本发明涉及防伪领域，具体地，涉及一种对防伪元件进行检测的装置和方法。
背景技术：
随着有价证券防伪性能的提高，有价证券上开始采用各种技术来提高安全线的防伪能力，比如将垂直定向磁性编码技术用于提高防伪元件的防伪能力。对此，现有技术中提出了一种检测上述垂直定向磁性编码的方案，该方案能够实现垂直定向磁性编码的检测，其主要的创新点在于通过一个垂直磁化单元饱和磁化所有磁性区域，使得所有磁性区域的磁矩方向为垂直方向，然后利用特定大小的水平磁化单元使所述防伪元件中的易磁化轴方向为非垂直方向的磁性区域的磁矩方向变为水平方向，而易磁化轴为垂直方向的磁性区域磁矩保持垂直方向。该方案中水平磁化单元的强度数值必须与磁性区域中的磁性材料矫顽力参数严格匹配，即水平磁化单元的磁场强度要小于易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域的矫顽力值但要大于易磁化轴方向为非垂直方向的磁性区域的矫顽力值。因此，选用不同矫顽力磁性材料则需要设定相应的水平磁化单元磁场强度，使得检测设备的通用性受到严格的限制。
另外，在金融机具实际应用中，有价证券都是被动态检测和识别的。以点钞机为例，纸币被点钞机传送装置从入钞口传送至出钞口。在传送过程中，纸币和点钞机传感器形成相对位移，传感器从纸币特定位置滑过完成机读信号的检测与识别。为了最大限度保证新旧纸币(尤其是褶皱纸币)的通过性，金融机具的传送装置设计往往较为宽松，这就造成纸币与传感器的间距不断变化进而造成极度信号重复性不好的现状。由于上述检测垂直定向磁性编码的方案要求水平磁化单元磁场强度与磁性材料矫顽力数值严格匹配，这与金融机具传送装置的宽松设计相冲突，故在实际应用中，该方案可能会极大地降低金融机具的识别准确度。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种对防伪元件进行检测的装置和方法，用于解决现有技术中磁化磁场的强度必须与选用的磁性材料相匹配而造成的检测设备的通用性及准确度受到一定的限制的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种对防伪元件进行检测的装置，该防伪元件具有易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域，且该装置包括磁性传感器和磁化单元，所述磁化单元包括垂直磁化单元和/或水平磁化单元，其中：所述垂直磁化单元用于使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向为垂直方向；所述水平磁化单元用于使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向变为水平方向；以及所述磁性传感器，用于分别对经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件和经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
可选地，所述磁性传感器为感应式磁性传感器和/或磁阻传感器。
可选地，所述磁阻传感器为各向异性磁阻传感器和/或隧道磁阻传感器。
可选地，所述垂直磁化单元由单个磁体或异极相对的两个磁体构成。
可选地，所述水平磁化单元由同极相对的两个磁体构成或者利用单个磁体极面向上来形成。
可选地，所述磁性传感器为磁敏感方向为水平方向或垂直方向的磁性传感器。
可选地，所述磁性传感器包括：第一磁性传感器，用于对经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测；以及第二磁性传感器，用于经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
本发明还提供了一种利用上述的装置对防伪元件进行检测的方法，该防伪元件具有易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域，且该方法包括：先利用所述垂直磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向为垂直方向；再利用所述水平磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向变为水平方向；以及利用所述磁性传感器分别对经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件和经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
本发明还提供了一种利用上述的装置对防伪元件进行检测的方法，该防伪元件具有易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域，且该方法包括：先利用所述水平磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向为水平方向；再利用所述垂直磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向变为垂直方向；以及利用所述磁性传感器分别对经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件和经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的用于检测防伪元件的装置和方法能够先后使防伪元件中所有磁性区域变为垂直方向(或水平方向)和水平方向(或垂直方向)，并通过变化前后的两种磁性区域波形的明显不同来准确识别防伪元件的垂直磁性区域和水平磁性区域，进而能够实现易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域的区别检测，且磁化单元磁场强度与磁性材料矫顽力数值的匹配相对于现有技术更具灵活性，从而有利于提高防伪元件检测的通用性及准确度。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中对防伪元件进行检测的装置的结构示意图；
