編碼電子商品識別系統的標籤的製作方法
2023-07-05 09:27:56 2
專利名稱：：編碼電子商品識別系統的標籤的製作方法
技術領域：
：本發明涉及鐵磁非晶態合金帶以及用於電子商品識別系統的標籤，該標籤包括基於會在交變磁場中以多個共振頻率振動的非晶態磁致伸縮材料的多個矩形條，藉此可以有效的利用標籤的磁機械效應來編碼和解碼。本發明還涉及使用這種標籤的電子識別系統。
背景技術：
：磁性材料的磁致伸縮是給磁性材料施加外磁場時大小發生改變的現象。如果磁化時大小改變的結果是材料伸長了，則該材料稱為"正磁致伸縮"。如果材料是"負磁致伸縮"，磁化時材料會收縮。這樣，在任一情形下，磁性材料在處於交變磁場中的時候都會振動。如果和交變磁場一起施加靜磁場，那麼磁性材料機械振動的頻率會通過磁彈性耦合隨著所施加的靜場而變化，這通常稱作AE效應，例如，S.Chikazumi的"PhysicsofMagnetism"(磁性物理學)(JohnWiley&Sons,NewYork,1964,435頁)中所描述的。這裡的E(H)代表楊氏(Yong，s)模量，它是外加場H的函數，材料的振動或共振頻率,通過formulaseeoriginaldocumentpage4(1)與E(H)相關聯，其中/是材料的長度，p是材料的質量密度。將上述的磁彈性或磁才幾械效應用於美國專利4,510,489和4,510,490(下文簡稱專利489和490)最先教導的電子商品監視系統。這種監視系統是很好的系統，原因在於其同時提供了高的檢測靈敏度、高的運行可靠性和低的運行成本。這種系統中的標籤(marker)是使用硬磁的鐵磁體(具有較高的矯頑力的材料)包裝的一個或多個已知長度的鐵磁材料條，硬磁的鐵磁體提供稱作偏場(biasingfield)的靜場(staticfield)以建立峰磁才幾械耦合。優選的，鐵磁標籤材料是非晶態合金帶，這是因為該合金中磁機械耦合的效率很高。如上面的式(l)所示，機械共振頻率,主要由合金帶的長度和偏場的強度決定。當在電子識別系統中遇到調到共振頻率的詢問信號時，標籤材料採用大信號場做出響應，該大信號場由系統中的接收器檢測。美國專利4,510，490提出了幾種用於基於上述磁機械共振的編碼識別系統的非晶態鐵磁材料，包括非晶態Fe-Ni-Mo-B、Fe-Co-B-Si、Fe-B-Si-C和Fe-B-Si合金。在這些合金中，市場上可買到的非晶態Fe-Ni-Mo-B基METGLAS⑧2826MB合金被廣泛應用，直到被基於磁諧波產生/檢測的其它系統的磁機械共振標籤偶然觸發。這是因為那時使用的磁機械共振標籤有時會顯出非線性BH特性，由此產生激勵場頻率的高次諧波。為了避免這個問題(有時稱作系統"汙染問題")，發明了一系列新的標籤材料，例如美國專利5,495,231，5,539,380，5,628,840，5，650，023，6,093,261和6，187，112中所/>開的。雖然平均起來新的標籤材料比原先的專利489和490的監視系統中使用的材料表現的更好，可是已經發現在例如美國專利6,299,702(下文簡稱專利702)中/>開的標籤材料具有更好的磁機械性能。這些新的標籤材料需要複雜的熱處理工藝以荻得預期的磁機械性質，例如專利702所公開的。無疑，需要不要求這種複雜的後帶(post-ribbon)製造工藝的新的磁機械標籤材料，本發明的一個目的是提供這種具有好的磁機械性能而不產生上述的"汙染問題"的標籤材料。完全使用本發明新的磁機械標籤材料，本發明包括具有編碼和解碼功能的標籤和使用該標籤的電子識別系統。美國專利4,510，490講授了具有磁機械標籤的編碼監視系統，但是由於標籤中可用空間的限制，限制了構成標籤的條的數目，由此限制了使用這種標籤的編碼和解碼功能的範圍。無疑，需要這樣的標籤，在不犧牲具有編碼和解碼功能的電子商品識別系統(下文稱作"編碼電子商品識別系統")中的編碼標籤的性能的條件下，該標籤中的標籤條的數目可以大量增加。
