DE602005003687T2

DE602005003687T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer externen Quelle

Info

Publication number: DE602005003687T2
Application number: DE602005003687T
Authority: DE
Inventors: Ming-Ren Lian; Gary Mark Shafer; Hubert A. Patterson
Original assignee: Sensormatic Electronics Corp
Current assignee: Sensormatic Electronics LLC
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2025-02-11
Also published as: DE602005003687D1; ATE381083T1; CA2497220A1; EP1564702B1; US7142113B2; EP1564702A1; US20050179543A1; CA2497220C

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Monitorsystem kann dafür entworfen werden, Änderungen bei einem überwachten Bereich oder Gegenstand zu überwachen und zu detektieren. Beispielsweise kann ein Überwachungssystem als Teil eines Sicherheitssystems verwendet werden. Das Sicherheitssystem kann eine Detektierungseinrichtung verwenden, um Änderungen in einem überwachten Bereich wie etwa einem Heim oder Büro zu bestimmen. Die Detektierungseinrichtung kann beispielsweise so konfiguriert sein, daß sie bestimmt, ob eine Tür offen oder geschlossen ist. Bei einem weiteren Beispiel kann die Detektierungseinrichtung so konfiguriert sein, daß sie bestimmt, ob eine Tür verriegelt oder entriegelt ist. Bei noch einem weiteren Beispiel kann die Detektierungseinrichtung konfiguriert sein, die Anwesenheit eines Analyten wie etwa einer Chemikalie oder Gas zu bestimmen.
Aus WO 03/050490 ist eine Anordnung zum Beobachten eines Zustands und von Änderungen eines Zustands von Umgebungen einschließlich einer oder mehrerer Detektierungseinheiten bekannt, die Mittel aufweisen zum Senden und Empfangen von Energie und Mittel zum Beobachten gewisser Charakteristiken empfangener Energie. Diese Anordnung enthält eine Schwingungseinheit zum Erzeugen eines Schwingungssignals unter einem Marker, wobei der Schwingkreis eine Charakteristik des Schwingungssignals als Reaktion auf eine externe Quelle modifiziert, und einen Sensor zum Empfangen des Schwingungssignals, Detektieren dieser Modifikation und Erzeugen eines Detektierungsausgangssignals entsprechend der Detektion. Diese bekannte Anordnung verwendet Detektierungseinheiten und Wandlereinrichtungen, die getrennte Gegenstände sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen von WO 03/050490 A2 zur Verwendung für die oben erwähnten Beispiele.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der als die Ausführungsformen angesehene Gegenstand wird in dem abschließenden Teil der Spezifikation besonders hervorgehoben und deutlich beansprucht. Die Ausführungsformen jedoch, sowohl hinsichtlich Organisation als auch Arbeitsverfahren, können zusammen mit Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung bei Lektüre mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden. Es zeigen:
1 ein Überwachungssystem, das sich zum Ausüben einer Ausführungsform eignet;
2 ein Blockdiagramm eines Detektors gemäß einer Ausführungsform;
3 ein Blockflußdiagramm der von einem Detektor gemäß einer Ausführungsform durchgeführten Programmierlogik;
4 eine Schaltung zum Implementieren eines Detektors gemäß einer Ausführungsform;
5 einen Graphen der Einschaltcharakteristiken als Funktion der Verstärker-Verstärkung gemäß einer Ausführungsform;
6 einen Graphen der Resonanzfrequenzen eines Oszillatormoduls und Komponentenmarker gemäß einer Ausführungsform;
7 einen Graphen der magnetischen Amplitude eines Markers gemäß einer Ausführungsform;
8 einen Graphen der Ausgangsspannung eines Schwingungsmoduls als Funktion der Gleichstrom-(DC)-Magnetfeldstärke gemäß einer Ausführungsform und
9 ein Implementierungsbeispiel eines Detektors gemäß einer Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen können ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verwenden eines Markers zum Detektieren von Änderungen in den Marker umgebenden Umgebungsbedingungen betreffen. Der Marker kann beispielsweise einen in einem Sicherheitsetikett einer elektronischen Artikelsicherung (EAS) verwendeten Marker umfassen. Der Marker kann mit einer als „Resonanzfrequenz" bezeichneten gewissen Frequenz schwingen. Die Resonanzfrequenz kann in Abhängigkeit einer Reihe von Faktoren wie etwa Magnetfeldstärke, beladenes Gewicht, Beanspruchung, Temperatur und so weiter variieren. Nachdem die Resonanzfrequenz des Markers festgelegt worden ist, können Variationen bei der Resonanzfrequenz zu einer Änderung in einer oder mehreren Umgebungsbedingungen in der Umgebung des Markers korreliert werden.
Bei einer Ausführungsform beispielsweise kann ein Schwingkreis konfiguriert sein, unter Verwendung eines Markers ein Schwingungssignal zu erzeugen. Der Schwingkreis kann eine Charakteristik des Schwingungssignals als Reaktion auf eine externe Quelle modifizieren. Die externe Quelle kann ein Objekt oder eine physikalische Charakteristik der Umgebung umfassen. Ein oder mehrere Sensoren können konfiguriert sein, das Schwingungssignal zu empfangen und etwaige Modifikationen an dem Schwingungssignal zu detektieren. Der oder die Sensoren können ein Detektierungsausgangssignal gemäß der detektierten Modifikation erzeugen.
Es können hierin zahlreiche spezifische Details dargelegt werden, um ein eingehendes Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung zu vermitteln. Der Fachmann versteht jedoch, daß die Ausführungsformen der Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Fällen sind wohlbekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltungen nicht ausführlich beschrieben worden, damit nicht die Ausführungsformen der Erfindung verdunkelt werden. Es versteht sich, daß. hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Details repräsentativ sein können und den Schutzbereich der Erfindung nicht notwendigerweise beschränken.
Es ist Wert anzumerken, daß jede Referenz in der Spezifikation auf „eine Ausführungsform" bedeutet, daß ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Charakteristik, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Das Auftreten des Ausdrucks „in einer Ausführungsform" an verschiedenen Stellen in der Spezifikation bezieht sich nicht notwendigerweise immer auf die gleiche Ausführungsform.
