ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕЙ Российский патент 2012 года по МПК G09F3/00 

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться в промышленности, торговле, обслуживании, быту.

Известен знак оплаты почтовая марка [1]. Обычно это 4-угольный бумажный листок с рисунком и клеем. Крепится на почтовом отправлении. Печатают ее в листах, рулонах с использованием перфорации или прямо на почтовых конвертах и открытках. Выпускают марки также в виде сцепок, блоков, книжек и сувениров. Проверяют - методами оптики, химии и др.

Однако этот знак себя функционально уже исчерпал и не отвечает возросшим потребностям современного общества.

Известны методы и средства интроскопии объектов и анализа вещества с помощью рентгеновских лучей [2].

Но вредное биологическое действие лучей, высоковольтное питание (1-500 кВ) рентгеновских трубок, нагрев их из-за низкого кпд (0,1-5%) и большой рассеиваемой мощности на аноде (0,2-10 кВт), комплексные защитные меры, в том числе техническая защита персонала рентгеновских аппаратов и важность его квалификации, ограничивают эту технологию.

Ближайший аналог предлагаемого - способ и устройство поиска предметов из металла [3]. В способе облучают объект электромагнитным полем, измеряют параметры ЭМ поля и по их изменению определяют искомое. Устройство имеет 1-2 катушки, мост переменного тока, генератор, арочную конструкцию, маскируемую под дверной проем или в виде П-образной рамки с индикацией, фильтр, компьютер, эталон и прочее.

ЭМ поле и диэлектрики тут не взаимодействуют, потребительские свойства при меньшем риске поражения человека электрическим током улучшены за счет полупроводниковой элементной базы (электроустановки до 1000 В), а в основной операции поиска сканировании - движение людей, продукта сквозь рамку металлоискателя - не участвует оператор, поэтому подготовка его упрощена и приближена к навыкам обывателя.

Недостаток способа при поиске металлических вещей в наборе, в т.ч. контроле предметов личного пользования (ПЛП) пассажира, - низкая точность выявления содержимого. Технические причины этого следующие:

1. Стохастическая природа объекта. Мешает независимо выделить изменения эдс катушки (сигнал), отвечающие информативным параметрам набора, дополняя в этом влияние факторов электромагнитной индукции и вихревых токов в металлах, включая скин-эффект.

2. Погрешности обработки сигнальной смеси. Амплитуда помехи за фильтром близка к шагу квантования в условиях большого числа уровней квантования, требуемого по комбинаторной модели набора (см. ниже).

3. Ограниченные вычислительные ресурсы. При анализе множества кодов наборов скрадывают оценку измерения. Метод дихотомий сокращает среднее время сравнения кодов, но не решает эту проблему до конца.

Набор. Информативные параметры: назначение и число ПЛП. Влияющие факторы: отклонения геометрических размеров, формы, ее положения в катушке арки, электропроводящих и магнитных свойств металлов ПЛП, в т.ч. за счет металлических покрытий, скоростей движения объекта контроля и эталона; частота ЭМ поля и некоторые другие.

Помехи. Периодические на частотах примерно с 9 кГц до 27 МГц - от ЭМ полей разных радиопередатчиков, частоте 50/60 Гц - от промышленных электрических сетей. Апериодические атмосферные и индустриальные воздействия с максимумом спектральной плотности на частотах 6…28 кГц; на частотах до 0,5 кГц - из-за вибраций катушки в постоянном магнитном поле Земли, передающихся ей через воздух, конструкцию арки и фундамент упругими колебаниями от землетрясений и движения транспорта. Отметим, что излучение мощных радиовещательных станций длинных и средних волн (сетка частот в России, Европе - 9 кГц) может создавать в городе на рамочной антенне из 15 витков провода с площадью рамки ~1 м² среднеквадратичное значение напряжения порядка 10 мВ.

Фильтрация. 10 мВ - это диапазон сигнала 24-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Помехи здесь нужно подавлять лучше, чем в 2²⁶ раз (>156 дБ), а на частотах 9·r кГц (r=1, 2, 3…) это требует нереальной амплитудно-частотной характеристики полосно-пропускающего фильтра (ПФ), например крутизну спада, подъема АЧХ>312 дБ/октава в диапазоне 9-18 кГц. В диапазоне 0,5-9 кГц разбег частот больше октавы (log₂9/0,5=4,17 октавы) и нужен ПФ с меньшей крутизной АЧХ≈75 дБ/октава (312/4,17). При этом аппроксимация ПФ фильтрами высоких и низких частот на основе фильтра 1-го порядка по Баттерворту (крутизна АЧХ 6 дБ/октава) дает ФВЧ и ФНЧ по 13 (75/6) полюсов. Но 26-полюсной активный RC фильтр на операционных усилителях (ОУ), каскадируемый из ФВЧ 3-го и ФНЧ 1-го порядка - а это больше 26 резисторов и 8 ОУ в цепи сигнала - конструктивно не тривиален, шумен и снижает динамический диапазон сигнального тракта. LC фильтры на частотах до 20 кГц плохо экранируются; у кварцевых - велико время установления (t_КФ>>t_ПФ).

Модель. Пусть а число различных ПЛП в эталоне, b соответственно в объекте, а>b≥1. Мысленно составим из а независимые сочетания по b предметов, полагая b средним числом ПЛП пассажира. Учтем, что перестановки ПЛП в сочетании-наборе формально не влияют на индуктивность катушки. Тогда с число сочетаний изменения эдс катушки, следуя комбинаторной логике, равно a!/b!(a-b)!. Вычислим m число уровней квантования, полагая каждому из с один уровень. Взяв а=28, b=14, получим с=m=m _max=4011660. Это 26 двоичных разрядов (d≥log₂ m _max, округляется до ближайшего большего целого числа); у созданных АЦП всего 24 разряда. Отсюда вероятность метрологического отказа р _мо=1-2^d-k/m _max, где k - нехватка числа разрядов до d, для k=1 среднее по реализации p _мо≈0,25, если k=2, то р _мо≈0,375; статическая погрешность, превышающая шаг квантования, - сигнальная смесь, разрешение и разрядность АЦП между собой не согласованы; динамическая - из-за большого времени установления (инерционности) ПФ и АЦП.

Вычислительный анализ наборов. Ограничен производительностью и разрядностью компьютера (ПК, микроЭВМ, ПЭВМ, ноутбук, нетбук).

Вместе тем, параметры наборов могут быть больше модельных, так для а=32, b=16 имеем с=601080390. К изложенным обстоятельствам устройство арочного металлоискателя очевидно не приспособлено.

Задача изобретения - повышение возможностей и характеристик автоматического контроля вещей.