發明內容根據本發明，基於磁機械共振的電子商品識別系統的標籤包括軟磁材料。具有全面增強磁機械共振性質的標籤材料由非晶態合金帶製造而成，以在編碼標籤中放置多個標籤條。在旋轉的基板上鑄造具有磁機械共振能力的帶狀的軟磁材料，如美國專利4,142,571所教導的。如果這樣鑄造的帶的寬度比標籤材料的預定寬度寬，則將所述帶切削到預定的寬度。把這樣處理過的帶切割成具有不同長度的可延展的矩形的非晶態金屬條，使用多個所述的條製造磁機械共振標籤，所述條具有提供偏靜磁場的至少一個半硬磁條。編碼電子商品識另，J系統使用本發明的編碼標籤o該系統具有商品詢問區域，在該區域中本發明的磁機械標籤會遇到具有變化頻率的詢問磁場，響應詢問磁場激勵的信號由具有位於商品詢問區域中的一對天線線圏的接收器檢測。根據本發明的實施例，提供適合於以預先選擇的頻率進行機械共振的磁機械共振電子商品識別系統的編碼標籤，包含從非晶態鐵磁合金帶切割的具有預定長度的多個可延展的磁致伸縮條，該條具有沿帶長方向的曲率，在具有靜偏場的交變磁場的激勵下會產生磁機械共振，該條具有垂直於帶軸的磁各向異性方向，其中至少兩個條適合於經磁偏置而以單一的不同的一個預先選擇的頻率共振。可選擇的，標籤條曲率的曲率半徑小於100cm。根據本發明的實施例，將磁各向異性方向與帶軸垂直的非晶態磁致伸縮合金帶切割形成具有長到寬的長寬比大於3的預定長度的矩形條，以進行編碼。可選擇的，條的條寬度從大約3mm到大約15mm。根據本發明的實施例，條的共振頻率對偏場的斜率從大約4Hz/(A/m)至ij大約14Hz/(A/m)。可選擇的，當條寬度是6mm時，條的長度大於大約18mm。根據本發明的實施例，條的磁機械共振頻率小於大約120000Hz。根據本發明的實施例，非晶態鐵磁合金帶的飽和磁致伸縮在大約8ppm和大約18ppm之間，飽和感應在大約0.7tesla和大約1.ltesla之間.根據本發明的實施例，非晶態鐵磁合金帶的非晶態鐵磁合金具有基於Fea-Nib-Moc-Bd的組分，其中30Sa^43，35^b^48，0￡cS5，14^d^20和a+b+c+d=100，高達3atom%的Mo可選擇由Co、Cr、Mn和/或Nb代替，高達1aton^的B可選擇由Si和/或C代替。根據本發明的實施例，非晶態鐵磁合金帶的非晶態鐵磁合金具有下述中的一種組分Fe406Ni40.iMowBmSi05,Fe41.5Ni38.9Mo"B15.5,Fe417Ni39.4Mo3.iB15.8,Fe40.2Ni39.oMo3.6B16.6Si0.6,Fe39.8Ni39.2Mo3.iB17.6G0.3,Fe36.9Ni41.3Mo4.iB17.8,Fe35.6Ni42.6Mo4.0B17.9,Fe40Ni38Mo4B18,或Fe38.0Ni38.8Mo39B19.3。可選擇的，編碼標籤包括至少兩個具有不同長度的標籤條。可選擇的，編碼標籤包括5個具有不同長度的標籤條。可選擇的，編碼標籤的磁才幾械共振頻率在大約30000和大約130000Hz之間。可選擇的，編碼標籤的電子識別範圍，包括具有兩個和五個標籤條的編碼標籤分別為高達約1800和約115百萬個獨立的可識別的商品。可選擇的，編碼標籤的電子識別範圍包括超過115百萬個獨立的可識別的商品。根據本發明的實施例，條的磁機械共振頻率小於大約120000Hz。根據本發明的實施例，電子商品監視系統具有對編碼標籤的編碼信息進行解碼的功能，該系統包括下述中的一個一對對準編碼標籤發射AC激勵場以形成詢問區域的線圏；一對從編碼標籤接收編碼信息的信號檢測線圏；具有帶有軟體的電子計算機以對編碼標籤上的編碼信息進行解碼的電子信號處理裝置；或者識別編碼標籤的電子裝置，其中編碼標籤適合於以預先選擇的頻率機械共振，編碼標籤包含從非晶態鐵磁合金帶切割的具有預定長度的多個可延展的磁致伸縮條，該條具有沿帶長方向的曲率，在具有靜偏場的交變磁場的激勵下會產生磁機械共振，該條具有垂直於帶軸的磁各向異性的方向，其中至少兩個條適合於經磁偏從而以預先選擇的多個頻率中單一的不同的一個共振。可選擇的，標籤條曲率的曲率半徑在大約20cm和大約100cm之間。根據下面對優選實施例的詳細描述和說明書附圖可以更全面的理解本發明及其優點圖1A是從根據本發明實施例從非晶態合金帶切割的並具有偏磁體的條的側面圖；圖1B是具有偏磁體的傳統的條的視圖；圖2是根據本發明實施例的單個條標籤的磁機械共振特性和傳統的單個條標籤的磁機械共振特性，給出作為偏場的函數的共振頻率；圖3是根據本發明實施例的單個條標籤的共振信號和傳統的條標籤的共振信號，給出作為偏場的函數的共振信號幅值；圖4是在60Hz取自本發明實施例的標籤條的BH循環，其中標籤條長約38mm寬約6mm厚約28,。