专利名称：一种磁性材料在线检测系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种检测系统和方法，具体涉及一种磁性材料的在线检测系纟充和方法。
背景技术：
》兹性材料是近年来应用在诸如有价证券等产品上用于防伪的主要材料之一。传统用于防伪的磁性材料多为硬磁材料，即永磁功能材料。随着新技术的不断开发，软磁材料也已作为防伪材料被应用于产品中。软i兹材料的剩^兹和矫顽力低，易于i兹化和退》兹，因此通常在被外义兹场i兹化时才体现出^兹性特征，外磁场消失后磁性特征也消失。软磁材料所具有的上述特征使得其检测方法不同于硬磁材料的检测方法。对于结合采用了软磁和硬磁两种磁性材料的新型的防伪产品，传统的用于硬磁系统的检测设备已不能满足其检测需要。
另外，在向产品附加磁性材料的生产过程中，由于控制或系统误差，所述磁性材料在承印物上的附着量可能会偏离标准值。因此，需要一种能够在生产过程中对软磁材料和硬y磁材料的附着量同时进行检测的系统和方法。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够同时对承印物上的软磁材料和硬磁材料进行在线检测的检测系统，以分别监控所述软磁材料和所述硬磁材料的附着量。
本发明的另一个目的在于提供一种能够根据所述在线检测的检测信息自动调整磁性材料附着量的系统。
本发明的又一个目的在于提供一种能够同时对承印物上的软磁材料和硬磁材料分别进行在线检测的检测方法。
本发明的再一个目的在于提供一种能够根据所述在线检测的检测信息自动调整^f兹性材料附着量的方法。根据本发明的一个方面，提供了一种磁性材料在线检测系统，包括检 测单元，被设置为同时对所述磁性材料中硬磁材料的磁性能和软磁材料的磁 性能分别进行在线检测；以及分析单元，被设置为将所述检测单元输出的在 线检测结果与预先设定的阈值范围进行对比，以判断其是否超出所述预先设 定的阈值范围。
所述在线检测系统可进一步包括反馈单元，所述反馈单元根据所述分 析单元输出的分析结果控制执行机构，以增加或减少所述磁性材料在承印 物上的附着量。
根据本发明的另一个方面，提供了一种磁性材料在线^f企测方法，包括 同时对所述磁性材料中硬磁材料的磁性能和软磁材料的磁性能分别进行在线 检测；以及将所述检测单元输出的在线检测结果与预先设定的阈值范围进行 对比，以判断其是否超出所述预先设定的阈值范围。
所述在线检测方法可进一 步包括根据所述判断步骤得到的判断结果控 制执行机构，以增加或减少所述磁性材料在承印物上的附着量。
图1为根据本申请一个实施方案的磁性材料在线检测系统的示意图2示出了根据本申请一个实施方案的、传感器检测得到的信号经过力文 大和滤波处理后波形的变化；
图3示出了根据本申请一个实施方案的、被滤波和放大的信号经过模数 转换后信号波形的变化；以及
图4示出了根据本申请一个具体实施例的、经过模数转换后所获得的数 字信号波形。
具体实施例方式
图1示出了根据本申请一个实施方案的磁性材料在线检测系统100。在线 检测系统100包括检测单元10以及分析单元20。检测单元10用于同时对硬 磁材料的磁性能和软磁材料的》兹性能进行检测。分析单元20用于将检测单元 10输出的在线检测数据进行分类、存储及分析。
检测单元10包括第一传感器10a和第二传感器10b,以实现硬i兹材料和
5软^f兹材料的分别测量。所述第一传感器10a和第二传感器10b可分别由一个或多个传感器构成。根据本申请的一个具体实施例，第一传感器10a为用于测量硬磁材料磁性能的线圏式磁性传感器。当线圈式磁性传感器靠近硬磁材料时，根据电磁感应定率，硬磁材料产生的磁场将使得通过传感器线圈的磁通量变化，从而在线圈中产生感应电流，电流经过电阻将产生电势差。由此可将硬磁材料所产生的磁信号转化为电信号，通过测量所述电信号可得到用于表征硬磁材料磁性能的数据。第二传感器10b为能够同时测量硬;兹材料磁性能和软磁材料磁性能的磁敏式传感器。由于磁敏式传感器中包含7、磁体，在测量时该永磁体将对软磁材料产生磁化作用，因此磁敏式传感器可同时测量硬 磁材料产生的》兹场以及祐 磁化后的软》兹材料产生的》兹场。》兹敏式传感器中包含电阻值随i兹场强度变化的化合物(如锑化铟)，当；兹敏式传感器靠近石兹性材料进行测量时，传感器上压降的变化即反映磁性材料的磁性能，从而可通过测量压降的变化而将磁性材料所产生的磁信号转换为电信号。磁敏式传感器输出的是同时表征硬磁材料磁性能和软磁材料磁性能的数据。因此，用磁敏式传感器的输出数据减去线圈式磁性传感器的输出数据即为表征软磁材料^f兹性能的数据。才艮据本申请的一个具体实施例，所述传感器的测量采用接触式方式。
根据本申请的一个实施例，在线检测系统100可进一步包括信号处理单元40。信号处理单元40用于对第一传感器10a和第二传感器10b输出的电信号进行处理，以将其转换为分析单元20便于识别和处理的信号。根据本申请的一个具体实施例，信号处理单元40包括放大模块和滤波模块。放大模块用于对传感器输出的较小的电信号进行放大处理。根据本申请的一个具体实施例，放大后的电信号能够达到伏特级。另外，传感器测量得到的结果中会存在不同程度的千扰信号，特别是高频干扰信号。滤波模块用于对放大模块输出的电信号进行滤波，以滤除干扰信号。图2示出了经过放大和滤波处理后信号波形的变化。信号处理单元40可进一步包括模数转换模块，经过滤波模块滤波后的信号被传送至模数转换模块，以将模拟信号转换为便于分析单元20处理的数字信号。图3示出了经过模数转换后信号波形的变化。
分析单元20从接收到的检测数据中提取各项检测数值，将其按照设定好的格式存入存储器，并将所述检测数值与预先设定的阈值范围进行对比，判断检测数值是否接近或超出设定的阈值范围，并输出判断结果。根据本申请的一个实施例，磁性材料在承印物上以多个部分间断式设置的形式存在，每一个部分称为一个磁性编码(筒称为》兹码)。多个》兹码按照一定的排列次序进行设置，称为磁性编码系列。以下将以对某一磁性编码系列进行的测量为例
说明本申请中分析单元20的工作方式。
图4为信号处理单元40输出的、对一个磁性编码系列进行测量得到的数字信号波形示意图。由于硬磁材料和软磁材料的测量波形具有类似的形式，因此本文中不再区分描述，本领域技术人员可以理解，图4所示的数字信号波形可用于表示硬 磁材料的测量波形、4iU兹材料的测量波形或包含上述两种材料的混合波形。如图所示，信号波形中的一个方波周期对应一个》兹码，在本示例中所述磁码按照一个高码(即信号强度高)和一个低码(信号强度低)依次排列的次序设置。在应用中，所述磁码也可按照一个宽码(磁码宽度大)和一个窄码(磁码宽度窄)依次排列的次序设置，或者以其他方式设置。在
图4所示的矩形信号中，信号波峰的持续时间由t表示，将t乘以设备车速即可得到磁码宽度数据。方波的正向幅值为信号电压测量值，用于表征》兹码的磁信号强度。分析单元20从信号处理单元40输出的所示数字信号波形中提取磁性编码系列中各个磁码的序列值、宽度值和幅度值等参数，并将获取的各项参数分别与预先设定的阈值范围进行比对，并输出分析结果。
参见图1，在线检测系统100可进一步包括反々贵单元30。反馈单元30用于根据分析单元20输出的分析结果控制用于在承印物上印刷磁性材料的执行机构50。在线检测系统100还可进一步包括报警/显示单元60。反馈单元30可根据分析单元20输出的分析结果控制报警/显示单元60进行报警和/或显示分析结果。操作人员可根据所显示的数据了解当前所印刷磁性材料的量是否处于正常范围。
根据本申请的一个实施例，针对上述各项参数(如磁码的序列值、宽度值和幅度值)分别设定有相应的阈值范围。当任何一项参数超出其预定的阈值范围时，反馈单元30将控制执行机构50或控制报警/显示单元60进行相应的操作。所述预先设定的阈值范围分别包括第一阈值范围和第二阈值范围。分析单元20分别将各项检测数据与其相应的第 一 阈值范围和第二阈值范围进行比较，当检测数据处于第一阈值范围内时，表示检测数据正常；当检测数
7据超出第一阈值范围但处于第二阈值范围内时，表示检测数据异常但处于可
调节范围内，此时反馈单元30根据分析单元20的输出结果控制执行机构50增加或减少磁性材料的量；当检测数据超出第二阈值范围时，表示产品质量已不再合格，此时反馈单元30根据分析单元20的输出结果控制报警/显示单元60进行报警。以下以图4所示信号的幅度值参数为例对以上过程进行举例说明。
