CN103886669B - 兼容软硬磁性特征信号检测的磁头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其包括有一屏蔽外壳及至少一设置于所述屏蔽外壳中的磁芯单元，所述磁芯单元于其上的每一磁头间隙处各设置一永磁体，而于所述磁芯单元的每一磁路中产生有恒定量的磁力线。待检测物件上的软磁性材料或硬磁性材料均可引起磁路中磁力线的重新布局，导致磁通量的变化，产生感应电动势而输出检测信号，使得本发明可兼容进行软硬磁性特征信号的检测，相比于现有技术，本发明只增加永磁体的设置，具有结构简单、性能稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁头，尤其是指一种兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其可同时读取诸如纸币、支票等之类的物件上的软磁性特征和硬磁性特征防伪信号。
背景技术
随着防伪(鉴别)技术的日益发展和完善，纸币的整体防伪水平也有了质的提高和飞跃，例如第五套人民币在延续第四套人民币所具有的硬磁性特征防伪的基础上增加了软磁性特征防伪，在纸币的安全线、冠字号码及图案油墨等处混合有硬磁性材料和软磁性材料，并呈一定规律分布。硬磁性材料(也即永磁体)是指磁化后能长久保持磁性的材料，当外磁场撤去后，各磁畴的方向仍能很好地保持一致，材料具有很强的剩磁；软磁性材料是指磁化后不能保持原有磁性的材料，当外磁场撤去后，各磁畴的方向不能保持一致，材料没有明显的剩磁。
银行等单位所使用的A类验钞机，均被定性要求具有兼容软硬磁性特征检测的功能，以能够同时读取纸币、支票等物件上的软硬磁性特征信号。现有的用于A类验钞机的兼容软硬磁性特征检测的磁性检测结构，一般由一有效磁芯长度为61mm或73mm、单检测信道的电感式磁头及二至四个有效磁性长度为3～5mm的锑化铟半导体磁头构成。其中，电感式磁头用于检测纸币上的硬磁特征信号，当纸币经过电感式磁头工作面时，磁芯单元上的磁头间隙感应纸币上硬磁材料中的剩磁的磁力线，引起磁路中的磁通量的变化，而在线圈中产生相应的电压信号并输出。由于纸币上的软磁材料没有明显的剩磁，纸币经过电感式磁头工作面时，无法引起磁芯单元磁路中的磁通量发生变化，故而使用电感式磁头无法用于检测其上的软磁特征信号。锑化铟半导体磁头虽可兼容检测软硬磁特征信号，但存在着检测范围窄、价格昂贵且温度稳定性差的缺陷，例如在-20℃的环境时，锑化铟半导体磁头的检测准确率就大幅度减低，常出现验钞错报的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能稳定、成本低廉的兼容软硬磁特征信号检测的磁头。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：一种兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，包括有一屏蔽外壳及至少一设置于所述屏蔽外壳中的磁芯单元，所述磁芯单元于其上的每一磁头间隙处各设置一永磁体，而于所述磁芯单元的每一磁路中产生有恒定量的磁力线。
上述磁头结构中，所设置的磁芯单元为多个，相邻的二磁芯单元之间设置有一电磁屏蔽板。
上述磁头结构中，所设置的磁芯单元为十六个，每一磁芯单元有效磁芯长度为11.6mm，相邻二磁芯单元之间的间距为0.2mm。
上述磁头结构中，每一磁芯单元安装于一磁芯座之内。
上述磁头结构中，所述磁芯座的两侧面与所述屏蔽外壳的内侧壁各设置有垫片。
上述磁头结构中，所述屏蔽外壳位于其工作面两侧的过渡斜面沿长度方向形成有若干凹槽。