圖5A是根據本發明實施例的磁機械共振標籤實施例的物理外形的比較，圖5B是使用不同長度的兩個標籤條的傳統的標籤的比較；圖6A是本發明實施例的具有不同長度的兩個條的標籤的磁機械共振特性，圖6B是具有不同長度的兩個條的傳統的標籤的磁機械共振特性；圖7是圖6A中的較低的共振頻率附近的共振信號圖形；圖8是圖6A中的較高的共振頻率附近的共振信號圖形；圖9-l和9-2是本發明實施例的的標籤，其中放置有不同長度的三個條；圖10是本發明實施例的具有不同長度的三個條的標籤的磁機械共振特性；圖li是本發明實施例的具有不同長度的五個條的標籤的磁機械共振特性；圖12是根據本發明實施例的編碼電子商品識別系統。具體實施例方式具有全面增強磁機械共振性質的標籤材料由非晶態鐵磁合金帶製造而成，以在編碼標籤中放置多個標籤條，其中至少兩個條適合於經磁偏，以預先選擇的多個頻率中的單一的不同的一個機械共振。在旋轉的基板上鑄造具有磁機械共振能力的條狀的磁材料，如美國專利4，142，571所教導的。如果這樣鑄造的帶的寬度比標籤材料的預定寬度寬，則將帶切削到預定的寬度。把這樣處理過的帶切割成具有不同長度的可延展的矩形的非晶態金屬條，使用多個條來製造磁機械共振標籤，所述條具有提供偏靜磁場的至少一個半硬磁條。本發明的一個實施例中，用來形成標籤條的帶的非晶態鐵磁合金具有基於Fea-Nib-MOc-Bd的組分，其中30Sa^43，35SbS48，0^c<5，14^d^20和a+b+c+d=100，高達3atom%的Mo可選擇由Co、Cr、Mn和/或NtH戈替，高達laton^的B可選擇由Si和/或C代替。本發明的一個實施例中，用來形成標籤條的帶的非晶態鐵磁合金具有下述中的一種組分Fe40.6Ni401Mo3.7BmSi0.5，Fe4L5Ni389Mo"B15.5,Fe41.7Ni394Mo3.iB158,Fe40.2Ni39.oMo3.6B16.6Si0.6，Fe39.8Ni39.2Mo3.iB17.6C0.3,Fe36.9Ni413Mo"B17.8,Fe35.6Ni42.6Mo4.oB17.9,Fe4oM38Mo4B18,orFe38.0Ni388Mo3.9B19.3。因此，化學組分與市場上可買到的非晶態磁致伸縮METGLAS⑧2826MB帶的化學組分類似的非晶態合金帶可以按照美國專利4,142,571中所描述的發明進行鑄造。所鑄造的非晶態合金的飽和感應約0.88Tesla(特斯拉)，飽和磁致伸縮約12ppm。帶的寬度約100mm和約25mm，厚度約28jam。接著該帶經切削形成具有不同寬度的較窄的帶。將切削過的帶切割成長度從大約15mm到大約65mm可延展的矩形條。每個條具有小的曲率，其反映了帶鑄輪表面的曲率。在切削期間，原先的曲率改變了。切削和切割過的條的曲率可以按照實例1確定。圖1A是本發明實施例的標籤條10的物理外觀，圖1B是根據美國專利6,299,702所公開的複雜的熱處理方法所製造的傳統的條20的物理外觀。本發明實施例的共振標籤偏條配置中的磁通線ll比圖1B的傳統條的磁通線21更緊密。因此，在本發明實施例的標籤條10和偏磁條12之間比傳統的條20和偏磁體22之間能夠耦合的更好，這樣在本發明實施例的共振標籤條的兩端的磁通洩漏(magneticfluxleakage)更少。使用實例2的特徵方法依據磁機械共振性能對傳統條和本發明實施例的每個共振標籤條進行檢查。圖2對本發明實施例的單個條標籤830的作為偏場的函數的共振頻率和傳統條831的共振頻率進行比較。圖2表明作為偏場函數的共振頻率的改變對兩種情形大體相同。圖2中的共振特性對於設計具有去激勵能力的共振標籤很重要，因為去激勵是通過改變偏場強度從而改變共振頻率來實現的。在去激勵期間，共振頻率A對偏場Hb的斜率，即d,/dHb，確定去激勵的有效性，因此是有效共振標籤條的重要因素。對於電子編碼識別系統中的標籤，希望在識別系統中有較高的敏感度時，較大的共振頻率對偏場的斜率通常是優選的。