在图4所示的示例中，高码幅度值的第一阈值范围被设定为100±10，第二阈值范围^皮i殳定为100±20。由图4可见，全部高码信号的幅度值均位于第二阈值范围内，即大于80、小于120，而部分高码信号的幅度值低于90，即超出了第一阈值。此时反馈单元30将控制执行机构50增加相应磁码的磁性材料量。相应地，若存在高码信号的幅度值超出第二阈值范围的情况，反馈单元30将控制报警/显示单元60进行报警。其他各项参数可根据类似的方法进行分析比对。
本申请的另 一个实施方案涉及一种同时对软^f兹材料和硬磁材料进行在线-险测的检测方法。所述在线检测方法包括以下步骤
步骤SIO，同时对所述磁性材料中硬磁材料的磁性能和软磁材料的磁性能分别进行在线4企测；
步骤S20，从得到的检测数据中提取各项检测数值，并将所述检测数值与预先设定的阈值范围进行对比，判断检测数值是否超出设定的阈值范围，并输出判断结果；以及
步骤S30，根据步骤S20得到的判断结果进行相应处理，所述处理包括增加或减少所述磁性材料在承印物上的附着量，或者报警。
所述在线检测方法在步骤S20之前可进一步包括信号处理步骤，即对步骤S10中检测得到的检测信号进行处理。所述处理可包括信号放大、信号滤波以及模数转换。
所述在线检测方法各个步骤的具体操作可参见上文中关于在线检测系统IOO的描述，在此不再赘述。
以上通过实施方式和附图对本申请进行了描述，但是本申请并不局限于理解，在不脱离本申请的技术思想的情况下，还可以进行各种变型和等效变换，这些变型和变换同样包含在本申请权利要求书所限定的保护范围内。
权利要求
1.一种磁性材料在线检测系统，包括检测单元，被设置为同时对所述磁性材料中硬磁材料的磁性能和软磁材料的磁性能分别进行在线检测；以及分析单元，被设置为将所述检测单元输出的在线检测结果与预先设定的阈值范围进行对比，以判断其是否超出所述预先设定的阈值范围。
2. 如权利要求1所述的磁性材料在线检测系统，进一步包括反馈单元，所述反馈单元根据所述分析单元输出的分析结果控制执行机构，以增加或减少所述磁性材料在承印物上的附着量。
3. 如权利要求1或2所述的磁性材料在线检测系统，其中所述检测单元包括第一传感器和第二传感器，以实现所述石更石兹材料和所述软^f兹材料的分别测量。
4. 如权利要求3所述的磁性材料在线检测系统，其中所述第一传感器为线圏式磁性传感器。
5. 如权利要求3所述的磁性材料在线检测系统，其中所述第二传感器为磁敏式传感器。
6. 如权利要求2所述的磁性材料在线检测系统，进一步包括报警/显示单元，所述反馈单元根据所述分析单元输出的分析结果控制所述报警/显示单元以进行报警和/或显示。
7. 如权利要求1-6中任意一项所述的磁性材料在线检测系统，进一步包括信号处理单元，所述信号处理单元将所述检测单元输出的检测结果转换为所述分析单元能够分析的信号。
8. —种磁性材料在线检测方法，包括同时对所述磁性材料中硬磁材料的磁性能和软磁材料的磁性能分别进行 在线检测；以及将所述检测单元输出的在线检测结果与预先设定的阈值范围进行对比， 以判断其是否超出所述预先设定的阈值范围。
9. 如权利要求8所述的磁性材料在线检测方法，进一步包括根据所述 判断步骤得到的判断结果控制执行机构，以增加或减少所述磁性材料在承 印物上的附着量。
10. 如权利要求8或9所述的磁性材料在线检测方法，进一步包括根据 所述判断步骤得到的判断结果进行报警和/或显示。
全文摘要
本发明提供了一种能够同时对承印物上的软磁材料和硬磁材料进行在线检测的检测系统和方法，以分别监控软磁和硬磁材料的附着量，并根据在线检测的检测信息自动调整磁性材料的附着量或进行报警。本发明的磁性材料在线检测系统包括检测单元，被设置为同时对所述磁性材料中硬磁材料的磁性能和软磁材料的磁性能分别进行在线检测；分析单元，被设置为将所述检测单元输出的在线检测结果与预先设定的阈值范围进行对比，以判断其是否超出所述预先设定的阈值范围；以及反馈单元，被设置为根据所述分析单元输出的分析结果控制执行机构增加或减少磁性材料在承印物上的附着量、或控制报警/显示单元进行报警和/或显示。
文档编号G01R33/09GK101672823SQ20091018046
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月15日 优先权日2009年10月15日
发明者研 周, 茹 张, 田子纯 申请人:中钞特种防伪科技有限公司;中国印钞造币总公司