Задача решается тем, что знак с рисунком и креплением отличается тем, что содержит датчик вещи, изображенной на рисунке. Возможности контроля вещей с таким знаком выше за счет свойств системы. Знак образован пакетом: рисунок - на лицевой стороне, крепление - липкий слой под пленкой - на тыльной стороне, а датчик вещи в виде сборки в корпусе - внутри пакета. Пьезополупроводниковая сборка имеет пьезопластину с обкладками, обмотку и чип, подключенный между обкладками и концами обмотки. Пьезопластина - круглая, обкладки - металлизированные поверхности, обмотка - печатная катушка индуктивности, а чип - бескорпусная микросхема. Микросхема содержит на поверхности и в объеме пластинки монокристалла кремния интегральные элементы, изоляцию, соединения, межсоединения, выводы. Интегральные резистор, ограничитель, выпрямитель, сигнализатор и резисторный мост соединены последовательно, а оба входа сигнализатора через плечи резисторного моста и выход сигнализатора связаны с входом ограничителя. Сигнализатор состоит из последовательно соединенных перемножителя и формирователя приемника и кодера и вентиля передатчика. Перемножитель, формирователь, кодер и вентиль образованы логическими элементами. Логический элемент перемножителя выполнен на ячейках И-HE, НЕ. Ячейка НЕ использует два МОП-транзистора. 1-й МОП-транзистор имеет n-канал, у 2-го МОП-транзистора p-канал. Способ контроля вещей, заключающийся в том, что облучают вещь электромагнитным полем, измеряют параметры поля и определяют по ним вещь из металла, отличается тем, что до облучения обозначают вещь ее вещевым знаком, например прикрепляют пакет с рисунком, креплением и датчиком вещи к вещи, изображенной на рисунке пакета, при помощи крепления пакета, по параметрам регистрируют код вещевого знака - датчика вещи, а по копии его кода опознают обозначенную вещь. Поле создают, по меньшей мере, парой идентичных контуров, оси которых совпадают, а плоскости размещены по разные стороны от облучаемой обозначенной вещи, измеряют разность электрических колебаний контуров, а величину разности избирают критерием регистрации кода вещевого знака. Поле контуров модулируют изменением электрического тока, по пику огибающей разности колебаний контуров регистрируют код вещевого знака, а по числу этих пиков подсчитывают количество обозначенных вещей в наборе. Код вещевого знака наделяют копией в электронном реестре вещей, а назначение обозначенной вещи набора определяют по описанию копии, если код копии и зарегистрированный код вещевого знака совпадают при сравнении. Электронный реестр вещей создают, хранят и применяют с использованием компьютера. Доступ к указанному реестру закрывают паролем. Металлоискатель, имеющий в арке с визуальной и звуковой индикацией 1-ю пару контуров, связанных с генератором через плечи 1-го моста, отличается тем, что снабжен 2-й парой контуров, связанных с генератором через плечи 2-го моста, ось которой в арке пересекает ось 1-й пары под углом, например, 90 градусов, и регистратором кодов вещевых знаков, включенным между плеч мостов, генератором и индикацией. Регистратор кодов вещевых знаков состоит из сигнального и информационного трактов, к выходам которых подключен логический элемент И, а к его выходу и части выходов информационного тракта подключен элемент памяти. Генератор содержит преобразователь напряжение - частота, замкнутый с выхода на вход через последовательно соединенные счетчик кодов частоты и цифроаналоговый преобразователь, фазоинвертор, включенный между входом и одним из выходов счетчика кодов частоты, и счетчик кодов задержек, подключенный через логический элемент И параллельно фазоинвертору. Эталон в виде набора предметов отличается тем, что набор образован блоком знаков, например коробкой с пакетами, каждый из которых имеет рисунок-надпись, крепление и датчик вещи, изображенной на рисунке, а надписи пакетов образуют реестр вещей, равнозначный электронному.

Автор не знаком с аналогичными решениями изобретательской задачи в данной и близких областях техники. Потому изложенную совокупность отличительных признаков считает существенной.

На фигуре 1 в масштабе схематично показан вариант предложенного знака, где 1 - пакет с рисунком и отверстиями (фрагмент блока знаков), 2 - крепление, 3 и 4 - 2-й и 1-й листы блока, 5 - датчик вещи (индукционный преобразователь в виде пьезополупроводниковой сборки), 6 - место для обкладки и печатной обмотки на пьезокерамической пластине (диске) сборки, 7 - область монтажа полупроводникового чипа, 8 - корпус сборки.

На фигуре 2 дан упрощенный вид варианта блока знаков, где 1 - один из пакетов с рисунком в виде надписи, 9 - блок знаков, 10 - граница участка блока, 11 - ряды отверстий вдоль сварных полосок.

На фигуре 3 - структурная схема индукционного преобразователя, где 12 - обмотка, 13, 14, 15, 16 и 17 - соответственно резистор, ограничитель, выпрямитель, сигнализатор и резисторный мост полупроводникового чипа, 18 - обкладки пьезокерамической пластины сборки.

Изобретение заключается в следующем.

Знак с рисунком и креплением содержит датчик вещи, изображенной на рисунке, откликающийся на ЭМ поле, - шаг к заявленному контролю вещей в наборах и по отдельности, из металлов и неметаллов.

Для ряда применений его (вещевой знак - ВЕЗН) образуют, например, пакетом: рисунок (указывает определяемую вещь) располагают на лицевой стороне, крепление - на тыльной стороне, а датчик вещи - внутри пакета. Пакет размером с марку делают из диэлектрических материалов (бумаги, пленки, листовых пластиков…) - ЭМ поле свободно проникает сквозь них.

Рисунок (фиг.1 - 1) со зримыми (и не только) признаками вещи наносят офсетной печатью, принтером, лазером (материал проплавляют лучом на небольшую глубину по точкам контура рисунка), тиснением матрицей и пуансоном или при помощи ранее отпечатанных наклеек. Он может быть цветным, черно-белым, голографическим, стилизованной картинкой, надписью, цифрами, факсимиле, аббревиатурой, подписью, ценником и т.п.

Крепление (фиг.1 - 2) - липкий (невысыхающий) слой натурального или синтетического латекса под пленкой, либо это булавка, скоба.

Датчик вещи (фиг.1 - 5) - индукционный преобразователь признаков вещи на рисунке в физический и адекватный ему дистанционный код. Выполнен в корпусе (фиг.1 - 8) с надписью, без электрохимической батареи, элементов ее установки, фиксации и подключения. Имея меньшие размеры, массу и стоимость, более надежен, безопасен, долговечен и удобен, ибо использует энергию ЭМ поля контуров (катушек, антенн) арки.

Конструкция датчика вещи содержит диэлектрическую пластину с проводящими обкладками, изолированную обмотку, контактные площадки и микроэлектронный чип (бескорпусная интегральная схема - ИС), который через контактные площадки электрически подключен между обкладками и концами обмотки. Пластина (фиг.1 - 7), в частности круглая пьезопластина, пьезоэлемент - ПЭ - диск с монтажной областью (участок в центре, где ИС в выемке закреплена эпоксидным клеем). ПЭ реализует функции печатной платы, избирательного и динамического элемента памяти.

