Патент на изобретение №2332722

(54) ДЕАКТИВАТОР АКУСТОМАГНИТНЫХ МЕТОК

(57) Реферат:

Изобретение относится к магнитным устройствам обнаружения, считывания и деактивации акустомагнитной метки и может быть использовано на предприятиях торговли для подтверждения факта покупки различных товаров. Техническим результатом является создание универсального деактиватора, не требующего дополнительного источника питания, усложнения конструкции контактного деактиватора, но позволяющего работать как в контактном, так и бесконтактном режиме и надежно деактивировать метки. Он достигается за счет того, что в известный деактиватор, например, фирмы Sensormatic, содержащий немагнитный корпус, нижняя часть корпуса которого покрыта пластиной на клеевой основе, а внутри корпуса на подложке из магнитного материала размещены источники постоянного магнитного поля, образующие периодическую многополюсную структуру, выполненую в виде шахматной доски с чередующейся полярностью полюсов определенного размера, и лицевую панель, внесены изменения, а именно: на каждом крайнем полюсе многополюсной структуры, выполненной в виде шахматной доски, перпендикулярно его граням размещены наборы из трех полюсов с чередующейся полярностью, причем два крайних полюса в наборе имеют полярность, противоположную полярности полюса, образующего магнитное поле, выполненное в виде шахматной доски, на котором размещен набор, а полярность центрального полюса набора совпадает с его полярностью. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к магнитным устройствам обнаружения, считывания и деактивации акустомагнитной метки и может быть использовано на предприятиях торговли при идентификации метки или для подтверждения покупки различных товаров, что обеспечивает беспрепятственный проход добросовестного покупателя через антикражные устройства.

По данным некоторых исследований более 70% краж происходит из-за несовершенства технического оборудования. Причем опасность представляют как нечистые на руку покупатели, так и сами сотрудники, знакомые со всеми слабыми местами охранной системы. Чтобы решить эту проблему, необходимо усовершенствование технической стороны системы безопасности торгового предприятия.

Система защиты от несанкционированного выноса товаров состоит из специальных пьедесталов, оснащенных звуковой и световой сигнализацией, установленных в месте контроля, специальных меток, закрепляемых на товаре, и устройств для снятия или деактивации защитных меток.

Один из пьедесталов является приемником, другой передатчиком. Передатчик излучает сигнал на определенной частоте, в строго определенный промежуток времени.

Если в поле действия системы оказывается метка, возникают резонансные колебания. Приемник улавливает резонансные колебания метки, и срабатывает сигнал тревоги. При продаже товара метка деактивируется и при попадании метки в поле системы не возникают ответные резонансные колебания.

Таков общий принцип работы противокражных систем. Те или иные отличия присущи различным технологиям, на основе которых сконструированы системы.

Электронные системы защиты от кражи (ЭЗК) магнитного типа широко известны в технике. В таких системах используется магнитный маркер со специфическим нелинейным откликом, который прикрепляется к защищаемому предмету. Переменное магнитное поле генерируется системой антенн в зоне контроля. Если предмет, несущий на себе маркер (метку), проносят через эту зону, то возникают возмущения магнитного поля. Эти возмущения воспринимаются катушками приемной антенны, и соответствующие электрические сигналы анализируются блоком обнаружения. При определенном виде сигнала включается сигнализация.

Современные тенденции в предотвращении краж в магазинах выражаются в использовании небольших, тонких и гибких маркеров при максимально достижимой ширине прохода, что требует от системы наивысшей чувствительности в жестких условиях сильных помех в данной торговой точке. К тому же быстрое развитие технологий защитной маркировки при производстве делает желательной способность системы ЭЗК работать с разными типами маркеров, будь это маркеры “гармонического” типа, как в Мето (Meto), или Баркгаузеновского типа, как в Сенсоматик (Sensormatic), или другие применяемые маркеры (метки, ярлыки, этикетки и т.п.).

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что под метками понимаются маркеры, этикетки, бирки, ярлыки или другие специальные метки, используемые для защиты товаров.

