本发明涉及一种检验可磁化安全元件用的检验设备的磁化装置、一种相应的检验设备、一种具有相应检验设备的有价文书处理设备和相应的工作方法。
背景技术：
由EP1770657A1已知一种检验安全元件的设备，它包括一些矫顽磁场强度不同的磁性材料。在这里，安全元件首先遭遇较强的第一磁场区，并由此沿第一磁化方向预磁化安全元件的高矫顽磁性材料和低矫顽磁性材料。然后，安全元件遭遇较弱的第二磁场区，并由此再磁化安全元件的低矫顽磁性材料，因此随后沿一个与所述高矫顽磁性材料不同的方向进行磁化。接着，测量并评估安全元件的磁化，目的是能借助测得的磁信号区别具有高矫顽磁性材料的磁性区和具有低矫顽磁性材料的磁性区。
按EP1770657A1的说明，只借助一个磁铁廉价地产生上述两个磁场区。当然，在EP1770657A1中这样做的结果是，使磁场非常不均匀，从而由于偶然的传送摆动引起的有价文件传送路径的变化，对所引起的磁化造成严重影响，因此借助磁信号难以区别磁性材料。此外，在那里不能达到高和低矫顽磁性材料的反平行磁化。
由DE102011106263A1已知一种检验安全元件的设备，它类似于EP1770657A1工作。然而在这里为了产生第一和第二磁场分别使用两个磁铁。由此达到高和低矫顽磁性材料的反平行磁化。不过需要多个相同的磁铁，这又牵扯到提高成本。
技术实现要素：
因此本发明要解决的技术问题是，提供一种更简单的检验可磁化安全元件的磁化装置，它能可靠区别上述两种磁性材料。
上述技术问题通过独立权利要求所述的技术主题得以解决。在从属权利要求中说明优选的实施形式。
因此按本发明的磁化装置设计为，将第一磁场区和第一磁场区制备为，使沿传送区按传送方向传送的安全元件通过第一磁场区传送，并在其中遭受有第一磁场方向的第一磁场强度，然后通过第二磁场区传送，并在其中遭受有第二磁场方向的第二磁场强度，其中，第二磁场方向不同于第一磁场方向，以及第二磁场强度小于第一磁场强度。
所述磁化装置包括第一磁铁和第二磁铁，它们配合工作，不仅产生第一而且产生第二磁场区。为此目的将这些磁铁配置为，使第一磁铁的北极与第二磁铁的北极相对于传送区相对置，以及使第一磁铁的南极与第二磁铁的南极同样相对于传送区相对置。
这两个磁铁的每一个可例如涉及永久磁铁或电磁铁。当然优选的是，第一和第二磁铁分别涉及整体结构的永久磁铁，从而有可能实现一种特别简单的结构。尤其是，第一和第二磁铁设计为长方六面体形状的永久磁铁。
为了将磁极如上面所说明的那样相对置，这些磁铁优选地彼此相对配置为，使第一磁铁的从北极向南极延伸的第一磁铁轴线，与第二磁铁的从北极向南极延伸的第二磁铁轴线互相平行和方向相同，尤其是相互成一个0°的角度。在这里，磁铁轴线例如与有价文书的传送方向平行或反平行。,
通过上述磁化装置，即使在允许有某种传送摆动的传送区，也能将两个磁场区制备为，使安全元件的两种磁铁材料在其磁化后仍能良好地彼此区别。
优选地，传送区包括沿传送方向延伸的中央传送面，它优选地直线延伸，以及优选地处于磁铁之间的中央。特别优选的是，所述传送区不仅在在此中央传送面上方而且在其下方有一个有限的高度。该高度垂直于中央传送面定义，以及分别大于或等于两个磁铁彼此距离的5％、10％或甚至25％，或分别大于或等于0.2mm、0.5mm、1mm或2mm。因此，即使在中央传送面上方或下方传送有价文书，以及即使在传送区内部有明显传送摆动的情况下，均能达到恰当的磁化。
优选地，这两个磁铁设计为，使得(在传送区内部任何地方)沿传送区按传送方向通过两个磁场区传送的安全元件，它具有的第一种磁性材料可以被具有小于第一磁场强度而大于第二磁场强度的第一矫顽磁场强度磁化为，以及它具有的第二种磁性材料可以被具有小于第一磁场强度而且也小于第二磁场强度的第二矫顽磁场强度磁化为，使第一种磁性材料造成的磁化方向与第二种磁性材料造成的磁化方向彼此反向，尤其相互成一个155°至205°的角度，优选地相互成一个170°至190°的角度。第二种磁性材料磁化的方向与第一种磁性材料磁化的方向偏离准确的反平行方向(180°)，例如垂直于安全元件的传送面(y方向)。