Этапы изготовления ПЭ, например, из керамики титанат бария - BaTiO₃. Подготовка сырья (двуокись титана и углекислый барий), его измельчение и смешивание в должных количествах; термическая обработка при температурах более 700°С; дробление и помол синтезированного материала; получение из порошка заготовки требуемой формы и размеров прессованием или литьем под давлением; обжиг заготовки при тепловом режиме, ее механообработка; нанесение электродов, пайка и поляризация.

Проводящие обкладки получают металлизацией поверхности или вжигая в нее электроды из серебра. Изолированная обмотка в виде плоской проводящей спирали образует на части пластины, не занятой обкладками (фиг.1 - 6), технологичную печатную катушку индуктивности. Литография и травление (химическое, ионное, плазменное) дают более 1000 витков в кольце шириной 1 мм. Возможна многослойная намотка катушки тонким эмалированным медным проводом по окружности диска с пропиткой ее бакелитовым лаком. Металлизация выемки не обязательна.

Выводы чипа подключают к контактным площадкам, например, эвтектическим сплавом на основе химических элементов Bi, Pb, Cd и Sn с весовым соотношением ингредиентов. Малая добавка к ним Ag уменьшает растворимость серебра обкладок в сплаве. Так как температура плавления этого легкоплавкого припоя (70-105°С) ниже температуры точки Кюри ПЭ (для BaTiO₃ 120°С), то пластина не теряет своих пьезоэлектрических свойств, приобретенных в процессе поляризации под воздействием высокого постоянного напряжения. На 1 мм толщины ПЭ нужно 0,5-3 кВ. Отдельные контактные площадки соединяют с проводящей обкладкой или обмоткой на другой стороне диска, например, изолированными по длине до мест пайки проволочными (фольговыми) перемычками.

Материал пластины (пьезоэлектрик титанат цирконата свинца - ЦТС или ниобат лития - LiNbO₃), тип объемных колебаний (в порядке снижения частоты - по толщине, радиальные, изгибные) и размеры определяют ее резонаторные параметры. Для эффективной и стабильной эксплуатации материал выбирают из комплекса свойств: температура точки Кюри Т_к 180°С, механическая добротность Q_м 50-2000, коэфф. электромеханической связи k_E 0,41-0,72…. Изгибные колебания формируют биморфной схемой: последовательно склеивают (эпоксидный клей) и параллельно соединяют электрически два одинаковых ПЭ. Частота колебаний (резонанс, антирезонанс) задает физический код датчика вещи или один из его параметров. Ее регулируют, например, шлифуя торец диска, обкладки включают в цепь автогенератора с электронно-счетным частотомером.

Чип содержит пластинку полупроводника монокристалла кремния (или отдельную диэлектрическую подложку из стекла, керамики - гибридная ИС), где в объеме и на ее поверхности размещены интегральные резистор, ограничитель, выпрямитель, сигнализатор, резисторный мост, схемные и межсхемные соединения, изоляция, контактные площадки и выводы. Его выполняют по планарной, планарно-эпитаксиальной технологии. В ГИС часть перечисленного подключена к подложке отдельными компонентами.

Схема изготовления чипа. Получение и химическая очистка природного кремния, в частности, в результате реакции дистиллированного SiCl₄ при высокой температуре (950°С) с очищенными парами цинка и устранения избытка цинка вакуумным испарением. Физическая очистка слитка, например, методом зонной плавки. Производство из слитка монокристалла p-, n-типа проводимости. Резка и шлифовка дисков монокристалла. Контроль дисков. Основные операции планарной технологии: травление и окисление (изоляция) поверхности диска монокристалла; нанесение на нее фоторезиста; засвечивание его через маску с рисунком; промывка засвеченного диска растворителем; удаление фоторезиста травлением; диффузия примеси (атомы бора, фосфора…) в протравленное окно. Операции могут чередоваться, дополняться и повторяться. Далее идут разные соединения, контроль электрических параметров, отбраковка ИС и резка диска на готовые пластинки (чипы) с размером ~1×1 мм².

Резисторы диффузионные, пленочные. Первые создают внедрением примеси p-типа в эпитаксиальный слой кристалла n-типа, т.е. как p-n переходы планарного биполярного транзистора (БПТ). Слой нередко выращивают эпитаксиальным методом. Эти резисторы изолируют от компонент ИС обратным электрическим смещением диодов переходов. Коллекторная, эмиттерная и базовая области переходов реализуют номиналы сопротивлений порядка 10÷10⁵ Ом. Пленочные резисторы на диэлектрической подложке или подслое SiO₂ удорожают ИС, но имеют лучшие параметры, в частности меньший температурный коэффициент сопротивления и допускают лазерную подгонку величины сопротивления к номиналу. Осаждают резистивные пленки катодным распылением металлов (хром), сплавов (нихром) или керметов в вакууме. В толстопленочной технологии резистивные пасты наносят через сетчатые маски-шаблоны, получаемые с использованием фотографического метода.

Ограничитель - диод, например обратно включенный p-n переход база - эмиттер БПТ. Он же элемент стабилизации напряжения питания чипа (разность между напряжением пробоя p-n перехода и падением напряжения на выпрямителе), т.е. стабилитрон (диод Зинера).

Выпрямитель (однополупериодный) объединяет диод, конденсатор, например, с помощью двух БПТ. У одного берут коллекторный переход для получения диода с большим пробивным напряжением; у второго - барьерную емкость эмиттерного перехода в обратном включении. Их изолируют, как и выше. Альтернативы: выпрямляющий электрический переход металл - полупроводник (диод Шотки), у него меньше падение напряжения на прямой ветви вольтамперной характеристики; пленочный конденсатор (в т.ч. многоэтажный) в ГИС или на ПЭ.

Сигнализатор состоит из перемножителя и формирователя приемника, кодера и вентиля передатчика, образованными логическими элементами (ЛЭ) на комплементарных полевых транзисторах (ПТ) со структурой металл-окисел-полупроводник. Перемножитель - ЛЭ И-НЕ-НЕ (КМОП-ячейки НЕ, И-НЕ) с входными дискриминаторами на триггерах Шмидта. Его базовый инвертор (ячейка НЕ) при меньшей (чем у аналога на БПТ) площади на кристалле и входном сопротивлении ≥10¹² Ом пропускает ток в процессе переключения 2-х МОП-транзисторов, запертых по очереди. 1-й МОП-транзистор имеет n-канал, у 2-го - p-канал; межсоединениями каналы включены встречно, а затворы объединены. Формирователь - цифровой детектор 1 - RS-триггер на ЛЭ И-НЕ с обратной связью на диоде, резисторе и конденсаторе (затвор относительно подложки). Кодер, например, два последовательно включенных ждущих мультивибратора (ЖМ) на RS-триггерах, в 1-м ЖМ времязадающие элементы (конденсатор, резистор) задают 2-й параметр физического кода - величину задержки, 2-й ЖМ выдает импульс постоянной длительности. Кодер с программируемой секцией функциональней; содержит, например, регистр сдвига, счетчик с предварительной установкой, электрически репрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЗУ), цифровой компаратор (схема сравнения 2-х чисел), мультиплексоры, триггеры и прочее. Вентиль - электронный ключ на МОП-транзисторе большой площади или многотранзисторный с соединением одноименных электродов (затвор, сток, исток, подложка). Входы и выход сигнализатора защищены от статического электричества резистивно-диодными цепями на диодах Шотки и Зинера.

