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Title:
MAGNETIC SENSOR AND METHOD FOR QUANTIFYING AND AUTHENTICATING MAGNETIC HYSTERESIS LOOP FEATURE OF MAGNETIC CODE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/114037
Kind Code:
A1
Abstract:
A magnetic sensor and a method for quantifying a magnetic hysteresis loop feature of a magnetic code. The magnetic sensor is provided with a magnet (5) and a magnetically sensitive element (4). The magnetically sensitive element (4) responds to a magnetic field of a magnetic code generated when the magnet (5) magnetizes the magnetic code in paper currency. The magnetic code is magnetized by the magnet (5) when passing through a surface of the magnetic sensor, so that a magnetic hysteresis loop process is completed, and a signal of the corresponding magnetization process is read and then authenticated by the magnetic sensor. The authentication comprises authentication of the magnetic properties of softness and hardness of the magnetic code, and the authentication of the coercive force, the square degree and the reverse magnetic field distribution of the magnetic code defined by means of quantification. The magnetic sensor can distinguish attributes of a magnetic code and can define the magnetic hysteresis loop feature of the magnetic code by means of quantification, without depending on the intensity of a magnetic code signal, thereby being insensitive to a detection gap, and having the characteristics of high precision authentication and good stability of authentication.

Inventors:
ZHAO ZHANGWU (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/075530
Publication Date:
July 31, 2014
Filing Date:
May 13, 2013
Export Citation:
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Assignee:
GUANG ZHOU NALONG INTELLIGENCE TECHNOLOGY CO LTD (CN)
International Classes:
G07D7/04; G01R33/02
Foreign References:
CN102147453A2011-08-10
CN101911133A2010-12-08
CN102722932A2012-10-10
CN2596460Y2003-12-31
JP2004206316A2004-07-22
JPH0798744A1995-04-11
CN203118094U2013-08-07
CN103116937A2013-05-22
CN103116935A2013-05-22
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING KEYI INTELLECTUAL PROPERTY FIRM(GENERAL PARTNERSHIP) (CN)
北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1.一种磁传感器, 其特征在于: 设置有磁铁和磁敏感元件, 所述磁敏感元件对所述磁铁磁 化纸币中磁码而产生的磁码磁场进行响应, 磁码在经过磁传感器表面时被所述磁铁磁化而完 成完整的或者部分的磁滞迴线过程,并由磁传感器读取相应的磁化过程的信号再进行鉴定。

2. 根据权利要求 1 所述的磁传感器, 其特征在于: 所述磁铁设置为长条形, 所述磁铁的横 向宽度 W不超过最小磁码间距隙的三分之二, 所述磁铁的南北极垂直于磁传感器的磁感应 方向和磁感应器平面, 横向磁场强度能够让磁码在沿横向经过磁传感器时经历部分或全部磁 滞迴线过程。

3. 根据权利要求 2 所述的磁传感器, 其特征在于: 所述磁铁设置为永久磁铁、 直流线圈、 交流线圈或者电磁铁。

4. 根据权利要求 2 所述的磁传感器, 其特征在于: 所述磁敏感元件由两个或者四个磁敏感 单元组成, 所述磁敏感单元规格相同但响应非对称于磁场方向, 当所述磁敏感元件为两个 时, 两个所述磁敏感元件构成惠斯通半桥电路: 当所述磁敏感元件设置为四个时, 四个所述 磁敏感单元构成惠斯通全桥电路;

所述惠斯通半桥电路或者所述惠斯通全桥电路沿磁感应方向对称分布于所述磁铁中心线 两侧, 构成所述惠斯通半桥电路或者所述惠斯通全桥的所述磁敏感单元的中心间距 d0 小于 或等于所述磁铁的横向宽度 W且所述中心间距不超过最小磁码间距隙的三分之二。

5. 根据权利要求 4 所述的磁传感器, 其特征在于: 所述磁敏感单元的磁场响应对磁场方向 不非对称或反对称, 且排列在磁铁中心线一侧的磁敏感单元与在另一侧磁敏感单元对同一磁 场方向有相反或不同的响应;

每个所述磁敏感单元所检测的磁场方向与磁码沿磁铁横向移动的方向相同或相反。

6. 根据权利要求 5 所述的磁传感器, 其特征在于: 所述磁敏感单元设置为感应线圈、 巨磁 阻、 隧道磁阻、 带有理发店式导电条纹的异磁阻薄膜或器件、 磁通门或者超导异质结。