Известны электромагнитные, радиочастотные, акустомагнитные и радиомагнитные деактиваторы, которые отличаются по принципу действия и конструкции. Сведения о них содержатся в статье «Найти и обезвредить» (автор Ольга Крыкова, «Оборудование», 2005 – №5), а также в Интернете на сайтах фирм-производителей, например www.akvilona.ru и др.

Деактиваторы электромагнитных меток (этикеток) представляют собой мощный магнит, который работает стационарно и не требует подключения к сети. Размер магнита всецело зависит от производителя. Например, компания Gateway выпускает пластины стандартных размеров 285×125 мм, 305×253 мм, 305×253 мм; Checkpoint Meto – 264×120 мм. Для того чтобы деактивировать этикетку, ее нужно поместить в магнитное поле, излучаемое деактиватором. Чем сильнее магнитное поле и чем дольше этикетка в нем находится, тем больше вероятность деактивации метки.

При уменьшении габаритов электромагнитной системы для создания мощного электромагнитного поля для деактивации меток требуется дополнительный источник для формирования мощного импульса тока (до 120 А), намагничивающего метку.

Это можно достичь за счет разряда конденсатора (ров) источника электропитания. Время между разрядом и зарядом конденсаторов может достигать несколько секунд, что снижает эффективность работы кассового узла.

Кроме того, к недостаткам деактиваторов электромагнитной системы относят:

– относительно высокую цену систем;

– возможность влияния антенн на рядом стоящие кассовые мониторы с электроннолучевой трубкой.

Радиочастотные деактиваторы представляют собой блок управления и панель, внутри которой находится контур. Попадая в зону действия контура, метка деактивируется. Оборудование работает от сети. Для удобства деактивации контур можно встроить в сканер, и при сканировании штрих-кода одновременно будет происходить деактивация этикетки. Радиочастотные деактиваторы бесконтактны и работают на расстоянии до 20-25 см. При встраивании зона деактивации уменьшается до 10-15 см, так как корпус сканера зачастую содержит металлические элементы, снижающие эффективность работы радиочастотной системы. Чтобы этикетка попала в зону деактивации при сканировании, сотрудники магазина стараются наклеивать ее вблизи штрих-кода. Однако не все модели сканеров позволяют встроить радиочастотный деактиватор.

К недостаткам этой системы следует отнести обязательное наличие источника электропитания и необходимость экранирования кассовых аппаратов от наводок радиочастотного контура.

Радиомагнитная технология не имеет «своего» деактиватора. При использовании этой противокражной системы супермаркет может использовать как электромагнитные, так и радиочастотные бирки. Следовательно, деактивировать нужно и те и другие. Однако деактиватор, способный деактивировать этикетки (метки) разных технологий, еще не изобрели, поэтому в магазинах, установивших радиомагнитные ворота, используются два деактиватора. При этом кассир должен безошибочно определять, какой деактиватор «убивает» ту или иную метку, так как ошибка при деактивации может привести к нежелательным последствиям.

Акустомагнитная технология имеет самый большой выбор деактиваторов, т.к. противокражные системы этого типа нашли наибольшее применение при продаже широкого ассортимента товаров и услуг, преимущественно в супермаркетах.

Акустомагнитные системы разработаны, запатентованы и производились исключительно американской фирмой Sensormatic. Однако несколько лет назад их монополия была нарушена американской компанией WG, которая в прошлом году вышла на российский рынок. Вслед за WG пытаются производить акустомагнитные системы и другие производители. Разумеется, Sensormatic по-прежнему остается брендом номер один.

Акустомагнитные системы имеют целый ряд преимуществ: самый высокий коэффициент срабатывания, самая большая ширина защищаемого прохода, минимальная экранируемость металлом и телом человека, отсутствие ложных срабатываний, исключительно высокая надежность. Защитная этикетка размером 1,8×10×40 мм может клеиться в корешок книги или на внутреннюю сторону обложки, одежды, обуви, аптекарских товаров и т.д.