Nunmehr ausführlich auf die Zeichnungen bezugnehmend, wo gleiche Teile insgesamt durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet werden, ist in 1 ein für das Praktizieren einer Ausführungsform geeignetes Überwachungssystem dargestellt. 1 ist ein Blockdiagramm eines Überwachungssystems 100. Das Überwachungssystem 100 kann mehrer Knoten umfassen. Der Ausdruck „Knoten", wie er hierin verwendet wird, kann sich auf ein System, ein Element, ein Modul, eine Komponente, eine Platine oder eine Einrichtung beziehen, die ein Informationen darstellendes Signal verarbeiten können. Das Signal kann beispielsweise ein elektrisches Signal, ein optisches, ein akustisches Signal, ein chemisches Signal und so weiter sein. Die Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht beschränkt.
Wie in 1 gezeigt, kann das Überwachungssystem 100 eine externe Quelle 102, einen Detektor 106 und ein Alarmsystem 108 umfassen. Wenngleich 1 eine begrenzte Anzahl von Knoten zeigt, versteht sich, daß im Überwachungssystem 100 eine beliebige Anzahl von Knoten verwendet werden kann. Die Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht beschränkt.
Bei einer Ausführungsform kann das Überwachungssystem 100 eine externe Quelle 102 umfassen. Die externe Quelle 102 kann ein Objekt oder eine physikalische Charakteristik der Umgebung innerhalb einer gegebenen Nähe oder eines gegebenen Bereichs des Detektors 106 umfassen. Beispielsweise kann die externe Quelle 102 ein Objekt wie etwa eine Menge an Metall, einen Magneten und so weiter umfassen. Bei einem weiteren Beispiel kann die externe Quelle 102 eine physikalische Charakteristik oder einen Umgebungszustand des Umfeldes wie etwa Temperatur, chemische Zusammensetzung, Magnetfeldstärke, Beanspruchung, Druck und so weiter umfassen. Die Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht beschränkt.
Bei einer Ausführungsform kann das Überwachungssystem 100 einen Detektor 106 umfassen. Der Detektor 106 kann eine Detektierungseinrichtung sein, die konfiguriert ist, die externe Quelle 102 zu detektieren. Beispielsweise kann der Detektor 106 einen Metalldetektor zum Detektieren einer gewissen Art und Menge von Metall umfassen. Bei einem weiteren Beispiel kann der Detektor 106 konfiguriert sein, Änderungen bei einem Gleichstrom-(DC)- oder Wechselstrom-(AC)-Magnetfeld zu detektieren. Bei noch einem weiteren Beispiel kann der Detektor 106 ein chemischer Detektor zum Detektieren der Anwesenheit einer bestimmten Chemikalie oder eines bestimmten Gases sein. Bei einem weiteren Beispiel kann der Detektor 106 ein Temperaturdetektor sein. Die Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht beschränkt.
Bei einer Ausführungsform kann das Überwachungssystem 100 ein Alarmsystem 108 umfassen. Das Alarmsystem 108 kann jede Art von Alarmsystem umfassen, um als Reaktion auf ein Alarmsignal einen Alarm zu liefern. Das Alarmsignal kann beispielsweise vom Detektor 106 empfangen werden. Das Alarmsystem 108 kann eine Benutzerschnittstelle zum Programmieren von Bedingungen oder Regeln zum Auslösen eines Alarms umfassen. Beispiele des Alarms können einen hörbaren Alarm wie etwa eine Sirene oder Glocke, einen visuellen Alarm wie etwa blinkende Lichter oder einen stummen Alarm umfassen. Ein stummer Alarm kann beispielsweise einen nicht hörbaren Alarm wie etwa eine Nachricht an ein Überwachungssystem für eine Sicherheitsfirma umfassen. Die Nachricht kann über ein Computernetz, ein Telefonnetz, ein Paging-Netz und so weiter geschickt werden. Die Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht beschränkt.
Im allgemeinen Betrieb kann das Überwachungssystem 100 zum Überwachen und Detektieren von Änderungen bei einer oder mehreren Umgebungsbedingungen des den Detektor 106 umgebenden Umfelds verwendet werden. Beispielsweise kann der Detektor 106 konfiguriert sein, durch die externe Quelle 102 verursachte Änderungen zu detektieren. Der Detektor 106 kann solche Änderungen innerhalb eines gegebenen Bereichs oder einer gegebenen Nähe des Detektors 106 detektieren. Der Bereich des Detektors 106 kann für eine gegebene Implementierung, wie durch Linie 104 mit einem Abstand D dargestellt, zunehmen oder abnehmen. Nachdem der Detektor 106 eine von der externen Quelle 102 verursachte Änderung detektiert, kann der Detektor 106 ein Detektierungsausgangssignal an das Alarmsystem 108 ausgeben. Das Alarmsystem 108 kann konfiguriert sein, einen Bediener oder Benutzer über die Änderung bei der externen Quelle 102 zu warnen.
2 kann ein System gemäß einer Ausführungsform darstellen. 2 kann ein System 200 darstellen. Das System 200 kann repräsentativ beispielsweise für den Detektor 106 sein. Das System 200 kann ein oder mehrere Module umfassen. Wenngleich die Ausführungsform zur Erleichterung der Beschreibung im Hinblick auf „Module" beschrieben worden ist, könnten für eines, mehrere oder alle der Module eine oder mehrere Schaltungen, Komponenten, Register, Prozessoren, Softwaresubroutinen oder eine beliebige Kombination davon substituiert werden. Die Ausführungsformen sind in diesem Kontext nicht beschränkt.
Wie in 2 gezeigt, kann das System 200 ein Schwingungsmodul 202, ein Modul 204 zur automatischen Verstärkungsregelung (AGC – Automatic Gain Control), ein Sensormodul 206 und ein Sensormodul 208 umfassen. Obwohl 2 eine begrenzte Anzahl von Modulen zeigt, versteht sich, daß im System 200 eine beliebige Anzahl von Modulen verwendet werden kann.
Bei einer Ausführungsform kann das System 200 das Schwingungsmodul 202 umfassen. Das Schwingungsmodul 202 kann konfiguriert sein, ein auf die Resonanzfrequenz eines Markers abgestimmtes Schwingungssignal auszugeben. Das Schwingungsmodul 202 kann eine Charakteristik des Schwingungssignals als Reaktion auf die externe Quelle 102 modifizieren. Beispielsweise kann die Charakteristik eine Frequenzkomponente des Schwingungssignals sein. Bei einem anderen Beispiel kann die Charakteristik eine Amplitudenkomponente des Schwingungssignals sein. Folglich können Änderungen bei der externen Quelle 102 Änderungen bei der Frequenz oder Amplitude des Schwingungssignals von dem Schwingungsmodul 202 verursachen.