7. 采用磁传感器进行的量化鉴定磁码磁滞迴线特征的方法,其特征在于: 磁码在经过磁传感 器表面吋被所述磁铁磁化而完成完整的或者部分的磁滞迴线过程,并由磁传感器读取相应的 磁化过程的信号然后再对磁码的磁滞迴线特征进行鉴定。

8.根据权利要求 7 所述的量化鉴定磁码磁滞迴线特征的方法,其特征在于: 所述对磁码的磁 滞迴线特征进行鉴定包括磁码软硬磁特性鉴定和量化定义磁码的矫顽力、 方块度及反转磁场 分布。

9.根据权利要求 8 所述的量化鉴定磁码磁滞迴线特征的方法,其特征在于: 所述磁码软硬磁 特性鉴定具体是根据单个磁码的信号是否为单个单边峰来判断磁码是否为矫顽力大于磁铁磁 场的硬磁;

所述量化定义磁码的矫顽力具体是计算所述磁敏感单元所感应到的每个单个磁码信号的 不同波峰之间的波幅比值来衡量和量化定义磁码矫顽力的大小;

所述量化定义磁码磁滞迴线方块度与反转磁场分布特征, 具体是计算所感应到的单个磁 码信号波形各段时间宽度之间的比值, 并以该比值来衡量和量化定义该磁码磁滞迴线的方块 度与反转磁场分布。

10. 根据权利要求 9所述的量化鉴定磁码磁滞迴线特征的方法,其特征在于:

磁码软硬磁特性鉴定的具体过程是: 单一磁码所显示的信号只出现一个单边信号峰时, 鉴定磁码为矫顽力大于磁铁磁场的硬磁; 否则鉴定为软磁;

量化定义磁码的矫顽力的具体过程是:

当出现两个波峰时, 后一个峰的峰值除以前一个峰的峰值所得到的比值反映了磁码正向 矫顽的大小; 比值为 1时对应于磁码矫顽力为零, 比值为 0时, 此时只有一个峰, 对应于磁 码矫顽力大于磁铁最大横向磁场而无法被磁铁磁场所反转; 介于两者之间的矫顽力所对应的 波幅比值介于 1 和 0之间, 矫顽力越小则波幅比值越接近于 1, 矫顽力越大则波幅比值越 接近于 0;

当同时出现三个波峰时, 第一个峰的峰值除以第二个峰的峰值所得到的比值反映了磁码 负向矫顽力的大小, 矫顽力越小则比值越接近于 0, 矫顽力越大则比值越接近于 1 ; 第三个 峰的峰值除以第二个峰的峰值所得到的比值反映了磁码正向矫顽的大小, 矫顽力越小则波幅 比值越接近于 1, 矫顽力越大则波幅比值越接近于 0;

量化定义磁码磁滞迴线方块度与反转磁场分布特征具体是:

波形区间时宽度比根据每个单一磁码所显示的信号进行计算;

当只有一个信号峰时, 磁码为磁铁无法反转的硬磁, 不能鉴定反转磁场分布; 其方块度 为由峰值至回落至 90%的时间差与该峰半高宽的比值来量化表达;

当出现两个或三个信号峰时, 倒数第二个峰的由峰值至回落 90%的时间差与该峰半峰宽 的比值为方块度量值; 用该峰由峰值为 50%至归零的时间差与该峰的半峰宽之比值为反转磁 场分布。

Description:
一种磁传感器及量化鉴定磁码磁滞迴线特征的 方法 技术领域

本发明涉及金融磁性鉴伪技术领域, 特别是涉及一种磁传感器及量化 鉴定磁码磁滞迴线特征的方法。

背景技术

货币是流通市场必备要素之一, 为了确保金融流通秩序的稳定, 需要 进行货币真伪鉴别。

由于货币在印制过程中, 会设置分布有多个磁码。 进行货币真伪检验 就是通过检验这些磁码特征而进行的。 现有技术中, 对磁码特征进行检测 的方式有磁性检测和光学特性检测两大类。

