CN104484936B - 用于检测硬磁矫顽力的磁性传感器及检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于检测硬磁矫顽力的磁性传感器及基于其的检测方法和系统。其中，磁性传感器包括：磁性检测元件和安装于所述磁性检测元件背面的线圈；所述磁性检测元件，用于在所述线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果，以便在所述区域为硬磁区域时，根据所述检测结果判断所述区域的矫顽力。进一步的，对线圈未通电流时，对被检测对象的上述区域进行检测并输出检测结果，以便判断上述区域是否为软磁区域。相比现有技术，本发明能够将具有不同矫顽力的硬磁区域以及软磁区域区分出来，为后续判断有价证券等的真假提供了基础。

Description

用于检测硬磁矫顽力的磁性传感器及检测方法和系统

技术领域

本发明属于磁信号检测领域，具体的涉及一种通过调整线圈通入的电流对来检测硬磁矫顽力的磁性传感器及检测方法和系统。

背景技术

现在高防伪的有价证券如纸币，其上设置的硬磁选用了不同的磁性材料，使其在不同的硬磁区域有不同的矫顽力，以提高防伪能力，而且不同的纸币其矫顽力是不同的。根据硬磁的物理原理，不同的硬磁材料有不同的矫顽力，当外加磁场的磁感应强度大于所用硬磁材料的矫顽力时，其硬磁材料的磁力方向就会发生翻转的现象。若外加磁场的磁感应强度小于所用硬磁材料的矫顽力时，其硬磁材料的磁力方向就不可能会发生翻转。

例如，假设外加磁场的磁感应强度是500Gs，而被测纸币上分别有200Gs和1000Gs两个矫顽力的防伪区域，显然，对200Gsd的区域，其磁力方向发生翻转，而1000Gs的区域，其磁力方向不发生翻转。若外加磁场的磁感应强度大于1000Gs，那么两个区域的磁力方向都发生翻转，若外加磁场的磁感应强度小于200Gs,那么两个区域的磁力方向都不发生翻转。

通常检测有价证券如纸币的磁性传感器都是由磁性检测元件加背磁组成，其背磁是恒定磁感应强度的磁钢，因而，其无法有效、准确地检测出纸币等有价证券上矫顽力各不相同的硬磁区域，只能简单的检测有无磁性。这给了造假者以可乘之机。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于检测硬磁矫顽力的磁性传感器、磁性检测方法及系统，通过调整线圈电流的大小，对有价证券上的硬磁区域的矫顽力做出区分。

基于上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种用于检测硬磁矫顽力的磁性传感器,包括：

磁性检测元件和安装于所述磁性检测元件背面的线圈；

所述磁性检测元件，用于在所述线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果，以便在所述区域为硬磁区域时，根据所述检测结果判断所述区域的矫顽力。

优选的，

所述磁性检测元件，还用于根据所述检测结果判断所述区域是否为无磁性区域。

优选的，所述磁性检测元件，还用于在所述线圈未通电流时，对被检测对象的所述区域进行检测并输出检测结果，以便根据所述线圈未通电流时的检测结果和通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断所述区域是否为软磁区域。

优选的，所述磁性检测元件，还用于根据所述线圈未通电流时的检测结果判断所述区域是否为硬磁区域。

本发明另一方面还提供了一种用于检测硬磁矫顽力的磁性检测系统，包括电源、检测结果分析装置以及如上所述的磁性传感器；

所述电源，用于为所述线圈供电；

所述磁性传感器，用于在所述线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果；

所述检测结果分析装置，用于在所述区域为硬磁区域且判断到相邻大小的两个电流对应的检测结果的方向不同时，确定所述区域的硬磁的矫顽力在所述相邻大小的两个电流对应的矫顽力之间。

优选的，所述检测结果分析装置，还用于根据所述线圈通至少两个大小不同的电流时的检测结果，判断到没有检测到磁信号时，确认所述区域为无磁性区域。

优选的，所述磁性传感器，还用于在所述线圈未通电流时，对被检测对象的所述区域进行检测并输出检测结果；

所述检测结果分析装置，用于在根据通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断到检测到磁信号且根据未通电流时的检测结果判断到没有检测到磁信号时，确定所述区域为软磁区域。