图2是示意性的磁化单元的结构示意图；
图3是另一示意性的磁化单元的结构示意图；
图4是本发明实施例中对防伪元件进行检测的装置相对于防伪元件的布局示意图；
图5是本发明另一实施例中对防伪元件进行检测的方法的流程示意图；
图6a是一种示意性的防伪元件剖面图；
图6b和图6c分别是用垂直磁化单元和水平磁化单元对图6a所示的防伪元件进行磁化之后的剖面图；
图7a-图10b分别是对图6a所示的防伪元件进行检测之后所得到的波形示意图；
图11是本发明本发明另一实施例中对防伪元件进行检测的方法的流程示意图。
附图标记说明
1 磁化单元 2 磁性传感器
11 垂直磁化单元 12 水平磁化单元
21 第一磁性传感器 22 第二磁性传感器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的实施例中所提到的“第一”及“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
为了提高防伪元件的防伪能力，通常防伪元件中会包括易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域(在附图中，用符号V表示)，也还可以包括易磁化轴方向为非垂直方向(例如，易磁化轴方向为水平方向、易磁化轴方向为无定向等)的磁性区域(在附图中，用符号P表示)。本发明即是提供了针对这样的至少包括易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域的防伪元件的检测装置和检测方法。
实施例一
如图1所示，本实施例提出了一种对防伪元件进行检测的装置，该装置包括磁化单元1和磁性传感器2，且所述磁化单元1包括垂直磁化单元11和水平磁化单元12，其中：所述垂直磁化单元11用于使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向为垂直方向；所述水平磁化单元12用于使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向变为水平方向；以及所述磁性传感器2，用于分别对经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件和经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
本实施例中，垂直磁化单元11和水平磁化单元12的磁场强度根据防伪元件中磁性区域的矫顽力值进行选择，一般地，磁化单元1的磁场强度要大于防伪元件中磁性材料最大矫顽力值，优选为矫顽力值的两倍以上。更为具体的要求是：使用垂直磁化单元11进行磁化时能够使防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向都为垂直方向，使用水平磁化单元12进行磁化时能够使防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向都为水平方向。
通常在设计中水平磁化单元12的磁场强度与垂直磁化单元11的磁场强度相同，但也可以略有区别。当水平磁化单元12与垂直磁化单元11的磁场强度略有不同时，必须保证所述磁化单元能够将所有磁性区域水平或者垂直磁化。
如图2和图3所示，基于x-z坐标(x轴为水平方向，z轴为垂直方向)本实施例的垂直磁化单元11可以通过单个磁体实现(参考图2)，也可以由异极相对的两个磁体构成(参考图3)。对应地，水平磁化单元12则可以利用单个磁体极面向上来形成(参考图2)，也可由同极相对的两个磁体构成(参考图3)。本领域技术人员应当理解，图2和图3并不构成对本发明的限制，而且图中磁体的N极和S极可以互换。
图4示出了本实施例的装置相对于防伪元件的布局示意图，其中磁性区域包括V磁性区域和P磁性区域。如图4所示，本实施例中的磁性传感器2优选为包括：第一磁性传感器21，用于对经所述垂直磁化单元11磁化后的所述防伪元件进行检测；以及第二磁性传感器22，用于经所述水平磁化单元12磁化后的所述防伪元件进行检测。其中，垂直磁化单元11、水平磁化单元12及其分别对应的第一磁性传感器21和第二磁性传感器22基于x-z坐标轴的位置分布大致如图4所示。
优选地，本实施例的磁性传感器2可以为感应式磁性传感器和/或磁阻传感器，且所述磁阻传感器可以为各向异性磁阻传感器和/或隧道磁阻传感器。而且，磁性传感器2可以为磁敏感方向为水平方向的磁性传感器或者磁敏感方向为垂直方向的磁性传感器，磁敏感方向不同，检测到的信号也会不同，下文中将会结合利用本实施例的装置对防伪元件进行检测的方法来进行详细描述。
实施例二
基于与实施例一的对防伪元件进行检测的装置相同的发明思路，该实施例二提供了一种利用该装置对防伪元件进行检测的方法，如图5所示，该方法包括：
步骤S51，利用垂直磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向为垂直方向。
如图6a所示，以防伪元件具有两个易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域和一个易磁化轴方向为非垂直方向的磁性区域为例，图中所示的易磁化轴方向为非垂直方向的磁性区域(即标号为P的区域)的易磁化轴方向是水平方向，但是该图示并不构成对本发明的限制，易磁化轴方向为非垂直方向的磁性区域的易磁化轴方向还可以是无取向或者其它定向。经步骤S51后，被垂直磁化单元11磁化后的防伪元件的示意图如图6b所示。需说明的是，本实例中设定上述磁性区域采用相同规格、相同磁性材料印刷而成。
步骤S52，承接于步骤S51，利用磁性传感器对经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
步骤S53，承接于步骤S52，利用水平磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向变为水平方向。
其中，仍以图6a所示的防伪元件为例，步骤S53中涉及的所有磁性区域包括V磁性区域及P磁性区域，均通过水平磁化单元12使其的磁矩方向变为水平方向，最终形成的防伪元件的示意图如图6c所示。
步骤S54，利用磁性传感器对经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
对于步骤S52涉及的磁性传感器，在磁化单元1为图2或图3所示的情况下，当采用磁敏感方向为垂直方向的磁性传感器进行检测时，所有磁性区域对应的传感器信号均为半波信号，且V磁性区域信号幅值大于P磁性区域，如图7a示意图所示。同理，对于步骤S54涉及的磁性传感器，当采用磁敏感方向为垂直方向的磁性传感器进行检测时，所有磁性区域对应的传感器信号均为全波信号，且V磁性区域信号幅值小于P磁性区域，如图8b所示。同时，对比图7a和7b可以看到，V磁性区域垂直磁化后检测到的信号幅值与水平磁化该区域信号幅值相比是变大的，而P磁性区域垂直磁化后检测到的信号幅值与水平磁化该区域信号幅值相比是变小的。因此，利用上述特征可以准确识别这两种磁性区域。
另外，当将图2、图3所示的磁化单元2中的N极、S极互换时，所得到的检测波形与图7a及图7b相反，例如如图8a和图8b的示意性波形所示。
进一步地，对于步骤S52涉及的磁性传感器，在磁化单元2为图2或图3所示的情况下，当采用磁敏感方向为水平方向的磁性传感器进行检测时,易磁化轴方向为水平方向的磁性区域(P磁性区域)所对应的传感器信号为半波信号，但易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域(V磁性区域)所对应的传感器信号与该磁性区域沿着x轴方向的宽度有关，当该磁性区域沿着x轴的宽度大于磁性传感器在x方向上的有效检测范围时，所得到的波形如图9a所示，否则如图9a所示。同理，对于步骤S54涉及的磁性传感器，在磁化单元为图2或图3所示的情况下，当采用磁敏感方向为水平方向的磁性传感器进行检测时，所有磁性区域对应的传感器信号均为全波信号，且V磁性区域信号幅值小于P磁性区域，如图9b所示。同时，对比图9a和9b可以看到，V磁性区域垂直磁化后检测到的信号幅值与水平磁化该区域信号幅值相比是变大的，而P磁性区域垂直磁化后检测到的信号幅值与水平磁化该区域信号幅值相比是变小的。图10a、图10b情况与图9a、图9b相似，从而可知利用上述特征可以准确识别这两种磁性区域。
本领域技术人员应当理解的是，图7a-图10b的波形仅是示例，但并不构成对本发明的限制，各个磁性区域的布局不同、磁化单元中N极和S极放置方向的变化都会使得所得到的检测波形不同。
实施例三
基于与实施例一的对防伪元件进行检测的装置相同的发明思路，该实施例三也提供了一种利用该装置对防伪元件进行检测的方法，如图11所示，该方法包括：
步骤S111，利用水平磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向为水平方向。
步骤S112，承接于步骤S111，利用磁性传感器对经所述水平磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
步骤S113，承接于步骤S112，利用垂直磁化单元使所述防伪元件中的所有磁性区域的磁矩方向变为垂直方向。
步骤S114，利用磁性传感器对经所述垂直磁化单元磁化后的所述防伪元件进行检测。
相对于实施例二，本实施例更改了实施例二的相应的步骤的执行顺序，先进行水平方向磁化及防伪元件检测，再进行垂直方向磁化及防伪元件检测，具体的磁化过程及检测方法与实施例二相同或相似，在此不再赘述。
另外，本领域技术人员可以理解的是，图5及图11所示的方法流程图的顺序并不构成对本发明的限制，在不背离本发明精神和范围的情况下，可以对其进行各种变形和修改。
综上所述，本发明实施例的用于检测防伪元件的装置和方法能够先后使防伪元件中所有磁性区域变为垂直方向(或水平方向)和水平方向(或垂直方向)，并通过变化前后的两种磁性区域波形的明显不同来准确识别防伪元件的垂直磁性区域和水平磁性区域，进而能够实现易磁化轴方向为垂直方向的磁性区域的区别检测，且相对于现有技术，本发明实施例的方案中磁化单元磁场强度与磁性材料矫顽力数值的匹配更具灵活性，从而有利于提高防伪元件检测的通用性及准确度。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。