在這兩種情形間的共振響應的比較在圖3中給出，其中V。是激勵場關掉時的響應信號幅值，V,是激勵場終止後在lmsec時的信號幅值。顯然，要得到更好的共振標籤性能，較高的V,/V。比是優選的。因此，這兩個信號幅值都用在工業上作為磁機械共振標籤的品質因數的一部分。圖3表明，對於本發明實施例的共振標籤條，信號幅值V。441和V,442分別在偏場Hb。=500A/m和Hbl=400A/m處取最大值，對於傳統的共振標籤條信號V。443和V,444分另'J在偏場Hbo=460A/m和Hbl=400A/m處最大。此外，圖3還表明本發明實施例的共振標籤條在這些最大點的V!/V。比比傳統的標籤條大，這說明本發明實施例的標籤條的信號保持力比傳統的標籤條好，這樣增強了當前的編碼電子識別系統的有效性。表1總結了作為磁機械共振器的標籤條的性能的臨界參數在典型的傳統的標籤條和本發明實施例的標籤條的實例之間的比較。注意，本發明實施例的標籤條的性能接近或超過傳統標籤條的性能。表1中本發明實施例所有的標籤條作為用作本發明實施例的標籤是可接受的。表l中，對本發明實施例的具有圖1A定義的條曲率h的標籤條在偏場強度為Hb。和Hw時分別測量的V。和V,的最大信號電壓以及在Hw測量的共振頻率斜率d,/dHb與隨機選取的IO個傳統的標籤條的相應特性做了比較。條長/都是大約38mm，它們的寬度大約6mm。利用h和/計算每個標籤條的曲率半徑。每個條的共振頻率大約是58kHz。表ltableseeoriginaldocumentpage10表1包括了用於目前普遍使用的寬度約6mm的標籤條的數據。本發明的一個方面是提供具有不同於約6m邁的寬度的標籤條。具有不同寬度的標籤條是從表1使用的相同帶上切削下來的，它們的磁機械共振特性都是確定的。結果總結在表II中。如預期的那樣，共振信號電壓V。^和Vi,隨寬度的減小而減小。由於退磁效應，特徵場值Hb。和Hw隨寬度的減小而減小。因此必須相應的選擇偏場磁體。寬度較小的標籤適用於較小的商品識別面積，而寬度較大的標籤適用於較大的商品識別面積，因為來自較大的標籤條的共振信號較大，如表II所示。因為共振頻率主要取決於條的長度，如式(1)所示，條的寬度的改變不會影響所使用的商品識別系統的共振頻率。表II給出了本發明實施例的具有圖1A定義的條高h和不同的條寬度的標籤條的磁機械共振特性。V。，，Hb。，V,,和d,/dHb的定義與表I中的相同。條的長度/都是約38mm。利用h和/計算每一個標籤條的曲率半徑。每個條的共振頻率約58kHz。表II磁機械共振特性tableseeoriginaldocumentpage11本發明的另一方面是提供各種可在不同條件下工作的標籤。為此，通過改變用於製造標籤條的非晶態磁合金帶的化學組分來改變磁機械共振特性。經檢查的合金的化學組分在表III中列出，其中給出了合金的飽和感應和磁致伸縮的值。這些合金的磁機械共振性質的結果在下面的表IV中給出。表III給出了用於本發明實施例的磁機械共振標籤的磁致伸縮非晶態合金的實例，包括它們的組分、飽和感應Bs和飽和磁致伸縮入s。Bs的值可以由實例3描述的DCBH循環測量來確定，人s的值可以通過^f吏用經驗/^式Xs=kBs2來計算，其中k=15.5ppm/tesla2，參見S.lto等，AppliedPhysicsLetters，vol.37，p.665(1980)。表III磁致伸縮非晶態合金tableseeoriginaldocumentpage11tableseeoriginaldocumentpage12具有表III列出的不同化學組分的所有非晶態合金都具有極好的磁機械共振特性，如表IV所示，因此可用於本發明實施例的編碼電子識別系統。而且，將根據實例1切削的大約6mm寬的帶切割成具有不同長度的條，檢查它們的磁機械共振性質。除了上述表I、II和IV中的性質，使用下面的公式進行補充測試以確定磁機械共振條的有效性formulaseeoriginaldocumentpage13，(2)其中，t是AC場激勵終止後測量的時間，T是共振信號衰減的特徵時間常數。表I、II和IV中V,,的值根據t-lmsec時的數據來確定。結果在表V中給出，其中總結了表徵不同條長的共振性質的其它參數。