但是相对于第一种磁性材料的磁化第二种磁性材料的磁化也可以朝z方向(在传送面内它垂直于传送方向延伸)小量转动。在安全元件端部会是这种情况，或在第一和第二磁铁的磁铁轴线没有十分精确地互相平行定向时也是如此。
磁性材料所述的反向磁化又能特别简单和可靠地评估。
这两个磁铁优选地成形为直线状。同样优选选的是，磁化装置设计为相对于传送区或其中央传送面有镜像对称性。此外优选选的是，两个磁铁厚度相同和/或形状一致。按理想的方式是采用两个一致的磁铁。
与此相应，检验可磁化的安全元件用的相应的检验设备包括如上述那样设计的磁化装置和磁传感器，磁传感器设计为，能检测沿传送区传送的安全元件的至少一个磁信号，这是由安全元件在其通过沿传送方向位于第一和第二磁场区下游的检测区传送时发出的。
检验设备优选地包括沿传送区按传送方向传送安全元件用的传送机构。
优选地，检验设备还包括至少一个评估装置，它设计为，能评估测得的有关具有小于第一磁场强度而大于第二磁场强度的第一矫顽磁场强度的安全元件第一种磁性材料是否存在和/或位置的磁信号，和能评估测得的有关具有小于第一磁场强度以及也小于第二磁场强度的第二矫顽磁场强度的安全元件第二种磁性材料是否存在和/或位置的磁信号。评估装置可例如设计为，能评估测得的有关安全元件有第一种但没有第二种磁性材料的第一磁性区是否存在和/或位置的磁信号，和/或能评估测得的有关安全元件有第二种但没有第一种磁性材料的第二磁性区是否存在和/或位置的磁信号。
优选地，包括评估测得的有关安全元件磁性编码的磁信号的评估装置，磁性编码是通过第一种磁性材料和/或第二种磁性材料，尤其通过它们在安全元件上的顺序和/或排列形成的。
除此之外，如在DE102011106263A1中更详细地说明的那样，除上述磁传感器外还存在另一个磁传感器，它设计为能检测沿传送区传送的安全元件的至少一个磁信号，这是由沿传送方向位于第一和第二磁场区下游的第二检测区发出的。此第二检测区可以在需要时施加第三磁场。评估装置优选地设计为，能与至少一个第二磁信号结合评估有关安全元件有第一种但没有第二种磁性材料的第一磁性区、和/或安全元件有第二种但没有第一种磁性材料的第二磁性区、以及必要时安全元件有第一种和有第二种磁性材料的第三磁性区是否存在和/或位置的至少一个第一磁信号。
按本发明的有价文书处理设备包括如上面所说明的那种检验设备。有价文书处理设备可尤其涉及用于缴纳和/或支付有价文书的设备，或用于处理有件文书的设备，例如用于检验钞票的钞票处理机。
在用于磁化具有第一矫顽磁场强度的第一种磁性材料以及具有比第一矫顽磁场强度小的第二矫顽磁场强度的第二种磁性材料的安全元件的一种相应的方法中，提供上述磁化装置或检验设备，其中，第一磁场区的上述第一磁场强度大于磁性材料的第一和第二矫顽磁场强度，而第二磁场区的第二磁场强度小于第一矫顽磁场强度和大于磁性材料的第二矫顽磁场强度。于是安全元件沿传送路径按传送方向传送，使两种磁性材料相继遭遇第一和第二磁场区。
基于上述磁场强度，在这里通过第一磁场区磁化两种磁性材料，以及通过第二磁场区仅仅再磁化第二种磁性材料，而没有再磁化第一种磁性材料，它保持通过第一磁场区造成的磁化。
在这里优选地使用一种磁化装置，它将这两种磁性材料磁化为，使第一种磁性材料造成的磁化方向与第二种磁性材料造成的磁化方向彼此反向，尤其相互成一个155°至205°的角度，优选地相互成一个170°至190°的角度。
第一和第二磁铁优选地配置为，沿传送方向观察，在第二磁场区的那个沿传送方向定向的磁场强度在这里下降到低于低矫顽磁性材料矫顽磁场强度的位置，使垂直于传送平面定向的磁场强度与在该位置沿传送方向定向的磁场强度相比小到可忽略不计。尤其是使在该位置垂直于传送平面定向的磁场强度，小于沿传送方向定向的磁场强度的20％，优选地小于其10％。由此，第二磁场区在此位置的磁场方向，并与此同时造成的低矫顽磁性材料磁化，均与传送方向准确平行或反平行地定向。
