/Digital-Wandler
30: Treiber-Kanal
31: CPU-Taktgeber
32: Programmierbarer Teiler
33: Tiefpaß-Filter
34: Stufen-Einstell-Multiplexer (level adjuster multiplexer)
35: Puffer-Verstärker
50: Fundamental-Detektor
51: Kerb- oder Fallenfilter
52: Kerb- oder Fallenfilter
53: Vorverstärker
54: Hochpaß-Filter
55: Tiefpaß-Filter
56: Preemphasis-Schaltkreis
57: Begrenzer
58: Kamm-Bandpaß-Filter
58a: Kamm-Kerb- oder Fallenfilter
59: Tiefpaß-Filter
61: Abschirmungs-Impulsspitzen-Austaster (shield-spike-blanker)
62: Tiefbereich-Bandpaßfilter
63: Mittelbereich-Bandpaßfilter
64: Hochbereich-Bandpaßfilter
65: Ganzwellengleichrichter
66: Ganzwellengleichrichter
67: Ganzwellengleichrichter
68: Synchron-Integrator
69: Synchron-Integrator
71: Synchron-Integrator
72: Hochpaß-Filter
73: Ganzwellengleichrichter
74: Sample and hold-Schaltkreis
75: Analog-Multiplexer
76: Pegel-Verschiebeeinrichtung
77: Sequentielle Logik
78: Analog-Multiplexer
79: Leistungs-Verstärker (von 11)
81: Strom-Sensor (mit 12 verbunden)
82: Alarmgeber (akustisch)
83: Alarmgeber (visuell)
84: Ereignis-Zähler
85: Alarm-Interface-Schaltkreis
90: Empfangs-Antennenanordnung
91: erste obere Schleife
91A: Abschnitt der ersten Schleife
92: zweite obere Schleife
92A: Abschnitt der zweiten Schleife
93: vierte untere Schleife
93A: Abschnitt der vierten Schleife
94: dritte untere Schleife
94A: Abschnitt der dritten Schleife
100: Zeitbereichs-Programm
101: Schritt
102: Schritt
103: Schritt
104: Schritt
105: Schritt
106: Schritt
107: Schritt
108: Schritt
200: Frequenzbereichs-Programm
201: Schritt
202: Schritt
203: Schritt
204: Schritt
301: Fußgestell oder Ständer
302: Verkleidungs-Wand
303: Verkleidungs-Wand
304: Spule (bzw. Sende-Antennenanordnung)
305: Spule (bzw. Empfangs-Antennenanordnung)
306: Versteifungsstange
307: festgewordener Schaum
308: hakenförmiger Endabschnitt (von 302 und 303)
309: Kanten-Schutzstreifen oder -Puffer
311: Trägerbasis
401: Wellenform
402: Wellenform
403: Wellenform
500: Spitzen-Detektions-Programm (spike detection routine)
501: Schritt
502: Schritt
503: Schritt
504: Schritt
505: Schritt
506: Schritt
507: Schritt
508: Schritt
509: Schritt
510: Schritt
511: Schritt
512: Schritt
513: Schritt
514: Schritt
515: Schritt
516: Schritt
517: Schritt
601: digitale Verzögerungsleitung
602: Eingangs-Anschluß
603: Ausgangs-Anschluß
604: Takt-Anschluß
605: Rückkopplungs-Einrichtung
606: Taktsignal-Geber
701: Schaltkreis zur Umwandlung in Rechteckwellen
: (signal squaring circuit)
702: Kamm-Bandpaß-Filter
703: digitale Verzögerungsleitung
703a: Eingangs-Anschluß
703b: Ausgangs-Anschluß
704: Summier-Schaltkreis
705: Puffer
707: Puffer
708: Umkehrpuffer
709: PLL-Schaltung (Phasenregelschleife)
711: Teiler
801: Sende-Antennenanordnung
802: erste Schleife
803: zweite Schleife
A: erster Signalverzweigungs-Kanal
B: zweiter Signalverzweigungs-Kanal
C: Zeitbereichs-Kanal
D: Frequenzbereichs-Kanal
D1: Unterkanal
D2: Unterkanal
D3: Unterkanal
C1: Zentrum der Schleife 91
C2: Zentrum der Schleife 92
C3: Zentrum der Schleife 93
C4: Zentrum der Schleife 94

Claims

Überwachungsanlage zum Feststellen des Vorhandenseins von mit magnetischen Markern versehenen Artikeln in einer Abfrage- oder Überwachungszone, insbesondere für die Diebstahlsicherung, mit einer – Sendeeinrichtung zum Aufbauen eines magnetischen Feldes bei einer vorwählbaren Frequenz in der Abfrage- oder Überwachungszone (13); – Empfangseinrichtung (17) zum Feststellen von Störungen in dem magentischen Feld in der Abfrage- oder Überwachungszone (13) und zum Abgeben eines ersten hierfür kennzeichnenden Signals, wobei diese Empfangsmittel – einen Frequenzbereichs-Kanal (D) aufweisen, in den das erste Signal eingespeist wird und der ein weiteres Signal erzeugt, dessen Inhalt kennzeichnend ist für die Energie-Pegel in einem jeden von einer vorgegebenen Anzahl von Frequenzbändern (62, 63, 64) des ersten Signals sowie – einen Zeitbereichs-Kanal (C) aufweisen, in den das erste Signal eingespeist wird und der ein drittes Signal erzeugt, dessen Inhalt die Information enthält, ob ein durch Abtastung gewonnener Signal-Pegel des ersten Signals innerhalb eines akzeptablen Signal-Rausch-Verhältnissses liegt sowie – Auswerteeinrichtung, die anhand der Ausgangssignale des Zeitbereichs-Kanals (C) und Frequenzbereich-Kanals die Anwesenheit eines Artikels in der Abfrage- oder Überwachungszone ermittelt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bänder mindestens drei beträgt.