專利名稱：用于檢測帶有磁標(biāo)記的包裝材料位置的位置檢測器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定帶有磁標(biāo)記的包裝材料位置的位置 斗企測器裝置，以及一種用于確定帶有》茲標(biāo)記的包裝材4牛位置的方法。
背景技術(shù)：
已知》茲傳感器或檢測器元件可用于建立和i己錄》茲場的發(fā)生，并 且還已知》茲標(biāo)i己可i殳置于一個(gè)i茲傳感器可讀的載體上。如果已知類 型的》茲傳感器用于才企測》茲標(biāo)i己，而該標(biāo)i己已應(yīng)用于，例如， 一種包
裝材料片材(web),以控制該片材的向前輸送或控制其它的工作操 作，因?yàn)榇嬖趶?qiáng)磁干涉場，困難將會(huì)頻繁地發(fā)生。例如，在包裝機(jī) 器中，頻繁i也4昔助于感應(yīng)線圈以實(shí)施密^"，該感應(yīng)線圏通以大電流 而能感應(yīng)出強(qiáng)》茲場。類似地，在現(xiàn)代才幾器中，存在著可發(fā)生顯著》茲 場的電類才幾器(例如，發(fā)動(dòng)才幾和變壓器)。在歐洲專利No.317879 中，描述了 一種在^r測應(yīng)用在載體上的》茲標(biāo)記或^B己號(hào)時(shí)抑制》茲干 擾場影響的方法和裝置。但是，仍然存在著用于確定包裝材料位置 的改進(jìn)的位置檢測的需要。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上描述，本發(fā)明的目的是解決或至少減少上述討i侖的問 題。具體地， 一個(gè)目的是提供一種包裝材料的有效的位置確定。
本發(fā)明基于以下理解，即來自于多個(gè)磁傳感器的輸出信號(hào)總和 意指對磁干擾的抑制。
才艮據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了 一種用于才全測帶有》茲標(biāo)記的 包裝材料位置的位置檢測器裝置，包括傳感器組件，該傳感器組件 包括多個(gè)磁傳感器單元，每個(gè)單元包括提供輸出信號(hào)的輸出，其中 所述磁傳感器單元設(shè)置為至少兩個(gè)傳感器單元對形式，每對的傳感
器單元設(shè)置為萄文感度方向相反，并且所述傳感器單元i殳置為感應(yīng)所 述包裝材并+的》茲標(biāo)記；信號(hào)處理組件，其連4妄到所述》茲傳感器的所 述輸出，包括組合器，設(shè)置為將所述傳感器的所述輸出信號(hào)聚合為 聚合信號(hào)；以及檢測器，其設(shè)置為從所述聚合信號(hào)確定所述包裝材 料的所述位置。
該方面的一個(gè)好處是考慮到來自于例如電類機(jī)器的磁干擾時(shí)， 以及例如來自于包裝材料的灰塵時(shí)的有效的位置確定。另外， 一個(gè) 好處是該傳感器不需要直接與包裝材料接觸。再次， 一個(gè)好處是信 號(hào)處理簡單。
每個(gè)傳感器單元對可包括一個(gè)磁傳感器單元，設(shè)置為在操作中 比該對的另 一磁傳感器更靠近該包裝材料。
該傳感器單元可以是包括萬茲壽文電阻傳感器的惠斯通電橋 (Wheatstone bridges )。
該檢測器可設(shè)置為通過檢測該聚合信號(hào)的零交叉確定位置。
該檢測器可包括用于在該零交叉出現(xiàn)以前檢測聚合信號(hào)的預(yù) 定電平的裝置。該檢測器可包括用于檢測在該零交叉之前的聚合信 號(hào)電平的預(yù)定變化的裝置。
這些特征通過觀察該信號(hào)的電平或者斜率，或者通過二者，提 供了對該零交叉的正確查找。這些特征還使得能夠進(jìn)行快速檢測，， 即提供檢測輸出信號(hào)沒有或幾乎沒有等待時(shí)間。
該裝置可進(jìn)一步包括第 一磁補(bǔ)償傳感器單元，設(shè)置為它的敏感 度方向垂直于該多個(gè)磁傳感器單元的敏感度方向，以及第二磁4卜償 傳感器單元，設(shè)置為它的壽丈感度方向垂直于該多個(gè)》茲傳感單元的每文 感度方向和該第 一》茲補(bǔ)償傳感器單元的壽丈感度方向。
該信號(hào)處理組件可連4妻到該第 一和第二》茲補(bǔ)償傳感器單元，并 i殳置為抑制來自于該多個(gè);茲傳感器單元的與該多個(gè)》茲傳感器單元 的壽丈感度方向垂直的信號(hào)分量。
該位置4企測器裝置可包括用于所述》茲傳感器單元的所述輸出 信號(hào)的調(diào)節(jié)裝置。
該f茲傳感器單元的每文感度方向與所述》茲標(biāo)記的》茲向可以是分 別平行或反平行的。備選地，該磁傳感器單元的敏感度方向可以與
戶斤述石茲才示"i己的》茲向垂直。