磁性鉴伪因其检测方便快速机检等优点而广泛 应用于货币检测。 目 前, 金融磁性鉴伪已成为维护金融流通秩序稳定所 必不可少的手段之一。

磁性鉴伪的原理是对货币中设置的磁性密码进 行检测, 包括磁场强度 及位置分布等特征。 随着技术的进步, 金融磁性鉴伪技术经历了由对验钞 速度和检测间距过于敏感的感应线圈发展到较 为先进的霍尔磁阻。然而霍 尔磁阻弱磁场磁阻率极低, 加上其鉴定程序需要依赖于磁码信号强度, 因 而要求具有极小的检测间隙, 通常小于 0. 1 使得信号随间隙变化以及 其它影响信号强度的因素而不稳定, 容易出现卡钞率高、 磨损率大及压币 轮因压力大而易断裂等一系列问题。

另外, 霍尔磁阻因其对磁场方向响应对称而无法简单 容易地辨别软磁 和硬磁, 如图 1所示, 更无法鉴定完整磁滞迴线特征。 只能片面地根据磁 码的几何机械特性和试图用不同磁码信号的强 弱绝对值或比值进行判断, 导致对影响磁码信号强度因素的强依赖性和对 信号强弱判断的不确定性, 无法胜任通过全面鉴定磁码的磁性特征而彻底 防伪的重任。 事实证明, 霍 尔磁阻无法鉴别近几年出现的新版伪钞。

再者, 目前主导市场的霍尔磁阻无法避免相邻间距小 的磁码信号叠 加, 造成鉴定程序的复杂化。

在科技高度发达的今天, 并不难伪造真实磁码的磁场大小及位置分 布, 加上传统技术判断时如上所述的不确定性, 给磁码鉴伪带来挑战。

故, 需要提供能够鉴别货币更多技术特征的鉴伪技 术。 而实际上, 除 非知道印钞厂家磁码配方和制造工艺, 要想完全仿制所有多个真实磁码的 全部磁滞迴线特征的确是非常困难的。 因此, 完全鉴伪不能简单靠比较 磁码磁场大小及位置分布, 更要求能够定性及定量识别磁码的软硬磁属性 和磁滞迴线特征, 以确保信号判断的稳定性及降低鉴定方法的不 确定性。

因此, 针对现有技术不足, 提供过一种磁传感器及量化磁码磁滞迴线 特征的方法甚为必要。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足 之处而提供一种磁传感 器,该磁传感器能够完整辨别货币设置的多个 磁性密码各自拥有的磁滞迴线 的特征。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现。

提供一种磁传感器, 设置有磁铁和磁敏感元件, 所述磁敏感元件对所 述磁铁在磁化纸币磁码时而产生的磁码磁场进 行响应, 磁码在经过磁传感 器表面时被所述磁铁磁化而完成完整的或者部 分的磁滞迴线过程,并由磁 传感器读取相应的磁化过程的信号再进行鉴定 。

上述磁铁设置为长条形, 所述磁铁的横向宽度 w不超过最小磁码间距 的三分之二, 所述磁铁的南北极垂直于磁传感器的磁感应方 向和磁感应 器平面, 横向磁场强度能够让磁码在沿横向经过磁传感 器时经历部分或全 部磁滞迴线过程。 上述磁铁设置为永久磁铁、 直流线圈、 交流线圈或者电磁铁。

上述磁敏感元件由两个或者四个磁敏感单元组 成, 所述磁敏感单元规 格相同但响应非对称于磁场方向, 当所述磁敏感元件为两个时, 两个所述 磁敏感元件构成惠斯通半桥电路; 当所述磁敏感元件设置为四个时, 四个 所述磁敏感单元构成惠斯通全桥电路;

所述惠斯通半桥电路或者所述惠斯通全桥电路 沿磁感应方向对称分 布于所述磁铁中心线两侧, 构成所述惠斯通半桥电路或者所述惠斯通全桥 的所述磁敏感单元的中心间距 do小于或等于所述磁铁的横向宽度 W且所 述中心间距不超过最小磁码间距的三分之二。

上述磁敏感单元的磁场响应对磁场方向非对称 或反对称, 且排列在 磁铁中心线一侧的磁敏感单元与在另一侧磁敏 感单元对同一磁场方向有 相反或不同的响应;