尤其是，在第一磁场区内沿传送方向定向的磁场强度沿传送方向观察所具有的最大值，比在第一磁场区内垂直于传送面定向的磁场强度所具有的最大值大至少50％，优选地大至少2倍。由此达到高矫顽磁性材料更强的沿传送方向定向的磁化，它与低矫顽磁性材料的磁化方向相反。
在相应的检验方法中，检测至少一个由如说明的那样磁化的安全元件发出的磁信号，以及优选地如上面已说明的那样，能评估有关安全元件的第一种磁性材料和/或安全元件第二种磁性材料是否存在和/或位置。
附图说明
由下面对优选实施例的说明和其他实施方案并结合示意表示的附图，得知本发明的其他特征和优点，其中：
图1示意表示具有检验设备和磁化装置的有价文书处理设备；
图2表示检验方法；
图3非常示意性地表示由按图1的磁化装置产生的磁力线；
图4表示由按图1的磁化装置产生的沿传送方向的磁场强度Hx，以及由此磁化装置产生的垂直于传送面的磁场强度Hy，分别描绘位置为y＝-1mm(图4a)和y＝-2.5mm(图4b)时沿传送方向的状况；以及
图5表示由磁化装置产生的沿传送方向的磁场强度Hx，描绘沿垂直于传送面延伸的轴线的状况。
具体实施方式
图1示意表示部分按本发明的有价文书处理设备101。它又包括检验设备100和必要时其他(图中没有表示的)构件，例如有价文书输入和输出装置和操作件。
检验设备100又包括磁化装置10和其他构件。检验设备100用于检验有价文书30的可磁化的安全元件31。在本示例中，安全元件31有第一种具有第一矫顽磁场强度的(高矫顽)磁性材料和第二种具有第二较低矫顽磁场强度的(低矫顽)磁性材料。这些材料配置为，使安全元件31的高矫顽磁性材料区h只有高矫顽磁性材料，而没有低矫顽磁性材料，使安全元件31的低矫顽磁性材料区l只有低矫顽磁性材料，而没有高矫顽磁性材料，以及使安全元件31的组合的磁性材料区k有上达两种磁性材料。但作为替代方式，此安全元件31也可以没有组合的磁性材料区，而是只有一个或多个高和低矫顽磁性区，或也可以只有这些磁性材料中的一种。存在的磁性材料区h或l或h、l或h、k、l例如构成安全元件的一种磁性编码。
有价文书30可以同安全元件31一起，借助是磁化装置10组成部分的传送装置17沿传送区20传送。传送装置17例如有用于皮带传送有价文书的多条传送带和/或多个传送滚轮。图1中作为示例表示两条上部和三条下部传送带，在它们之间夹紧并传送有价文书30。也在中央传送面21上方和下方延伸的的传送区20包括一个中央传送面21，具有安全元件31的有价文书30在理想的情况下沿传送方向T传送。当然，有价文书30同安全元件31一起也有可能在中央传送面21的上方和下方沿传送方向T传送。在磁铁11、12之间应达到尽可能小的间距，但尽管如此传送带仍必须在两个磁铁11、12之间穿行的情况下，则例如出自于位置的原因，会有必要将有价文书在中央传送面21的上方或下方传送。只要传送是在传送区20内部进行，在传送时偏离沿中央传送面20并不影响检验安全元件31。
在检验安全元件31前，它借助在这里包括磁铁11和磁铁12的磁化装置10磁化为，使前面已提及的两种磁性材料的磁化方向彼此相反。为此，磁化装置10沿传送区20制备第一磁场区以及沿传送方向T位于第一磁场区下游的第二磁场区，它们制备为，使沿传送区20按传送方向T传送的安全元件31，首先在第一磁场区中遭受有沿第一磁场方向的比两种磁性材料矫顽磁场强度大的第一磁场强度，然后在第二磁场区中遭受有沿另一个第二磁场方向的第二磁场强度，它大于低矫顽磁性材料的矫顽磁场强度，然而小于高矫顽磁性材料的矫顽磁场强度。因此，在沿传送区20按传送方向T传送时，首先在第一磁场区磁化两种磁性材料，接着在第二磁场区仅(反向)再磁化低矫顽磁性材料，而保持高矫顽磁性材料通过第一磁场区造成的磁化。这两种磁性材料在这种情况下沿相反的磁化方向磁化。