优选的，所述检测结果分析装置，用于在根据未通电流时的检测结果判断到有检测到磁信号时，确定所述区域为硬磁区域。

优选的，所述系统还包括控制器，用于控制所述电源依次向所述线圈通入0、I1、I2。。。。。。In的电流，其中I1、I2。。。。。。In依次增大,所述n为大于1的整数。

优选的，所述控制器用于控制所述电源周期性的依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流。

优选的，所述控制器用于控制所述电源输入正弦波、方波、三角波、梯形波中的至少一种。

本发明另一方面还提供了一种用于检测硬磁矫顽力的磁性检测方法，包括:

在线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果；所述线圈安装在所述磁性检测元件的背面；

在所述区域为硬磁区域且判断到相邻大小的两个电流对应的检测结果的方向不同时，确定所述区域的硬磁的矫顽力在所述相邻大小的两个电流对应的矫顽力之间。

优选的，所述磁性检测方法还包括:根据所述线圈通至少两个大小不同的电流时的检测结果，判断到没有检测到磁信号时，确认所述区域为无磁性区域。

优选的，所述磁性检测方法还包括:

在所述线圈未通电流时，对被检测对象的所述区域进行检测并输出检测结果；

在根据通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断到检测到磁信号且根据未通电流时的检测结果判断到没有检测到磁信号时，确定所述区域为软磁区域。

优选的，所述方法还包括：在根据未通电流时的检测结果判断到有检测到磁信号时，确定所述区域为硬磁区域。

优选的，所述方法还包括：依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流，其中I1、I2。。。。。。In依次增大。

优选的，所述依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流包括：周期性的依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流。

优选的，所述线圈中输入的电流为正弦波、方波、三角波、梯形波中的至少一种。

有益效果：

本发明通过在磁性检测元件背面安装线圈并控制通过线圈的电流的大小，使得磁性传感器相当于安装了磁感应强度不同的背磁，从而能够将矫顽力不同的硬磁区域检测出来。更进一步的，结合线圈未通电流时的检测结果，可以检测出软磁区域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的磁性传感器结构图；

图2为本发明实施例三提供的磁性检测系统结构图；

图3为本发明实施例四提供的磁性检测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例旨在提供一种用于检测硬磁矫顽力的磁性传感器及基于其的磁性检测方法和系统，通过控制通入安装在磁性检测元件背面的线圈的电流的大小，检测被检测对象的硬磁区域的不同矫顽力。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例一提供的一种磁性传感器，包括磁性检测元件11和安装于磁性检测元件11背面的线圈12。

磁性检测元件11，用于在线圈12通大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果，以便在该区域为硬磁区域时，进一步的根据检测结果判断该区域的矫顽力大小。

在对线圈12通至少两个大小不同的电流时，不同的电流会产生不同磁感应强度的磁场，相当于磁性检测元件11安装了不同的背磁。如背景技术所述，具有不同矫顽力的硬磁区域，其对不同磁感应强度的反应是不一样的，据此可以检测出硬磁区域的不同矫顽力。

假设被测纸币上分别有200Gs和1000Gs两个矫顽力的硬磁防伪区域，当线圈通第一电流时，产生的磁感应强度是500Gs，通第二电流时，产生的磁感应强度是1100Gs。那么在通第一电流时，会检测到200Gs矫顽力的防伪区域的磁力方向发生了翻转，而1000Gs矫顽力的防伪区域磁力方向未发生翻转，则会判断到200Gs矫顽力的防伪区域的矫顽力小于500Gs。进一步的，在通第二电流时，会检测到1000Gs矫顽力的防伪区域的磁力方向发生了翻转，从而判断到1000Gs矫顽力的防伪区域的矫顽力大于等于500Gs，小于1100Gs。即当线圈分别通大小相邻的两个电流时，某一区域的磁力方向发生了变化，则表示该区域的硬磁的矫顽力在这两个电流对应的磁感应强度之间。