在4立置4企測方向上，朝向該標(biāo)^己的兩個(gè)4專感器間的間隔與該朽; 記的尺寸之間的商在0.6和3之間，優(yōu)選地在0.7和1.8之間，優(yōu)選 地在0.85與1.4之間，以及優(yōu)選地約為1。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了 一種用于確定帶有磁標(biāo)記的包 裝材料位置的方法，包括以下步驟利用多個(gè)磁傳感器對，產(chǎn)生響 應(yīng)所述f茲標(biāo)記》茲力的多個(gè)傳感器信號(hào)，每個(gè)》茲傳感器對包括反平行 設(shè)置的磁傳感器單元；將所述傳感器信號(hào)聚合成聚合信號(hào)；以及由 所述聚合信號(hào)確定位置。 該方面的好處與本發(fā)明的第一個(gè)方面基本相同。確定位置的步-驟可包4舌如下步駛A: 4企測所述聚合信號(hào)的零交 叉；以及由所述零交叉確定所述〗立置。該方法可進(jìn)一步包4舌如下步驟生成依賴于在垂直所述》茲傳感 器對的所述敏感度方向上的第 一磁力分量的第 一補(bǔ)償信號(hào)；生成依 賴于在垂直所述》茲傳感器對分量的所述壽丈感度方向和所述第一》茲 力分量的方向上的第二^ 茲力分量的第二補(bǔ)償信號(hào)；以及通過所述第 一和第二補(bǔ)償信號(hào)，為垂直于所述》茲傳感器對的所述^t感度方向的磁力分量補(bǔ)償所述磁傳感器對的所述傳感器信號(hào)場。該方法可進(jìn)一 步包括調(diào)節(jié)所述^f茲傳感器輸出的步驟。一般地，在4又利要求中4吏用的所有術(shù)語依它們在該領(lǐng)i或中的通 常意思被解釋，除非本文中另有特別定義。所有涉及"一/該(元件、 設(shè)備、分量、裝置、步驟等)開放地解釋為至少一種所述元件、設(shè) 備、分量、裝置、步驟等，除非另有明確聲明。除非明確聲明，本 文中披露的任何方法的步驟不必按披露的嚴(yán)格順序?qū)嵤Ｐg(shù)語",茲力"應(yīng)當(dāng)被解釋為任何》茲量。術(shù)語"磁傳感器"應(yīng)當(dāng)凈皮解 釋為可檢測或測量磁力的任何設(shè)備。術(shù)語"敏感度方向"意指正磁量 導(dǎo)致正電輸出信號(hào)的方向。術(shù)語"傳感器單元對，，應(yīng)當(dāng)凈皮理解為功能 性的，而并非指物理設(shè)備的數(shù)量。本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)以及好處將會(huì)由下述更詳細(xì)4皮露、由 附屬的/人屬權(quán)利要求以及由附圖而變得明顯。


參考附圖，并通過對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的非限制性具體 描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特點(diǎn)和好處將會(huì)^皮更好地理解，其中相同的標(biāo)號(hào)用于相同的元件，其中圖1是示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的位置檢測裝置 的方框圖；圖2是示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的位置檢測裝置 的方才匡圖；圖3是顯示才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對的 位置的示意圖；圖4a-4e是當(dāng)包裝材料的》茲體或》茲化部分經(jīng)過根據(jù)圖3顯示設(shè) 置的傳感器單元時(shí)，示意性顯示信號(hào)時(shí)序的信號(hào)圖；圖5是顯示才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對的 位置的示意圖；圖6a-6e是當(dāng)包裝材料的磁體或磁化部分經(jīng)過根據(jù)圖5顯示的 配置的傳感器單元時(shí)，顯示信號(hào)時(shí)序的信號(hào)圖；圖7是顯示才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對和 補(bǔ)償傳感器的位置的示意圖；圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的帶有常規(guī)傳感器的兩 個(gè)傳感器單元對的位置的示意圖9是根據(jù)圖8中描繪的本發(fā)明的實(shí)施方式的位置確定裝置的 示意性接線圖；圖10是4艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的f茲傳感器單元的電接線圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的加法器電路的電接線圖；圖12示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單 元和一個(gè)力。