Bei einer Ausführungsform kann das System 200 ein oder mehrere Sensormodule wie etwa Sensormodul 206 und Sensormodul 208 umfassen. Die Sensormodule können konfiguriert sein, Änderungen an einer oder mehreren Charakteristiken des vom Schwingungsmodul 202 empfangenen Schwingungssignals zu detektieren. Beispielsweise kann der Sensor 206 konfiguriert sein, Frequenzänderungen im Schwingungssignal zu detektieren. Bei einem weiteren Beispiel kann der Sensor 208 konfiguriert sein, Amplitudenänderungen beim Schwingungssignal zu detektieren. Nachdem die Sensormodule eine Änderungen bei den überwachten Charakteristiken detektieren, können die Sensormodule ein Detektierungsausgangssignal ausgeben, um anzuzeigen, daß eine Änderung eingetreten ist.
Bei einer Ausführungsform kann das System 200 ein AGC-Modul 204 umfassen. Das AGC-Modul 204 kann konfiguriert sein, das Ausmaß des für ein oder mehrere Signale des Schwingungsmoduls 202 verwendeten Verstärkungsfaktors automatisch zu regeln. Die AGC 204 kann ein Ausgangssignal von dem Schwingungsmodul 202 empfangen, ein Ausmaß der Verstärkung für das Ausgangsignal bestimmen und ein Verstärkungsregelsignal gemäß der Bestimmung ausgeben. Das Schwingungsmodul 202 kann das Verstärkungssteuersignal empfangen und das Ausmaß der Verstärkung für ein oder mehrere vom Schwingungsmodul 202 verwendete Signale modifizieren.
Beim allgemeinen Betrieb kann das System 200 konfiguriert sein, eine Änderung bei der externen Quelle 102 zu detektieren. Das Schwingungsmodul 202 kann ein die Resonanzfrequenz eines Markers widerspiegelndes Schwingungssignal ausgeben. Das AGC-Modul 204 kann dazu beitragen, das Ausmaß der Verstärkung nachzustellen, die benötigt wird, um das entsprechende Schwingungssignal zu erzeugen. Änderungen bei der externen Quelle 102 können die Resonanzfrequenz des Markers beeinflussen und dadurch eine Änderung bei einer oder mehreren Charakteristiken des Schwingungssignals vom Schwingungsmodul 202 verursachen. Die Sensormodule 206 und 208 können konfiguriert sein, die Änderung bei den Charakteristiken zu detektieren und ein die jeweiligen Änderungen darstellendes Detektierungsausgangsignal auszugeben. Anhand der Detektierungsausgangssignale kann eine Mitteilung hinsichtlich der Änderung über das Alarmsystem 108 vorgenommen werden, als Beispiel. Auf diese Weise kann ein Benutzer Änderungen in einer entfernten Umgebung aus der Ferne überwachen, wo beispielsweise ein Sicherheitssystem, das konfiguriert ist, beispielsweise ein Heim oder ein Büro zu überwachen.
3 veranschaulicht eine Programmierlogik für einen Detektor gemäß einer Ausführungsform. Obwohl 3, wie hierin vorgestellt, eine bestimmte Programmierlogik enthalten kann, versteht sich, das die Programmierlogik lediglich ein Beispiel dafür liefert, wie die hierin beschriebene allgemeine Funktionalität implementiert werden kann. Zudem muß die angegebene Programmierlogik nicht notwendigerweise in der vorgelegten Reihenfolge ausgeführt werden, sofern nicht etwas anderes angegeben ist. Außerdem versteht sich, obwohl die angegebene Programmierlogik hierin so beschrieben sein kann, so daß sie in den oben erwähnten Modulen implementiert wird, daß die Programmierlogik überall innerhalb des Systems implementiert werden und immer noch in den Schutzbereich der Ausführungsformen fallen kann.
3 veranschaulicht eine Programmierlogik 300, die für die Operationen repräsentativ sein kann, die von einem Detektor gemäß einer Ausführungsform ausgeführt werden. Wie in der Programmierlogik 300 gezeigt, kann ein Schwingungssignal unter Verwendung eines Markers bei Block 302 erzeugt werden. Mindestens eine Charakteristik des Schwingungssignals kann als Reaktion auf eine externe Quelle bei Block 304 modifiziert werden. Die Modifikation der Charakteristik kann bei Block 306 detektiert werden. Ein Detektierungsausgangssignal kann bei Block 308 erzeugt werden.
Bei einer Ausführungsform kann das Schwingungssignal von einem Schwingungsmodul wie etwa dem Schwingungsmodul 202 erzeugt werden. Das Schwingungsmodul 202 kann ein AC-Magnetfeld erzeugen. Das AC-Magnetfeld kann einen Marker dahingehend stimulieren, ein Markersignal zu erzeugen. Das Markersignal kann empfangen und verstärkt werden, um ein verstärktes Signal zu bilden. Das AC-Magnetfeld kann als Reaktion auf das verstärkte Signal vergrößert werden. Diese Schleife zum kontinuierlichen Verstärken des Markersignals kann durchgeführt werden, bis der Verstärkungsfaktor für das verstärkte Signal einen vorbestimmten Schwellwert zum Bilden des entsprechenden Schwingungssignals erreicht. Das entsprechende Schwingungssignal kann ein Schwingungssignal mit einer Frequenz sein, die im wesentlichen einer Frequenz für das Markersignal entspricht, als Beispiel.
4 ist eine Schaltung zum Implementieren eines Detektors gemäß einer Ausführungsform. 4 kann eine Schaltung 400 veranschaulichen. Die Schaltung 400 kann beispielsweise für System 200 repräsentativ sein. Wie in 4 gezeigt, kann die Schaltung 400 einen Schwingkreis 410, einen Sensor 412, eine AGC-Schaltung 414 und einen Sensor 416 umfassen. Bei einer Ausführungsform, als Beispiel, können die AGC-Schaltung 414 und die Sensoren 412 und 416 unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors (DSP) und die damit einhergehende Architektur implementiert werden. Die Ausführungsformen sind in dieser Hinsicht nicht beschränkt.