Схемные, межсхемные соединения и контактные площадки образуют металлизацией после получения всех компонент чипа. Для этого кристалл (подложку) помещают в вакуум, на его поверхность напыляют Al-пленку, излишние участки пленки вытравливают, оставшиеся проводящие дорожки, в т.ч. в окнах между слоями, и есть те соединения и площадки.

Выводы чипа, например, микропроволочные из золота. Подключают к контактным площадкам чипа термокомпрессионной или ультразвуковой сваркой. В первом случае возможны соединения шариком, с помощью клина. Ультразвуковая сварка подходит и для алюминиевых выводов, т.к. проволочка меньше окисляется из-за отсутствия нагрева.

После распайки выводов чипа к контактным площадкам ПЭ, проверки электрических параметров и герметизации пропиткой эпоксидным лаком (твердый не токсичен) получившуюся пьезополупроводниковую сборку помещают в корпус. Его конструкция и материал (металл/неметалл) зависят от назначения, применения и унификации. В частности, в торговле пищевой продукцией корпусом могут быть, например, крышки пакетов.

Элементы корпуса (крышки). Диск (по краю с упорами, валиком) из термопластика. Растягиваемое полиэтиленовое кольцо с пазом (в него вставлен модуль - сборка). Шайбы из полистирола с внешним диаметром больше диаметра диска ПЭ, кольцевой выточкой у внутреннего диаметра и шириной выточки около ¹/₂, а толщиной больше ¹/₂ толщины диска ПЭ.

Фиксирование пьезополупроводниковой сборки в корпусе производят, например, плавлением-давлением. Температура сварки полиэтилена, полистирола ~100°С; подходящее давление на диск в крышке или шайбы (сборка вложена между теми и другими) 2-3 кг/10 мм².

Надпись (нумерация, №) на корпусе важна по условиям производства, эксплуатации и жизненного цикла датчиков вещей, облегчая их сортировку после извлечения из отработавших знаков, в целях повторного применения. Ее гравируют (резцом, лазером), печатают краской, термоштампуют.

ВЕЗН-блок (фиг.2 - 9) используют для контроля, например, ПЛП, вещей в доме. Соединение 2-го и 1-го листа блока (фиг.1 - 3-4) с помощью шва в виде ячеек сетки формирует между листами пакеты. Рисунки на пакетах (отпечатаны на заготовке 1, 2-го листа) образуют надписями реестр (список, перечень) вещей набора; надписи выполняют на русском (испанском, немецком, французском…) и/или международном (английском) языках. Датчики вещей (фиг.1 - 5) разложены по пакетам (фиг.1 - 1) согласно надписям (№№) на корпусах (фиг.1 - 8) и надписям на ячейках 1-го листа с теми же №№. Соответственно операцию механизируют автоматической выкладкой датчиков из бункеров на ячейки заготовки в темпе конвейера. Крепление (фиг.1 - 2) помещено на 2-м листе. Пластиковые заготовки сматывают с рулонов, протягивают, нагревают, формуют (штампуют), перфорируют и режут на части с помощью различных механизмов.

Шов, например, сварные пересекающиеся полоски (фиг.2 - 11) по рядам отверстий. Термосварка листов полиэтилена, полиэтилен-целлофановой пленки, многослойных полимерных материалов, выработанных методами экструзии нередко использует электрический нагрев инструментом (штамп, ролик) через пленку фторопласта. Крепление технологически получают, в частности, протягивая между валками заготовку 2-листа и клеящей стороной двустороннюю клейкую полимерную ленту на вспененной основе, закрытую снаружи защитной полимерной пленкой, вощеной бумагой или фольгой (алюминиевой). Отверстия в месте соединения шва и крепления расположены (прошиты) равномерно, что удобно для производства и применения. Ширина полоски сварного шва взята более диаметра сквозных отверстий, но меньше ¹/₄ размера пакета (квадратного) со стороной, заданной габаритами (например, 11×11×1 мм) пьезопластины сборки. Так меньше расход материалов и масса пакета с датчиком вещи (min ~ 1 г). Расстояние между отверстиями, меньшее их диаметра (<2 мм) облегчает отделение пакетов от блока по рядам отверстий отрывом, ножницами. Со снятием защитной пленки с крепления пакет тут же готов составить с вещью, упаковкой товара единое целое. Липкий слой (упоминавшиеся латексы) полимерной ленты имеет хорошую адгезию к предметам обихода, домашней утвари, одежде, обуви, практически не загрязняет их.

Реестр обладает участками (фиг.2 - 10) в виде линейки, ряда, сектора. Цвет пакетов линейки характеризует группу вещей, товаров. Ключам от дома, квартиры, автомобиля, гаража, очкам в оправе из металла, столовой утвари, швейным инструментам, бритвенным приборам и лезвиям, ювелирным изделиям, украшениям, портсигарам, хозяйственным принадлежностям (например, висячий замок), авторучкам, монетам и прочим предметам и вещам из металла (с металлической частью) выделяют пакеты красной линейки. Не запрещенным к провозу лекарствам, химическим веществам, реагентам и алкоголя, например, желтой; документам - синей, а одежде - зеленой. Это упрощает кодировку вещей набора, сокращает время и ошибки крепления, т.к. цвет и надписи пакетов хорошо ассоциируются с особенностями назначения вещей группы. Размер шрифта надписей (славянский, латинский) одинаков.

Завершают изготовление блоков и знаков на упаковочном оборудовании, в т.ч. для таблетирования. У вместительного блока знаков - коробки - сектор и пакеты в секторе одноцветны. Печать рисунков и выкладку датчиков вещей на заготовку в отдельных машинах автоматической линии дорабатывают - рисунки и/или коды в блоке, партии товара не одинаковые. Окупаемость производства ускоряет вторичное использование датчиков вещей. Сбор их платный, например, при супермаркетах, универсамах принимают те же крышки. А ставшая ненужной пленочная упаковка блоков экономична и занимает мало места в мусорных контейнерах.

Блок как самостоятельную часть транспортного документа, описи почтовой посылки, театрального билета, в т.ч. образующую гардеробный номер, и т.д. приобретают при предъявлении удостоверения личности (паспорта). Покупателю блока могут выдвигаться законные предписания.

Способ контроля заключается в следующем.

До момента облучения ЭМ полем обозначают (кодируют) вещь ее вещевым знаком. Например, прикрепляют пакет с рисунком, креплением и датчиком вещи (фиг.1) из блока знаков (фиг.2 - 1) к вещи, изображенной на рисунке пакета, при помощи крепления пакета (фиг.1 - 2), в частности, отрывая пакет от блока, снимая с пакета защитную пленку (не показана) и прижимая липкой поверхностью к названной вещи.