法器的纟且合連4妄；圖13是3艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的加法器電路的示意性才妻 線圖；圖14是才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于確定帶有》茲標(biāo)記的 包裝材料的位置的方法的流程圖；以及圖15是才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于確定帶有》茲標(biāo)記的 包裝材庫+的位置的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1是示意性顯示位置確定裝置100的方框圖，該裝置設(shè)置為當(dāng)磁標(biāo)記設(shè)置于包裝材料內(nèi)、該包裝材料上、或該包裝材料旁側(cè)時(shí)，通過確定時(shí)間而確定該包裝材料(圖未示)的位置。該裝置100包 括多個(gè)傳感器102，其提供響應(yīng)該磁體或磁化材料磁力的輸出信號(hào)。 該輸出信號(hào)在一個(gè)信號(hào)處理裝置104中被聚合，以產(chǎn)生聚合信號(hào)， 它被提供給檢測器106。該檢測器106由該聚合信號(hào)確定該磁標(biāo)記的位置。
圖2是示意性顯示位置確定裝置200的方框圖，該裝置設(shè)置為 通過確定設(shè)置于材料內(nèi)、該材料上、或該材料旁側(cè)，或者該材料的 》茲4匕部分內(nèi)、》茲^f匕部分上或》茲4b部分旁側(cè)的^茲才示；己通過該裝置200 的時(shí)間而確定該包裝材術(shù)牛(圖未示)的位置。該位置確定裝置200 包括電源202,用于為該裝置200的電子元件纟是供電能。該裝置200 包括多個(gè)磁傳感器單元204、 205、 206、 207，設(shè)置為對208、 209。 在每個(gè)對208、 209中， 一個(gè)》茲傳感器單元204、 206祐j殳置為它的 壽文感度方向在一個(gè)方向上，而另一石茲傳感器單元205、 207被i殳置 為它的敏感度方向在相反的方向上，即一對中的磁傳感器204、205、 206、 207反平行設(shè)置。通過敏感度方向，意味著輸出信號(hào)極性和該 》茲力(即》茲場或》茲流)方向之間的關(guān)系。該》茲傳感器單元204、 205、 206、 207的l命出^皮聚合在一個(gè)或多個(gè)加法器電i 各210、 211、 212中 以產(chǎn)生 一 個(gè)該傳感器輸出信號(hào)的聚合信號(hào)。該聚合信號(hào)在檢測器 214中被分析，該檢測器214設(shè)置為確定該聚合信號(hào)的某個(gè)明確定 義的點(diǎn)。該聚合信號(hào)的明確定義的點(diǎn)可以是該聚合信號(hào)的中心零交 叉。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對 301、 302位置的示意圖，各包括兩個(gè)傳感器單元304、 305; 306、 307，具有反平行的敏感度方向308、 309; 310、 311,以及包裝材 料312的一部分，此處該包裝材料如箭頭313所示正從右向左移動(dòng)， 并在該材料內(nèi)設(shè)置有磁體314。為了從傳感器304-307獲得輸出信 號(hào)(該信號(hào)經(jīng)聚合提供聚合信號(hào)，由該聚合信號(hào)，易于檢測和明確 定義的零交叉可以;故確定)，在該^茲標(biāo)記暴露于該傳感器的方向上 (即在位置確定方向上)測量時(shí)，該裝置中的傳感器對的傳感器間 的間隔a，大體上與該^茲標(biāo)記的尺寸b相等。此處，距離a為該傳 感器裝置的中心與該外側(cè)傳感器單元304中心之間的距離，因?yàn)榻?jīng) 驗(yàn)地發(fā)現(xiàn)這是實(shí)際上有效的間隔。當(dāng)該i茲標(biāo)記接近該傳感器時(shí)，將 會(huì)4是供該傳感器的并發(fā)4命出(concurrent output )。 一對傳感器間的
間隔a與該爿磁標(biāo)記的尺寸b之間的商a/b優(yōu)選地在0.6至3之間， 更優(yōu)選地在0.7至1.8之間，進(jìn)一步更優(yōu)選地在0.85至1,4之間， 以及最<尤選;也約為1。圖4a-4e是當(dāng)包裝材料的^茲體或》茲化部分經(jīng)過#>據(jù)圖3顯示的 配置的傳感器單元時(shí)，顯示信號(hào)時(shí)序的信號(hào)圖。圖4a顯示了當(dāng)》茲 體經(jīng)過時(shí)第一傳感器單元對的第一傳感器單元的l敘出信號(hào)。因》茲場 與該傳感器單元的^t感度方向相同，該輸出信號(hào)具有正極性，并當(dāng) 該》茲體接近時(shí)該信號(hào)增加。在》茲體經(jīng)過時(shí)，該輸出信號(hào)隨著該/磁場 分量在該壽丈感度方向上的減少而減少，以當(dāng)該一磁場分量在該敏感度 方向上變?yōu)樨?fù)時(shí)改變極性。