Bei einer Ausführungsform kann die Schaltung 400 auch einen Sensor 412 umfassen. Der Sensor 412 kann eine Phasenregelkreisschaltung (PLL) 418 und Widerstände R4 und R5 umfassen. Der Sensor 412 kann das Schwingungssignal vom Schwingkreis 410 empfangen. Der PLL 418 des Sensors 412 kann konfiguriert sein, etwaige Änderungen bei der Frequenz des Schwingungssignals zu detektieren. Beispielsweise können Änderungen bei der Frequenz des Schwingungssignals der Anwesenheit einer externen Quelle 102 in der Nähe des Schwingkreises 410 entsprechen. Die externe Quelle 102 kann beispielsweise einen Magneten umfassen. Nachdem der Sensor 412 die durch den Magneten verursachte Änderung bei der Frequenz des Schwingungssignals detektiert, kann er ein entsprechendes Detektierungsausgangssignal ausgeben.
Bei einer Ausführungsform kann die Schaltung 400 auch einen Sensor 416 umfassen. Der Sensor 416 kann einen Vergleicher 422, Widerstände R10 und R11 und einen Transistor T2 umfassen. Der Sensor 416 kann ebenfalls das Schwingungssignal vom Schwingkreis 410 über die AGC-Schaltung 414 empfangen. Der Sensor 416 kann konfiguriert sein, etwaige Änderungen bei der Amplitude des Schwingungssignals über Vergleicher 422 und Transistor T2 zu detektieren. Beispielsweise können Änderungen bei der Amplitude des Schwingungssignals der Anwesenheit einer externen Quelle 102 beim Schwingkreis 410 entsprechen. Die externe Quelle 102 kann beispielsweise eine Menge an Metall umfassen. Nachdem der Sensor 416 die durch das Metall verursachte Änderung bei der Amplitude des Schwingungssignals detektiert, kann er ein entsprechendes Detektierungsausgangssignal ausgeben.
Obwohl in 4 nur zwei Sensoren gezeigt sind, versteht sich, daß jede Anzahl von Sensoren mit der Schaltung 400 verwendet und immer noch in den Schutzbereich der Ausführungsformen fallen kann. Die Sensoren 412 und 416 können unter Bezugnahme auf 9 ausführlicher erörtert werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Schaltung 400 auch einen AGC 414 umfassen. Der AGC 414 kann einen Verstärker 420, Widerstände R6–R9, einen Transistor T1 und einen Kondensator C1 umfassen. Der AGC 414 kann den Verstärkungsfaktor für den Schwingkreis 410 steuern. Der Verstärker 420 der AGC 414 kann das verstärkte Signal vom Verstärker 408 des Schwingkreises 410 empfangen. Der Verstärker 420 kann eine Verstärkerspannung an den Transistor T1 ausgeben, um ein Verstärkungsregelsignal auszubilden. Das Verstärkungsregelsignal kann als Eingang für den Verstärker 408 des Schwingkreises 410 empfangen werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Schaltung 400 einen Schwingkreis 410 umfassen. Der Schwingkreis 410 kann ein Beispiel für eine Implementierung für das Schwingungsmodul 202 sein. Der Schwingkreis 410 kann eine Ansteuerspule 402, eine Erfassungsspule 404, einen Marker 406, einen Verstärker 408 und Widerstände R1, R2 und R3 umfassen.
Bei einer Ausführungsform kann der Schwingkreis 410 einen Marker 406 umfassen. Der Marker 406 kann einen amorphen magnetostriktiven Streifen umfassen. Beispielsweise kann der Marker 406 ein Marker wie etwa ein akustisch mitschwingender magnetischer Marker, ein magnetischer Marker, ein magnetomechanischer Marker und so weiter sein. Die Ausführungsformen sind bezüglich der Art von Marker, die mit dem Schwingkreis 410 verwendet wird, nicht beschränkt, solange er ein Schwingungssignal bei den richtigen Frequenzen emittiert.
Bei einer Ausführungsform, als Beispiel, kann der Marker 406 einen magnetomechanischen mitschwingenden Marker umfassen. Magnetomechanische mitschwingende Marker können ein aktives Element und ein Bisselement enthalten. Wenn das Bisselement auf bestimmte Weise magnetisiert wird, verursacht das an das aktive Element angelegte resultierende Vormagnetisierungsfeld, daß das aktive Element bei Exposition gegenüber einem AC-Magnetfeld, das mit der vorbestimmten Frequenz alterniert, mit einer vorbestimmten Resonanzfrequenz mechanisch mitschwingt. Das aktive Element einem AC-Magnetfeld aussetzen bewirkt, daß der magnetomechanische mitschwingende Marker mitschwingt oder vibriert. Wenn der Marker mechanisch mitschwingt, variiert auch seine Magnetisierung, um Flußumkehrungen in dem Magnetfeld zu erzeugen.
Bei einer Ausführungsform kann der Schwingkreis 410 die Erfassungsspule 404 umfassen. Die Erfassungsspule 404 kann konfiguriert sein, als Reaktion auf die vom Marker 406 verursachten Flußumkehrungen eine Spannung zu induzieren. Die Erfassungsspule 404 kann mindestens zwei in Reihe geschaltete und in Phasenopposition gewickelte Induktionsspulen 404A und 404B umfassen. Der Marker 406 kann in einer der beiden Spulen wie etwa Spule 404A plaziert sein. Die Spule 404B kann leer bleiben.
Bei einer Ausführungsform kann der Schwingkreis 410 die Ansteuerspule 402 umfassen. Die Ansteuerspule 402 kann eine um die Spulen 404A und 404B gewickelte Spule umfassen. Da die Ansteuerspule 402 um beide Spulen gewickelt ist, kann die Flußänderung vom Marker 406 beide Spulen im wesentlichen gleichmäßig beeinflussen, und deshalb wird von dem Ansteuerstrom für die Ansteuerspule 402 keine Nettospannung erzeugt. Folglich liefert nur eine Flußänderung vom Marker 406 eine Nettoeingangsspannung zum Verstärker 408. Dementsprechend ist der schwingende Zustand hauptsächlich von der Resonanz des Markers 406 abhängig.