每个所述磁敏感单元所检测的磁场方向与磁码 沿磁铁横向移动的方 向相同或相反。

上述磁敏感单元设置为对磁场方向响应不对称 或反对称, 包括但不限 于感应线圈、 巨磁阻、 隧道磁阻或者带有理发店式导电条纹的异磁阻 薄膜 或器件。

本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足 之处而提供一种采用 上述磁传感器进行的量化鉴定磁码磁滞迴线特 征的方法。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现。

提供一种采用上述磁传感器进行的量化鉴定磁 码磁滞迴线特征的方 法, 磁码在经过磁传感器表面时被所述磁铁磁化而 完成完整的或者部分的 磁滞迴线过程,并由磁传感器读取相应的磁化 过程的信号然后再对磁码的 磁滞迴线特征进行鉴定。

上述对磁码的磁滞迴线特征进行鉴定包括磁码 软硬磁特性鉴定和量 化定义磁码的矫顽力、 方块度及反转磁场分布。 上述磁码软硬磁特性鉴定具体是根据单个磁码 的信号是否为单个单 边峰来判断磁码是否为矫顽力大于磁铁磁场的 硬磁;

所述量化定义磁码的矫顽力具体是计算所述磁 敏感单元所感应到的 每个单个磁码信号的不同波峰之间的波幅比值 来衡量和量化定义磁码矫 顽力的大小;

所述量化定义磁码磁滞迴线方块度与反转磁场 分布特征, 具体是计算 所感应到的单个磁码信号波形各段时间宽度之 间的比值, 并以该比值来衡 量和量化定义该磁码磁滞迴线的方块度与反转 磁场分布。

磁码软硬磁特性鉴定的具体过程是: 单一磁码所显示的信号只出现一 个单边信号峰时, 鉴定磁码为矫顽力大于磁铁磁场的硬磁; 否则鉴定为软 磁;

量化定义磁码的矫顽力的具体过程是:

当出现两个波峰时, 后一个峰的峰值除以前一个峰的峰值所得到的 比 值反映了磁码正向矫顽的大小; 比值为 1时对应于磁码矫顽力为零, 比值 为 0时, 此时只有一个峰, 对应于磁码矫顽力大于磁铁最大横向磁场而无 法被磁铁磁场所反转; 介于两者之间的矫顽力所对应的波幅比值介于 1和 0之间, 矫顽力越小则波幅比值越接近于 1, 矫顽力越大则波幅比值越接 近于 0 ;

当同时出现三个波峰时, 第一个峰的峰值除以第二个峰的峰值所得到 的比值反映了磁码负向矫顽力的大小, 矫顽力越小则比值越接近于 0, 矫 顽力越大则比值越接近于 1 ; 第三个峰的峰值除以第二个峰的峰值所得到 的比值反映了磁码正向矫顽的大小, 矫顽力越小则波幅比值越接近于 1, 矫顽力越大则波幅比值越接近于 0 ;

量化定义磁码磁滞迴线方块度与反转磁场分布 特征具体是: 波形区间时宽度比值根据每个单一磁码所显示 的信号进行计算; 当只有一个信号峰时, 磁码为磁铁无法反转的硬磁, 不能鉴定反转磁 场分布; 而方块度则为该峰由峰值回落至峰值 90%的时间差与该峰半高宽 时间宽的比值;

当出现两个或三个信号峰时, 倒数第二个峰由峰值至回落 90%时间与 该峰半峰宽的比值为方块度量值; 同样地, 可用倒数第二个峰的峰值由回 落 50%至归零的时间差与该峰的半峰宽的比值为反 转磁场分布。

本发明的磁传感器, 设置有磁铁和磁敏感元件, 所述磁敏感元件对所 述磁铁磁化纸币时产生的磁码磁场进行响应, 磁码在经过磁传感器表面时 被所述磁铁磁化而完成完整的或者部分的磁滞 迴线过程,并由磁传感器读 取相应的磁化过程的信号再进行鉴定。 本发明的量化鉴定磁码磁滞迴线特 征的方法, 磁码在经过磁传感器表面时被所述磁铁磁化而 完成完整的或者 部分的磁滞迴线过程,并由磁传感器读取相应 的磁化过程的信号然后再对 磁码的磁滞迴线特征进行鉴定。 本发明可以区分磁码软硬磁属性并能够量 化定义磁码的磁滞迴线特征, 不依赖于磁码信号的强弱从而对检测间隙不 敏感, 故具有鉴定精确度高和鉴定稳定性好的特点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明, 但附图中的内容不构成对本发明的 任何限制。