上述磁头结构中，所述磁芯单元为双磁路磁芯单元，其包括有一第一磁芯及一与所述第一磁芯相对设置的第二磁芯，所述第一磁芯和第二磁芯之间设置有一第一中磁板，且两者的上端部与所述第一中磁板之间各自设置有一间隙片，而下端部与所述第一中磁板之间各自设置有一第二中磁板或者直接接触于所述第一中磁板，所述第一磁芯通过一第一线架而套设有一第一线圈，所述第一线圈的两端各自连接有一第一接线柱，所述第二磁芯通过一第二线架而套设有一第二线圈，所述第二线圈的两端各自连接有一第二接线柱，所述第一接线柱和第二接线柱连接入所述磁芯单元的电路板，并自所述电路板引出有伸出于所述屏蔽外壳之外的引脚。
上述磁头结构中，所述第一磁芯和第二磁芯均设置为コ形的结构。
上述磁头结构中，所述永磁体贴合于相应的间隙片的相对于所述第一中磁板的另一侧面处。
上述磁头结构中，所述永磁体的上端面与所述屏蔽外壳的工作面处于同一平面或同一曲面。
本发明的有益技术效果在于：该磁头于磁芯单元的磁头间隙处设置永磁体，从而于该磁芯单元的磁路中产生恒定量的磁力线，这样，待检测物件上的软磁性材料或硬磁性材料均可引起磁路中磁力线的重新布局，导致磁通量的变化，产生感应电动势而输出检测信号，使得本发明可兼容进行软硬磁性特征信号的检测，相比于现有技术，本发明只增加永磁体的设置，具有结构简单、性能稳定的优点。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的分解结构示意图。
图3是本发明的纵向剖视结构示意图。
图4是本发明的横向剖视结构示意图。
图5是本发明的磁芯单元的结构示意图。
图6a、6b和6c为工作原理示意图，其示出了本发明的工作原理。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明所要解决的技术问题、技术方案和有益技术效果，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明所公开的兼容软硬磁特征信号检测的磁头主要应用于验钞机之上，以用于诸如纸币、支票等之类的物件的防伪检测。如图1至图5所示，该磁头包括有一屏蔽外壳10及至少一设置于该屏蔽外壳10内的磁芯单元20，该屏蔽外壳10的工作面100处沿其长度方向形成有一开口101，将磁芯单元20固定设置于该屏蔽外壳10内部，且使其磁头间隙对应于该开口101。
在附图所示的实施例中，于该屏蔽外壳10之中设置有十六个磁芯单元20，从而构成一个具有十六检测信道的磁头。每一磁芯单元20的有效磁芯长度为11.6mm，相邻二磁芯单元20之间的间隔为0.2mm，这样，磁头的有效检测幅度约为188mm，可用于检测现有各国所发行的不同种类的纸币。优选地，于相邻的二磁芯单元20之间设置有一电磁屏蔽板30，以对相邻之间的磁芯单元20进行隔离，防止相邻检测信道之间的电磁干扰。
参阅图4和图5，附图所示的磁芯单元20为双磁路磁芯单元，其包括有一第一磁芯200及一与该第一磁芯200相对设置的第二磁芯201。其中，该第一磁芯200设计为大致コ形的结构，采用导磁材料制备，优选为坡莫合金；该第二磁芯201设计为大致コ形的结构，采用导磁材料制备，优选为坡莫合金。于该第一磁芯200和第二磁芯201之间设置有一采用导磁材料(优选为坡莫合金)制备的第一中磁板202，且两者的上端部与该第一中磁板202之间各自设置有一间隙片203，而下端部与该第一中磁板202之间各自设置有一采用导磁材料(优选为坡莫合金)制备的第二中磁板204，这样，该磁芯单元20形成了二分别具有磁头间隙的磁路。在此实施例中，第一磁芯200和第二磁芯201两者的下端部各自通过相应的第二中磁板204而与该第一中磁板202接触，在其他的实施例中，也可将第一磁芯200和第二磁芯201的下端部直接接触于该第一中磁板202，而无需设置第二中磁板204。该第一磁芯200通过一第一线架205而套设有一第一线圈206，该第一线圈205的两端各自连接有一第一接线柱207，该第二磁芯201通过一第二线架208而套设有一第二线圈209，该第二线圈209的两端各自连接有一第二接线柱210，该第一接线柱207和第二接线柱210连接入该磁芯单元20的电路板211，并自该电路板211引出有伸出于该屏蔽外壳10之外的引脚212，用于输出该磁芯单元20所检测到的纸币、支票等物件上的软硬磁性特征信号。
分别于第一磁性200和第二磁芯201上端部的临近相应的磁头间隙处设置有一永磁体213，如此，藉由该永磁体205的设置，于该磁芯单元20的每一磁路中产生有恒定量的磁力线。在此优选实施例中，该永磁体213贴合于相应的间隙片203的相对于该第一中磁板202的另一侧面处，且其上端面与该屏蔽外壳10的工作面100处于同一平面或同一曲面。
参阅附图，每一磁芯单元20安装于一磁芯座214之内，该磁芯座214的两侧面与该屏蔽外壳10的内侧壁各设置有一垫片215，藉由该垫片215而将磁性座214固定于该屏蔽外壳10之内，从而实现该磁性单元20的安装固定。
上述实施例中，以双磁路磁芯单元为例对本发明进行说明，然而，本领域技术人员可以理解地，本发明的磁芯单元并不限定于双磁路磁芯单元，也可为单磁路磁芯单元，当该磁芯单元为单磁路磁芯单元时，于该磁芯单元的磁头间隙处设置永磁体，从而于磁芯单元的磁路中产生有恒定量的磁力线。
该屏蔽外壳10位于该工作面100两侧的过渡斜面102沿其长度方向形成有若干凹槽103，这些凹槽103与验钞机上相配合的疏齿状凸出部分紧密结合一起，消除了磁头的工作面100与验钞机的交接处高低错位形成的台阶，将纸币顺利导入、导出工作面100。藉由凹槽103的作用，有效防止纸币卡塞于磁头之上，保证了验钞时纸币的走钞顺畅。
下面结合图6a至图6c所示，以说明本发明的工作原理。
藉由设置于磁头间隙处的永磁体213，而于该磁芯单元20所形成的磁路中产生恒定量的磁力线。如图6a所示，未检测时，磁路中的磁力线未发生变化，磁通量恒定不变，故无感应电动势产生，未能输出电压信号；如图6b所示，当待检测物件P(如纸币或支票)经过磁芯单元20时，其上的软磁性材料将永磁体213表面处的磁力线局部短路，该永磁体213周围磁力线重新分布，从而导致磁路中的磁力线发生变化，磁通量也随之发生变化，故有感应电动势产生，而输出电压信号；如图6c所示，当待检测物件P经过磁芯单元20时，其上的硬磁性材料带有剩磁，从而改变该永磁体213周围磁力线的分布，而导致磁路中的磁力线发生变化，磁通量也随之发生变化，故有感应电动势产生，而输出电压信号。检测到的电压信号经电路放大后，传送至验钞设备的中央处理器形成磁图像并分析，以鉴别所检测物件的真伪。
下面说明本发明所公开的磁头的制作流程。
首先，将二第一接线柱207分别插设于第一线架205之上，二第二接线柱210分别插设于第二线架208之上，再使用绕线机分别于该第一线架205和第二线架208之上卷绕漆包线而形成第一线圈206和第二线圈209，并将二第一接线柱207分别连接于第一线圈206的两端，将二第二接线柱210分别连接于第二线圈209的两端。
然后，将第一磁芯200、第二磁芯201、第一中磁板202、间隙片203、第二中磁板204、第一线圈组件(由第一线架205、第一线圈206及第一接线柱207构成)、第二线圈组件(由第二线架208、第二线圈209及第二接线柱210组成)以及永磁体213安装上述实施例所示的结构安装于磁芯座214之内，并使用激光进行焊接而构成一个磁芯单元20。
随后，将预定数量的磁芯单元20(例如在上述实施例中为十六个)依次排列装入该屏蔽外壳10内部，并于该磁芯座214的两侧面与屏蔽外壳10的内侧壁之间***垫片215，从而将磁芯单元20初步固定于该屏蔽外壳10之内。
使用树脂注入屏蔽外壳10之中，并高温固化而起到进一步固定磁芯单元20的作用，再使用平磨机将第一中磁板202、间隙片203、永磁体213和屏蔽外壳10一起研磨至形成同一平面，以形成磁头的工作面。
接下来，先于电路板211上焊接引脚212，然后再将磁芯单元20的第一接线柱207和第二接线柱210焊接入电路板211.