Действие снимает отмеченную ранее проблему стохастизма набора, т.к. ведет (см. модель) к а=b; с, m=1. Выполняет его операции владелец вещей (не оператор!), например, в домашних условиях; уменьшает время операций блок с цветными участками (покупка и смена батарей не нужны). Санкции за неверную кодировку при оказании общественно значимых услуг вводят в Регламенты и Правила, например, производства, упаковки, доставки, оптовой и розничной торговли пищевыми продуктами.

Облучают обозначенную вещь ЭМ полем. Его вариант создают, по меньшей мере, парой идентичных индуктивных контуров, оси которых совпадают, а плоскости (параллельные) размещены по разные стороны от обозначенной вещи. В арке металлоискателя контуры 1-й пары находятся в стойках, 2-й - в перекладинах, 3-й - по периметру П-рамки. Образуется зона облучения (контроля) со скрещенными магнитными полями (оси пар расположены под углом около или 90°), где на обмотке 12 (фиг.3 - 12) индуцируемое и трансформируемое переменное электрическое напряжение не сильно зависит от ориентации и положения обозначенной вещи. Влияние скин-эффекта в ПЛП на эффективность экранирования и магнитный поток обмотки уменьшают выбором частоты электрического тока контуров. Зона перекрывает путь объекта в проеме помещения (дверь, окно, люк), коридорной арке, на ленте транспортера продукта и т.п. Поле одной пары контуров иногда не обеспечивает запитывание КМОП-чипа в сборке.

Измеряют разность электрических колебаний пары контуров, например, на выходе дифференциального усилителя (ДУ), что уменьшает влияние ЭМ помех, вычитаемых им друг из друга. Величину параметра разности (должна быть больше некоторой, но не больше предельной) избирают критерием регистрации кода знака. Измерительные приборы: милливольтметр, частотомер, анализатор (характериограф), осциллограф и комплексы на базе ПЭВМ для сбора, хранения и обработки информации. Амплитуду, частоту (фазу) и задержку (длительность) разности колебаний - характеристики ЭМ поля в зоне контроля - используют в качестве параметров регистрации кода знака оплаты, т.е. его датчика вещи.

Вначале при излучении контуров. Амплитуда колебаний генератора постоянна. Частота тока либо ее номер (№) являются первым параметром кода. Для нескольких датчиков (или их групп) регистрация номера текущей частоты f₁, отвечающей 1-му из них, затем номера частоты f2, отвечающей 2-му, и т.д. проще измерения и регистрации точной величины самой этой частоты. На одно действие и долю затрат. Например, в десятичной позиционной системе счисления, чтобы наглядно отобразить значение частоты 4832 Гц, нужно 4 разряда знакового индикатора, 4 дешифратора двоично-десятичного кода и 16 триггеров памяти, а ее №, допустим 1, всего 1 такой разряд, 1 дешифратор и 4 триггера. Это выгодно до тех пор, пока число разрядов номеров меньше числа разрядов значения частоты.

Далее измеряют отклик датчика вещи, модулирующий амплитуду колебаний индуктивных контуров пары. Например, величина задержки (длительности) отклика (ее №) - 2-й параметр кода, измеряемая электронно-счетным методом, им можно мерить и частоту - разделяет датчики с одинаковыми по допуску частотами. Амплитудная модуляция здесь сопровождается кодоимпульсной с привязкой временного отсчета на стороне генератора фазовой манипуляцией. Это позволяет найти величины задержки без ошибки дискретности и увеличить емкость параметра, используя повышенную частоту счета, т.е. временное уплотнение.

По параметрам регистрируют искомый код. Детектированную разность колебаний пары контуров проверяют по критерию амплитуды дифференциальным дискриминатором (2 компаратора со схемой логики), и при необходимости регулируют генератор или сигнальный тракт. Проверив, вписывают № частоты, отвечающей нашему отклику, например, в первый байт двоичного слова (регистр 16 бит). По измерению 2-го параметра отклика заполняют 2-й байт слова. Оно и есть искомый дистанционный код, т.к. в металлоискатели с индуктивным каналом распространения информации привнесены радиотехнические методы ее кодирования, передачи, приема и извлечения. Операцию выполняют по пику импульса разности колебаний контуров, т.е. регистрируют код знака вещи сразу, что достигается схемотехникой устройства. Для кодов с перезаписью параметров, например, продавцом после уценки товара схемотехника включает дополнительные средства (в заявке не представлены). А по числу этих пиков (числоимпульсный код регистрируют с выхода ПФ, например, детектором огибающей, ИС компаратора и ИС счетчика - они могут быть в составе ПЭВМ) подсчитывают количество обозначенных вещей в наборе, притом другие его информативные параметры определяют так.

Код знака вещи наделяют копией. Для этого присваивают каждому пику (огибающей) разности колебаний пары контуров на заданной частоте f₁, f₂, f₃… позицию 1, 2, 3… в электронном реестре вещей. Аналогично поступают и по др. параметрам кода. Этот реестр (версия), равнозначный предыдущему, - компьютерный список (таблица, база данных). Содержит строки, столбцы и нумерации. В строке есть описание: название, назначение вещи, ее материал (металл/неметалл), функция, стоимость (цена), картинка-изображение (фото, стилизованный рисунок), копия параметров физического кода… Код копии сверяют с дистанционным. Если код копии и зарегистрированный код вещевого знака совпадают при программном либо аппаратном сравнении кодов (применяя микросхемы сравнения - МС), то это совпадение опознает (определяет, указывает признаки) обозначенную вещь (продукт, товар). Например, картину художника (пакет блока, его датчик вещи склеен с обратной стороной холста) в частном собрании, музее. Ее описание ПК выделяет шрифтом, цветом, миганием строки на экране дисплея или речевым синтезатором (МС выставляют флаг), т.е. автоматически определяет вещь. Позиции, для которых коды копий не совпадают с зарегистрированными ВЕЗН-кодами, декодируют неполноту набора. Например, владелец вещей проходит арку металлодетектора в дверях на выходе своей квартиры, ему озвучивают, какие он не взял. При этом забытая вещь может не иметь самого вещевого знака. Частоту электрического тока контуров здесь модулируют (изменяют) от f₁ до f_n (цикл). Для группы вещей, относящихся к любой из этих частот (кроме одной свободной), колебания на ПЭ накапливаются (нарастают) одновременно; в этом случае время облучения минимально, а скорость регистрации кодов и производительность автоматического контроля максимальны. Подача на 1-ю и 2-ю пары контуров частот фазированных колебаний, например: f₁ на 1-ю пару и 2f₁ на 2-ю; f₂ на 1-ю и 2f₂ на 2-ю; f₃ на 1-ю и т.д., уменьшает риск нулевого суммирования магнитных полей на обмотках пластин ПЭ.