注意，./;很好的遵循上面給出的關係式(1)。還要注意，T隨條長的增加而增加。如果優選進行延遲信號檢測，那麼較大值的時間常數T是優選的。可是，在編碼電子商品識別系統中，當掃描詢問AC場時，表I中V。的值比V,的值重要的多。表V中，本發明實施例的具有不同長度/的標籤條的磁機械共振特性是確定了的。每個條的寬度和厚度分別是大約6mm和大約28nm。式(1)和(2)分別定義了共振頻率,和時間常數T。V。m"、Hb。、V""、Hbl和4/;/dHb的定義與表I中的相同。圖1中定義了標籤高度h，每個條的曲率半徑使用h和/進行計算。表Vtableseeoriginaldocumentpage13III中列出的飽和磁感應和磁致伸縮等基本的磁性質以外，磁各向異性的方向必須基本上與條的長度方向垂直，磁各向異性的方向是標籤條中容易磁化的方向。確實是這樣，圖4給出了使用例3的測量方法在60Hz取自上面的表V的約38mm長的條的BH循環。圖4的BH循環表明在H-O時剩餘磁感應即B(H-O)接近於零，H-O附近由B/H所定義的滲透率是線性的。圖4中的BH循環的形狀代表了磁條的BH行為，該磁條中磁各向異性的平均方向與條長的方向垂直。圖4中的本發明實施例的標籤條的磁化行為的結果是在將條放入AC磁場中時條中不產生高次諧波。因此，本發明的
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中提到的系統"汙染問題"減到最小。進一步驗證這點，將圖4的標籤條的高次諧波信號與基於磁諧波的產生/檢測的電子商品監視系統的標籤條的進行比較。比較的結果在下面的表V1中給出。如表V1所示，在本發明實施例的標籤條和基於磁諧波的產生/檢測系統的電子商品監視系統中普遍使用的基於Co基METGLA⑧2714A合金的標籤條之間比較磁高次諧波信號。兩種情形的條的大小都相同，大約38mm長，大約6mm寬。基本的激勵頻率是2.4kHz，使用例4的諧波信號檢測方法來比較第25諧波信號。表VItableseeoriginaldocumentpage14如表VI所示，本發明實施例標籤的可以忽略的小諧波信號不會觸發基於磁諧波的產生/檢測的電子商品監視系統。本發明實施例的具有不同長度的兩個標籤條是從表I、II、IV和V表徵的許多標籤條中隨機選取的，安裝在彼此的上面，製造的標籤如圖5A的條110和條111所示。把具有不同長度的兩個標籤條放置在非磁性的外殼100和101之間的空心部分中。偏磁體120附在殼101的外表面上。作為比較，圖5B中的條210和條211給出了兩個傳統的標籤條的標籤配置，其中，兩個條的可用平面面積與圖5A的兩個條的相同。圖5B中的標記200、201和220分別對應於圖5A中的100、101和120。對應圖5A的本發明實施例的兩個條的標籤的磁機械共振行為在圖6A中給出，標籤包含表V的大約20mm的條和大約57mm的條，根據專利，490對應於圖5B製備的傳統的兩個條的標籤的磁機械共振行為在圖6B中給出，使用的兩個條的長度約20mm和約57mm。從圖6A-6B可以清楚的看的所有信號幅值都大的多。對於圖5A的本發明實施例的標籤，本發明實施例的較長的條的信號幅值V。(圖6A)比圖5B的較長的傳統的標籤條相應的值V。(圖6B)高約280%。對於較短的條，本發明實施例的條產生的信號幅值V，(圖6A)比相應的傳統的標籤條的信號幅度V"圖6B)高370%。在圖6中/,38，610Hz的較低的共振頻率附近的放大的共振幅值圖形在圖7中給出，它給出了磁機械共振的寬度，被定義是幅值為峰幅值的1/2處的頻率的寬度，大約是420Hz。在/;-109,070Hz附近的較高共振頻率區間，信號幅值具有大約660Hz的頻率寬度，如圖8所示。這個頻率寬度下文稱作共振線寬，用來確定在長度稍微不同的兩個標籤條的兩個相鄰的共振頻率之間的最小的共振頻率間隔。圖9-l給出了本發明實施例的具有從上面的表I、II和IV隨機選取的不同長度的三個標籤條311，312和313的標籤。在兩個外殼300和301之間的空腔302用來容納本發明實施例的標籤條311，312和313，標記330表示附在殼301的外表面上的偏磁體。