显然的，通过向线圈通入更多以及大小之差更小的电流，能够更准确的检测出不同硬磁区域的矫顽力的大小。如上，若设置通第三电流和第四电流时，产生的磁感应强度分别是900Gs和1050Gs，那么就可以判断到1000Gs矫顽力的防伪区域的矫顽力在900Gs—1050Gs之间。

为方便检测结果的分析，本发明中可以按照从大到小或从小到大的顺序向所述线圈通入电流，，以对检测区域进行分时扫描。

由于磁力方向翻转的情况只出现在硬磁区域，因而无需事先确定某一区域为硬磁区域后在判断其矫顽力大小。而是可以直接根据磁力方向翻转判断一区域为硬磁区域，且判断其矫顽力大小。

需要说明的是，当根据上述至少一次通入电流的检测结果判断到检测区域不具有磁信号时，则上述检测区域为无磁性区域。

实施例二

如实施例一所述，上述是对硬磁区域的矫顽力进行判断。在实际中，有价证券如纸币等，其上还设有软磁区域。由于现有的磁性传感器加装了背磁，其在检测被检测对象上的硬磁区域和软磁区域时，得到的检测结果是一样的，因而无法区分硬磁区域和软磁区域。为此，本发明实施例二中，可以在实施例一的线圈上不通电流，并利用磁性检测元件在线圈不通电流时，对被检测对象的上述检测区域进行检测并输出检测结果，以便根据检测结果判断该区域是否为软磁区域。

具体的，当在线圈通电流时，根据检测结果判断到检测区域有磁信号而在线圈未通电流时，根据检测结果判断到检测区域没有磁信号，则该检测区域为软磁区域。当线圈通电流时，相当于磁性检测元件上安装了背磁，因而只要被检测区域具有硬磁或软磁，都会被检测出来其具有磁性特征。当线圈不通电流时，相当于磁性检测元件上没有安装背磁，因而只有被检测区域具有硬磁，才会被检测出来其具有磁性特征。换言之，若线2通电流时有磁性特征，不通电流时没有磁性特征，则该区域为软磁区域。

当然，本发明中还可以根据线圈未通电流时的检测结果确定该区域是否为硬磁区域，具体的，若在线圈未通电流时，根据检测结果判断到检测区域有磁信号，则该检测区域为硬磁区域。

需要说明的是，在实际应用中，如果线圈先通电流，检测到检测区域没有磁性特征，那么就可以确定该区域为无磁区域，则无需后续对线圈不通电流时的情况进行检测。

当然，在涉及到检测时，被检测对象如有价证券上会有多个检测区域，此时，为方便整个检测过程，对每一区域的检测都可以设置为向线圈通入至少两个大小不通的电流和不通电流，然后周期性的重复该过程，直至对所有检测区域检测完毕。

可见，本发明通过设置线圈，控制通入线圈的电流来实现磁性传感器背磁的磁感应强度的大小，进而通过不同磁感应强度大小时的检测结果可分析出当检测区域为硬磁区域时的矫顽力大小。

进一步的，通过控制通入线圈的电流来实现磁性传感器背磁的磁感应强度的大小，进而通过不同磁感应强度大小时的检测结果可分析出当检测区域为硬磁区域时的矫顽力大小。

上述被检测对象通常为有价证券，如纸币等。上述磁性检测元件为AMR磁性检测元件、GMA磁性检测元件或TMR磁性检测元件。

结合实施例一，在实施例二中，在检测某一区域时，可以对线圈不通电流、通入不同大小电流的检测结果进行分析判断。

具体的，当线圈不通电流时，检测出一区域具有磁性特征，那么该区域为硬磁区域，继而按照通入大小不同电流时的检测结果分析其矫顽力；若线圈通电流时有磁性特征，不通电流时没有磁性特征，则该区域为软磁区域；若线圈通电流时检测出一区域不具有磁性特征，那么该区域为无磁区域。