當(dāng)該》茲體繼續(xù)經(jīng)過時(shí)，該輸出信號(hào)逐漸 增加到零。圖4b顯示了當(dāng)磁體經(jīng)過時(shí)第一傳感器單元對的第二傳 感器單元的輸出信號(hào)。與圖4a顯示的該對的第一傳感器單元的輸 出信號(hào)相比，該輸出信號(hào)因該反平行設(shè)置具有相反的極性，并且因 為該第二傳感器單元位于該第一傳感器單元側(cè)旁的i殳置，該輸出信號(hào)在時(shí)間上時(shí)序變化。與到該磁標(biāo)記的距離相比，距離較遠(yuǎn)的》茲源 (例如電機(jī)、電源線，等)的干擾，當(dāng)來自于該對的傳感器單元的 輸出信號(hào)被聚合時(shí)結(jié)果將會(huì)為零，因?yàn)樗鼈兙哂邢喾吹拿舾卸确较?并i殳置為4皮此緊鄰，即經(jīng)歷相同的干4尤。由此，干拔^皮抑制。出于 簡潔原因，4壬4可干4尤均不在該信號(hào)圖中顯示，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)4吏該 輸出信號(hào)的聚合原理變得不明顯。與描述第一傳感器單元對的圖4a和4b類似，圖4c和4d顯示 了圖3中描繪的第二傳感器單元對的輸出信號(hào)。圖4c顯示了該第 二對的第 一傳感器單元的輸出信號(hào)，因?yàn)樗拿舾卸确较蚓哂信c該 第 一對的該第二傳感器的輸出類似的形狀和極性，并且因?yàn)樵撐恢?(該位置該傳感器單元祐j殳置)4妄近該第一對的該第二傳感器，所 以該輸出信號(hào)在時(shí)間上僅稍微變化，其在圖4c中被描繪為零時(shí)間 變化。如圖4d描繪的該第二對的第二傳感器單元的輸出信號(hào)在形
狀上是類似的，^f旦進(jìn)一步隨時(shí)間變化，并因?yàn)樗钠?亍的4丈感度方向，帶有與該第一對的第一傳感器輸出類似的極性。圖4e描繪了 該聚合信號(hào)，包括傳感器單元的聚合輸出信號(hào)。通過確定零交叉400 而乂人該聚合〗言號(hào)確定該4立置，這3尋在以下描述。圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對 501、 502位置的示意圖，每個(gè)傳感器單元對包括兩個(gè)傳感器單元 504、 505; 506、 507，并具有反平行的敏感度方向508、 509; 510、 511,以及顯示了包裝材料512的一部分，此處包裝材料如箭頭513 所示正乂人右向左移動(dòng)，并在該材并+內(nèi)i殳置有》茲體514。為了獲得來 自于傳感器504-507的輸出信號(hào)(該信號(hào)經(jīng)聚合提供聚合信號(hào)，由 該聚合信號(hào)，易于^r測和明確定義的零交叉可以凈皮確定)，在該^茲 標(biāo)記暴露于該傳感器的方向上測量時(shí)，該裝置中的傳感器對的傳感 器間的間隔a,大體上與該》茲標(biāo)記的尺寸b相等。當(dāng)該^磁標(biāo)記4妄近 該傳感器時(shí)，將會(huì)提供該傳感器的并發(fā)輸出。 一對傳感器間的間隔 a與該磁標(biāo)記的尺寸b之間的商a/b優(yōu)選地在0.6至3之間，更優(yōu)選 地在0.7至1.8之間，進(jìn)一步更優(yōu)選地在0.85至1.4之間，以及最 優(yōu)選地約為1。圖6a-6e是當(dāng)包裝材料的磁體或磁化部分經(jīng)過根據(jù) 圖5顯示的配置的傳感器單元時(shí)，顯示信號(hào)時(shí)序的信號(hào)圖。圖6a 顯示了當(dāng)^茲體經(jīng)過時(shí)第一傳感器單元對的第一傳感器單元的^T出 信號(hào)。因^茲場與該傳感器單元的每文感度方向相反，所以該輸出信號(hào) 為負(fù)，并當(dāng)該》茲體4妄近時(shí)該信號(hào)減少。當(dāng)該》茲體與該傳感器單元一 致時(shí)，該輸出信號(hào)增加，因?yàn)槊课母卸确较蛏系摹菲潏龇至看笾卵卦摗菲?體的磁場線。當(dāng)該》茲體繼續(xù)經(jīng)過時(shí)，該輸出信號(hào)逐漸減為零，然后 當(dāng)該磁體已經(jīng)過該傳感器單元時(shí)，變?yōu)樨?fù)，并當(dāng)該》茲體距離較遠(yuǎn)后 最終降為零。圖6b顯示了當(dāng)；茲體經(jīng)過時(shí)第一傳感器單元對的第二 傳感器單元的輸出信號(hào)。與圖6a顯示的該對的第一傳感器單元的 輸出信號(hào)相比，該輸出信號(hào)因該反平行設(shè)置具有相反的極性，并因 為該第二傳感器單元的^:置專交該第一傳感器單元更遠(yuǎn)離該標(biāo)記，具 有專交小的絕對值。與到該磁標(biāo)記的距離相比，距離4交遠(yuǎn)的》茲源(例 如電機(jī)、電源線，等)的干擾，當(dāng)來自于該對的傳感器單元的輸出 信號(hào)被聚合時(shí)結(jié)果將會(huì)為零，因?yàn)樗鼈兙哂邢喾吹拿舾卸确较虿⒃O(shè) 置為4皮此緊鄰，即經(jīng)歷相同的干4尤。