圖IO給出了具有長度分別為約25mm，約38mm和約52mm、寬度為約6mm的三個條的標籤的磁才幾械共振特性。注意，在圖6A和圖7中觀察到的機械共振非常尖銳，在大約40,000Hz的較低的共振頻率區間附近的共振線寬大約400Hz，在大約110，000Hz的較高的共振頻率區間附近的共振線寬大約700Hz，如圖6A和圖8所示，這表明在本發明實施例的標籤中不同長度的標籤條之間的磁機械幹擾是可忽略的，從而允許堆疊多於三個的標籤條。圖9-2中明顯的沒有條到條的磁機械幹擾，因為長度不同的三個標籤條沿條的寬度方向的中心附近的線彼此接觸。從表I、II、IV和V中選取長度約30mm，約38mm,約42mm，約47mm和約52mm、並且寬度約6mm的類4以的五個條，從而製造標籤。這五個條標籤的共振特性在圖11中給出。本發明實施例使用不同長度的標籤條的標籤的共振特性總結在表VII中。如表Vn所示，根據本發明的編碼標籤，共振信號V。m"和V"a,位於各自的共振頻率二表vntableseeoriginaldocumentpage15tableseeoriginaldocumentpage16在表VII中，標籤條寬和厚分別是約6m邁和約28jim。根據本發明實施例，表VII中給出的共振信號V""和V,^足夠的大，在電子商品識別系統中能被檢測到。表V中的數據給出了在共振頻率,和條長之間的關係formulaseeoriginaldocumentpage16其中/是以mm為單位的條的長度。使用與式(l)一致的這個關係式，將帶切割成預定長度時的公差所引起的共振頻率的變化可以如下確定。由上面的/r和/之間的關係式可以得出△//△/=-2.906x106/2/2,,其中A力是由於條長A/的變化引起的共振頻率的改變。使用市場上可買到的帶切割機得到的標籤條的切割公差可以通過比較標稱的或目標條長和表V中給定的實際長度來確定。例如，表V中長度為18.Olmm的條的目標條長為18腿，得出的切割公差是O.Ol邁m。使用這樣得到的切割機器公差，可以計算由於條長的變化引起的頻率A/;的變化，其範圍是從短條的約3Hz到長條的約400Hz。長條的共振線寬大約是400Hz,如圖7所示，短條的共振線寬大約是700Hz，如圖8所示，因此，根據本發明實施例電子商品識別系統中可辨別的最小頻率間隔大約是800Hz。這樣，為了確保沒有錯誤的識別，選擇2kHz的共振頻率間隔(超過最小可辨別共振頻率間隔的兩倍)以確定在所選範圍可識別商品的數目。表V中列出的標籤條覆蓋的共振頻率從大約34,000Hz到大約120,000Hz，覆蓋了大約86,000Hz的共振頻率跨度。根據本發明實施例，如上面確定的使用無錯誤識別的2kHz的共振頻率間隔，當標籤只有一個條的時候電子可識別商品的數目為43，當在編碼電子商品識別系統中使用分別具有2、3、4和5個具有不同長度的標籤條的標籤的時候在給定的範圍可識別商品的數目增加到大約1800、74000、2.96百萬和115.5百萬個。增加更多的標籤條和/或改變標籤中的偏場的大小還可以增加可識別的或編碼商品的數目。如圖12所示，根據本發明的實施例，如上所述的編碼標籤501可以有效用於電子商品識別系統中。具有本發明實施例的編碼標籤501的要識別的商品502放在圖12的詢問區域510，其側面是一對詢問線團511。線圏511對準要識別的商品502發射由電子裝置512饋給的AC磁場，該電子裝置512由信號發生器513和具有可變頻率的AC放大器514構成，它的開關操作由電路盒515控制。當將商品502放於區域510時，電路盒515開啟詢問AC場頻率，從最低頻率向最高頻率掃描，其範圍取決於預先確定的標籤的頻率範圍。在這種頻率掃描中，在一對信號接收線圈516中檢測本發明實施例的編碼標籤501的共振信號，從而產生圖11所示的共振信號圖形。這樣通過信號檢測器517得到信號圖形存儲在計算機518中，計算機518被編程來識別本發明實施例的編碼標籤501中編碼的共振頻率序列。當這個識別完成時，計算機518發送信號向識別器519和電路盒515報告識別結果以復位系統。如果需要的話，可以在商品502位於詢問區域510之後使標籤中的偏磁體退磁，從而使根據本發明實施例的編碼標籤去激勵。