Wie oben erörtert, kann die Erfassungsspule 404 unter Verwendung von zwei Induktionsspulen 404A und 404B implementiert werden, um Interferenz zwischen der Erfassungsspule 404 und der Ansteuerspule 402 zu reduzieren. Folglich ist die Spannungsausgabe, die an den Anschlüssen der Erfassungsspule 404 erscheint, in erster Linie auf die magnetische Antwort. des Markers 406 zurückzuführen. Alternativ kann. die Erfassungsspule 404 durchaus auch unter Verwendung einer einzelnen Induktionsspule implementiert werden. In diesem Fall kann die Erfassungsspule 404 so konfiguriert sein, daß die in der Erfassungsspule 404 allein induzierte Spannung wesentlich kleiner ist als der Beitrag von dem Marker 406. Der Einsatz einer einzelnen Spule für die Erfassungsspule 404 kann zu geringeren Kosten und kleineren Formfaktoren relativ zu anderen Implementierungen führen. Die Ausführungsformen sind in dieser Hinsicht nicht beschränkt.
Das Arbeitsprinzip für den Schwingkreis 410 kann analog zu einem piezoelektrischen Quarzoszillator sein. Ein Quarzkristall ist eine Elektrische-Feld-Einrichtung. Die an den Elektroden des piezoelektrischen Kristalls erzeugte Spannung kann direkt an den Eingang des Oszillatorverstärkers gekoppelt werden. Analog kann die Erfassungsspule 404 verwendet werden, um aus der Flußumkehrung des mitschwingenden magnetischen Streifens wie etwa des Markers 406 eine Spannung zu erzeugen.
Im allgemeinen Betrieb kann der Schwingkreis 410 so konfiguriert sein, daß das vom Verstärker 408 erzeugte verstärkte Signal der Eigenresonanzfrequenz des Markers 406 folgt. Beispielsweise kann die Ansteuerspule 402 ein Magnetfeld erzeugen. Der Marker 406 kann als Reaktion auf das Magnetfeld ein Markersignal erzeugen. Das Markersignal kann beispielsweise die Resonanzfrequenz des Markers 406 sein. Die Erfassungsspule 404 kann das Markersignal empfangen. Der Verstärker 408 kann das Markersignal verstärken, um ein verstärktes Signal auszubilden. Die Ansteuerspule 402 kann das verstärkte Signal empfangen und das Magnetfeld entsprechend erhöhen. Diese Schleifenverstärkung kann fortgesetzt werden, um das verstärkte Signal zu erhöhen, bis der Verstärkungsfaktor für das verstärkte Signal einen vorbestimmten Schwellwert zum Ausbilden des sich selbst erhaltenden Schwingungssignals erreicht. Das Schwingungssignal kann eine resultierende Frequenz besitzen, die der Frequenz des vom Marker 406 erzeugten Markersignals im wesentlichen entspricht.
Wenn der Schwingkreis 410 schwingt, erhält sich das Schwingungssignal selbst aufrecht. Der Verstärker 408 steuert einen Strom (I_d) durch die Ansteuerspule 402 an. Die Ansteuerspule 402 erzeugt ein AC-Magnetfeld, damit der Marker 406 mitschwingt. Wenn der Marker 406 mechanisch mitschwingt, variiert auch seine Magnetisierung. Eine derartige Flußumkehrung wird als eine an der Erfassungsspule 404 induzierte Spannung aufgenommen. Folglich kann der Marker 406 zusammen mit der Ansteuerspule 402 als eine Antenne arbeiten, die ein AC-Magnetfeldsignal mit der Arbeitsfrequenz erzeugt. Dementsprechend kann eine Fernerfassung der Arbeitsfrequenz erzielt werden, indem ein Empfänger in seiner Nähe plaziert wird.
Bei einer Ausführungsform sollte der Schwingkreis 410 so konfiguriert sein, daß er eine Gesamtschleifenverstärkung von über eins besitzt, um die entsprechende Schwingung aufrechtzuerhalten. Die Gesamtschleifenverstärkung kann aus drei verschiedenen Anteilen bestehen, wie etwa Verstärker-Verstärkung (A_v), Ansteuerstromamplitude (I_d) und Wandlerverstärkung (G_trans). Die Schleifenverstärkung kann unter Bezugnahme auf 5–8 eingehender erörtert werden.
5 veranschaulicht einen Graphen der Einschaltcharakteristiken als Funktion der Verstärker-Verstärkung gemäß einer Ausführungsform. Wie bereits erörtert, muß die Gesamtschleifenverstärkung des Schwingkreises 410 größer als eins sein, um das Schwingungssignal zu erzeugen. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 408 kann einen der dazu beitragenden Faktoren umfassen und kann deshalb die Gesamtleistung des Schwingkreises 410 beeinflussen. 5 veranschaulicht die Ausgangsspannung des Schwingkreises 410 als Funktion von Verstärker-Verstärkungen bei verschiedenen Ansteuerstromgrößen von 0,3 bis 0,81 Milliamper. Bei einem spezifischen Ansteuerstrom schwingt der Schwingkreis 410 möglicherweise erst, wenn die Verstärkerspannung des Verstärkers 408 einen kritischen Wert erreicht. Der Schwingkreis 410 beginnt zu schwingen und die Verstärkerspannung erreicht fast sofort eine maximale Größe, nachdem der Verstärkungsfaktor den kritischen Wert übersteigt. Dieser kritische Verstärkungsfaktor kann mit zunehmendem Ansteuerstrom abnehmen.
6 veranschaulicht einen Graphen der Resonanzfrequenzen eines Oszillatormoduls und Komponentenmarkers gemäß einer Ausführungsform. Ähnlich wie beim Marker 406 kann auch das Schwingungssignal von dem Magnetfeld abhängig sein. Wie in 6 gezeigt, sind die Frequenz des von dem Schwingkreis 410 ausgegebenen Schwingungssignals (obere Linie) und die Frequenz des Markersignals vom Marker 406 (untere Linie) als Funktion des Umgebungsmagnetfelds aufgetragen. Die Relation Frequenz-Magnetfeld ist ähnlich. Die geringfügig höhere Frequenz des Schwingungssignals erklärt sich möglicherweise durch die unvollständige Aufhebung der Erfassungsspulen 404A und 404B.