Электронную версию создают с использованием ПК при помощи клавиатуры, мышки, электронного фотоаппарата, сканера и др. надлежащих средств управления и ввода информации; отображают на экране дисплея и хранят на жестком диске вместе с адресом файла. У нее могут быть несколько списков. Например, список предметов и вещей, которые нельзя забывать на работу…, в школу… Тогда в ПЭВМ выбор подзадач контроля осуществляют программно, в т.ч. закрывая доступ к любому списку (реестру) паролем, что связано с возможностями известных программ-оболочек. Причем не путать владельца вещей одного списка с владельцем вещей другого компьютеру в процессе применения способа помогает наличие в вещах каждого из них датчика вещи, присущего только конкретному лицу. Код этого датчика и реквизиты владельца (ФИО, адрес места жительства, №№ мобильного телефона, коммуникатора, электронных наручных часов с радиоинтерфейсом…) вносят в строку описания.

С завершением цикла сведения о вещах, поставленном продукте (совпадение, не совпадение, отсутствие предусмотренных кодов) передают по беспроводной связи их владельцу, дублируют текстовым сообщением на номер его мобильного телефона. При покупке билета на самолет, поезд этот номер сообщают перевозчику. Передачу производит ПЭВМ (ноутбук) с телефонным модемом (радиомодемом).

Металлоискатель работает следующим образом.

К 1-й паре идентичных контуров арки с индикацией, связанных через плечи 1-го моста переменного тока с выходом буферного каскада генератора, подводится переменный электрический ток частоты f₁.

Используют 2-3 такие пары и столько же мостов. Оси контуров пары совпадают, плоскости параллельны, оси пар меж собой пересекаются под углом, например, 90°, контуры 1-й пары находятся в стойках, 2-й - в перекладинах, 3-й (если нужно) - по периметру арки (П-рамки). Сила тока ограничена нормами излучения, кпд каскада 45-98% задан режимом работы (А, В, С) выходного транзистора. Для 2-й (3-й) пары контуров генератор имеет дополнительный выход удвоенной частоты.

Диапазон 0,3-12 кГц оптимизирует зависимые параметры системы. Например, потери на вихревые токи при прохождении в стенке ПЛП магнитного потока зоны контроля (потери в металлизации ПЭ малы, она в 100 раз тоньше стенки ~1 мм), размеры пластин ПЭ (фиг.1 - 5) и др.

В обмотке (фиг.3 - 12) магнитный поток индуцирует эдс. Требуемую пьезополупроводниковой сборке величину эдс формируют превышением числа ω₁ витков обмотки числа ω_к витков в контурах, т.е. воздушным повышающим трансформатором (коэффициент трансформации ~3000). Для более низкого облучения объекта, например, снижают размеры (10^-4 мм и менее) заявленных интегральных элементов, пополняя нехватку эдс ростом напряженности электрического поля в кристалле полупроводника.

С обмотки сигнал поступает в чип на резистор (фиг.3 - 13), далее на ограничитель 14 и выпрямитель 15 (быстро нарастая на таком пиковом детекторе), включает и питает сигнализатор 16, на запертый его выход и, через плечи резисторного моста 17, оба входа. В одно из плеч включены обкладки 18 пластины ПЭ, соединение образуется, как и для концов ее обмотки, подпайкой выводов чипа к контактным площадкам пьезодиска при изготовлении пьезополупроводниковой сборки. Резистор моста - шунт обкладки 18 - состоит из 2-3 последовательных/параллельных номиналов и компенсирует разброс величин Q. Ограничитель и защитные цепочки сигнализатора 16 блокируют перегрузки (помехи) с обмотки 12. Равенство частоты ПЭ (например, f₁) и частоты f₁ сигнала перемножитель и формирователь приемника сигнализатора 16 отмечают при длительности сигнала (пачки) t_c≈0,7Q/f₁. За время t_c ПЭ на резонансе "раскачивается" и напряжение на его обкладках 18 превосходит напряжение на резисторном делителе моста 17, на другом входе перемножителя. Это заставляет формирователь выдать команду передатчику при изменении фазы на 180° между пачками, т.к. синусоидальные колебания ПЭ после спадают медленно - сигнал им уже был избран по частоте и запомнен динамически по фазе и амплитуде, а перемножитель отрабатывает назад.

Достоверность команды →1, ибо приемник сигнализатора 16 обладает свойствами достаточного (оптимальный фильтр). Вероятности правильного обнаружения W_по и ложной тревоги W_лт по его рабочим характеристикам соответствуют 0,995 и 10^-6 при отношении энергии сигнала Е_с и помехи Е_п около 1 (сигнал фазосогласованный, с помехой не коррелирует). Обычно Е_с/Е_п≥2 и тогда W_по≥0,998; W_лт≤10^-11. Кодер передатчика задерживает на время команду - оно 2-й параметр физического кода и устанавливается в 1-м ЖМ (программируемой секции). Команда (2-й ЖМ) отпирает вентилем выход передатчика. Он воздействует на обмотку 12 (или отвод - пунктир на фиг.3), например временно «закорачивает» ее. Магнитное поле контуров возникающим импульсом отклика неодинаково изменяется (расстояния между плоскостью обмотки и плоскостями контуров пар разные) и вносит дисбаланс в их электрические колебания. Воздействие на отвод (витков в нем ω₂<<ω₁) через электронный ключ импульсом напряжения питания чипа повышает обратный коэффициент передачи и точность сигнального тракта, увеличивая крутизну фронта отклика, в т.ч. излучением отклика на частоте f_pо резонанса отвода (ω₂ + конденсатора выпрямителя), f_po>>f_n.

Конец пачки задает счетчик кодов частоты (СКЧ) в момент переключения цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и фазоинвертора (ФИ) генератора после подсчета заданного числа полупериодов (периодов) частоты. Длительность пачки на 10-20% больше расчетной по формуле для t_c увеличивает допуск на годные ПЭ, упрощает регулировку датчиков вещей и системы в целом. Напряжение с ЦАП (он имеет прецизионный источник опорного напряжения - ИОН) поступает в преобразователь напряжение - частота. Стабильность ПНЧ должна быть не хуже ¹/₂ аналогового эквивалента единицы младшего разряда ЦАП, вид характеристики ПНЧ, например, f_вых=f₁(1+M·U_вх), где М - коэффициент пропорциональности.

Автоматически запускается счетчик кодов задержек (СКЗ), подключенный в генераторе через ЛЭ И параллельно ФИ, т.е. между младшим (или входом) и одним из старших разрядов СКЧ. Коды СКЗ считываются импульсом отклика в темпе и единицах кратных текущей частоте, например f₂. Таким образом, переход частоты от одного датчика вещи к другому не влияет на точность измерения задержки и сокращает цикл. С одной стороны это объясняется тем, что код задержки датчика вещи, работающего на частоте f₁, предварительно настраивают под частоту f₂ (f₂>f₁), позволяя достигнуть желаемого. С другой стороны уже отмечалась роль временного уплотнения. Для синхронных счетчиков перед буферным каскадом ставят ФНЧ - Д-триггер, заменяющий короткие импульсы меандром, и резисторно-конденсаторную цепь, сглаживающую края меандра (режимы А, В выходного каскада), чтобы меньше излучалось высших частот. Асинхронным счетчикам достаточно сглаживающей цепи. Д-триггер изменяет коэффициент пересчета счетчиков, что используют при проектировании дополнительного выхода генератора.

