CN108665602A - 一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法，包括磁头，以及分别和磁头电性连接的金属安全线检测器和磁性传感器；金属安全线检测器通过磁头产生交变磁场，这个磁场可以在人民币金属安全线内部产生涡电流，涡电流又会产生感应交变磁场，倒过来影响原来的磁场，使其相位发生变化，而非金属无此变化，从而能检测安全线材质是否为金属。磁性传感器通过磁头产生磁场，人民币安全线通过磁头时切割磁感线产生感应电流，通过感应电流读取安全线的磁性特征防伪信息的真伪；当安全线材质为金属且磁性特征防伪信息为真时，输出检测结果判定人民币为真币，否则为假币。通过两种途径提高该验钞机鉴伪能力，达到领域先进水平，推广应用前景较好。

Description

一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及电子器件领域，尤其涉及的是一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法。

背景技术

我国现流通的5元、10元、20元、50元、100元人民币上都埋有一条记录有磁性防伪特征信息的金属安全线。普通验钞机工作时，通过其装配的磁头读取人民币的安全线上记录的磁性防伪特征信息，经电路放大后送到验钞机中央处理器（CPU）进行处理，其内置软件根据读取的脉冲波形的脉宽、频率、间距等参数来判定所验人民币的真伪及面额大小。但是，目前国内、外传统验钞机磁头无论高档或低档的都无法判别人民币安全线的材质是金属的还是非金属的。

银行卡、信用卡上的磁条都是在塑料或纸上涂上一层磁粉制成，都属于非金属材质，可以通过写磁头将磁性特征信息记录在银行卡或信用卡的磁条上。于2017年在武汉市发现人民币100元高仿假币，不法分子将很薄的非金属磁条镶嵌入假币中并在磁条上写入与真币相同的脉冲波形，蒙骗通过了普通验钞机的检测，给人民币信誉、国家金融和群众经济财产造成受损，也给社会治安和社会稳定带来巨大危害。

同时，现流通的人民币2015版100元的安全线上以及欧元等货币上记录的脉冲波形都具有相位防伪特征，目前，传统验钞磁头不能检测出所述相位防伪特征。

上述两个问题目前在人民币检测领域都没有很好的解决方案。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法，旨在解决现有技术中人民币检测设备无法分辨人民币安全线的材质是金属的还是非金属，以及无法读取货币中录入的相位防伪特征，给生产生活造成不便的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种人民币安全线防伪检测系统，其中，包括磁头，以及分别和所述磁头电性连接的金属安全线检测器和磁性传感器；

所述金属安全线检测器通过所述磁头产生交变磁场，当所述金属安全线检测器通过所述磁头检测到位于交变磁场中的人民币上的安全线产生感应交变磁场，并且所述磁性传感器通过所述磁头检测到人民币上的防伪信息为真实信息时，则人民币为真币，否则为假币。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述磁头包括磁芯座，以及设置在所述磁芯座中的接线柱、线圈结构、间隙片、中磁板、磁铁和两个相对设置的磁芯；

所述磁铁设置在所述磁芯座上，所述间隙片位于两个所述磁芯之间，两个所述磁芯的一端分别设置在所述线圈结构的两端中，两个所述磁芯的另一端位于所述磁芯座的开口中，在开口的位置上，所述中磁板设置在所述间隙片和所述磁芯之间，所述接线柱的一端与所述线圈结构连接。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述磁芯座设置在屏蔽壳中，所述屏蔽壳的一端设置有与磁芯座的所述开口正对的工作窗口。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述金属安全线检测器具体包括依次电连接的LC振荡器、相位比较器、低通滤波器以及第一比较放大器；

所述LC振荡器与所述接线柱连接；所述第一比较放大器的输出端连接有一个CPU；所述CPU的输出端连接有一个用于人机交互的显示装置。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述金属安全线检测器还包括与所述相位比较器依次电连接的环形滤波器以及压控振荡器；

所述压控振荡器的输出端与所述相位比较器连接。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述磁性传感器具体包括依次电连接的滤波器、前置放大器以及第二比较放大器；

所述滤波器与所述接线柱连接；所述第二比较放大器的输出端与所述CPU连接。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述磁头的下方设置有用于驱动人民币运动的走钞机构，所述走钞机构具体包括压钞轮以及马达，所述马达的动力输出端与压钞轮通过皮带连接传动。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述压钞轮与所述磁头紧贴。

所述的人民币安全线防伪检测系统，其中，所述一个磁头与金属安全线检测器以及磁性传感器构成一个独立检测单元，所述独立检测单元的数量为1个至32个。

一种人民币安全线防伪检测方法，其中，包括以下步骤：

金属安全线检测器工作，LC振荡器通过磁头产生交变磁场；

磁性传感器工作，通过磁头产生磁场；

将人民币放入压钞轮和磁头夹持的空隙中，启动马达通过皮带驱动压钞轮转动，驱动人民币划过磁头；

当人民币中的安全线划过磁头时，金属安全线检测器检测感应交变磁场的相位变化情况并发送给CPU，同时磁性传感器获取人民币中的相位防伪特征并发送给CPU；

CPU获取相位变化情况和相位防伪特征，CPU预先内置的软件根据获取的相位变化情况和相位防伪特征，判断人民币的真伪和面值，将判断结果发送给显示装置进行显示。

综上所述，本发明提供了一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法，包括磁头，以及分别和磁头电性连接的金属安全线检测器和磁性传感器；金属安全线检测器通过磁头产生交变磁场，这个磁场可以在人民币金属安全线内部产生涡电流，涡电流又会产生感应交变磁场，倒过来影响原来的磁场，使其相位发生变化，而非金属无此变化，从而能检测安全线材质是否为金属。磁性传感器通过磁头产生磁场，人民币安全线通过磁头时切割磁感线产生感应电流，通过感应电流读取安全线的磁性特征防伪信息的真伪；当安全线材质为金属且磁性特征防伪信息为真时，输出检测结果判定人民币为真币，否则为假币。通过两种途径提高该验钞机鉴伪能力，达到领域先进水平，推广应用前景较好。

附图说明

图1是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的整体结构示意图。

图2是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的磁头的剖视图。

图3是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的磁头中的磁芯与线架、间隙片及中磁板的安装爆炸图。

图4是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的多组独立检测单元的磁头正视图。

图5是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的多组独立检测单元的磁头侧视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参见图1至图5，图1是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的整体结构示意图。图2是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的磁头的剖视图。图3是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的磁头中的磁芯与线架、间隙片及中磁板的安装爆炸图。图4是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的多组独立检测单元的磁头正视图。图5是本发明所述人民币安全线防伪检测系统的多组独立检测单元的磁头侧视图。如图1至图5所示，发明所提供的一种人民币安全线防伪检测系统，包括磁头100，以及分别和所述磁头100电性连接的金属安全线检测器200和磁性传感器300；

所述金属安全线检测器200通过所述磁头100产生交变磁场，当所述金属安全线检测器200通过所述磁头100检测到位于交变磁场中的人民币上的安全线产生感应交变磁场，并且所述磁性传感器300通过所述磁头100检测到人民币上的防伪信息为真实信息时，则人民币为真币，否则为假币。

请具体参见图4及图5，所述一个磁头100与金属安全线检测器200以及磁性传感器300构成一个独立检测单元，所述独立检测单元的数量为1个至32个。

具体工作时，根据不同的验钞机型号及客户需求，所述独立检测单元的个数为1个至32个，直线排列，相应磁头100的长度由64mm至193mm，可以包容世界上最长的钞票。

本发明所提供的人民币安全线防伪检测系统检测的对象除了人民币之外，还可以包括但不限于欧元、美元等各种含有防伪信息的钞票以及信用卡、支票等，本发明的具体实施方式以人民币2015版100元钞票（以下简称人民币）为例进行说明。

具体工作时，金属安全线检测器200通过所述磁头100产生交变磁场，当人民币通过磁头100时，所述交变磁场在人民币的金属安全线内部产生涡电流，涡电流又会产生交变磁场（即感应交变磁场），倒过来影响原来的交变磁场从而可以被金属安全线检测器200检测到，而非金属安全线无上述变化；因此，金属安全线检测器200通过检测感应交变磁场，即可判断人民币安全线上的材质是金属还是非金属。磁性传感器300通过所述磁头100发出磁场，当人民币通过磁头100时，安全线被所述磁头100磁化，作为磁体切割所述磁场的磁感线，在磁头100上产生感应电流，由于安全线内预先记录有相位防伪特征，所产生的感应电流也会体现相应的相位防伪特征信息，所述磁性传感器300读取相位防伪特征信息，判断防伪信息是否为真实信息。当金属安全线检测器200判定安全线材质为金属且磁性传感器300判定安全线内录入的相位防伪特征为真时，判定人民币为真币，否则为假币。

进一步地，请具体参见图2及图3，所述磁头100包括磁芯座110，以及设置在所述磁芯座110中的接线柱120、线圈结构130、间隙片140、中磁板150、磁铁160和两个相对设置的磁芯170；

所述磁铁160设置在所述磁芯座110上，所述间隙片140位于两个所述磁芯170之间，两个所述磁芯170的一端分别设置在所述线圈结构130的两端中，两个所述磁芯170的另一端位于所述磁芯座110的开口中，在开口的位置上，所述中磁板150设置在所述间隙片140和所述磁芯170之间，所述接线柱120的一端与所述线圈结构130连接。

更进一步地，所述线圈结构130具体包括筒状的线架131以及环绕设置在所述线架131表面的金属线132，具体地，所述金属线132为铜线，所述金属线132的两端分别与两个所述接线柱120连接。

具体工作时，所述接线柱120分别与所述金属安全线检测器200及所述磁性传感器300连接；接线柱120接收工作电流后，发送给铜线，铜线缠绕在线架131表面形成线圈，当工作电流通过所述线圈时，在线架131的内部形成磁场，所述两个磁芯170对称设置且两个磁芯170的底端171分别从两侧插入所述线架131的筒状结构131A中，磁芯的顶端172位于磁芯座110的开口处，所述磁场的磁感线通过两个磁芯170发出，在磁芯座110的开口位置交汇，形成闭合的用于对人民币进行检测的磁感线。在此过程中两个所述磁芯座110从两侧合在一起，将两个所述磁芯170及线架131结构固定在两个所述磁芯座110之间，起到了固定安装的作用。

更进一步地，所述线架131的中部设置有一个插槽131B，所述插槽131B将线架131分割为两个圆筒，金属线132分别缠绕在所述两个圆筒中，所述间隙片140设置在所述插槽131B中，所述间隙片140和中磁板150设置在两个所述磁芯170之间，形成一个用于产生交变磁场的工作间隙，具体地，所述间隙片140的材质为绝缘体，所述中磁片材质为非导磁金属铜。

进一步地，所述磁芯座110设置在屏蔽壳180中，所述屏蔽壳180的一端设置有与磁芯座110的所述开口正对的工作窗口181。

具体工作时，所述屏蔽壳180将磁头100的所有部件容纳在其内部，留出一个工作窗口181用于发射所述磁感线，起到了保护设备部件的作用，同时，所述屏蔽壳180的底部设有后盖190，所述后盖190上设置有用于固定的安装架191，所述安装架191上设置有用于安装螺丝的通孔191A，所述接线柱120穿过所述后盖190与金属安全线检测器200及磁性传感器300连接。所述后盖190与所述屏蔽壳180围成一个封闭的空间，将磁头100的所有零部件容纳在其中，使得磁头100成为一个整体的设备，方便磁头100日常的安装替换，磁头100通过安装架191与系统固定安装。

更进一步地，如图4及图5所示，当独立检测单元的数量为多个时，所有磁头100共用一个屏蔽壳180一个后盖190，所有磁头100的接线柱集成在一对外接的接线柱121上。

进一步地，金属安全线检测器200和磁性传感器300分别与磁头100通过接线柱120连接并发出工作电流，工作过程如下。

金属安全线检测器200工作时：

所述金属安全线检测器200具体包括依次电连接的LC振荡器210、相位比较器220、低通滤波器230以及第一比较放大器240；

所述LC振荡器210与所述接线柱120连接；所述第一比较放大器240的输出端连接有一个CPU400；所述CPU400的输出端连接有一个用于人机交互的显示装置500。

所述LC振荡器210即为谐振器，其包括相互连接的至少一个的电感和电容，在本实施例中，所述电容设置在LC振荡器210内部，所述线圈结构130通过接线柱120与LC振荡器210中的电容连接，作为电感。当金属安全线检测器200工作时，LC振荡器210中的电容和线圈结构130电连接组成振荡电路输出频率为200KHz的交流电，之后通过线圈结构130在磁芯170工作缝隙产生200KHz的交变磁场，当人民币的安全线经过磁头100时，金属材质的安全线进入所述交变磁场并在内部产生涡电流，涡电流又会产生感应交变磁场，所述感应交变磁场使得LC振荡器210频率相位发生变化，所述相位比较器220检测到相位变化后生成相位变化信号后依次发送给低通滤波器230和第一比较放大器240，进行滤波和信号放大处理后发送给CPU400，CPU400接收到相位变化信号，即根据内置的软件判断安全线的材质为金属。

进一步地，相位比较器220依次电连接有环形滤波器250以及压控振荡器260；所述压控振荡器260的输出端与所述相位比较器220连接。

具体工作时，所述环形滤波器250用于对高频信号进行过滤，所述压控振荡器260接收过滤信号后产生调频信号并发送给相位比较器220进行相位比对，所述环形滤波器250以及压控振荡器260对相位比较器220起到了数据处理的作用，便于相位比较器220进行工作。

磁性传感器300工作时：

所述磁性传感器300具体包括依次电连接的滤波器310、前置放大器320以及第二比较放大器330；所述滤波器310与所述接线柱120连接；所述第二比较放大器330的输出端与所述CPU400连接。

具体工作时，磁性传感器300通过接线柱120向磁头100发送工作电流，在磁头100上形成用于检测人民币的磁场，当人民币划过磁头100时，人民币金属材质的安全线被所述磁铁160磁化，同时人民币部分油墨为磁性油墨，也记录有防伪信心，磁性油墨和被磁化的安全线在划过磁头100的过程中切割磁感线，在线圈结构130上生成感应电流信号，通过接线柱120发送给滤波器310，滤波器310将200KHz感应电流信号过滤后，将有用信号传输到前置放大器320和第二比较放大器330后送到CPU400，期间前置放大器320用于对信号进行前置放大，第二比较放大器330用于对信号进行二级的选择性放大，CPU400接收第二比较放大器330发来的信号后，通过内置的软件，读取记录在安全线上的相位防伪特征以及磁性油墨中的防伪信息，判断防伪信息是否为真。

当CPU400判断金属安全线检测器200检测到安全线上的材质为金属，且磁性传感器300获取的安全线相位防伪特征及磁性油墨防伪信息为真实时，CPU400向显示装置500发送控制指令，显示装置500向用户显示，该张人民币钞票为真钞；否则显示为伪钞。

当判定为真钞时，CPU400的内置软件根据读取的脉冲波形的脉宽、频率、间距等参数来判定所验人民币的面额大小，并发送给显示装置500进行显示。

在本发明所提供的实施例中，一个独立的检测单元里，金属安全线检测器200与磁性传感器300共用一个磁头100，因此金属安全线检测器200与磁性传感器300先后工作，分别检测人民币安全线的材质及相位防伪特征，具体金属安全线检测器200和磁性传感器300的工作先后顺序并没有限定，只要二者先后完成检测将结果发送给CPU400，CPU400根据内置软件即可实现对钞票真伪的检验。

进一步地，人民币划过磁头100的过程中，需要有机构的驱动，使得人民币可以平整，高效地通过磁头100，因此在磁头100的下方设置用于驱动人民币运动的走钞机构600，所述走钞机构600具体包括压钞轮610以及马达620，所述马达620的动力输出端621与压钞轮610通过皮带630连接传动。

具体地，所述压钞轮610的圆心处设置有转轴611，所述转轴611与所述动力输出端621通过皮带630连接；当动力输出端621转动时，通过皮带630的传动，使得转轴611转动，带动压钞轮610转动。、

更进一步地，所述压钞轮610与所述磁头100紧贴。

具体地，所述压钞轮610的表面上设置有软质的橡胶层；用于提升运钞的摩擦力，同时对人民币和磁头100起到了保护的作用。

具体工作时，压钞轮610与磁头100紧贴，需要验钞时，将人民币放入压钞轮610与磁头100所围成的缝隙中，启动马达620工作，所述马达620的动力输出端旋转，通过皮带630的传动，使得压钞轮610转动，带动人民币划过磁头100进行检测。

本发明还提供一种人民币安全线防伪检测方法，包括以下步骤：

金属安全线检测器工作，LC振荡器通过磁头产生交变磁场；

磁性传感器工作，通过磁头产生磁场；

将人民币放入压钞轮和磁头夹持的空隙中，启动马达通过皮带驱动压钞轮转动，驱动人民币划过磁头；

当人民币中的安全线划过磁头时，金属安全线检测器检测感应交变磁场的相位变化情况并发送给CPU，同时磁性传感器获取人民币中的相位防伪特征并发送给CPU；

CPU获取相位变化情况和相位防伪特征，CPU预先内置的软件根据获取的相位变化情况和相位防伪特征，判断人民币的真伪和面值，将判断结果发送给显示装置进行显示。

进一步地，所述步骤“当人民币中的安全线划过磁头时，金属安全线检测器检测感应交变磁场的相位变化情况并发送给CPU，同时磁性传感器获取人民币中的相位防伪特征并发送给CPU”具体包括：

LC振荡器中的电容与线圈结构组成振荡电路输出频率为200KHz的交流电通过线圈结构在磁芯的工作缝隙产生200KHz的交变磁场；

相位比较器对交变磁场的相位变化情况进行比对并将检测数据发送给CPU；

磁性传感器通过接线柱向磁头发送工作电流并在磁头上产生磁场；

滤波器接收感应电流后经过前置放大器和第二比较放大器的处理发送给CPU。

综上所述，本发明提供了一种人民币安全线防伪检测系统及检测方法，包括磁头，以及分别和磁头电性连接的金属安全线检测器和磁性传感器；金属安全线检测器通过磁头产生交变磁场，这个磁场可以在人民币金属安全线内部产生涡电流，涡电流又会产生感应交变磁场，倒过来影响原来的磁场，使其相位发生变化，而非金属无此变化，从而能检测安全线材质是否为金属。磁性传感器通过磁头产生磁场，人民币安全线通过磁头时切割磁感线产生感应电流，通过感应电流读取安全线的磁性特征防伪信息的真伪；当安全线材质为金属且磁性特征防伪信息为真时，输出检测结果判定人民币为真币，否则为假币。通过两种途径提高该验钞机鉴伪能力，达到领域先进水平，推广应用前景较好。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，包括磁头，以及分别和所述磁头电性连接的金属安全线检测器和磁性传感器；

所述金属安全线检测器通过所述磁头产生交变磁场，当所述金属安全线检测器通过所述磁头检测到位于交变磁场中的人民币上的安全线产生感应交变磁场，并且所述磁性传感器通过所述磁头检测到人民币上的防伪信息为真实信息时，则人民币为真币，否则为假币。

2.根据权利要求1所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述磁头包括磁芯座，以及设置在所述磁芯座中的接线柱、线圈结构、间隙片、中磁板、磁铁和两个相对设置的磁芯；

所述磁铁设置在所述磁芯座上，所述间隙片位于两个所述磁芯之间，两个所述磁芯的一端分别设置在所述线圈结构的两端中，两个所述磁芯的另一端位于所述磁芯座的开口中，在开口的位置上，所述中磁板设置在所述间隙片和所述磁芯之间，所述接线柱的一端与所述线圈结构连接。

3.根据权利要求2所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述磁芯座设置在屏蔽壳中，所述屏蔽壳的一端设置有与磁芯座的所述开口正对的工作窗口。

4.根据权利要求2所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述金属安全线检测器具体包括依次电连接的LC振荡器、相位比较器、低通滤波器以及第一比较放大器；

所述LC振荡器与所述接线柱连接；所述第一比较放大器的输出端连接有一个CPU；所述CPU的输出端连接有一个用于人机交互的显示装置。

5.根据权利要求4所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述金属安全线检测器还包括与所述相位比较器依次电连接的环形滤波器以及压控振荡器；

所述压控振荡器的输出端与所述相位比较器连接。

6.根据权利要求4所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述磁性传感器具体包括依次电连接的滤波器、前置放大器以及第二比较放大器；

所述滤波器与所述接线柱连接；所述第二比较放大器的输出端与所述CPU连接。

7.根据权利要求1所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述磁头的下方设置有用于驱动人民币运动的走钞机构，所述走钞机构具体包括压钞轮以及马达，所述马达的动力输出端与压钞轮通过皮带连接传动。

8.根据权利要求7所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述压钞轮与所述磁头紧贴。

9.根据权利要求1所述的人民币安全线防伪检测系统，其特征在于，所述一个磁头与金属安全线检测器以及磁性传感器构成一个独立检测单元，所述独立检测单元的数量为1个至32个。

10.一种人民币安全线防伪检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

金属安全线检测器工作，LC振荡器通过磁头产生交变磁场；

磁性传感器工作，通过磁头产生磁场；

将人民币放入压钞轮和磁头夹持的空隙中，启动马达通过皮带驱动压钞轮转动，驱动人民币划过磁头；

当人民币中的安全线划过磁头时，金属安全线检测器检测感应交变磁场的相位变化情况并发送给CPU，同时磁性传感器获取人民币中的相位防伪特征并发送给CPU；

CPU获取相位变化情况和相位防伪特征，CPU预先内置的软件根据获取的相位变化情况和相位防伪特征，判断人民币的真伪和面值，将判断结果发送给显示装置进行显示。