7 veranschaulicht einen Graphen der magnetischen Amplitude eines Markers gemäß einer Ausführungsform. 7 kann die Markersignalintensität des Markers 406 veranschaulichen. Die Antwort kann eine lineare Beziehung mit dem AC-Ansteuergebiet aufweisen. Die Amplitude erreicht null bei einem externen DC-Bias von 8,2 Oe, was auch das erforderliche externe DC-Feld ist, das erforderlich ist, um das vom Marker 406 gelieferte effektive Magnetfeld aufzuheben. Mit anderen Worten schwingt der Marker 406 mit, außer wenn das interne Magnetbiasfeld null ist. Es ist jedoch wert anzumerken, daß dies möglicherweise für den Schwingkreis 410 nicht gilt.
8 veranschaulicht einen Graphen der Ausgangsspannung eines Oszillatormoduls als Funktion der DC-Magnetfeldstärke gemäß einer Ausführungsform. Wie oben erörtert, kamt die Oszillatorschaltung 410 konfiguriert sein, nur dann zu funktionieren, wenn die Gesamtschleifenverstärkung größer als eins ist. Die Antwort des Wandlers (G_trans) kann zur Gesamtschleifenverstärkung beitragen. Es ist deshalb möglich, daß die Gesamtschleifenverstärkung infolge einer schlechten Wandlereffizienz unter eins liegt. 8 kann dieses Ereignis veranschaulichen, wenn das externe Magnetfeld zwischen 3 und 12 Oe groß ist.
Die Funktionsweise der Systeme 100 und 200, die in 3 gezeigte Programmierlogik und die in 4 gezeigte Schaltung lassen sich anhand eines Beispiels besser verstehen. Wie in 5 gezeigt, kann der Schwingkreis 410 kritisch arbeiten, wenn die Verstärker-Verstärkung nahe ihrem Schwellwert liegt. Eine etwaige geringfügige Änderung der Gesamtschleifenverstärkung kann die Leistung des Schwingkreises 410 signifikant verändern. Ein Detektor wie etwa der Detektor 106 kann diese Fähigkeit für eine Reihe von Erfassungsanwendungen verwenden. Unter Einsatz der hierin beschriebenen Techniken kann der Detektor 106 aufgrund der Massenbeladungscharakteristiken des Markers 406 und des entsprechenden Schwingkreises 410 konfiguriert sein, als ein physikalischer und/oder Chemikaliensensor zu arbeiten.
Bei einer Ausführungsform, als Beispiel, kann der Detektor 106 konfiguriert sein, als ein Metalldetektor zu arbeiten. Es sei angenommen, daß die externe Quelle 102 eine Menge an Metall wie etwa einen Schloßriegel für eine Tür umfaßt. Der Schwingkreis 410 kann konfiguriert sein, die Nähe eines Metallobjekts aufgrund des zusätzlichen Wirbelstromverlustes zu detektieren, der durch Metall eingeführt wird, wenn es sich der Ansteuerspule 402 annähert. Diese Fähigkeit der Metalldetektion kann durch Planarisieren der Ansteuerspule 402 verbessert werden, um die Kopplung an sich annähernde Metalle zu maximieren. Der Detektor 106 kann in der Schloßriegelmulde installiert sein, um den Scharfschaltungszustand des Schloßriegels zu detektieren. Wenn ein Magnet in der Tür in der Nähe der Einheit installiert ist, kann zusätzlich auch der Tür-Offen/Geschlossen-Zustand detektiert werden, indem die Frequenzverschiebung in der Oszillatorschaltung aufgrund der Änderung bei der lokalen Magnetfeldstärke detektiert wird. Durch Kombinieren der Magnetfeld- und Wirbelstromdetektion kann ein integrierter Ansatz zur Tür-Schloßriegel-Statuserfassung realisiert werden. Dies kann unter Bezugnahme auf 9 ausführlicher erörtert werden.
9 veranschaulicht ein Implementierungsbeispiel eines Detektors gemäß einer Ausführungsform. 9 veranschaulicht einen Detektor 900 für ein Sicherheitssystem zum Überwachen einer Tür. Bei diesem Beispiel kann der Detektor 900 in einem Türrahmen 904 in der Nähe des Verriegelungsmechanismus für die Tür eingebettet sein. Der Detektor 900 kann konfiguriert sein zu detektieren, wann sich eine Tür 902 in einer offenen Position oder einer geschlossenen Position befindet. Die Tür 902 kann einen Magneten 908 zum Unterstützen dieser Detektion enthalten. Bei diesem Beispiel kann der Magnet 908 ein Beispiel für die externe Quelle 102 sein. Der Detektor 900 kann auch konfiguriert sein, zu detektieren, wann sich ein Metallschloßriegel 906 in der verriegelten Position oder unverriegelten Position befindet. Bei diesem Beispiel kann der Schloßriegel 906 ein Beispiel für die externe Quelle 102 sein.
Bei einer Ausführungsform, als Beispiel, kann der Detektor 900 für die Schaltung 400 repräsentativ sein. Wenngleich der Detektor 900 in 9 zu Zwecken der Übersichtlichkeit nur mit einer Ansteuerspule 910, einer Erfassungsspule 912 und einem Marker 914 gezeigt ist, wird zu Zwecken dieses Beispiels angenommen, daß die anderen Elemente der Schaltung 400 vorliegen.
Wie in 9 gezeigt, kann die Ansteuerspule 910 ein AC-Magnetfeld 916 erzeugen. Das AC-Magnetfeld 916 kann bewirken, daß der Marker 914 mit einer Resonanzfrequenz mitschwingt. Die Erfassungsspule 912 kann das Markersignal vom Marker 914 empfangen und das entsprechende Schwingungssignal von dem Schwingkreis ausgeben.
Bei einem Beispiel kann der Detektor 900 konfiguriert sein zu detektieren, wann sich ein Metallschloßriegel 906 in der verriegelten Position oder unverriegelten Position befindet. Der Schloßriegel 904 kann sich, wenn er sich in der unverriegelten Position befindet, in die Tür 902 zurückziehen und deshalb nicht das AC-Magnetfeld 916 stören. In der verriegelten Position jedoch (wie gezeigt) kann die Position des Detektors 900 im Türrahmen 904 derart sein, daß der verriegelte Schloßriegel 906 mit dem AC-Magnetfeld 916 koppeln kann. Die Anwesenheit des Metalls im Schloßriegel 906 erzeugt einen AC-Wirbelstromverlust, wenn er sich der Ansteuerspule 910 annähert, weil das Schloßriegelmetall einen Teil des AC-Magnetfelds 916 absorbieren wird. Der resultierende AC-Wirbelstromverlust kann die Amplitude des Schwingungssignals vom Schwingkreis 410 ändern. Die Änderung bei der Amplitude kann vom Sensor 416 detektiert werden, der ein Detektierungsausgangssignal an das Alarmsystem 108 ausgibt.