由此，干狀3皮抑制。出于簡潔 的原因，任何干擾均不在該信號(hào)圖中顯示，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)使該輸 出信號(hào)的聚合原理變得不明顯。與描癥會(huì)該第一傳感器單元對的圖6a和圖6b類似，圖6c和6d 顯示了圖5中描繪的第二傳感器單元對的輸出信號(hào)。圖6c顯示了 第二對的第一傳感器單元的輸出信號(hào)，其具有類似的形狀，但是， 由于它的壽丈感度方向，具有與該第 一對的該第 一傳感器舉俞出相反的 極性，并且，由于該傳感器單元設(shè)置的位置，該輸出信號(hào)隨時(shí)間變 化。如圖6d所描繪，該第二對的第二傳感器單元的輸出信號(hào)形狀 上是類似的，但是極性進(jìn)一步地相反，并由于它與該標(biāo)記的距離， 具有與該第一對的第二傳感器的輸出類似的較小的絕對值。圖6e 描繪了該聚合信號(hào)，其包括傳感器單元的聚合輸出信號(hào)。通過確定 中間零交叉600而從該聚合信號(hào)確定該4立置。圖7是顯示#4居本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對 701、 702位置的示意圖，每個(gè)傳感器單元對各包括兩個(gè)傳感器單元 704、 705; 706、 707，并具有反平4亍的每文感度方向708、 709; 710、 711,以及顯示了包裝材并牛712的一部分，此處包裝材并牛如箭頭713 所示正從右向左移動(dòng)，并在該材料內(nèi)^殳置有》茲體714。在圖7中， 其中一個(gè)傳感器單元705描繪為輕微傾斜角度a，即不是與該傳感 器單元對702的另一傳感器704嚴(yán)格平行。才艮據(jù)該傳感器對原理， 這將導(dǎo)致該傳感器單元705提供帶有較少干擾抑制的信號(hào)。為補(bǔ)償 該4言號(hào)， 一個(gè)第一》茲補(bǔ)償傳感器單元716^皮i殳置為它的壽丈感度方向 717垂直于傳感器單元對701、 702的傳感器單元704、 705、 706、 707的主方向，以及一個(gè)第二石茲補(bǔ)償傳感器單元718祐 沒置為它的
敏感度方向719垂直于傳感器單元對701、 702的傳感器單元704、 705、 706、 707以及該》茲補(bǔ)償傳感器單元716的主方向。通過增加 或減少由^卜償傳感器716、 718^妻收的^直，該傳感器單元只于701、 702 的傳感器單元704、 705、 706、 707的任何角度偏離都可被補(bǔ)償。圖8是顯示^4居本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)傳感器單元對 801、 802位置的示意圖，該傳感器單元具有一個(gè)7>共傳感器單元 805，因it匕各包4舌"兩個(gè)"傳感器單元804、 805; 805、 807，并具有 反平行的4丈感度方向808、 809; 809、 811，以及顯示了包裝材剩-812的一部分，此處包裝材料如箭頭813所示正從右向左移動(dòng)，并 在該材料內(nèi)設(shè)置有》茲體814。為了獲得來自于傳感器804-807的輸 出信號(hào)(該信號(hào)經(jīng)聚合提供聚合信號(hào)，由該聚合信號(hào)，易于檢測和 明確定義的零交叉可以^皮確定)，該》茲標(biāo)記暴露于該傳感器的方向 上測量時(shí)，該裝置中的傳感器對的傳感器間的間隔a，基本上與該 磁標(biāo)記的尺寸b相等。當(dāng)該磁標(biāo)記接近該傳感器時(shí)，將會(huì)提供該傳 感器的并發(fā)輸出。 一對傳感器間的間隔a與該/磁標(biāo)記的尺寸b之間 的商a/b優(yōu)選地在0.6至3之間，更優(yōu)選地在0.7至1.8之間，進(jìn)一 步更優(yōu)選地在0.85至1.4之間，以及最優(yōu)選地約為1。圖9根據(jù)圖8中描繪的本發(fā)明的實(shí)施方式示意性顯示了組件 900的接線圖。該組件包括第一傳感器對卯2和第二傳感器對904, 其中該第一傳感器對包括傳感器906、 907，該第二傳感器對904包 括傳感器907、 908，即傳感器對902、 904具有z^共傳感器907。 來自于該第一傳感器對902的信號(hào)，即來自于傳感器卯6、 907的 信號(hào)，在第一聚合裝置910中被聚合。來自于該第二傳感器對904 的信號(hào)，即來自于傳感器907、 908的信號(hào)，在第二聚合裝置912 中被聚合。來自于第一和第二聚合裝置910、 912的聚合信號(hào)在第 三聚合裝置914中被聚合，以提供聚合信號(hào)，由該聚合信號(hào)，檢測 器916可確定》茲標(biāo)記的位置。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的磁傳感器單元1000的電 接線圖。該傳感器單元1000包括四個(gè)》茲傳感器1002、 1003、 1004、 1005，被連4矣形成惠斯通電橋1006。該電橋1006通過驅(qū)動(dòng)電壓或 驅(qū)動(dòng)電流(耳又決于該^磁傳感器1002、 1003、 1004、 1005的類型) 在llr入端點(diǎn)1008、 1009處#1通電。該/磁傳感器1002、 1003、 1004、 1005可以是磁敏電阻、霍爾(Hall)傳感器、或者電感式傳感器。 該傳感器單元1000的$俞出在該輸出端點(diǎn)1010、 1011處#1才是供。才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式， 一個(gè)傳感器單元可包括單個(gè)的》茲 傳感器。該》茲傳感器可以是^茲壽文電阻、霍爾傳感器或電感式傳感器。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的加法器電路IIOO的電氣 接線圖，設(shè)置為聚合從來自兩個(gè)傳感器單元的輸出信號(hào)。來自于第 一傳感器單元的輸出信號(hào)被提供到該加法器電路1100的輸入端點(diǎn) 1102、 1104。并且來自于第二傳感器單元的輸出信號(hào)被提供到該加 法器電路1100的輸入端點(diǎn)1106、 1108。分壓計(jì)1110可用作可變分 壓器，連接于輸入端點(diǎn)1102和1106之間，每個(gè)輸入端點(diǎn)連接到一 個(gè)傳感器單元。該分壓計(jì)1110用于平4軒該兩個(gè)傳感器的輸入〗言號(hào)。 該分壓計(jì)1110的滑臂(wiper)端連4妻于^:大器1112 (例如，運(yùn)算 放大器)的輸入。該放大器1112的另一個(gè)輸入連接到輸入端點(diǎn)1104、 1108,它們各連接到一個(gè)傳感器單元。優(yōu)選地，該》欠大級(jí)具有一個(gè) 反饋電阻1114以控制增益。在輸出端點(diǎn)1116，該傳感器單元輸出 信號(hào)的聚合信號(hào)被提供。圖12示意性顯示了兩個(gè)傳感器單元1201、 1202和一個(gè)加法器 1203的組合接線。圖13是加法器電^各1300的示意性*接線圖，包《1舌第一加法器 1301和第二加法器1302，各連接到兩個(gè)傳感器單元(圖未示)，以 及連接到所述第一和第二加法器1301、 1302的第三加法器1303。
分壓計(jì)1304可用作可變分壓器，連4妄在該第一和第二加法器1301、 1302的輸出之間。該分壓計(jì)1304用作平4軒來自于該第一和第二加 法器1301、 1302的信號(hào)。該分壓計(jì)1304的滑臂端1306連接到該 第三加法器1303的一個(gè)專俞入。該加法器的另一輸入1308連4妄到有 源的零發(fā)生器(圖未示)，或者接地。在輸出端點(diǎn)1310，該傳感器 單元輸出信號(hào)的聚合信號(hào)被提供。圖14是才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于確定帶有》茲標(biāo)i己的 包裝材料位置的方法的流程圖。在傳感器信號(hào)產(chǎn)生步驟1420，多個(gè) 傳感器信號(hào)響應(yīng)來自于所述包裝材料的所述》茲標(biāo)記的》茲力(例如， 磁場或磁流)。該傳感器信號(hào)由多個(gè)磁傳感器單元產(chǎn)生，各磁傳感 器單元包括一對彼此靠近反平行設(shè)置的磁傳感器。在磁干擾抑制步 驟1422,與到該標(biāo)記的距離相比，距離較遠(yuǎn)的來自于》茲源的》茲干擾， 通過聚合該傳感器對的每個(gè)傳感器的傳感器信號(hào)被抑制。因此，通 過該反平行設(shè)置，來自于遠(yuǎn)端磁源的干擾被抑制。在傳感器信號(hào)聚 合步驟1424,所有來自于該傳感器對的傳感器信號(hào)被聚合以形成聚 合信號(hào)。在位置確定步驟1428，從該聚合信號(hào)確定該位置。圖15是才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于確定帶有》茲標(biāo)記的 包裝材料位置的方法的流程圖。在傳感器信號(hào)產(chǎn)生步驟1500,產(chǎn)生 多個(gè)響應(yīng)來自于所述包裝材料的所述》茲標(biāo)記的磁力(例如，》茲場或 磁流)的傳感器信號(hào)。該傳感器信號(hào)由多個(gè)磁傳感器單元產(chǎn)生，各 磁傳感器單元包括一對彼此靠近反平行設(shè)置的磁傳感器。在傳感器 信號(hào)調(diào)節(jié)步驟1501，該多個(gè)傳感器單元的多個(gè)信號(hào)被調(diào)節(jié)為平衡狀 態(tài)，即對于一定級(jí)別的磁力暴露，這些信號(hào)的電平相等。在磁干擾 抑制步驟1502，相比到該標(biāo)記的距離較遠(yuǎn)的來自于^茲源的^茲干4尤， 通過聚合該傳感器對的每個(gè)傳感器的傳感器信號(hào)^f皮抑制。因此，通 過該反平行設(shè)置，來自于遠(yuǎn)端磁源的干擾被抑制。在補(bǔ)償步驟1503, 該傳感器信號(hào)在4壬何傳感器單元的壽文感度方向不對準(zhǔn)(aligned)的