在这之后，借助第一磁传感器排40和第二磁传感器排50检测由以此方式磁化的安全元件31发出的磁信号，第一磁传感器排40优选地包括多个用于分辨地点地检测的传感器元件41，而第二磁传感器排50同样优选地包括多个用于分辨地点地检测的传感器元件51。在用第二磁传感器排50检测期间，将通过可以完全如磁铁11、12那样定向的磁铁52所产生的另一个磁场作用在安全元件31上。作为替代方式，所述另一个磁场也可以由另一个磁铁产生，例如马蹄形磁铁。作为替代方式，检测磁信号也可以用传感器排40、50实施，无需另一个磁场。与传感器排40、50不同，也可以使用不分辨地点的传感器，此时磁性材料区h、k、l必须顺序在传感器旁经过。
经如此检测的磁信号接着借助评估装置60评估，这涉及是否存在上述磁性材料区h、k、l以及它们的顺序和布局，目的是检验安全元件31的磁性编码。
因此按图2相应地表示的检验可磁化安全元件31的方法，首先提供适用的磁化装置10(步骤S1)以及沿传送区20按传送方向T传送安全元件31(步骤S2)，由此如上面已说明的那样磁化这两种磁性材料。接着，借助传感器排40、50检测由安全元件31发出的磁信号(步骤S4)并借助评估装置60评估。
按本发明，这两个前面已说明的磁场区(仅)借助两个磁铁11、12产生。为此目的，这两个磁铁配置为，使它们的北极N相对于传送区20相对置，并与此同时将它们的南极S同样相对于传送区20相对置。通过使用两个如此配置的磁铁以产生两个磁场区，与仅使用一个磁铁产生两个磁场区相比，能够将高与低矫顽磁性材料区反平行磁化，与此相应，能更可靠地检验安全元件31。
在本实施例中两个磁铁11、12一致设计，它们尤其有相同的形状和同样的厚度(剩余磁化)。此外，它们的磁铁轴线13和14互相平行以及与传送方向T对齐。磁铁11、12布置为彼此有5mm的间距，也就是说，磁铁之间在图1中可见到的间隙到处为为5mm宽以及沿x方向的长度为10mm。磁铁11、12例如有剩余磁化为1.4特斯拉。为了传送带能在两侧穿过，磁铁11、12也可以布置为彼此有更大的间距(>5mm)。
在图3中示意表示通过这种磁化装置10所产生磁场的磁力线。在这里，图3表示在一个与图1中的x和y轴平行的平面内的磁力线，这一平面在磁铁11、12的中央与它们相交。
据此，沿y方向看准确地在磁铁之间的中心，亦即在中央传送面21内，以及沿x方向看在磁铁的极N、S之间，存在一个正好沿传送方向T定向的磁场(部分第一磁场区15)。沿传送方向看在其下游和在两个磁铁11、12的后面，仍在中央传送面21内，存在一个有较小磁场强度的磁场(部分第二磁场区16)，它正好逆传送方向T定向。
基于磁铁的对称配置，磁场的y分量在磁铁11、12之间的中心正好为零。因此优选地安全元件31可准确地沿中央传送面21传送，目的是能达到在安全元件31平面内准确地反平行磁化两种磁性材料。
然而，甚至当安全元件31并未精确地沿中央传送面21，而是仅在中央传送面21上方和下方的一个有限高度内伸展的(较大的)传送区20内传送时，磁性材料还是能彼此反向磁化。
在这方面，在图4a和4b中的曲线1003表示沿x方向(相应于传送方向T)的磁场强度Hx，而曲线1005表示沿与之垂直的y方向的磁场强度Hy。这两条曲线表示各自的磁场强度作为x位置的函数，图4a是在下部磁铁12(它位于y＝0)上方当y位置为-1mm时，亦即在中央传送面21下方1.5mm及在上部磁铁11下方4mm时，而图4b是在下部磁铁12上方当y位置为-2.5mm时，亦即正好在中央传送面21内。此外，图中作为示例标明的低矫顽磁性材料的矫顽磁场强度HKL为30kA/m，以及高矫顽磁性材料的矫顽磁场强度HKH为275kA/m。典型值例如也可以是HKL＝20kA/m和HKH＝300NkA/m。