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß – der erste Signalinhalt für ein jedes Band aus der Anzahl von Bändern Signal-Pegel aufweist, die kennzeichnend für die Energie in dem jeweiligen Band sind, und – die Auswerteeinrichtung im Zuge der Auswertung diese Signal-Pegel vergleicht.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, daß sie den Vergleich der Signal-Pegel als kennzeichnend für einen Artikel in der Abfrage- oder Überwachungszone behandeln, wenn die Signal-Pegel die gleichen bleiben oder sich von einem niedrigeren Band zu einem höheren Band erhöhen.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – der erste Kanal für ein jedes der genannten Bänder Unter-Kanäle (D1, D2, D3) aufweist, – wobei ein jeder dieser Unter-Kanäle (D1, D2, D3) die folgenden Komponenten aufweist: ein Bandpaß-Filter (62, 63, 64), welches das dem Unter-Kanal zugeordnete Band umfaßt; ein dem Bandpaß-Filter nachgeschalteter Gleichrichter (65, 66, 67); und ein dem Gleichrichter nachgeschalteter Integrator (68, 69, 71).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder der magnetischen Marker (15) von einer Art ist, welche hohe Harmonische der vorgewählten Freuquenz erzeugt, und zwar bei niedrigen Schwellwerten des Feldes in der Abfrage- oder Überwachungszone (13).
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Marker (15) aus einem Material mit innerer, aufgestauter mechanischer Spannung besteht, das in seiner charakteristischen Hystereseschleife eine große Barkhausen-Unstetigkeit besitzt.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – die Sendeeinrichtung eine Antennen-Anordnung (12) sowie Treiber (11) aufweist, die bei der vorgewählten Frequenz einen Strom zum Betreiben der Antennen-Anordnung erzeugen; – mindestens eine magnetische Abschirmungs-Vorrichtung zum Begrenzen des magnetischen Feldes auf die Abfrage- oder Überwachungszone (13) vorgesehen ist, wobei diese Abschirmungs-Vorrichtung bei den Spitzen des Treiber-Stromes Störungen in dem Magnetfeld erzeugt; – ein jeder magnetische Marker (15) Störungen in dem Magnetfeld in Nähe der Null-Durchgänge des Treiber-Stromes erzeugt und – Abschirmungs-Impulsspitzen-Austaster (61) zur Austastung des ersten Signales in der Nähe der Spitzen des Treiber-Stromes vorgesehen sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Halb-Periode der vorgewählten Frequenz einen Rahmen bildet und der erste Signal-Inhalt während eines jeden Rahmens Abtastwerte des ersten Signales während dieses Rahmens aufweist.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung zum Zwecke der Auswertung während eines partikulären Rahmens ein oder mehrere Samples des ersten, dem partikulären Rahmen zugeordneten Signals mit einem oder mehreren Abtastwerten des ersten, einem anderen Rahmen zugeordneten Signales vergleicht.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Rahmen sich zwei Rahmen früher vor dem partikulären Rahmen befindet.
Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung die Position des Spitzen-Sample in dem partikulären Rahmen mit der Position des Spitzen-Abtastwertes in dem genannten anderen Rahmen vergleicht.
Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung zum Zwecke der Auswertung bezüglich eines partikulären Rahmens einen oder mehrere Samples des ersten Signales mit einem vorgewählten Schwellwert vergleicht
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Schwellwert bezüglich des Umgebungs-Störpegels in der Anlage kennzeichnend ist.
Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Vergleich darin besteht, ob eine vorgewählte Anzahl von Abtastwerten den vorgewählten Schwellwert überschreitet.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung im Zuge des Auswertevorganges während eines partikulären Rahmens ein oder mehrere Abtastwerte des ersten Signales eines ersten Rahmens mit einem oder mehreren Samples des ersten Signales eines anderen Rahmens oder mehrerer anderer Rahmen vergleicht.
Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß – die Abtastwerte, die verglichen werden, die Spitzen-Abtastwerte eines jeden Rahmens sind; – der erste Rahmen derjenige Rahmen ist, der den größten oder höchsten Spitzen-Abtastwert aufweist; – und der eine oder mehrere andere Rahmen ein ungeradzahliger oder ungeradzahlige Rahmen ist oder sind, wenn der erste Rahmen ein ungeradzahliger Rahmen ist, und ein geradzahliger oder geradzahlige Rahmen ist oder sind, wenn der erste Rahmen ein geradzahliger Rahmen ist.
Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich ein Bilden der Verhältnisse der Spitzenwerte umfaßt.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung im Zuge des Auswertevorganges den ersten Signal-Inhalt in Übereinstimmung mit einem ersten vorgewählten Entscheidungskriterium und den zweiten Signal-Inhalt in Übereinstimmung mit einem zweiten vorgewählten Entscheidungskriterium verarbeitet.
Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung den zweiten Signal-Inhalt jedesmal verarbeitet, venn sie den ersten Signal-Inhalt verarbeitet.
Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verarbeitung des ersten und des zweiten Signal-Inhaltes bei jedem Rahmen abspielt und daß die Auswerteeinrichtung erste und zweite Zähler (21a, 21b) aufweist, welche in Übereinstimmung mit der Verarbeitung des ersten und zweiten Signal-Inhaltes jeweils auf den neuesten Stand gebracht werden.
Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle, daß die ersten und zweiten Zähler (21a, 21b) jeweils erste und zweite vorgewählte Werte erreichen, die Auswerteeinrichtung die Bedingungen für eine Alarmauslösung schafft.
Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß – die Empfangseinrichtung (17) Mittel zum Extrahieren bzw. zum Gewinnen der Komponente des ersten Signales bei der vorgewählten Frequenz aufweist und – die Auswerteeinrichtung die vorgenannte Komponente mit einem vorgewählten Wert vergleicht und die Alarmauslösung verhindert, wenn der vorgewählte Wert überschritten ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung einen Mikrocomputer (21) enthält.
Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (21) vorgewählte Entscheidungs-Programme zur Durchführung der Auswertung aufweist.
Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungs-Programme Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Analysen umfassen.
Anlage nach Anspruch 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelle (24) für eine externe Kommunikation mit dem Mikrocomputer (21) vorgesehen ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Mikrocomputer (21) kommunizierender Permanentspeicher (23) zum Speichern der Betriebsparameter für die Anlage vorgesehen ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Empfänger zur Verwendung in einem Artikel-Überwachungssystem zum Feststellen des Vorhandenseins von Artikeln (14) in einer Abfrage- oder Überwachungszone (13), wobei in diesem System ein magnetisches Feld bei einer vorgewählten Frequenz aufgebaut wird und eine Antennenanordnung (16) vorgesehen ist, welche Störungen in dem magnetischen Feld erfaßt, insbesondere für die Diebstahlsicherung, wobei der Empfänger (17) die folgenden Komponenten aufweist: – eine Auswerteeinrichtung, welche adaptiert ist, um auf die Antennen-Anordnung (16) anzusprechen und ein erstes Signal zu erzeugen und – Schaltelemente zum Verarbeiten des ersten Signales, wobei diese Schaltelemente ein Kamm-Bandpaß-Filter (58) mit Durchlaßbereichen bei Harmonischen der vorgewählten Frequenz aufweisen.
Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Kamm-Bandpaß-Filter (58) die folgenden Komponenten aufweist: – Eine digitale Verzögerungsleitung (601) mit einer Anzahl von Verzögerungsstufen sowie Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen (602, 603); – ein Takt-Anschluß (604) und – eine Rückkopplungs-Einrichtung (605) zum Koppeln der Eingangs- und der Ausgangs-Anschlüsse.
Anlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktsignal-Geber (606) zum Liefern eines Taktsignales zu dem Takt-Anschluß (604) vorgesehen ist, wobei dieses Taktsignal eine Frequenz hat, die gleich dem Produkt aus der vorgewählten Frequenz, der Anzahl der Stufen der Verzögerungsleitung (601) und der Anzahl der Takt-Zyklen ist, die erforderlich sind, um die Information von Stufe zu Stufe in der Verzögerungsleitung (601) zu befördern.
Anlage nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (17) die folgenden Komponenten aufweist: – eine Auswerteeinrichtung, welche adaptiert ist, um auf eine Antennen-Anordnung (16) anzusprechen und ein erstes Signal zu erzeugen und – Schaltelemente zum Verarbeiten des ersten Signales, wobei diese Schaltelemente ein Kamm-Kerb-Filter oder Kamm-Fallenfilter (58a) mit Sperrbändern bei den Harmonischen der vorgegebenen Netz-Frequenz aufweisen.
Anlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Kamm-Kerb-Filter bzw. Faltenfilter (58a) die folgenden Komponenten aufweist: – Ein Kamm-Bandpaß-Filter (702) mit Bändern bei Harmonischen der vorgegebenen Netzfrequenz; – Mittel zum Beaufschlagen des Kamm-Bandpaß-Filters (702) mit dem ersten Signal und zum Abgeben eines gefilterten Signales und – Mittel zum Subtrahieren des ersten Signales und des gefilterten Signales.
Anlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Kamm-Bandpaß-Filter (702) die folgenden Komponenten aufweist: – Eine digitale Verzögerungsleitung (703) mit einer Anzahl von Verzögerungsstufen sowie mit Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen; – ein Takt-Anschluß und – eine Rückkopplungs-Einrichtung zum Koppeln der Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse.