CN104282071B - 一种传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传感器，包括磁芯片，用于感应防伪标识的磁场；线路板，用于支撑和电连接所述磁芯片的输入输出端；永磁体，用于预磁化弱磁防伪标识；外壳，采用导磁材料制作；焊针，作为传感器的输入输出端，通过所述线路板与所述磁芯片的输入输出端对应电连接,在所述外壳上间隔设置主腔和副腔，所述主腔和所述副腔的开口位于传感器的检测面，所述线路板和所述磁芯片嵌置于所述主腔内，所述永磁体嵌置于所述副腔内。该传感器不仅可以降低永磁体对磁芯片的影响，而且抗干扰能力强，装配简单。

Description

一种传感器

技术领域

本发明属于精密测试仪器，具体涉及一种传感器。

背景技术

磁传感器被广泛应用于验钞机、ATM机以及鉴别仪器当中，用于辨别其内设有防伪标识的纸币、票据、商标等的真伪。为了提高防伪能力，在纸币、票据、商标等内，不仅设有硬磁防伪标识，而且设有软磁防伪标识。其中，软磁防伪标识为超甚磁，其本身不具备磁性或磁性非常弱，很难被磁传感器感应，但被磁化后能够很快获得瞬时磁性，产生能够被磁传感器感应的磁场。在磁传感器中需要设置预磁化弱磁防伪标识的永磁体。然而，在使用过程中，设置在磁芯片附近的永磁体产生的磁场不可避免的存在水平分量，该水平分量严重降低磁传感器的灵敏度。同时，外界环境中的其它磁场也会产生水平分量，该水平分量也会严重的降低磁传感器的灵敏度。因此，必须消除和尽可能减少磁场的水平分量，以避免其对磁芯片灵敏度的影响。此外，现有磁传感器装配困难，生产效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对传感器中存在的上述缺陷，提供一种传感器，其可以减少、甚至消除永磁体磁场对磁芯片的影响，从而提高传感器的灵敏度。

为此，本发明提供一种传感器，包括：

磁芯片，用于感应防伪标识的磁场；

线路板，用于支撑和电连接所述磁芯片的输入输出端；

永磁体，用于预磁化弱磁防伪标识；

外壳，采用导磁材料制作；

焊针，作为传感器的输入输出端，通过所述线路板与所述磁芯片的输入输出端对应电连接；

在所述外壳上间隔设置主腔和副腔，所述主腔和所述副腔的开口位于传感器的检测面，所述线路板和所述磁芯片嵌置于所述主腔内，所述永磁体嵌置于所述副腔内。

其中，在所述主腔的单侧设置副腔，或者在所述主腔的双侧分别设置副腔；对应地，在所述主腔的单侧设置所述永磁体，或者在所述主腔的双侧分别设置所述永磁体。

其中，还包括坡莫合金制作的屏蔽体，所述屏蔽体嵌置于所述副腔内，且位于所述永磁体和所述外壳之间，所述屏蔽体、所述永磁体的上表面不高于所述传感器的检测面。

其中，还包括盖板，用于覆盖所述主腔的开口或覆盖所述主腔的开口和副腔的开口，在所述盖板上设有窗口，所述磁芯片与所述窗口相对。

其中，所述盖板包括平面部和接插部，所述接插部设于所述平面部的两相对端；

在所述外壳上设有与所述接插部配合的接插槽，所述接插部固定于所述接插槽。

其中，所述平面部的上表面与传感器的检测面齐平。

其中，所述接插槽位于所述主腔的边缘；或者，所述接插槽位于所述副腔的边缘。

其中，所述盖板采用陶瓷、石英、硬质聚合体、坡莫合金、铁氧体或硅钢片制作。

其中，在所述外壳上设有通孔，所述焊针通过所述通孔与所述线路板电连接。

其中，所述外壳采用鉄氧体、坡莫合金或硅钢片材料制作。

其中，所述外壳为一体结构或由多片片状结构叠置而成。

其中，所述永磁体为一体结构，或由多个片状结构叠置而成。

其中，所述磁芯片包括磁感应薄膜和芯片焊盘及支撑所述磁感应薄膜和芯片焊盘的芯片基体，所述芯片焊盘作为所述芯片的输入输出端与所述磁感应膜对应电连接；

所述磁敏感膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的传感器，在导磁的外壳上间隔设置主腔和副腔，磁芯片和线路板嵌于主腔，永磁体嵌于副腔，首先，导磁的外壳可以约束永磁体的磁力线分布，通过主腔和副腔的间隔及外壳边缘，仅使垂直于检测面方向的磁力线向外发出，起预磁化弱磁介质作用，同时，减小了永磁体的磁场在主腔内的水平分量，从而可以减小永磁体对磁芯片的影响，以及提高永磁体预磁化弱磁防伪标识的能力；其次，导磁的外壳还可以减小外界环境磁场对磁芯片的影响，提高传感器的抗干扰能力；第三，永磁体设于传感器的检测面，使得永磁体4离被检测媒介更接近，从而提高永磁体预磁化弱磁防伪标识的能力；第四，装配时，将磁芯片和线路板插入主腔固定，将永磁体插入副腔固定，简化了传感器的装配步骤，提高了装配效率，且有利于各器件的定位，提高了传感器的成品率。

作为本发明的一个优选实施例，盖板可用于保护磁芯片以及有利于控制磁芯片磁感应面与被检测媒介之间的距离，从而提高传感器的一致性。

附图说明

图1a为本发明实施例传感器的外形图；

图1b为本发明实施例传感器的分解图；

图1c为本发明实施例传感器的截面图；

图2a为本发明另一实施例传感器的结构示意图；

图2b为本发明实施例屏蔽体和永磁体的结构示意图；

图3为本发明实施例传感器中永磁体的磁场分布示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的传感器进行详细描述。

参阅图1a、图1b和图1c，传感器包括外壳1、磁芯片2、线路板3、永磁体4、盖板5以及焊针6，磁芯片2、线路板3和永磁体4设于外壳1内。其中，磁芯片2用于感应防伪标识的磁场，线路板3用于支撑和电连接磁芯片2的输入输出端，永磁体4用于预磁化弱磁防伪标识，焊针6作为传感器的输入输出端，通过线路板3与磁芯片2的输入输出端对应电连接。盖板5用于保护磁芯片1。

外壳1采用诸如铁氧体、坡莫合金或硅钢片等导磁材料制作。如图1c所示，在外壳1上间隔设置主腔11和副腔12，即主腔11和副腔12的中间被外壳1的一部分隔开。磁芯片2和线路板3嵌置于主腔11内，永磁体4嵌置于副腔12内。

在本实施例中，在主腔11的左右两侧各设置一副腔12，也就是在磁芯片2的双侧各设置一永磁体4。使用时，被检测媒介（如钞票或票据等）从传感器的左侧向右侧移动，或者从传感器的右侧向左侧移动。在移动过程中，被检测媒介首先经过永磁体4，设于被检测媒介内的弱磁防伪标识被永磁体4预磁化，获得瞬时磁性，当磁芯片2经过被检测媒介时，获得瞬时磁性的弱磁防伪标识被磁芯片2感应。在主腔11的两侧分别设置副腔12，以在磁芯片2的双侧分别设置永磁体4。使用时，无论被检测媒介是从左向右移动，还是从右向左移动，均可以用于检测设有弱磁防伪标识的被检测媒介。

不难理解，本实施例中所指的单侧或双侧均是根据被检测媒介的移动方向定义，也可以称之为前侧和后侧。如果确定被检测媒介的移动方向，那么在磁芯片2的单侧设置永磁体4即可达到检测弱磁防伪标识的目的。也就是说，在主腔11的单侧设置一副腔12，也可以在主腔11的双侧分别设置一副腔12，对应地，将永磁体4设置于主腔11的单侧，或者在主腔11的双侧分别设置永磁体4，均属于本发明保护范围。

在本实施例中，永磁体4设于外壳1的副腔12内，外壳1是用导磁材料制作，因此，永磁体4的磁场的磁力线被外壳1约束。如图3所示，外壳1的边缘部分及主腔11和副腔12之间的部分环形包裹永磁体4，使永磁体4在垂直于检测面方向的磁力线向外发出，起预磁化弱磁介质作用，，同时减小了永磁体4在主腔11内磁场的水平分量，从而减小了永磁体4对磁芯片2的影响，以及提高永磁体4预磁化弱磁防伪标识的能力。其次，导磁的外壳1还可以减小外界环境磁场对磁芯片2的影响，提高传感器的抗干扰能力。第三，永磁体4设于传感器的检测面，即永磁体4更靠近被检测媒介，从而可以提高永磁体预磁化弱磁防伪标识的能力。

在外壳1上还设有通孔13，焊针6穿过该通孔13与线路板3电连接。磁芯片2的输入输出端与设于线路板3的焊盘对应电连接，焊针6通过线路板3与磁芯片2的输入输出端对应电连接。装配时，首先将磁芯片2固定于线路板3，并将磁芯片2的输入输出端与设于线路板3的焊盘对应电连接，然后将焊针6与线路板3上的焊盘对应电连接，最后将已连接好的磁芯片2、线路板3和焊针6插入外壳1的主腔11，并使焊针6通过通孔13伸出外壳1的下方。

外壳1采用铁氧体或硅钢片制作，不断增强了外壳1对永磁体4的磁场的约束能力，同时降低了永磁体4的磁场对磁芯片2的影响，增强了传感器灵敏度和抗干扰能力。

如图2a和图2b所示，在永磁体4与外壳1之间设置坡莫合金制作的屏蔽体7，本实施例屏蔽体7为U形，实际上也可以为其它形状。将永磁体4屏蔽体7内，仅保留一个开口，再将屏蔽体7和永磁体4嵌置于副腔12内。而且，屏蔽体7和永磁体4的上表面不高于传感器的检测面。需要说明的是，本实施例中，传感器的检测面是指外壳1的顶面，即图1c中所示的上表面。使用时，被检测媒介从外壳1的顶面滑过。

优选地，传感器还包括盖板5，盖板5将主腔11的开口覆盖，或者将主腔的开口和副腔的开口全部覆盖，在此仅对前者进行详细描述。在盖板5上设有窗口53，磁芯片2与窗口53相对，被检测媒介中的防伪标识产生的磁场通过该窗口53进入主腔11，并被磁芯片2感应。盖板5可用于保护磁芯片以及有利于控制磁芯片磁感应面与被检测媒介之间的距离，从而提高传感器的一致性。

在本实施例中，盖板5包括平面部51和接插部52，接插部52设于平面部51的两相对端，即形成“U”型结构的盖板5。为了将盖板5固定于外壳1，在外壳1上设有与接插部51配合的接插槽14，接插部51固定于接插槽14内。平面部51的上表面与传感器的检测面齐平，有利于传感器的装配。优选地，接插槽14位于主腔11的边缘，即接插槽14与主腔11形成一体。接插槽14的深度与主腔11的深度可以相同，也可以不同。当盖板5覆盖主腔11的开口和副腔12的开口时，可以将接插槽14设于副腔12的边缘，即使接插槽14和副腔12形成一体。

盖板5采用陶瓷、石英、硬质聚合体、坡莫合金、铁氧体或硅钢片制作。优选使用陶瓷、石英、硬质聚合体制作。因为陶瓷、石英、硬质聚合体制作的盖板5耐磨性好，可以提高传感器的使用寿命。

需要说明的是，外壳1可以为一体结构，也可以是由多片片状结构叠置而成，即由多片图1c中所示的结构叠置而成。永磁体4可以是一体结构，也可以是由长度较短的磁体拼接而成，或者用多个片状结构的永磁片叠置而成。用多个较短的磁体拼接或者用多个片状结构的永磁片叠置获得的永磁体4，永磁体4的磁场强度在其长度方向上更加均匀性。

磁芯片2包括磁感应薄膜、芯片焊盘及支撑所述磁感应薄膜和芯片焊盘的芯片基体，芯片焊盘作为芯片的输入输出端与磁感应膜对应电连接。磁敏感膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。

在上述实施例传感器示出的是多通道传感器，磁调制装置对应地应用于多通道传感器。但这并不表示该结构的磁调制装置仅能用于多通道传感器，该磁调制装置同样适用于单通道传感器。

需要说明的是，上述实施例提及的磁调制装置不仅适用于验钞机传感器，而且适用于检验票据等设有防伪标识的传感器。

上述实施例提供的传感器，在导磁的外壳上间隔设置主腔和副腔，磁芯片和线路板嵌于主腔，永磁体嵌于副腔，首先，导磁的外壳可以约束永磁体的磁场分布，通过主腔和副腔之间发外壳部分及外壳的边缘部分，使垂直于检测面方向的磁力线向外发出，起预磁化弱磁介质作用，，同时减小了永磁体4在主腔内磁场的水平分量，从而可以减小永磁体对磁芯片的影响，以及提高永磁体预磁化弱磁防伪标识的能力；其次，导磁的外壳还可以减小外界环境磁场对磁芯片的影响，提高传感器的抗干扰能力；第三，永磁体设于传感器的检测面，使永磁体4更靠近被检测媒介，从而提高永磁体预磁化弱磁防伪标识的能力；第四，装配时，将磁芯片和线路板插入主腔固定，将永磁体插入副腔固定，简化了传感器的装配步骤，提高了装配效率，且有利于各器件的定位，提高了传感器的成品率。此外，盖板还可用于保护磁芯片以及有利于控制磁芯片磁感应面与被检测媒介之间的距离，从而提高传感器的一致性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种传感器，包括：

磁芯片，用于感应防伪标识的磁场；

线路板，用于支撑和电连接所述磁芯片的输入输出端；

永磁体，用于预磁化弱磁防伪标识；

外壳，采用导磁材料制作；

焊针，作为传感器的输入输出端，通过所述线路板与所述磁芯片的输入输出端对应电连接；

其特征在于，在所述外壳上间隔设置主腔和副腔，所述主腔和所述副腔的开口位于传感器的检测面，所述线路板和所述磁芯片嵌置于所述主腔内，所述永磁体嵌置于所述副腔内；

所述传感器还包括盖板，所述盖板包括平面部和接插部，所述接插部设于所述平面部的两相对端；在所述外壳上设有与所述接插部配合的接插槽，所述接插部固定于所述接插槽；

装配时，将固定有所述磁芯片的所述线路板嵌置在所述主腔内，以及将所述永磁体嵌置在所述副腔内，然后将所述盖板的插接部插接在所述接插槽内，并使所述平面部覆盖所述主腔的开口或覆盖所述主腔的开口和副腔的开口，在所述盖板上设有窗口，所述磁芯片与所述窗口相对。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，在所述主腔的单侧设置副腔，或者在所述主腔的双侧分别设置副腔；对应地，在所述主腔的单侧设置所述永磁体，或者在所述主腔的双侧分别设置所述永磁体。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，还包括坡莫合金制作的屏蔽体，所述屏蔽体嵌置于所述副腔内，且位于所述永磁体和所述外壳之间，所述屏蔽体、所述永磁体的上表面不高于所述传感器的检测面。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述平面部的上表面与传感器的检测面齐平。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述接插槽位于所述主腔的边缘；或者，所述接插槽位于所述副腔的边缘。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述盖板采用陶瓷、石英、硬质聚合体、坡莫合金、铁氧体或硅钢片制作。

7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，在所述外壳上设有通孔，所述焊针通过所述通孔与所述线路板电连接。

8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述外壳采用鉄氧体、坡莫合金或硅钢片材料制作。

9.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述外壳为一体结构或由多片片状结构叠置而成。

10.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述永磁体为一体结构，或由多个片状结构叠置而成。

11.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述磁芯片包括磁感应薄膜和芯片焊盘及支撑所述磁感应薄膜和芯片焊盘的芯片基体，所述芯片焊盘作为所述芯片的输入输出端与所述磁感应膜对应电连接；

所述磁感应薄膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。