上面給出的編碼電子商品識別系統可以用來通過掃描具有變化頻率的AC激勵場來識別商品。某些情形下，需要延遲的識別，可以通過跟蹤圖3,圖5(a)，圖10和圖11中的Vi實現。這通過編程圖12中的計算機517以處理作為掃描頻率的函數的V,來電子實現。實例1使用傳統的金屬帶切割機將切削的帶切割成可延展的、矩形的條。通過測量如圖1A中定義的條長/範圍的曲面的高h，確定每個條的曲率。實例2在內部的一對線圈提供靜偏場的設備中確定磁機械性能，使用伏特計和示波器測量由補償線圏補償的信號檢測線圏中的電壓。因此，測量的電壓與檢測線圈有關，並表明相對信號幅值。激勵AC場由可市場上可買到的功能發生器和AC放大器提供。把來自伏特計的信號電壓製成表格，使用市場上可買到的計算機軟體來分析並處理收集的數據。實例3使用市場上可買到的DCBH循環測量設備來測量作為外加場H的函數的磁感應B。對於ACBH循環測量，使用與例4類似的激勵線圏檢測線圏組件，檢測線圏的輸出信號饋送到電子積分器。積分的信號被校準以給出樣品的磁感應B的值。相對於外加場H繪出得到的B，得到ACBH循環。對於AC和DC，外加場和測量的方向都沿著標籤條的長度方向。實例4將根據實例1製備的標籤條放在預定的基本頻率的激勵AC場中，使用含有條的線圏檢測它的高次諧波響應。激勵線團和信號檢測線圏都圍繞在直徑大約為50mm的線軸上。激勵線圏和信號檢測線圈的繞組的數目分別是大約180和大約250。選擇2.4kHz的基本頻率，激勵線團的電壓大約是80mV。測量來自信號檢測線圏的第25諧波電壓。這樣，本發明的實施例中，標籤條曲率的曲率半徑可以小於大約100cm或在大約20cm和大約100cm之間。可選擇的，將磁各向異向方向與帶軸垂直的非晶態磁致伸縮合金帶切割形成具有長到寬的長寬比大於3的預定長度的矩形條，以進行編碼。可選擇的，條的條寬度從大約3mm到大約15mm。本發明的一個實施例中，條的共振頻率對偏場的斜率從大約4Hz/(A/m)到大約14Hz/(A/m)。可選擇的，當條寬是6mm時，條的長度大於大約18mm。可選擇的，條的磁機械共振頻率小於大約120000Hz。本發明的一個實施例中，非晶態鐵磁合金帶的飽和磁致伸縮在大約8ppm和大約18ppm之間，飽和感應在大約0.7Tesla和大約1.1Tesla之間.本發明的一個實施例中，編碼標籤包括至少兩個具有不同長度的標籤條，可選擇的，編碼標籤包括5個具有不同長度的標籤條。本發明的一個實施例中，編碼標籤的磁機械共振頻率在大約30000和大約130000Hz之間。本發明的一個實施例中，編碼標籤的電子識別範圍包括具有兩個和五個標籤條的編碼標籤分別為約1800和約115百萬個獨立的可識別的商口口口o本發明的一個實施例中，編碼標籤的電子識別範圍包括超過115百萬個獨立的可識別的商品。因此，本發明的實施例中，適合於以預先選擇的頻率進行機械共振的磁機械共振電子商品識別系統的編碼標籤，包含從非晶態鐵磁合金帶切割的具有預定長度的多個可延展的磁致伸縮條，該條具有沿帶長方向的曲率，在具有靜偏場的交變磁場的激勵下會產生磁機械共振，該條具有垂直於帶軸的磁各向異性方向，其中至少兩個條適合於被磁偏，從而以預先選擇的多個頻率中單一的不同的一個共振。此外，本發明的可選的實施例中，電子商品識別系統具有對編碼標籤的編碼信息進行解碼的功能。編碼標籤適合於以預先選擇的頻率機械共振，編碼標籤包含從非晶態鐵磁合金帶切割的具有預定長度的多個可延展的磁致伸縮條，該條具有沿帶長方向的曲率，在具有靜偏場的交變磁場的激勵下會產生磁機械共振，該條具有垂直於帶軸的磁各向異性的方向，其中至少兩個條被磁偏，從而以預先選擇的多個頻率中的單一的不同的一個共振。電子商品識別系統包括下述中的至少一個一對對準編碼標籤發射AC激勵場以形成詢問區域的線團；一對從編碼標籤接收編碼信息的信號檢測線圏；具有帶有軟體的計算機以對編碼標籤上的編碼信息進行解碼的電子信號處理裝置；或者識別編碼標籤的電子裝置。以及提供編碼標籤的識別，電子商品識別系統可以識別具有附有編碼標籤的商品。雖然給出了本發明的幾個實施例，本利用的技術人員在不脫離本發明的精神和原理的條件下可以對這些實施例進行改變，其範圍由權利要求及其等同物進行限定。權利要求1.