情況下被調(diào)節(jié)。當(dāng)任何傳感器不與其它傳感器嚴(yán)格成直線時(shí)會(huì)形成該情況。該補(bǔ)償步驟1503可通過確定在第一垂直方向上(即垂直 于該傳感器對的傳感器預(yù)期的敏感度方向)以及在第二垂直方向上 (即垂直于該傳感器對的傳感器預(yù)期的每丈感度方向以及第一垂直 方向)的》茲力而進(jìn)4于。然后該傳感器信號(hào)可^皮補(bǔ)償在第一和第二垂 直方向上的》茲力。在傳感器信號(hào)聚合步驟1504,所有來自于該傳感 器對的傳感器信號(hào)被聚合以形成聚合信號(hào)。在零交叉確定步驟 1506,該聚合信號(hào)的零交叉^皮確定。"零"意指一定的預(yù)定電平，可 以是地或由零電平產(chǎn)生器產(chǎn)生的有源零電平。在位置確定步驟 1508,該^立置由確定該零交叉的時(shí)間而^皮確定。因此，包裝材料的位置檢測可在該包裝材料的生產(chǎn)中被提供， 例如，在包裝機(jī)器中，用于正確地在包裝材料包裝件生產(chǎn)中印刷， 例如，用于正確地獲得印制的文字和圖像、開口等，以及可在該形 成的包裝件的處理中^皮才是供，例如用于施加打開和關(guān)閉裝置、貼紙 等。該發(fā)明使得此類操作準(zhǔn)確同步。另外，以上描述的實(shí)施方式的任何特征可結(jié)合使用。本發(fā)明已結(jié)合上述實(shí)施方式作以主要描述。但是，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員容易理解，上述披露之外的其它實(shí)施方式同樣可能在所 附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測帶有磁標(biāo)記(314，514，714，814)的包裝材料(312、512、712、812)的位置的位置檢測器裝置(100、200、900)，包括傳感器組件，其包括多個(gè)磁傳感器單元(102、204、205、206、207、304、305、306、307、504、505、506、507、704、705、706、707、804、805、807、906、907、908、1000、1201、1202)，各磁傳感器單元包括提供輸出信號(hào)的輸出端，其中所述多個(gè)磁傳感器單元設(shè)置為至少兩個(gè)傳感器單元對(208、209、301、302、501、502、701、702)，每對的傳感器單元設(shè)置為具有相反的敏感度方向(308、309、310、311、508、509、510、511、708、709、710、711、808、809、811)，并且所述傳感器單元被設(shè)置為感應(yīng)所述包裝材料的磁標(biāo)記；信號(hào)處理組件(104)，其連接于所述磁傳感器的所述輸出端，包括組合器(210、211、212、910、912、914、1100、1203、1301、1302、1303)，所述組合器設(shè)置為將所述傳感器的所述輸出信號(hào)聚合為聚合信號(hào)；以及檢測器(106、214、916)，其設(shè)置為從所述聚合信號(hào)確定所述包裝材料的所述位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每個(gè)傳感器單元對包括 一個(gè)》茲傳感器單元，i殳置為比該對的另一^茲傳感器更靠近該包 裝材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述傳感器單元為包 括》茲壽文電阻傳感器(1002、 1003、 1004、 1005 )的惠斯通電橋(1006 )。
4. 才艮據(jù) K利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述檢測器 設(shè)置為通過檢測所述聚合信號(hào)的零交叉確定所述位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述檢測器包括用于在所 述零交叉出現(xiàn)之前檢測所述聚合信號(hào)的預(yù)定電平的裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其中，所述4企測器包括用于 在所述零交叉出現(xiàn)之前沖企測電平的預(yù)定變化的裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括第一 磁補(bǔ)償傳感器單元(716)，設(shè)置為其敏感度方向(717)垂直 