Импульс отклика обрабатывается электронным регистратором кодов (ЭРК) вещевых знаков. Сигнальный тракт ЭРК для пары контуров (1 канал) содержит последовательно соединенные ДУ (или инструментальный усилитель), входы которого подключены к плечам моста генератора, ПФ, детектор, автоматический регулятор усиления (АРУ) и компаратор. ДУ - п/п усилитель на ИС ОУ с 2-мя входами (диодно-защищенными). ПФ - ФВЧ и ФНЧ 2-го порядка на ИС ОУ. Его полоса пропускания Δf≈2f_c(S+1)/Q_c, где f_c - средняя частота ПЭ, Q_c - средняя добротность ПЭ, S - число групп вещей в реестре вещей блока знаков и группа посторонних металлических предметов, коэффициенты учитывают защитные частотные интервалы. Частоты отсчета Δf на АЧХ ПФ по уровню 0,707 различают на экране характериографа: для Q_c=500, f_c=5·10³ Гц и S=16, это 4830 и 5170 Гц (Δf=340 Гц). Детектор огибающей - двухполупериодный, использует диоды, конденсатор и ИС ОУ. АРУ, например, последовательно соединенные резистор и сток-исток ПТ, затвор которого через цепь смещения соединен с выходом детектора, что влияет на динамическое сопротивление ПТ и перепад амплитуд импульсов отклика за резистором. К прямоугольному виду их приводит компаратор с триггером Шмидта (ИС сравнения напряжений, токов). Информационный тракт ЭРК образуют СКЧ и СКЗ. Импульс отклика, пройдя сигнальный тракт и ЛЭ И, сразу считывает и записывает коды этих счетчиков в элемент памяти - оперативном ЗУ, например на основе КМОП-структур (триггеров). В ОЗУ типа N слов × 1 разряд дистанционный код фиксируется по адресным входам.

Помехи не влияют на вносимую импульсом отклика разность в колебания (ДУ ее усиливает) идентичных контуров пары: ЭМ - т.к. на контурах равны и ДУ их ослабляет как синфазный сигнал на 60÷110 дБ; от металла вещи и движения объекта (набора) в зоне контроля - т.к. они отстраиваются воздушным трансформатором, ПФ, АРУ и компаратором. Вероятность того, что для одной пары контуров в арке типа дверного проема 2100×900 мм эта разность будет нулевой, ~10^-3; для 2-х пар, ~10^-6; подача 2-й гармоники на одну из пар низводит вероятность до ~10^-7. При этом у ДУ время установления минимально (t_ОУ≤1 мкс); у ПФ оно сравнительно невелико (t_ПФ~1 мс), крутизна АЧХ 12 дБ/октава; время реакции компаратора t_P≤0,1 мкс и он в сравнении с 24-разрядным АЦП требует много меньшее время установления фильтра при не критичности к амплитуде импульса отклика. Она в системе больше уровня порога компаратора; достаточна стабильность уровня 0,2-0,3%. Время записи в ОЗУ t_з≤1 мкс. Поэтому статическая и динамическая погрешности ЭРК не существенны; его шум тоже: в цепи сигнала ПФ всего 4 резистора и 2 ОУ. Тем не менее, оптимизация уровней порога и сигнальной смеси (например, 10 мВ порог и 1 мВ на контуре пары) пополняет запас подавления еще на ~20 дБ при умеренной стоимости трактов. Расчетное подавление ЭМ помех сигнальным трактом вне Δf оказывается ~117 ((60+110)/2+12+20) дБ.

У 2-х пар контуров входной ОУ ЭРК имеет 2-ю пару входов, организуемых дополнительными резисторами, включенными в точки соединения электродов ОУ и резисторов 1-й пары контуров.

ЭРК для измерения задержки с точностью «до фазы» имеет число каналов обработки по числу пар контуров в арке. В канале применяют ПФ с расширенной и сдвинутой в сторону ВЧ полосой пропускания (обработка «видеоимпульса» с частотой заполнения f_pо), компаратор и детектор 1. Каналы работают на ЛЭ ИЛИ. Компараторы содержат единый ИОН и общий регулятор пороговых уровней. Компараторы и детекторы 1 каналов связаны логикой управления: первый сработавший компаратор временно запирает через свой детектор 1 компараторы других каналов.

Переключение ЦАП и ФИ меняет частоту и фазу генератора, т.е. ЭРК поочередно обрабатывает отклики всех S групп. Если соединить с частью разрядов СКЧ цепь из дешифратора с 2-мя буферами по типу логики И: 1-й буфер включен до входа ФИ, 2-й - после выходов счетчиков, образующих информационный тракт, то с окончанием цикла возникает пауза между циклами. В ней коды из ОЗУ списывают в ПЭВМ с микропроцессором пониженного быстродействия (ноутбук, нетбук) методом прямого доступа в память - для последующего вывода списка вещей с помощью копии кода в электронном реестре вещей, в удобной для представления форме.

Индикатор отображает данные с ЭРК на информационном экране, табло, дисплее, бумаге, речевым информатором и стыкуется с ЭРК по требованиям представления информации, интерфейса, протокола обмена, электрических параметров и программирования. Индикация (звуковая, визуальная) в двери коридорной арки или стене арки помещения (вблизи дверей внутри квартиры, дома) позволяет владельцу быстро узнать на выходе помещения, забыл ли он вещь, и поправить ситуацию. Используют громкоговоритель, выносные динамики синтезатора речи микроЭВМ (ПЭВМ). При дальнем оповещении ноутбук системы высылает-принимает по радиомодему файл с позициями электронного реестра, например списка ценных домашних вещей, на подвижные средства связи владельца.

Для настройки, аттестации и проверок металлоискатель оснащен эталоном-имитатором (мерой), образованным блоком знаков, например коробкой с пакетами; каждый из них имеет рисунок-надпись, (крепление) и датчик вещи, изображенной на рисунке. Варианты изготовления блока и датчика вещи - см. выше. А раз надписи пакетов образуют реестр вещей, равнозначный электронному, то метрология ВЕЗН-контроля облегчается за счет методов и средств автоматизированных рабочих мест - АРМов.

Технология в реальном времени определяет обозначенные вещи из разных материалов, наличие металлических предметов регистрирует на свободной частоте цикла, уменьшает затраты на эксплуатацию и повышает отдачу автоматических контрольных систем обслуживания, дает больше удобств и меньше рисков для потребителей.

Технический результат изобретений - автоматический контроль числа, назначения и др. параметров вещей без недостатков аналогов и прототипа.

Таким образом, расширяется применение металлоискателей и существенно повышаются надежность, точность, производительность, безопасность и эффективность указанного контроля.

Источники информации

1. Владинец Н.И. Филателия. М.: «Связь», 1975, 224 с.