一種用於以預先選擇的頻率進行機械共振的磁機械共振電子商品識別系統的編碼標籤，包括從非晶態鐵磁合金帶切割的具有預定長度的多個可延展的磁致伸縮條，該條具有沿帶長方向的曲率，在具有靜偏場的交變磁場的激勵下產生磁機械共振，所述條具有垂直於帶軸的磁各向異性方向，其中至少兩個條用於被磁偏，從而以預先選擇的多個頻率中的單一不同的一個共振。2.權利要求1的編碼標籤，其中標籤條曲率的曲率半徑小於大約100cm。3.權利要求1的編碼標籤，其中通過將磁各向異性方向與帶軸垂直的非晶態磁致伸縮合金帶切割形成具有長寬比大於3的預定長度的矩形條，執行編碼。4.權利要求3的編碼標籤，其中所述條具有從大約3mm到大約15mm的條寬。5.權利要求4的編碼標籤，其中所述條的共振頻率對偏場的斜率從大約4Hz/(A/m)到大約14Hz/(A/m)。6.權利要求4的編碼標籤，其中當條寬是6mm時，條的長度大於約18mm。7.權利要求6的編碼標籤，其中條的磁機械共振頻率小於大約120000Hz。8.權利要求l的編碼標籤，其中非晶態鐵磁合金帶的飽和磁致伸縮在大約8ppm和大約18ppm之間，飽和感應在大約0.7tesla和大約1.ltesla之間。9.權利要求8的編碼標籤，其中非晶態鐵磁合金帶的非晶態鐵磁合金具有基於Fea-Nib-Moc-Bd的組分，其中30^a^43，35^b^48，0Sc<5,14^d^20並且a+b+c+d=100，高達3atom%的Mo可選擇由Co、Cr、Mn和/或Nb代替，高達latom。/。的B可選擇由Si和/或C代替。10.權利要求8的編碼標籤，其中非晶態鐵磁合金帶的非晶態鐵磁合金具有下述中的一種組分Fe40.6Ni401Mo37B151Si05,Fe415Ni38.9Mo41Bi5.5,Fe41.7Ni39.4Mo3.iB15.8,Fe402Ni39.0Mo36B16.6Si06,Fe39.8Ni392Mo3.iB17.6C0.3,Fe36.9Ni4uMo"B17.8，Fe35.6Ni42.6Mo4.oB17.9,Fe40Ni38Mo4B18,或F638.0Ni38.8MO3.9B！9.3。11.權利要求l的編碼標籤，其中編碼標籤包括至少兩個具有不同長度的標籤條。12.權利要求ll的編碼標籤，其中編碼標籤包括5個具有不同長度的標籤條。13.權利要求12的編碼標籤，其中編碼標籤的磁機械共振頻率在大約30000和大約130000Hz之間。14.權利要求13的編碼標籤，其中編碼標籤具有這樣的電子識別範圍，其包括具有兩個標籤條的編碼標籤為高達約1800個獨立的可識別的商品，具有五個標籤條的編碼標籤為高達約115百萬個獨立的可識別的商品。15.權利要求13的編碼標籤，其中編碼標籤具有包括超過115百萬個獨立的可識別的商品的電子識別範圍。16.—種具有對編碼標籤的編碼信息進行解碼功能的電子商品識別系統，該系統包括下述中的至少一個一對對準編碼標籤以可變頻率發射AC激勵場以形成詢問區域的線圏；一對從編碼標籤接收編碼信息的信號檢測線圏；具有帶有軟體的計算機以對編碼標籤上的編碼信息進行解碼的電子信號處理裝置；或者識別編碼標籤的電子裝置，其中編碼標籤以預先選擇的頻率機械共振，編碼標籤包含從非晶態鐵磁合金帶切割的具有預定長度的多個可延展的磁致伸縮條，該條具有沿帶長方向的曲率，在具有靜偏場的交變磁場的激勵下產生磁機械共振，所述條具有垂直於帶軸的磁各向異性方向，其中至少兩個條被磁偏，從而以預先選擇的多個頻率中單一不同的一個共振。17.權利要求1的編碼標籤，其中標籤條曲率的曲率半徑在大約20cm和大約100cm之間。全文摘要本發明提供一種磁機械共振電子商品識別系統中的編碼標籤，包括根據非晶態磁合金帶並具有改善的磁機械共振性能的多個可延展的磁致伸縮元件或條。編碼標籤具有改善磁機械性質的優點，電子商品識別系統使用編碼標籤。改善的可編碼和解碼標籤/識別系統比傳統的系統能夠識別更大量的商品。文檔編號G08B13/12GK101300608SQ200680019383公開日2008年11月5日申請日期2006年3月31日優先權日2005年4月1日發明者A·A·徹斯努特,J·P·韋布,L·希爾,R·J·馬蒂斯,R·哈澤加瓦申請人:梅特格拉斯公司