于所述多個(gè)i茲傳感器單元的所述壽文感度方向；以及第二^茲補(bǔ)償 傳感器單元(718)，設(shè)置為其敏感度方向(719)垂直于所述 多個(gè),茲傳感器單元和所述第 一石茲補(bǔ)償傳感器單元的敏感度方 向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述信號(hào)處理組件連接至 所述第一和第二^f茲補(bǔ)償傳感器單元，并設(shè)置為抑制來自于所述 多個(gè)不茲傳感器單元的垂直于所述多個(gè)^茲傳感器單元的所述每丈 感度方向的信號(hào)分量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，包括用于所述f茲傳 感器單元的所述輸出信號(hào)的調(diào)節(jié)裝置(1110)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，該磁傳感器 單元的壽文感度方向與所述》茲標(biāo)記的》茲向分別是平行和反平行 的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，該磁傳感器 單元的壽文感度方向垂直于所述f茲標(biāo)記的石茲向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在位置檢 測方向上，朝向所述標(biāo)記的兩個(gè)傳感器單元間的間隔與所述》茲 標(biāo)記的尺寸之間的商在0.6和3之間，優(yōu)選地在0.7和1.8之 間，優(yōu)選地在0.85和1.4之間，以及優(yōu)選地約為1 。
13. —種用于檢測帶有磁標(biāo)記的包裝材料的位置的方法，包括以下 步驟通過多個(gè)》茲傳感器對響應(yīng)所述》茲標(biāo)記的》茲力，生成多個(gè) 傳感器信號(hào)，其中，每個(gè)磁傳感器對包括反平行設(shè)置的磁傳感 器單元；將所述傳感器信號(hào)聚合成聚合信號(hào)；以及 根據(jù)所述聚合信號(hào)確定位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述確定位置的步驟包 4舌以下步驟才企測所述聚合信號(hào)的零交叉；以及 根據(jù)所述零交叉確定所述位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，進(jìn)一步包4舌以下步驟生成依賴于在垂直所述》茲傳感器對的所述壽丈感度方向上 的第一^f茲力分量的第 一補(bǔ)償信號(hào)；生成依賴于在垂直所述^茲傳感器對的所述敏感度方向和 所述第 一磁力分量的方向上的第二磁力分量的第二補(bǔ)償信號(hào)； 以及通過所述第一和第二補(bǔ)償信號(hào)，為垂直于所述磁傳感器 對的所述敏感度方向的磁力分量補(bǔ)償所述磁傳感器對的所述 傳感器信號(hào)場。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié) 所述,茲傳感器的輸出的步驟。
全文摘要
公開了一種用于檢測帶有磁標(biāo)記(314，514，714)的包裝材料(312、512、712)位置的位置檢測器裝置(100、200、900)，包括傳感器組件，包括多個(gè)磁傳感器單元(102、204、205、206、207、304、305、306、307、504、505、506、507、704、705、706、707、804、805、807、906、907、908、1000、1201、1202)，各磁傳感器單元包括提供輸出信號(hào)的輸出端，其中所述磁傳感器單元設(shè)置于至少兩個(gè)傳感器單元對(208、209、301、302、501、502、701、702)中，每對的該傳感器單元設(shè)置為具有相反的敏感度方向(308、309、310、311、508、509、510、511、708、709、710、711、808、809、811)，并且所述傳感器單元被設(shè)置為感應(yīng)所述包裝材料的磁標(biāo)記；信號(hào)處理組件(104)，連接于所述磁傳感器的所述輸出端，包括組合器(210、211、212、910、912、914、1100、1203、1301、1302、1303)，設(shè)置為將所述傳感器的所述輸出信號(hào)聚合為聚合信號(hào)；以及檢測器(104、214、916)，設(shè)置為由所述聚合信號(hào)確定所述包裝材料的所述位置。另外，公開了一種用于檢測帶有磁標(biāo)記的包裝材料的位置的方法。
文檔編號(hào)G06K7/08GK101120229SQ200680005000
公開日2008年2月6日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者耶特·霍爾姆斯特倫 申請人:利樂拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司