2. Политехнический словарь. / Редкол.: А.Ю.Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: «Большая Российская энциклопедия», 2000. - С.198, 454, 455.

3. Саулов А.Ю. Металлоискатели для любителей и профессионалов. - СПб.: «Наука и Техника», 2004. - 224 с. (Прототип).

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике. Знак для контроля вещей с рисунком и креплением содержит пьезопластину с обкладками и обмоткой, чип, подключенный между обкладками и концами обмотки, у которого интегральные резистор, ограничитель, выпрямитель, сигнализатор и резисторный мост соединены последовательно, а оба входа сигнализатора через плечи резисторного моста и выход сигнализатора связаны с входом ограничителя, и корпус, образующие датчик вещи в виде сборки. Способ контроля вещей заключается в том, что облучают вещь электромагнитным полем, измеряют параметры поля и определяют по ним вещь из металла. При этом до облучения обозначают вещь ее вещевым знаком, например прикрепляют пакет с рисунком, креплением и датчиком вещи к вещи, изображенной на рисунке пакета, при помощи крепления пакета, по параметрам регистрируют код вещевого знака, а по копии его кода опознают обозначенную вещь. Металлоискатель, имеющий в арке с визуальной и звуковой индикацией 1-ю пару контуров, связанных с генератором через плечи 1-го моста, снабжен 2-й парой контуров, связанных с генератором через плечи 2-го моста, ось которой в арке пересекает ось 1-й пары под углом, например, 90 градусов, и регистратором кодов вещевых знаков, включенным между плеч мостов, генератором и индикацией. Технический результат заключается в автоматическом контроле числа, назначения и других параметров вещей. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Знак для контроля вещей с рисунком и креплением, отличающийся тем, что содержит пьезопластину с обкладками и обмоткой, чип, подключенный между обкладками и концами обмотки, у которого интегральные резистор, ограничитель, выпрямитель, сигнализатор и резисторный мост соединены последовательно, а оба входа сигнализатора через плечи резисторного моста и выход сигнализатора связаны с входом ограничителя, и корпус, образующие датчик вещи в виде сборки.

2. Знак по п.1, отличающийся тем, что сигнализатор состоит из последовательно соединенных перемножителя, и формирователя приемника, и кодера, и вентиля передатчика.

3. Знак по п.2, отличающийся тем, что перемножитель, формирователь, кодер и вентиль образованы логическими элементами.

4. Знак по п.3, отличающийся тем, что логический элемент перемножителя выполнен на ячейках И-НЕ, НЕ.

5. Знак по п.4, отличающийся тем, что ячейка НЕ использует два МОП-транзистора.

6. Знак по п.5, отличающийся тем, что 1-й МОП-транзистор имеет n-канал у 2-го МОП-транзистора p-канала.

7. Блок знаков, имеющий 1-й лист с рисунками, отличающийся тем, что снабжен 2-м листом, соединенным с 1-м для получения пакетов, образующих надписями рисунков реестр вещей, пьезополупроводниковыми датчиками вещей, разложенными по пакетам согласно надписям, и креплением к вещам реестра на 2-м листе.

8. Блок по п.7, отличающийся тем, что листы соединены швом между полиэтиленовыми пакетами, крепление - двусторонняя клейкая лента снаружи с пленкой, а в соединении ленты и шва расположены отверстия.

9. Блок по п.8, отличающийся тем, что ширина сварного шва взята более диаметра сквозных отверстий, но меньше четверти размера квадратного пакета со стороной, заданной габаритами датчика вещи, а расстояние между сквозными отверстиями равно или меньше их диаметра.

10. Блок по п.7, отличающийся тем, что реестр обладает участками, например линейкой пакетов, цвет линейки пакетов характеризует группу вещей, а надписи на пакетах - подгруппу или отдельные вещи.

11. Способ контроля вещей, заключающийся в том, что облучают вещь электромагнитным полем, измеряют параметры поля и определяют по ним вещь из металла, отличающийся тем, что до облучения обозначают вещь ее вещевым знаком, например прикрепляют пакет с рисунком, креплением и датчиком вещи к вещи, изображенной на рисунке пакета, при помощи крепления пакета, по параметрам регистрируют код вещевого знака - датчика вещи, а по копии его кода опознают обозначенную вещь.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что поле создают, по меньшей мере, парой идентичных контуров, оси которых совпадают, а плоскости размещены по разные стороны от облучаемой обозначенной вещи, измеряют разность электрических колебаний контуров, а величину разности избирают критерием регистрации кода вещевого знака.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что поле контуров модулируют изменением электрического тока, по пику огибающей разности колебаний контуров регистрируют код вещевого знака, а по числу этих пиков подсчитывают количество обозначенных вещей в наборе.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что код вещевого знака наделяют копией в электронном реестре вещей, а назначение обозначенной вещи набора определяют по описанию копии, если код копии и зарегистрированный код вещевого знака совпадают при сравнении.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что электронный реестр вещей создают, хранят и применяют с использованием компьютера.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что доступ к указанному реестру закрывают паролем.

17. Металлоискатель, имеющий в арке с визуальной и звуковой индикацией 1-ю пару контуров, связанных с генератором через плечи 1-го моста, отличающийся тем, что снабжен 2-й парой контуров, связанных с генератором через плечи 2-го моста, ось которой в арке пересекает ось 1-й пары под углом, например, 90 градусов, и регистратором кодов вещевых знаков, включенным между плеч мостов, генератором и индикацией.

18. Металлоискатель по п.17, отличающийся тем, что регистратор кодов вещевых знаков состоит из сигнального и информационного трактов, к выходам которых подключен логический элемент И, а к его выходу и части выходов информационного тракта подключен элемент памяти.

19. Металлоискатель по п.17, отличающийся тем, что генератор содержит преобразователь напряжение-частота, замкнутый с выхода на вход через последовательно соединенные счетчик кодов частоты и цифроаналоговый преобразователь, фазоинвертор, включенный между входом и одним из выходов счетчика кодов частоты, и счетчик кодов задержек, подключенный через логический элемент И параллельно фазоинвертору.

20. Металлоискатель по п.19, отличающийся тем, что счетчики кодов частоты и задержек образуют информационный тракт.

21. Металлоискатель, имеющий в арке с индикацией 1-ю пару контуров, связанных с генератором через плечи 1-го моста, отличающийся тем, что снабжен 2-й парой контуров, связанных с генератором через плечи 2-го моста, ось которой пересекает ось 1-й пары под углом, например, 90 градусов, и регистратором кодов вещевых знаков, включенным между плеч мостов, генератором и индикацией.

22. Металлоискатель по п.21, отличающийся тем, что элемент индикации установлен в двери или на стене арки помещения.

23. Металлоискатель по п.22, отличающийся тем, что элементом индикации служит громкоговоритель.

24. Эталон в виде набора предметов, отличающийся тем, что набор образован блоком знаков, например коробкой с пакетами, каждый из которых имеет рисунок-надпись, крепление и датчик вещи, изображенной на рисунке, а надписи пакетов образуют реестр вещей, равнозначный электронному.