图 1是由对磁场方向无区别的霍尔磁阻传感器所 取的硬磁和软磁信 号示意图。

图 2是本发明的一种磁传感器实施例 1的结构示意图。

图 3是磁铁的横向宽度对信号叠加的影响示意图

图 4 是硬磁或软磁磁码横向经过磁铁时所经历磁化 过程路径的示意 图。

图 5是一个矫顽力无法被磁铁克服的硬磁磁码和 个矫顽力为零的软 磁磁码由左向右通过本发明实施例一所述的磁 传感器时的信号示意图。

图 6 是通过本发明的磁传感器对一磁码进行鉴定所 得到的信号示意 图。

图 7 是通过本发明的磁传感器对一磁码进行鉴定所 得到的信号示意 图。

图 8是一组磁码经过本发明的磁传感器所得到的 组磁码信号图。 图 9是对图 8所示的一组磁码信号进行判断分析的示意表

图 10是本发明所用磁铁的横向磁场随距离和检测 隙而变化的示意 图。

在图 2中包括:

模块 1、 外壳 2、 惠斯通电桥电路接口 3、 磁敏感元件 4和磁铁 5。 具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例 1。

一种磁传感器, 如图 2所示, 设置有基体 1、 外壳 2、 惠斯通电桥电 路接口 3、 磁敏感元件 4和磁铁 5。

基体 1用于承载其它部件, 基体 1通常为塑胶块或由其它构成机械强 度的物体组成。磁敏感元件 4对磁铁 5磁化磁码时所产生的不同方向的磁 码磁场进行响应, 当磁码在经过磁传感器表面时被磁铁 5磁化而完成完整 的或者部分的磁滞迴线过程,并由磁传感器读 取相应的磁化过程的信号然 后再进行鉴定。

磁铁 5设置为长条形, 磁铁 5可以是单个或多个永久磁铁、 直流或交 流线圈、 或其它电磁铁。

磁铁 5的横向宽度 W不超过最小磁码间距擦的三分之二。最小磁 间 距 是本领域公知常识, 相邻的两个磁码之间的距离为磁码间距 , 所有 磁码间距隙中数值最小的相邻两个磁码之间的 间距滕为最小磁码间距隙。 磁铁 5的横向宽度的设置是为了避免邻近磁码信号 叠加所造成单个磁码 信号的扭曲或改变, 以方便对信号的鉴定并提高对信号检测的准确 度。 如图 3所示, 显示了磁铁 5的横向宽度对信号叠加所造成的影响, 从 中可以看出, 相邻的磁码间隙至少要大于磁铁宽度的 1. 5倍才可以避免信 号重叠。

磁铁 5的南北极垂直于磁传感器的磁感应方向和磁 应器平面, 横向 磁场强度能够让磁码在沿横向经过磁传感器时 经历部分或全部磁滞迴线 过程。

磁敏感元件 4对称分布在磁铁 5中心线的两侧。磁敏感元件 4中心之 间距用标准间距 dO来表示, 标准间距 dO不超过磁铁 5的横向宽度 W。

磁敏感元件 4由两个磁敏感单元构成。 两个磁敏感单元规格相同, 两 个磁敏感单元构成惠斯通半桥电路; 两个磁敏感单元沿磁感应方向对称分 布于磁铁 5中心线两侧, 两个磁敏感单元中心之间的标准间距小于或等 于 磁铁 5的横向宽度 W且不超过最小磁码间隙的三分之二。

具体的, 磁敏感单元的磁场响应对磁场方向非对称或反 对称, 且排 列在磁铁 5中心线一侧的磁敏感单元与在另一侧磁敏感 元对同一磁场方 向有相反或不同的响应。

每个所述磁敏感单元所检测的磁场方向与磁码 沿磁铁 5横向移动的方 向相同或相反。

磁敏感单元设置为感应线圈、 巨磁阻、 隧道磁阻或者带有理发店式导 电条纹的异磁阻薄膜或器件。 需要说明的是,磁敏感单元并不局限于上述 形式,也可以为磁通门、 超导异质结等等。