Система полностью совместима со всеми типами меток, выпускаемых для акустомагнитных систем. Большой ассортимент защитных меток, деактиваторов и прочих аксессуаров позволяет максимально оптимизировать систему под конкретное применение.

Метка акустомагнитной системы устроена следующим образом: в электроизоляционный пенал, выполненный из немагнитного материала, помещается пластина, имеющая высокие магнитострикционные свойства. Как известно, заметные магнитострикционные свойства материала проявляются при приложении к магнитострикционной пластине постоянного магнитного поля (в постоянном магнитном поле константа магнитострикции достигает наибольших значений). Для создания постоянного магнитного поля используется магнитная система, представляющая собой пластины, подобные магнитострикционным, но изготовленные из магнитожесткого материала, сохраняющего намагниченность после намагничивания.

При облучении магнитострикционнй ленты, находящейся в постоянном магнитном поле, импульсом внешнего магнитного поля магнитострикционная лента начинает механически деформироваться и излучать акустические колебания на некоторой частоте, определяемой ее размерами. Это звучание схоже с теми, что наблюдаются в камертоне, и продолжается и после прекращения возбуждения.

Эти колебания на акустической частоте, продолжающиеся и после окончания импульса возбуждения, улавливаются приемной антенной. Появление сигнала приемной антенны должно служить признаком несанкционированного продвижения мимо антенны объекта, защищаемого акустомагнитной меткой. Если защищаемый акустомагнитной меткой объект может быть вынесен, то акустомагнитная метка должна быть деактивирована. Ненадежная деактивация метки крайне нежелательна, что делает требования к работе устройства деактивации очень жесткими.

Для того чтобы деактивировать акустомагнитную метку, применяют магнитные и электромагнитные системы, воздействующие на источник постоянного магнитного поля (магнитную систему) акустомагнитной метки.

Фирма Sensormatic, являющаяся мировым лидером в производстве противокражных систем и комплексных решений проблем безопасности, выпускает различные модели акустомагнитных деактиваторов. Деактиваторы в виде штампа предназначены для магазинов с небольшой проходимостью, так как каждая метка на товаре требует приложения усилий кассира для ее деактивации. Выпускается модель, представляющая собой магнитный коврик толщиной около 5 мм, который приклеивается к кассовому боксу. Чтобы деактивировать этикетку, кассир должен приложить ее к коврику.

Широкое применение нашел деактиватор мультимедийный, он также выполнен в виде настольного коврика, но предназначен для деактивации акустомагнитных меток на аудио- и видеоносителях. Если на обычный акустомагнитный коврик положить кассету, то при деактивации вероятность ее размагничивания очень мала. Но если оставить кассету на коврике на час, то теоретически она может размагнититься. Поэтому, чтобы кассир случайно не забыл кассету на деактиваторе, лучше использовать специальный коврик, хотя в регионах есть несколько торговых сетей, продающих аудио- и видеопродукцию, которые используют обычный магнитный деактиватор».

Бесконтактные акустомагнитные деактиваторы производят только две компании – Sensormatic и WG Security. Причем принцип их работы во многом отличается.

Деактиватор Sensormatic обнаруживает этикетку и только после этого создает электромагнитное поле и деактивирует метку. Обнаружив этикетку, система при деактивации подает звуковой сигнал. Благодаря тому, что электромагнитное поле непостоянно, деактиватор не наносит вреда магнитным картам, например дисконтным.

Деактиватор Sensormatic запатентован производителем, запатентована и мультимедийная функция. Этим деактиваторам присущи недостатки электромагнитной технологии, указанные выше.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению являются акустомагнитные деактиваторы производства Sensormatic, которые состоят из блока и панели. Они отличаются по размеру (чем больше панель, тем мощнее деактиватор и тем больше высота деактивации), имеют разный крепеж для разных моделей кассовых боксов. В гипер- и супермаркетах с большой проходимостью деактиватор встраивается в конвейер на кассе, что облегчает работу кассира. Сотрудник магазина передает товар по конвейеру, и акустомагнитная метка, попадая в зону деактивации, деактивируется.