当然，在实际应用中，硬磁区域的判断还可以通过其他方法实现，为此，只要在确定某一区域为硬磁区域后，就可以按照通入大小不同电流时的检测结果分析其矫顽力。

实施例三

在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种磁性检测系统，如图2所示，该系统包括电源21、检测结果分析装置22以及上述的磁性传感器23，磁性传感器23包括磁性检测元件231和线圈232。

其中电源21，用于为线圈232供电；

磁性传感器23，用于在线圈232通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果；

检测结果分析装置22，用于在区域为硬磁区域且判断到相邻大小的两个电流对应的检测结果的方向不同时，确定区域的硬磁的矫顽力在相邻大小的两个电流对应的矫顽力之间。其具体分析方法可参见实施例二中的描述。

由于磁力方向翻转的情况只出现在硬磁区域，因而无需事先确定某一区域为硬磁区域后在判断其矫顽力大小。而是直接根据磁力方向翻转判断一区域为硬磁区域，且判断其矫顽力大小。

进一步的，检测结果分析装置22，还用于根据线圈232通至少两个大小不同的电流时的检测结果，判断到没有检测到磁信号时，确认检测区域为无磁性区域。

如之前实施例所述，为进一步的区分软磁区域，磁性传感器23，还用于在线圈232未通电流时，对被检测对象的检测区域进行检测并输出检测结果。检测结果分析装置22，用于在根据通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断到检测到磁信号且根据未通电流时的检测结果判断到没有检测到磁信号时，确定检测区域为软磁区域。

检测结果分析装置22，用于在根据线圈232未通电流时的检测结果判断到有检测到磁信号时，确定检测区域为硬磁区域。

如图2所示，系统还包括控制器24，用于控制电源21向线圈232通入的电流。具体的，用于控制电源21依次向线圈232通入0、I1、I2。。。。。。In的电流，其中I1、I2。。。。。。In依次增大,其中n为大于1的整数。即在检测一区域时，控制器24控制电源21先不向线圈232通电流，此时磁性传感器23获取检测结果，之后控制器24控制电源21向线圈232先后通入依次增大的I1、I2。。。。。。In的电流，磁性传感器23获取对应每一电流的检测结果。

由于被检测对象可能具有多个检测区域，此时，控制器24可以控制电源21向线圈232周期性的依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流，以对应每一区域的检测。

优选实施例中，控制器24可以控制电源21输入正弦波、方波、三角波、梯形波中的至少一种。

当输入多种交流时，可以产生一个交变混合磁场，以对被检测对象进行全幅扫描。

实施例四

对应上述三个实施例，本发明实施例四还提供了一种用于检测硬磁矫顽力的磁性检测方法，如图3所示，包括:

S11、在线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果；所述线圈安装在所述磁性检测元件的背面；

S12、在所述区域为硬磁区域且判断到相邻大小的两个电流对应的检测结果的方向不同时，确定所述区域的硬磁的矫顽力在所述相邻大小的两个电流对应的矫顽力之间。

由于磁力方向翻转的情况只出现在硬磁区域，因而无需事先确定某一区域为硬磁区域后在判断其矫顽力大小。而是直接根据磁力方向翻转判断一区域为硬磁区域，且判断其矫顽力大小。

优选的，本发明磁性检测方法还包括S13、根据所述线圈通至少两个大小不同的电流时的检测结果，判断到没有检测到磁信号时，确认所述区域为无磁性区域。

为进一步检测软磁区域，本发明磁性检测方法还包括:

S14、在所述线圈未通电流时，对被检测对象的所述区域进行检测并输出检测结果；

S15、在根据通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断到检测到磁信号且根据未通电流时的检测结果判断到没有检测到磁信号时，确定所述区域为软磁区域。

优选的，所述方法还包括：S16、在根据未通电流时的检测结果判断到有检测到磁信号时，确定所述区域为硬磁区域。

为方便检测结果的分析，本发明中可以按照从大到小或从小到大的顺序向所述线圈通入电流，如依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流，其中I1、I2。。。。。。In依次增大。