其中, 磁敏感元件 4对不同方向磁场有不同或相反的响应, 可以是磁 感应线圈、 巨磁阻、 隧道磁阻或者带有理发店灯式导电条的异磁阻 薄膜芯 片或器件。

磁铁 5可以是单个或多个永久磁铁、 直流或交流线圈或其它电磁铁。 磁码在经过磁传感器表面时被磁铁 5磁化而完成部分或一个完整的和磁滞 迴线过程, 并由磁传感器读取该磁化过程的信号。 本发明的磁传感器, 当磁码在经过磁传感器表面时被磁铁磁化而完 成 完整的或者部分的磁滞迴线过程,并由磁传感 器读取相应的磁化过程的信 号然后再进行鉴定。

通过该磁传感器, 能够对货币的每个磁码进行磁滞迴线特征进行 读 取, 使得货币鉴伪更为全面和更为准确。

本发明提供的磁传感器, 可以通过减小磁铁的横向宽度与标准间距 至不超过最小磁码间隙的三分之二而有效地避 免邻近磁码信号的叠加, 从 而可以单独分析单个磁码信号, 给鉴定过程带来方便。

本发明的磁传感器, 可以区分磁码属于软磁还是硬磁; 可以量化定义 磁滞迴线特征, 包括矫顽力、 方块度、 反转磁场分布, 和其它磁滞迴线各 区间段的斜率; 其判断方法针对每个独立磁码本身的磁滞迴线 特征, 从 而的不依赖于磁码信号的强弱, 能够最大限度地摆脱磁场随距离衰减的束 缚。 解决了要求极小检测间隙、 卡钞、 滚轮断裂、 纸币磨损、 褶皱、 角 度及温度漂移等一系列问题。

由于上述有益效果, 本发明鉴定精准。 对纸币中全部磁码都可以实施 量化判断标准, 能够有效检验和防止伪钞。

此外, 该磁传感器结构简单、 使用方便, 不仅适合于货币真伪鉴定, 而且适合支票等其他物品的真伪鉴定。

实施例 2。

一种磁传感器, 其他结构与实施例 1相同不同之处在于: 磁敏感元件 由四个磁敏感单元构成。 四个磁敏感单元规格相同, 四个磁敏感单元构成 惠斯通半桥电路; 四个磁敏感单元沿磁感应方向对称分布于磁铁 中心线两 侧, 其磁敏感单元中心之间的标准间距小于或等于 磁铁的横向宽度 W且不 超过最小磁码间隙的三分之二。

通过该磁传感器, 能够对货币的每个磁码的磁滞迴线特征进行读 取, 使得货币鉴伪更准确。 实施例 3。

一种采用上述实施例 1或 2磁传感器进行的量化鉴定磁码磁滞迴线特 征的方法, 磁码在经过磁传感器表面时被所述磁铁磁化而 完成完整的或者 部分的磁滞迴线过程,并由磁传感器读取相应 的磁化过程的信号进行鉴 定。

鉴定包括磁码软硬磁特性鉴定、 量化定义磁码的矫顽力、 量化定义磁 码的方块度和量化定义反转磁场分布。

其中, 磁码软硬磁特性鉴定是根据单个磁码的信号是 否为单个单边峰 来判断磁码是否属于硬磁或者软磁。 波峰数量法具体是根据每个单一磁码 所显示的信号峰数量进行判断。 当只出现一个单边信号峰表示磁码为无法 被磁铁反转磁化方向的硬磁, 且波峰的正或负代表磁码磁化方向与首先经 过的磁敏感元件所感应正磁场方向相反或相同 ; 若出现多个信号峰, 则判 断为矫顽力小于磁铁磁场的软磁。

量化定义磁码的矫顽力具体是计算磁敏感单元 所感应到的每个单个 磁码信号的不同波峰之间的波幅比值, 以该比值来衡量和量化定义该磁码 矫顽力的大小。

当出现两个波峰时, 后一个峰的峰值除以前一个峰的峰值所得到的 比 值反映了磁码正向矫顽的大小。 比值为 1时对应于磁码矫顽力为零, 比值 为 0时, 此时只有一个峰, 对应于磁码矫顽力无法被磁铁磁场所反转。 介 于两者之间的矫顽力所对应的波幅比值介于 1和 0之间, 矫顽力越小则 波幅比值越接近于 1, 矫顽力越大则波幅比值越接近于 0。