Ein Problem beim Implementieren eines Detektors ähnlich dem Detektor 900 kann durch die falsche Installation des Schloßriegels 906 verursacht werden. Beim Installieren des Verriegelungsmechanismus für die Tür kann sich der Schloßriegel in der verriegelten Position in variierenden Abständen D von der Ansteuerspule 910 befinden. Die Variation beim Abstand kann das Ausmaß der Kopplung zwischen Schloßriegel 906 und Ansteuerspule 910 beeinflussen. Um diese Variation bei Abständen zu berücksichtigen, kann die AGC 414 konfiguriert sein, den Verstärkungsfaktor des Schwingkreises 410 automatisch nachzustellen, um den resultierenden Spalt zu kompensieren. Beispielsweise kann die AGC 414 ein Verstärkungsregelsignal an den Vergleicher 422 des Sensors 416 ausgeben. Die Ausführungsformen sind in dieser Hinsicht nicht beschränkt.
Bei einem Beispiel kann der Detektor 900 konfiguriert sein zu detektieren, warm sich eine Tür 902 in einer offenen Position oder einer geschlossenen Position befindet. Wenn sich die Tür 902 in der offenen Position befindet, ist der Magnet 908 möglicherweise weit genug vom Detektor 900 weg, so daß der Magnet 908 eine Charakteristik eines Markers wie etwa die Amplitude und/oder Frequenz des Markers 914 nicht stört. Wenn sich die Tür 902 jedoch wie gezeigt in der geschlossenen Position befindet, ist der Magnet 908 möglicherweise nahe genug am Detektor 900, so daß der Magnet 908 eine Charakteristik des Markers 914 stört. Beispielsweise kann der Magnet 908 ein DC-Magnetfeld projizieren. In der geschlossenen Position kann das DC-Magnetfeld des Magneten 908 eine Verschiebung bei der Resonanzfrequenz des Markers 914 verursachen. Die Verschiebung bei der Resonanzfrequenz des Markers 914 kann eine entsprechende Frequenzverschiebung beim Schwingungssignal vom Schwingkreis 400 verursachen. Die Frequenzverschiebung kann vom Sensor 412 detektiert werden, der ein Detektierungsausgangssignal an das Alarmsystem 108 ausgibt.
Der Detektor 900 und die Schaltung 400 können auch konfiguriert sein, die Abwesenheit eines DC-Magnetfelds zum Auslösen eines Alarmsignals zu verwenden. Beispielsweise kann ein Eindringling versuchen, ein den Detektor 900 verwendendes Sicherheitssystem zu überlisten, indem der Detektor 900 selbst manipuliert wird. Der Eindringling kann eine Abdeckung für den Detektor 900 entfernen und versuchen, eine oder mehrere Komponenten des Detektors 900 lahmzulegen. Zur Reduzierung dieses Risikos kann ein Magnet in einem Teil des Detektors 900 wie etwa dem Gehäuse oder der Abdeckung eingebettet sein. Der Schwingkreis 410 kann ein Schwingungssignal erzeugen, das dem Marker 914 entspricht, das auf die Anwesenheit des Magneten abgestimmt ist. Wenn der Magnet um einen bestimmten Abstand vom Marker 914 wegbewegt wird, kann die Abwesenheit des Magneten eine Frequenzverschiebung bei der Resonanzfrequenz des Markers 914 und somit eine entsprechende Frequenzverschiebung in dem Schwingungssignal des Schwingkreises 410 verursachen. Die Frequenzverschiebung bei dem Schwingungssignal kann detektiert und zum Auslösen eines Alarmsignals verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform kann der Detektor 106 konfiguriert sein, als ein chemischer Detektor zu arbeiten. Die Abhängigkeit der Frequenz von den Eigenschaften des Markers 406 kann über die folgende Gleichung beschrieben werden:
wobei L, ρ und E die Länge, Massendichte bzw. das Elastizitätsmodul des Markers 406 sind. Es ist wert anzumerken, daß die Eigenfrequenz von der Massendichte (ρ) und deshalb der Masse (m) des Streifens abhängt. Das Ausmaß der Frequenzverschiebung (ΔFreq) kann direkt proportional sein zu der inkrementalen Massenerhöhung (Δm), wie durch die folgende Gleichung gezeigt:
wobei Freq₀ und m₀ die Anfangsfrequenz bzw. die Masse des Streifens sind.
Unter Verwendung des Obigen kann ein chemikalischer/Gassensor hergestellt werden unter Ausnutzung einer derartigen Massenbeladungseigenschaft durch Aufbringen einer absorbierenden/adsorbierenden Beschichtung auf dem aktiven mitschwingenden Streifen. Eine derartige Beschichtung ist speziell ausgelegt, eine spezifische Art von Analyt wie etwa ein Gas oder eine Chemikalie zu absorbieren. Während der Analyt in die Beschichtung absorbiert wird, kann das Ausmaß der Frequenzverschiebung gemessen und mit der Umgebungskonzentration des Analyten korreliert werden.
Die Ausführungsformen können unter Verwendung einer Architektur implementiert werden, die gemäß einer beliebigen Anzahl von Faktoren variieren kann, wie etwa die gewünschte Berechnungsrate, Leistungspegel, Wärmetoleranzen, Verarbeitungszyklusbudget, Eingabedatenraten, Ausgabedatenraten, Speicherressourcen, Datenbusgeschwindigkeiten und andere Leistungseinschränkungen. Beispielsweise können Abschnitte einer Ausführungsform unter Verwendung von Software implementiert werden, die von einem Prozessor ausgeführt wird. Der Prozessor kann ein Allzweck- oder Spezialprozessor sein wie etwa ein beispielsweise von der Firma Intel^® Corporation hergestellter Prozessor. Die Software kann Computerprogrammcodesegmente, Programmierlogik, Anweisungen oder Daten umfassen. Die Software kann auf einem Medium gespeichert sein, das für eine Maschine, einen Computer oder ein anderes Verarbeitungssystem zugänglich ist. Zu Beispielen für akzeptable Medien können computerlesbare Medien wie etwa Festwertspeicher (ROM – Read-Only Memory), Direktzugriffsspeicher (RAM – Random-Access Memory), programmierbare ROM (PROM), löschbarer PROM (EPROM), magnetische Platte, optische Platte und so weiter zählen. Bei einer Ausführungsform kann das Medium Programmieranweisungen in komprimiertem und/oder verschlüsseltem Format sowie Anweisungen, die kompiliert oder von einem Installer installiert werden müssen, bevor sie von dem Prozessor ausgeführt werden, speichern. Bei einem weiteren Beispiel können Abschnitte einer Ausführungsform als Spezialhardware implementiert sein, wie etwa eine ASIC (Application Specific Integrated Circuit – Applikationsspezifische integrierte Schaltung), programmierbare Logikeinrichtung (PLD) oder DSP und damit einhergehende Hardwarestrukturen. Bei noch einem weiteren Beispiel kann eine Ausführungsform durch eine beliebige Kombination aus programmierten Allzweckcomputerkomponenten und kundenspezifischen Hardwarekomponenten implementiert werden. Die Ausführungsformen sind in dieser Hinsicht nicht beschränkt.

