磁头以及磁性介质的评价方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及磁传感器技术领域，特别是一种磁头以及磁性介质的评价方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]在日常生活中，磁性保密技术应用非常广泛，如银行卡、支票、保密文件、钞票、超市商品和图书馆的金属条等，都含有磁性材料用于防伪保密，如钞票的一段磁性条，支票的磁性油墨字符这些比较简单的保密图形。现有的磁性保密技术为使用磁头对使用磁性保密技术的物体的部分保密区域做粗略的扫描，得到简单的磁信号波形再跟标准信号进行核对达到防伪保密的目的，其判定依据为保密区域材料的磁性有无，或者材料的磁性强弱。随着近年来造假者的技术的提升，伪造简单的磁性保密图形和磁性条已经成为一种常规技术，不难看出，现有的简单粗糙的判定磁性材料磁性有无或强弱的鉴伪方法面对越来越先进的制假技术已经不能够有效地实现保密效果。
[0004]磁性介质条可根据其介质材料矫顽力的大小分为软磁材料和硬磁材料，也可以是矫顽力大小不同的混合材料分布于介质条不同的区域，同时，磁性介质材料具有磁化易轴和磁化难轴，沿磁化易轴和难轴方向磁化后的磁性介质材料的磁滞回线是不同的，因此，磁性介质的判定可以依据磁性介质材料的软硬度或其磁矩取向。已公开的技术已经可以实现磁性介质软硬磁的检测，如已公开的中国专利:软硬磁磁头(中国公开号:CN104392537A)；或磁矩取向的检测，如已公开的中国专利:识别磁条上磁性图形的磁矩取向装置及其识别方法(中国公开号:CN103268658A)。从上述可以看出，要实现对磁性介质材料的矫顽力大小的判定，每路至少需要两个传感器芯片，要实现对磁性介质材料的磁矩取向和矫顽力大小这两个参数的判定，至少需要两个磁头。
[0005]小型化可集成是现代电子元器件的发展趋势，从上述不难看出，采用现有的技术如果要同时判定矫顽力大小和磁矩取向，则至少需要设置两个磁头，一个用来测量矫顽力大小，一个用来测量磁矩取向，虽然提高了测量精度，但是体积很大，不利于集成。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供了一种磁头，其可以解决上述技术问题中的至少一种。
[0008]本发明的技术方案为:
一种磁头，用以测量磁性介质，包括磁性传感器芯片、第一励磁和第二励磁:
所述磁性传感器芯片包括磁性传感元件；
当所述磁性介质的运动方向与4由平行时，所述第一励磁和所述第二励磁沿4由方向位于所述磁性传感器芯片的两侧，所述磁性传感器芯片的敏感轴与4由平行，其中4由垂直于4由； 所述第一励磁和所述第二励磁的激励合磁场i?具有分别沿和沿4由分量及和Bz,所述4在磁性传感器芯片位置的场强不为O，所述4在磁性传感器芯片所在位置的场强为O。
[0009]优选地，所述磁性传感芯片为由磁性传感元件构成的单电阻、半桥或全桥结构。
[0010]优选地，所述半桥结构为梯度半桥结构，或，所述全桥结构为梯度全桥结构。
[0011]优选地，所述第一励磁和第二励磁的充磁方向相同。
[0012]优选地，所述第一励磁和第二励磁的充磁方向与平行或呈一锐角或钝角。
[0013]优选地，所述磁头包括多个磁性传感器芯片，多个磁性传感器芯片沿方向排布设置，其中j#、以及4由两两垂直。
[0014]优选地，所述第一励磁和第二励磁在朝向所述磁性介质的一侧设置有软磁片。
[0015]优选地，所述磁性传感元件包括电感线圈、霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件、磁性隧道结元件中的一种或几种。
[0016]本发明还公开了一种磁性介质的评价方法，它包括以下步骤:
驱使磁性介质沿4由方向运动，使磁性介质受到两个方向相反的及的磁化，并且在所述磁性介质运动过程中检测所述磁性介质产生的漏磁场沿4由方向的分量，其中4由与z轴垂直；
基于检测漏磁场沿^轴方向的分量获取磁性介质沿^轴方向的输出曲线；
基于磁性介质沿4由方向的输出曲线对磁性介质进行评价。
[0017]优选地，它还包括，基于磁性介质沿4由方向的输出曲线对磁性介质的材料进行评价。
[0018]本发明采用上述结构和方法，可以按照需求设置为单路或多路输出，每路采用一枚磁性传感器芯片，可在一个磁头中同时实现磁矩取向的判定和矫顽力大小的测量。
[0019]
【附图说明】
[0020]图1为本发明的磁头的结构示意图。
[0021]图2为本发明的磁头的激励合磁场沿方向的分布图。
[0022]图3为本发明的磁头的工作原理示意图。
[0023]图4为垂直取向的高矫顽力的磁性介质的信号图。
[0024]图5为垂直取向的低矫顽力的磁性介质的信号图。
[0025]图6为多路输出的磁头的俯视示意图。
[0026]
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0028]如图1所示，本发明提出的磁头包括磁性传感器芯片11、第一励磁12和第二励磁13、印刷线路板14、信号连接线15以及支架16。其中，磁性传感器芯片11用以测量磁性介质的漏磁场，其敏感方向I与垂直于磁性介质21平面χ-7的方向)平行。第一励磁12和第二励磁13用以提供激励合磁场B (32)以磁化磁性介质。信号连接线15用以将磁头和系统连接供电以及信号输出。支架16是一种异形结构件，其形状和尺寸与磁性传感器芯片11、第一励磁12、第二励磁13、印刷线路板14(如果有)、信号连接线15相匹配，支架外靠近磁性介质的部分包裹有盖板用以保护支架，通常盖板为耐磨材料。磁性传感器芯片11的信号可直接通过信号连接线15输出，也可设置于印刷线路板14上经由信号连接线15输出。第一励磁12和第二励磁13可以为电磁铁、永磁体或电磁铁和永磁体的结合。
[0029]磁性介质材料的磁矩是难以直接测量的，通常采用的方式是用励磁对磁性介质施加激励合磁场32以磁化磁性介质，再通过磁性传感器测量磁性介质表面的漏磁场分布，不同的磁性材料根据其磁性能和磁矩分布，其漏磁场分布具有特征曲线。本发明中，第一励磁12和第二励磁13的激励合磁场32的分布可根据需求进行设置。图2是一种典型的磁场分布，如图所示，横轴为4由，为磁性介质21的运动方向，纵轴为场强大小，为激励合磁场32沿4由方向的分量，4为激励合磁场32沿4由方向的分量。磁性介质条可近似看做一个二维平面，该平面为和构成，而4由垂直于该平面。如图2所示，及的分布为:A-B区域对应的是第一励磁12的下方区域，4为一负场，B-C区域对应的是第一励磁12和第二励磁13之间的区域，4为一正场，在X= O位置附近4不为0，C-D区域对应的是第二励磁13的下方区域，及为一负场。沿着磁性介质21的运动方向4由方向，激励合磁场32的4由分量总的特征分布(图中未标示)为:A-B区域尾首先增加为负值峰值，然后反向递减再增至正值峰值；B-C区域尾近似线性变化，由正值峰值递减然后再增加至负值的峰值，在X= O位置附近尾为O。由于第一励磁12和第二励磁13的充磁方向31平行于4由，因此在磁性传感器芯片11位于X = O的位置及的值不为零，而总的值为零。上述场强的方向皆可逆，场强方向的正和负都是相对的。
[0030]第一励磁12和第二励磁13的激励合磁场32的分布由两个励磁的位置、材料、充磁方向、尺寸和形状决定，尤其是励磁和磁性介质之间的距离，对激励合磁场32的分布影响非常大，通常可以在励磁和磁性介质之间设置软磁片，可以有效的缓解由于距离带来的巨大影响。同时，在本实施例中，为了满足在磁性传感器芯片11所在位