当同时出现三个波峰时, 第一个峰的峰值除以第二个峰的峰值所得到 的比值反映了磁码负向矫顽力的大小, 矫顽力越小则比值越接近于 0, 矫 顽力越大则比值越接近于 1。 第三个峰的峰值除以第二个峰的峰值所得到 的比值反映了磁码正向矫顽的大小, 矫顽力越小则波幅比值越接近于 1, 矫顽力越大则波幅比值越接近于 0。 上述量化定义磁码磁滞迴线方块度与反转磁场 分布特征, 具体是计算 所感应到的单个磁码信号波形各段时间宽度之 间的比值, 并以该比值来衡 量和量化定义该磁码磁滞迴线的方块度与反转 磁场分布。

采用单一磁码的波形区间时宽比值法量化鉴定 代表磁滞迴线特征的 方块度 (Sq=Mr/Ms ) 和反转磁场分布 (SFD=AH/Hc ) 。

波形区间时宽度比仍然根据每个单一磁码所显 示的信号进行计算。 当只有一个信号峰时, 磁码为磁铁无法反转的硬磁, 因此无法鉴定反 转磁场分布; 其方块度可用峰值回落 90%与峰值 100%时间之差与半高峰宽 时间之比来衡量。

当出现两个或三个信号峰时, 倒数第二个峰 由峰值至回落 90%的时 间之差与半峰宽的比值代表了方块度的大小, 比值越大则表示方块度越 大。 而反转磁场分布 SFD可用倒数第二个峰由回落 50%至归零与的时间差 与其半峰宽的比值来代表, 比值越小则表示 SFD越大。

具体地, 根据所测得的磁码信号, 可以得到以下量化定义磁滞迴线特 征的简化公式。

Hc/Hm = 1- (V2/V1) " (1/n) ( 1)

SFD = 2 (t0-t50) /tw (2)

SQ/SQO = ( t90-t l00/tw …… (3)

其中, V2为倒数第一个峰的峰值; V2为倒数第一个峰的峰值; VI为 倒数第二个峰的峰值; n为磁码磁场随距离而衰减的指数, 取决与磁敏感 元件的灵敏度, 通常 n介于 1. 0与 3. 5之间, 灵敏度越大则 n值就越小; SQ0 为方块度为 1 时倒数第二个峰的波幅与半高宽时间的比值; t lOO , t90, t50与 t0分别为倒数第二个峰的峰值为 100%及回落至 90%, 50%, 和 零时的时间; tw为倒数第二个峰半高宽时间。

本发明所提供的鉴定方法根据读取的信号, 采用同一个单个磁码的波 峰数量法定性判断磁码是否属于硬磁; 采用同一个磁码的波幅比值法量化 鉴定磁码矫顽力, 采用单一磁码的波形区间时宽比值法量化鉴定 代表磁滞 迴线特征的方块度 (Sq=Mr/Ms ) 和反转磁场分布 (SFD=AH/Hc ) , 不依赖 于磁码磁场强度信号的绝对值, 从而对影响信号强度的检测间隙、 纸币状 况、 纸币角度、 温度漂移、 磁敏感元件性能偏差等因素不敏感, 确保了鉴 伪判断参数的稳定性和判断的准确性。

本发明可以区分磁码属于软磁还是硬磁; 可以量化定义磁滞迴线特 征, 包括矫顽力、 方块度和反转磁场分布等典型磁滞迴线特性; 其判断 方法针对每个独立磁码本身的磁滞迴线特征, 从而的不依赖于磁码信号的 强弱, 能够最大限度地摆脱磁场随距离衰减的束缚。 具有方法操作简便, 结果精确的特点。

实施例 4。

采用本发明的磁传感器, 将磁码在磁铁上方经过以经历磁化过程, 磁 化过程的细节如图 4所示。磁化细节取决于磁码的软硬磁特性及 否为磁 铁磁场所反转。

不能被反转的硬磁磁码, 只能经历一个局部的磁滞迴线磁化过程, 如 图 4a所示的路径 1或路径 2。 图 4a中 Hm为磁铁最大横向磁场, 路径 1 为从 Mr+¾ A点, 再到 Mr+, 再到 B点, 再到 Mr+。路径 2为从 Mr—到 C点, 再到 Mr-, 再到 B点, 再到 Mr+。 能被反转的软磁磁码, 由磁码起始时的 剩磁的磁化方向 (Mr+或 Mr- ) 决定, 如图 4b所示的路径 1或路径 2。 图 4b中,路径 1为从 Mr+到 A点, 再到 Hc_,再依次到 B点、 C点、 B点、 Mr -、 D点、 Hc +、 E点、 F点、 E点, 最后到 Mr+。