Claims

Vorrichtung, umfassend: einen Schwingkreis (410) zum Erzeugen eines Schwingungssignals, wobei der Schwingkreis einen Marker (406, 914) enthält, wobei der Schwingkreis (410) ausgelegt ist, als Reaktion auf eine externe Quelle (102) eine Charakteristik des Schwingungssignals zu modifizieren; und einen Sensor (206, 208, 412, 416) zum Empfangen des Schwingungssignals, Detektieren der Modifikation und Erzeugen eines Detektierungsausgangssignals entsprechend der Detektion, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (410) folgendes umfaßt: eine Ansteuerspule (402) zum Erzeugen eines Magnetfelds; einen Marker (406, 914) zum Erzeugen eines Markersignals als Reaktion auf das Magnetfeld; eine Erfassungsspule (404) zum Empfangen des Markersignals; einen Verstärker (408) zum Verstärken des empfangenen Markersignals zum Ausbilden eines verstärkten Signals und wobei die Ansteuerspule (402) das Magnetfeld als Reaktion auf das verstärkte Signal erhöht, wobei der Schwingkreis (410) das verstärkte Signal weiterhin erhöht, bis ein Verstärkungsfaktor für das verstärkte Signal einen vorbestimmten Schwellwert zum Ausbilden des Schwingungssignals erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik eine Frequenz umfaßt und der Sensor (206, 412) das Schwingungssignal empfängt und eine Änderung bei der Frequenz des Schwingungssignals detektiert, wobei der Sensor (206, 412) ein Detektierungsausgangssignal zum Darstellen der detektierten Änderung bei der Frequenz ausgeben soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik eine Amplitude umfaßt und der Sensor (208, 416) das Schwingungssignal empfängt und eine Änderung bei der Amplitude des Schwingungssignals detektiert, wobei der Sensor (208, 416) ein Detektierungsausgangssignal zum Darstellen der detektierten Änderung bei der Amplitude ausgeben soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Quelle (102) eines von Metall, einem Magneten, Beanspruchung und Temperatur umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssignal eine Frequenz aufweist, die einer Frequenz des Markersignals im wesentlichen entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen automatischen Verstärkungsregelkreis (414, 204) zum Anschließen an den Schwingkreis (410) umfaßt, wobei der automatische Verstärkungsregelkreis (414, 204) das verstärkte Signal empfangen, eine Größe des Verstärkungsfaktors für das verstärkte Signal bestimmen und ein Verstärkungsregelsignal entsprechend der Bestimmung erzeugen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (408) das Verstärkungsregelsignal empfängt und den Verstärkungsfaktor für das verstärkte Signal entsprechend dem Verstärkungsregelsignal nachstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsspule (404) mindestens zwei in Reihe geschaltete und in Phasenopposition gewickelte Spulen (404A, 404B) umfaßt, wobei eine Spule (404A) den Marker (406, 914) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspule (402) um beide Spulen (404A, 404B) gewickelt ist, um in beiden Spulen (404A, 404B) eine ungefähr gleiche Flußänderung zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Marker (406, 914) eine Außenbeschichtung zum Absorbieren eines Analyten aufweist und sich eine Frequenz des Markersignals als Reaktion auf eine von der Außenbeschichtung absorbierte Analytmenge ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Analyt eine Chemikalie oder ein Gas umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsspule (404) eine Induktionsspule (404A) mit dem Marker (406, 914) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspule (402) planarisiert ist, um eine Kopplung mit der externen Quelle (102) zu verbessern.
Verfahren, umfassend: Erzeugen eines Schwingungssignals (302) unter Verwendung eines Markers (406, 914); Modifizieren (304) einer Charakteristik des Schwingungssignals als Reaktion auf eine externe Quelle (102); Detektieren der Charakteristikenmodifikation (306) und Erzeugen eines Detektierungsausgangssignals entsprechend der Detektion (308), dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen folgendes umfaßt: Erzeugen eines Magnetfelds; Erzeugen eines Markersignals als Reaktion auf das Magnetfeld; Empfangen des Markersignals; Verstärken des empfangenen Markersignals zum Ausbilden eines verstärkten Signals und Erhöhen des Magnetfelds als Reaktion auf das verstärkte Signal, und wobei das empfangene Markersignal kontinuierlich verstärkt wird, bis ein Verstärkungsfaktor für das verstärkte Signal einen vorbestimmten Schwellwert zum Ausbilden des Schwingungssignals erreicht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärken folgendes umfaßt: Empfangen des verstärkten Signals; Bestimmen einer Größe der Verstärkung für das verstärkte Signal und Erzeugen eines Verstärkungsregelsignals entsprechend der Bestimmung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssignal eine Frequenz aufweist, die einer Frequenz des Markersignals im wesentlichen entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14–16, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik eine Frequenz umfaßt und das Detektieren folgendes umfaßt: Detektieren einer Änderung bei der Frequenz des Schwingungssignals und Erzeugen des Detektierungsausgangssignals zum Darstellen der detektierten Änderung bei der Frequenz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14–17, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik eine Amplitude umfaßt und das Detektieren folgendes umfaßt: Detektieren einer Änderung bei der Amplitude des Schwingungssignals und Erzeugen des Detektierungsausgangssignals zum Darstellen der detektierten Änderung bei der Amplitude.