В корпусе блока на металлической подложке размещены постоянные магниты, образующие магнитное поле необходимой величины.

Для выявления структуры магнитного поля деактиватора была использована оптическая пластинка. В результате выяснилось, что магнитные системы деактиваторов на постоянных магнитах (контактные деактиваторы) фирмы Sensormatic нашли широкое применение в российских супермаркетах и крупных магазинах.

Они представляют собой многополюсные конструкции с чередующими магнитными полюсами в виде шахматной доски. Размеры каждого полюса составляют 6*6 мм². Набор из постоянных магнитов с указанным размером полюсов размещен в немагнитном корпусе и закрыт декоративной панелью. Основным недостатком контактных деактиваторов является то, что для дезактивации меток приходится несколько раз проводить метку по поверхности деактиватора, чтобы его размагнитить за счет изменения направленности магнитного поля.

Однако это требует времени и снижает количество обслуживаемых покупателей в единицу времени, а также не обеспечивает уверенности в полной дезактивации метки, что приводит к конфликту магазина с покупателем.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание универсального деактиватора, не требующего дополнительного источника питания, усложнения конструкции контактного деактиватора, но позволяющего работать как в контактном, так и бесконтактном режиме и надежно деактивировать метки.

Технический результат достигается за счет того, что в известный деактиватор, например, фирмы Sensormatic, содержащий немагнитный корпус, нижняя часть корпуса которого покрыта пластиной на клеевой основе, а внутри корпуса на подложке из магнитного материала размещены источники постоянного магнитного поля, образующие периодическую многополюсную структуру, выполненую в виде шахматного доски с чередующейся полярностью полюсов определенного размера, и лицевую панель, внесены изменения, а именно:

– размеры каждого из полюсов многополюсной структуры, выполненной в виде шахматной доски, образующей магнитное поле, должны находиться в пределах 14·14-16·16 мм;

– на каждом крайнем полюсе многополюсной структуры, выполненной в виде шахматной доски, перпендикулярно его граням размещены наборы из трех полюсов с чередующейся полярностью, причем два крайних полюса в наборе имеют полярность, противоположную полярности полюса, образующего магнитное поле, выполненное в виде шахматной доски, на котором размещен набор, а полярность центрального полюса набора совпадает с его полярностью;

– высота крайних полюсов набора равна высоте полюса многополюсной структуры, выполненной в виде шахматной доски, а высота центрального полюса равна половине высоты, а ширина чередующихся полюсов набора равна трети высоты;

– в качестве источника магнитного поля могут быть использованы как комплекты из плоских или цилиндрических постоянных магнитов с указанными размерами полюсов, так и магнитопласты и магнитоэластопласты, намагниченные таким образом, что полюса, образующие магнитное поле, выполненное в виде шахматной доски, и дополнительное (пограничное) – по ее краям, находятся в пределах указанных размеров.

Нашими исследованиями установлено, что для изменения магнитного состояния (намагничивания или размагничивания) магнитожесткой ленты, создающей постоянное магнитное поле, необходимо приложение магнитных полей величиной 100…120 эрстед.

Авторами проведены исследования по определению распределения магнитных полей деактиватора в зависимости от величины магнитного полюса. Результаты этих исследований приведены на фиг 1.

Из фиг.1 видно, что для полюса с размерами 6·6 мм деактивация акустомагнитных меток должна наблюдаться вплоть до 4 мм удаления от поверхности деактиватора (на фиг.1 приведена граница области размагничивания).

Однако наши исследования показали, что зона деактивации по высоте от поверхности деактиватора с размером магнитного полюса 6·6 мм не превышает 1-1,5 миллиметров, следовательно, такой деактиватор может быть только контактного типа.

Для нейтрализации акустомагнитной метки деактиватором такой конструкции требуется обеспечение движения метки по рабочей поверхности деактиватора.

Для деактиваторов с величиной магнитного полюса 6·6 мм высока зависимость качества деактивации от вариации магнитных параметров источника магнитного поля. При этом если магнитные характеристики материала источника магнитного поля ниже нормы, то зона деактивации уменьшается и может либо потребоваться несколько раз провести меткой по поверхности деактиватора, либо нейтрализация метки вообще не произойдет. Если магнитные характеристики материала источника магнитного поля будут выше нормы, то наблюдается намагничивание метки при продвижении ее через край рабочей поверхности деактиватора.

С увеличением размера полюса величины полей убывают, а зона полей, превышающих поле размагничивания, увеличивается.

Исходя из проведенных исследований, следует ожидать, что деактиватор с размером магнитного полюса 10·10 мм будет эффективен в зоне до 5 мм, а деактиватор с полюсом 18·18 мм – до 8 мм.

Однако проведенные авторами испытания показали, что размер зоны деактивации по высоте удаления от поверхности деактиватора подчиняется иным закономерностям, отличающимся от расчетных.

На фиг.2 приведены результаты исследований зависимости размера зоны деактивации от размера полюса деактиватора.

Как видно из фиг.2, при размере полюса магнита деактиватора от 14·14 мм до 16·16 мм наблюдается максимум размера зоны деактивации акустомагнитных меток.

С целью избежания намагничевания метки в крайних зонах магнитного поля пришлось изменить структуру магнитных полюсов в этих зонах. Для обеспечения необходимой периодичности структуры магнитного поля пришлось его разделить на две периодические структуры: основную – с полюсами с чередующейся полярностью, в виде шахматной доски, и пограничную периодическую структуру, образованную наборами, включающими три полюса с чередующейся полярностью.

Порядок следования магнитных полюсов пограничной структуры определяется основной структурой, причем против середины, например, северного полюса основной структуры располагается так же северный полюс, имеющий размер вдоль полюса регулярной структуры в 1/3 от размера полюса основной структуры, а размер в перпендикулярном направлении в 1/2 размера полюса основной структуры. Кроме того, в периодически повторяющийся фрагмент этого орнамента входят еще два, но уже южных полюса с размерами полюса вдоль полюса основной структуры в 1/3 от размера полюса основной структуры, а размер в перпендикулярном направлении равен размеру полюса основной структуры.

Аналогично формируются полюса пограничной структуры и у южных полюсов основной структуры.

Использование такого пограничного орнамента гарантирует деактивацию акустомагнитных меток при перемещении последних в любом направлении по поверхности деактиватора и даже с выносом за границу деактиватора.

Размеры полюсов набора были определены эмперическим путем на основании результатов многочисленных испытаний опытных образцов деактиваторов.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано фигурами 1-5.

На фиг.1 показана зависимость величины магнитного поля при удалении от магнитного полюса различного размера.

На фиг.2 приведена зависимость величины зоны деактивации от размеров полюсов источника магнитного поля.

На фиг.3 приведен вид магнитного поля, образованного постоянными магнитами с размерами полюсов 6·6, т.е. по прототипу.

На фиг.4 приведена конструкция предлагаемого деактиватора.

На рис.5 показана конфигурация магнитного поля предлагаемого деактиватора.

Описание фиг.1-3 было приведено выше, поэтому не требует дополнительных пояснений.

Предлагаемое устройство для деактивации акустомагнитных меток (фиг.4) представляет собой корпус 1, выполненный из немагнитного материала, в котором на ферромагнитной подложке – пластине 2, расположенной на дне корпуса, размещены источники магнитного поля 3. В качестве источника магнитного поля могут выступать квадратные постоянные магниты с размерами от 14·14 мм до 16·16 мм или дисковые магниты с диаметром от 14 мм до 16 мм, расположенные в корпусе так, чтобы образовывать многополюсную структуру, с чередующейся полярностью полюсов. Кроме того, в качестве источника магнитного поля могут использоваться многополюсно с чередующейся полярностью, намагниченные пластины из магнитопласта или магнитоэласта с размерами каждого полюса от 14·14 мм до 16·16 мм в основной части магнитного поля и соответствующими размерами пограничного магнитного поля.