路径 2为从 Mr-到 B点, 再依次到 C点、 B点、 Mr -、 D点、 Hc+、 E点、 F点、 E点, 最后到 Mr+。

实施例 5。

图 5显示了一个矫顽力无法被磁铁克服的硬磁磁 和一个矫顽力为零 的软磁磁码由左向右通过本发明实施例一所述 的磁传感器时的信号示意 图。

从图中可以看出, 硬磁磁码只出现了一个单边波峰, 信号方向取决于 磁码剩磁方向与磁铁在磁码来向方向上的磁场 方向相同是否相同, 波幅比 为 0。

而软磁磁码则显示出两个波峰, 波幅比为 1。 由此, 可以采用波峰比 来准确表达介于零与磁铁磁场之间的任何矫顽 力。

实施例 6。

通过本发明的磁传感器对一磁码进行鉴定,所 得到的信号如图 6所示。 从图中可以看出, 信号曲线一个具有两个峰, 一个具有三个峰, 故可 以判断该磁码为软性磁码。 出现两个峰表示磁码剩磁与磁铁在来向的磁场 方向相同; 出现三个峰表示磁码剩磁与磁铁在来向的磁场 方向相反。 通过 相应的波幅比值反映了相关矫顽力的大小, 根据公式 (1 ) , 可以得出矫 顽力 Hc=l_ ( V2/V1 ) ' ( 1/η)。

采用本发明的磁传感器对磁码进行鉴定, 可以对磁滞迴线的具体特征 进行鉴定, 能够提高防伪的准确性。

实施例 7。

通过本发明的磁传感器对一磁码进行鉴定, 所得到的信号如图 7所示 意。 从图中可以看出, 该磁码具有两个峰可以判断出为软磁。

通过第二个峰值与第一个峰值的比值可以量化 得到矫顽力。

设置第一个峰的半峰宽为 tw, 峰顶时间为 t lOO, 峰值回落至 90%时间 为 t90, 回落至 50%时间为 t50, 回落至零时的时间为 t0。

将 t90于 t lOO时间之差与半峰宽 tw的比值, 得到磁码方块度量值, 比值越大表示方块度越好;

将归零时间 t0与半峰宽时间 t50之差对半峰宽的比值, 得到反转磁 场分布 SFD, 比值越小则表示 SFD越大。而 SFD是在反转点 He处斜率的描 述。 因此, 相应的两个峰之间距除以半峰宽之和代表了 SFD。 可见, 通过本发明的磁传感器及本发明的量化鉴定磁 码磁滞迴线特征 的方法, 可以得到单个磁码的磁滞迴线的特征。 能够对货币中的磁码进行 定量鉴定, 提高了防伪的精确性。

实施例 8。

一组磁码经过本发明的磁传感器,得到如图 8所示的一组磁码信号图。 图中, 磁码 A与磁码 B看似类似, 其信号亦强过磁码 C。

图 9所示的表格列出了对图 8所示信号用本发明所提供的鉴定方法进 行示范分析并给出鉴定结果。 得出磁码 B与磁码 A并不一样, 而且看似弱 小的磁码 C其实是硬磁的判断。 这对于传统的如霍尔磁阻磁码技术而言是 不可能完成的任务。

实施例 9。

采用本发明的磁传感器及方法对磁码进行鉴定 , 如图 10所示, 随检 测间隙增大, 磁铁磁场减弱, 其结果是信号减弱和相关反转距离的减小。 因此, 有必要对此进行同比或其它幂次方修正。 同比或其它幂次方修正为 本领域公知常识, 在此不再赘述。

需要说明的是, 本发明的磁传感器及量化鉴定磁码磁滞迴线特 征的方 法, 不仅适用于金融技术领域, 也可以适用于其它需要签伪的领域, 如支 票、 磁性条码、 及物品防伪标志等。

最后应当说明的是, 以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非 对 本发明保护范围的限制, 尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明, 本 领域的普通技术人员应当理解, 可以对本发明的技术方案进行修改或者等 同替换, 而不脱离本发明技术方案的实质和范围。