由图4a可以看出，沿y方向，亦即垂直于传送方向T的磁场强度(曲线1005)，在两侧配置磁铁时比在单侧配置磁铁时(曲线1006)小得多。为了达到高矫顽磁性材料平行于x方向准确定向，可以进一步减小在x位置为M时达到的、作用在安全元件31上的磁场强度Hy的最大值。这可以采取下述措施实现，亦即使有价文书的传送面进一步朝中央传送面21的方向移动。图4b中的示例表示，当有价文书在下部磁铁12上方2.5mm(取代1mm)，亦即正好在中央传送面21内传送时磁场强度的情况。基于在这种情况下相对于传送面21轴对称地配置磁铁11、12，所以在这种情况下对于所有x位置的沿y方向的磁场强度Hy均等于零，参见图4b中的曲线1005。
此外，在两侧配置磁铁时，在点x1，在这里磁场强度Hx(曲线1003)下降到低于低矫顽磁性材料的矫顽磁场强度HKL，磁场强度Hy也在y＝-1mm时几乎为零，参见图4a中的曲线1005。对于低矫顽磁性材料造成的磁化起决定性作用的是，在此x位置x1磁场有什么方向。因为Hy<<Hx，所以在点x1的磁场并因而还有低矫顽磁性材料造成的磁化，基本上与x方向反平行定向，也就是说与高矫顽磁性材料的磁化方向相反。
因此通过上述磁场，当安全元件在y位置为在下部磁铁12上方仅1mm，亦即在中央传送面21下方1.5mm沿传送方向T传送时，也可以达到两种磁性材料的反向(沿着或逆着传送方向T)磁化，也就是说，即使安全元件31在一个既在中央传送面21上方和也在下方延伸的传送区20内部传送时，磁化装置10和检验设备10也能正常工作。
与之相比较，在同一个图中表示曲线1004和1006，它们描绘的是与按EP1770657A2论述的磁化装置相应的磁场强度Hx或Hy，此磁化装置只有下部磁铁12(具有与在本实施例中相同的磁铁数据)。可以看出，在x位置为M时出现的沿y方向磁场强度Hy最大值，在本发明中(曲线1005)始终要比在现有技术中的(曲线1006)小得多。在y＝-1mm的情况下，在单侧磁铁时(在点M)沿y方向的磁场强度Hy甚至比沿x方向的磁场强度Hx大许多(大两倍以上)，参见图4a中的曲线1004和1006，其结果是导致高矫顽磁性材料非常强烈地朝y方向旋转地磁化。此外，沿y方向磁场强度Hy(曲线1006)在点x2，此时在单侧磁铁的情况下磁化装置沿x方向的磁场强度Hx(曲线1004)下降到低于矫顽磁性材料的矫顽磁场强度HKL，明显大于零，近似如Hx那样大。因此在点x2磁场同样强烈地朝y方向旋转，也就是说相对于传送方向T倾斜定向，参见图4a和4b。于是低矫顽磁性材料也相对于传送方向T倾斜地磁化，然而沿一个完全不同于高矫顽磁性材料的方向(反向的x分量)磁化。因此按现有技术的磁化装置(单侧磁铁)不能达到两种磁性材料近似反向磁化。这不仅在离单个磁铁12的距离为1mm时是如此，而且在距离更大和较小时也是如此。
除此之外，按本发明的磁化装置10提供沿x方向与现有技术相比非常大的最大磁场强度，所以也能磁化有特别大矫顽磁场强度的磁性材料。这不仅在沿离下部磁铁12为1mm的距离，亦即在中央传送面21下方1.5mm传送时是这种情况，参见图4a，而且在其他距离时也是这种情况，参见图4b。
与此相关，在图5中表示沿x方向的最大磁场强度Hx与沿y方向离下部磁铁12距离的关系，按图4a和4b当x位置为30mm时在磁极之间出现最大磁场强度Hx。如此图所示，由按本发明使用两个对置的磁铁11、12的磁化装置10提供的最大磁场强度Hx是变化的(曲线1002)，在传送时显然几乎不在中央传送面21上方和下方。与此相反，在按现有技术仅单侧有磁铁的磁化装置，随着离(下部)单个磁铁的距离越来越大，最大磁场强度Hx强烈下降(曲线1001)，从而只有在离磁铁距离小的情况下才有可能磁化一种有比较高矫顽磁场强度的磁性材料。然而离磁铁12非常小的距离会对经过它传送的有价文书带来干扰传送的高风险。此外借助现有技术的磁化装置磁化安全元件31，容易频繁发生有价文书30(朝y方向)的传送摆动。
由这些图可知，优选的传送面位于两个磁铁11、12之间的中央，安全元件没有传送摆动地沿着它传送。因此在这里Hy非常微小。不过优选的传送面也可以位于两个磁铁之一的近旁，为的是在传送面一侧为传送机构尤其传送带留出空位。在借助传送滚轮(取代传送带)传送时，有价文书可以在中央传送面内传送。