На верхнюю лицевую поверхность устройства помещается декоративная панель 4, а на нижнюю поверхность – специальная пластина 5 с клеевым слоем для закрепления устройства на рабочем столе.

На фиг.5 показана конфигурация магнитного поля деактиватора, состоящая из основного 6 и приграничного полей 7, образованных как многополюсные структуры с чередующейся полярностью полюсов и соответствующим расположением и размерами полюсов источников магнитного поля.

Основное магнитное поле 6 выполнено аналогично, как в прототипе, т.е. в виде щахматной доски, а пограничное 7 – в виде окантовки основного магнитного поля, образовано наборами из трех полюсов с чередующейся полярностью и размерами, зависящими от размеров полюсов основного магнитного поля.

Порядок следования магнитных полюсов пограничной структуры был описан выше.

Деактиватор работает следующим образом.

Предлагаемое устройство позволяет деактивировать (нейтрализовать) акустомагнитные метки как контактным, так и бесконтактным образом.

В первом случае объект, защищаемый акустомагнитной меткой, которая должна быть деактивирована, помещается на рабочую поверхность деактиватора таким образом, чтобы метка касалась рабочей поверхности деактиватора. При этом совершенно необязательно требование перемещения объекта с меткой по поверхности деактиватора. Для нейтрализации метки достаточно положить объект на рабочую поверхность и снять его.

Во втором случае – бесконтактная деактивация, достаточно попадания акустомагнитной метки в слой до семи миллиметров над рабочей поверхностью деактиватора, что позволяет спрятать метку внутрь упаковки охраняемого объекта.

Преимущество предлагаемого деактиватора заключаются в том, что:

– без усложнения конструкции удалось повысить надежность деактивации меток за счет ликвидации пограничных эффектов при выносе метки за края деактиватора;

– он является универсальным, т.к. позволяет работать как в контактном режиме, так и в бесконтактном, без снижения надежности деактивации метки;

– за счет расширения ассортимента источников магнитного поля удалось оптимизировать соотношение цена/качество.

В настоящее время опытные образцы деактиваторов проходят проверку в различных супермаркетах в нескольких регионах России.

Формула изобретения

1. Деактиватор акустомагнитных меток, содержащий корпус из немагнитного материала, нижняя часть корпуса покрыта пластиной на клеевой основе, а внутри корпуса на подложке из ферромагнитного материала размещены источники постоянного магнитного поля, образующие периодическую многополюсную структуру с чередующейся полярностью полюсов определенного размера, в виде шахматной доски и лицевую панель, отличающийся тем, что размеры каждого полюса многополюсной структуры, выполненной в виде шахматной доски, находятся в пределах 14×14-16×16 мм, а на каждом крайнем полюсе шахматной доски перпендикулярно его граням размещены наборы из трех полюсов с чередующейся полярностью, причем два крайних полюса в наборе имеют полярность, противоположную полярности полюса магнитного поля, выполненного в виде шахматной доски, на котором размещен набор, а полярность центрального полюса набора совпадает с его полярностью.

2. Деактиватор акустомагнитных меток по п.1, отличающийся тем, что высота крайних полюсов каждого набора равна высоте полюса магнитного поля, выполненного в виде шахматной доски, высота центрального полюса набора равна половине высоты, а ширина каждого из полюсов набора равна трети высоты.

3. Деактиватор акустомагнитных меток по п.1, отличающийся тем, что источник периодического постоянного магнитного поля, образующего многополюсную структуру, выполненную в виде шахматной доски, образован набором квадратных или дисковых постоянных магнитов с размерами полюсов 14×14-16×16 или диаметром 14-16 мм.

4. Деактиватор акустомагнитных меток по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника периодического постоянного магнитного поля, образующего многополюсную структуру с чередующейся полярностью полюсов, использованы магнитопласты или магнитоэласты, намагниченные таким образом, что на их поверхности образуется периодическая многополюсная структура с чередующейся полярностью и размерами полюсов по п.1.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.01.2009

Извещение опубликовано: 27.05.2010 БИ: 15/2010