更进一步的，由于被检测对象在进行全幅扫描时，涉及多个检测区域，本发明中可周期性的依次向所述线圈通入0，I1、I2。。。。。。In的电流，以对应每一区域的检测。

上述线圈中输入的电流可以为正弦波、方波、三角波、梯形波中的至少一种。

当输入多种交流时，可以产生一个交变混合磁场，以对被检测对象进行全幅扫描。

在上述检测结果的基础上，可以与预存的真的有价证券的磁性特征相对比，来判断被检测的有价证券的真假。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于检测硬磁矫顽力的磁性检测系统，其特征在于，所述磁性检测系统包括电源、检测结果分析装置以及磁性传感器，所述磁性传感器包括：

磁性检测元件和安装于所述磁性检测元件背面的线圈；

所述磁性检测元件，用于在所述线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果，以便在所述区域为硬磁区域时，根据所述检测结果判断所述区域的矫顽力；

所述电源，用于为所述线圈供电；

所述磁性传感器，用于在所述线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果；

所述检测结果分析装置，用于在所述区域为硬磁区域且判断到相邻大小的两个电流对应的检测结果的方向不同时，确定所述区域的硬磁的矫顽力在所述相邻大小的两个电流对应的矫顽力之间；

所述系统还包括控制器，用于控制所述电源周期性的依次向所述线圈通入0、I1、I2……In的电流，其中I1、I2……In依次增大,所述n为大于1的整数；所述控制器用于控制所述电源输入正弦波、方波、三角波、梯形波中的至少一种。

2.如权利要求1所述的磁性检测系统，其特征在于，所述检测结果分析装置，还用于根据所述线圈通至少两个大小不同的电流时的检测结果，判断到没有检测到磁信号时，确认所述区域为无磁性区域。

3.如权利要求1所述的磁性检测系统，其特征在于，所述磁性传感器，还用于在所述线圈未通电流时，对被检测对象的所述区域进行检测并输出检测结果；

所述检测结果分析装置，用于在根据通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断到检测到磁信号且根据未通电流时的检测结果判断到没有检测到磁信号时，确定所述区域为软磁区域。

4.如权利要求3所述的磁性检测系统，其特征在于，所述检测结果分析装置，用于在根据未通电流时的检测结果判断到有检测到磁信号时，确定所述区域为硬磁区域。

5.一种用于检测硬磁矫顽力的磁性检测方法，其特征在于，所述磁性检测方法包括:

在线圈通至少两个大小不同的电流时对被检测对象的同一区域分别进行检测并分别输出检测结果；所述线圈安装在一磁性检测元件的背面；

在所述区域为硬磁区域且判断到相邻大小的两个电流对应的检测结果的方向不同时，确定所述区域的硬磁的矫顽力在所述相邻大小的两个电流对应的矫顽力之间。

6.如权利要求5所述的磁性检测方法，其特征在于，所述磁性检测方法还包括:根据所述线圈通至少两个大小不同的电流时的检测结果，判断到没有检测到磁信号时，确认所述区域为无磁性区域。

7.如权利要求5所述的磁性检测方法，其特征在于，所述磁性检测方法还包括:

在所述线圈未通电流时，对被检测对象的所述区域进行检测并输出检测结果；

在根据通至少两个大小不同的电流时的检测结果判断到检测到磁信号且根据未通电流时的检测结果判断到没有检测到磁信号时，确定所述区域为软磁区域。

8.如权利要求7所述的磁性检测方法，其特征在于，所述方法还包括：在根据未通电流时的检测结果判断到有检测到磁信号时，确定所述区域为硬磁区域。

9.如权利要求5-8任一项中所述的磁性检测方法，其特征在于，所述方法中依次向所述线圈通入0，I1、I2……In的电流，其中I1、I2……In依次增大。

10.如权利要求9所述的磁性检测方法，其特征在于，所述依次向所述线圈通入0，I1、I2……In的电流包括：周期性的依次向所述线圈通入0，I1、I2……In的电流。

11.如权利要求10所述的磁性检测方法，其特征在于，所述线圈中输入的电流为正弦波、方波、三角波、梯形波中的至少一种。