最后，盖合屏蔽外壳10的后盖板，引脚212自后盖板的窗口伸出，并使用激光焊接后盖板，从而完成本发明的制作。
综上所述，本发明所公开的磁头，其于磁芯单元的磁头间隙处设置永磁体，从而于该磁芯单元的磁路中产生恒定量的磁力线，这样，待检测物件上的软磁性材料或硬磁性材料均可引起磁路中磁力线的重新布局，导致磁通量的变化，产生感应电动势而输出检测信号，使得本发明可兼容进行软硬磁性特征信号的检测，相比于现有技术，本发明只增加永磁体的设置，具有结构简单、性能稳定的优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，包括有一屏蔽外壳及至少一设置于所述屏蔽外壳中的磁芯单元，其特征在于：所述磁芯单元于其上的每一磁头间隙处各设置一永磁体，而于所述磁芯单元的每一磁路中产生有恒定量的磁力线。
2.如权利要求1所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所设置的磁芯单元为多个，相邻的二磁芯单元之间设置有一电磁屏蔽板。
3.如权利要求2所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所设置的磁芯单元为十六个，每一磁芯单元有效磁芯长度为11.6mm，相邻二磁芯单元之间的间距为0.2mm。
4.如权利要求1所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：每一磁芯单元安装于一磁芯座之内。
5.如权利要求4所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所述磁芯座的两侧面与所述屏蔽外壳的内侧壁各设置有垫片。
6.如权利要求1所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所述屏蔽外壳位于其工作面两侧的过渡斜面沿长度方向形成有若干凹槽。
7.如权利要求1所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所述磁芯单元为双磁路磁芯单元，其包括有一第一磁芯及一与所述第一磁芯相对设置的第二磁芯，所述第一磁芯和第二磁芯之间设置有一第一中磁板，且第一磁芯的上端部和第二磁芯的上端部与所述第一中磁板之间各自设置有一间隙片，而第一磁芯的下端部和第二磁芯的下端部与所述第一中磁板之间各自设置有一第二中磁板，或者第一磁芯的下端部和第二磁芯的下端部直接接触于所述第一中磁板，所述第一磁芯通过一第一线架而套设有一第一线圈，所述第一线圈的两端各自连接有一第一接线柱，所述第二磁芯通过一第二线架而套设有一第二线圈，所述第二线圈的两端各自连接有一第二接线柱，所述第一接线柱和第二接线柱连接入所述磁芯单元的电路板，并自所述电路板引出有伸出于所述屏蔽外壳之外的引脚。
8.如权利要求7所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所述第一磁芯和第二磁芯均设置为コ形的结构。
9.如权利要求8所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所述永磁体贴合于相应的间隙片的相对于所述第一中磁板的另一侧面处。
10.如权利要求1所述的兼容软硬磁性特征信号检测的磁头，其特征在于：所述永磁体的上端面与所述屏蔽外壳的工作面处于同一平面或同一曲面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Buji Town, Shenzhen city of Guangdong Province, Guangdong Road No. 45 518000 Applicant after: SHENZHEN YUEBAO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: Buji Town, Longgang District of Shenzhen City, Guangdong Province, Guangdong Road No. 45 518000 Applicant before: Yuebao Electronic Industry General Co., Shenzhen City |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: YUEBAO ELECTRONIC INDUSTRY GENERAL CO., SHENZHEN CITY TO: SHENZHEN YUEBAO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160907 Termination date: 20191220 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |