CN111435620A - 具有减少的杂散场的磁化装置 - Google Patents
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Abstract
一种磁化装置(100)包括磁体(101)和磁场集中器(107)。磁体(101)具有形成磁化区域(103)的磁场，在所述磁化区域中，可磁化的安全元件暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度。磁场集中器(107)由铁磁材料形成。磁场集中器(107)布置在磁场中，并且放大和聚焦磁化区域(103)中的磁场。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁化装置，更特别地涉及一种具有减少的杂散场的磁化装置。
背景技术
如图1所示，根据现有技术的磁化装置200包括第一磁体201和第二磁体202。磁体201、202形成共同的磁场，以磁场线205的形式示出。在两个磁体201、202之间是磁化区域203，在其中布置可磁化的安全元件(未示出)，使其暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度。可磁化的安全元件可在传输方向204上传输通过磁化区域203。在图2中，代替磁场线205，示出了磁化装置200的磁场的强度的等值线206。
有价值的文献中用于测试可磁化的安全元件的已知装置的问题在于，用于磁化磁性区域的磁场不集中在磁性区域上，而是具有较大的杂散场。由于无用的杂散场，因此，相比磁场集中在要磁化的磁体区域上的情况所需要的，必须使用更强、更昂贵的磁体。另外，杂散场可能会干扰用于检测由磁化安全元件产生的磁场的传感器，该传感器通常放置在磁体附近。
因为现代有价值的文献都配备了具有极高矫顽磁性材料的磁性区域，所以必须使用非常强的磁体进行磁化，这进而会产生强的杂散场，从而使传感器的测量变得更加困难。为了可重现的磁偏置，要求某些磁通密度大于0.5特斯拉。
发明内容
通过包括磁体和磁场集中器的磁化装置解决了该问题。磁体具有形成磁化区域的磁场，在所述磁化区域中，可磁化的安全元件暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度。磁场集中器由铁磁材料形成。磁场集中器布置在磁场中，并且放大和聚焦磁化区域中的磁场。
附图说明
现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据现有技术的具有磁场的多个磁场线的磁化装置的示意图；
图2是图1的磁化装置的示意图，其具有磁场的强度的多个等值线；
图3是根据本发明的实施例的具有磁场的多个磁场线的磁化装置的示意图；
图4是图3的磁化装置的示意图，其具有磁场的强度的多个等值线；
图5是根据本发明的另一实施例的具有磁场的多个磁场线的磁化装置的示意图；以及
图6是图5的磁化装置的示意图，其具有磁场的强度的多个等值线。
具体实施方式
下面将参考以下附图所示的实施例更详细地描述本发明。相同的部件具有相同的附图标记和相同的部件名称。此外，来自示出和描述的实施例的各个特征或特征的组合也可以代表独立的发明解决方案或根据本发明的解决方案。
图3示出了根据本发明的实施例的磁化装置100。磁化装置100包括第一磁体101和第二磁体102。磁体101、102具有共同的磁场，以磁场线105的形式示出。在实施例中，磁体101、102各自具有北极和南极。在各个实施例中，磁体101、102可以是永磁体或电磁体。在所示的实施例中，磁体101、102均为块状的永磁体。
如图3所示，在两个磁体101和102之间是磁化区域103，在其中布置(例如，有价值文献的)可磁化的安全元件，使得其暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度。可磁化的安全元件可在传输方向104上传输通过磁化区域103。可磁化的安全元件在传输通过磁化区域103期间暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度，并因此被磁化。
在图3所示的实施例中，两个磁体101、102相对于磁化区域103彼此面对，第一磁体101布置在磁化区域103的第一侧，第二磁体102布置在磁化区域103的与第一侧相对的第二侧。磁体101、102设置成使得每个磁体101、102的北极指向磁化区域103，并且每个磁体101、102的南极背向磁化区域103。在另一个实施例中，磁体101、102的南极可以指向磁化区域103，而磁体101、102的北极可以背向磁化区域103。以这种方式，安全元件分别从上方和下方暴露于具有共同的、限定的磁场方向的磁场强度。磁体101、102的所述布置也不形成偶极场。
如图3所示，一对磁场集中器107、108布置在磁体101、102的磁场中，使得磁场105在磁化区域103中聚焦、放大并集中。集中在磁化区域103中的磁场105具有弱的杂散场。第一磁场集中器107在第一磁体101的场中，并且通过平行于传输方向104的第一气隙111与第一磁体间隔开。第二磁场集中器108在第二磁体102的场中，并且通过传输方向104上的第二气隙112与第二磁体102间隔开。
在实施例中，每个磁场集中器107、108由铁磁材料形成。在实施例中，每个磁场集中器107、108是具有高磁导率的软磁材料的片，例如软铁。软磁材料可以容易地在磁场中磁化。另外，软磁材料中的磁通密度高于空气中外源磁场产生的磁通密度。
在图3所示的实施例中，磁体101和102在垂直于传输方向104的方向上比磁场集中器107和108进一步突出到磁化区域103中。第一磁场集中器107比第一磁体101短第一距离109。第二磁场集中器108比第二磁体102短第二距离110。
在另一实施例中，磁化装置100仅具有第一磁体101以及第一磁场集中器107，而省略了第二磁体102和第二磁场集中器108。
在图4中示出了磁化装置100，其具有磁场的强度的等值线106，而不是磁场的磁场线105。
通过使用磁场集中器107、108增加相关磁化区域中的磁场，可以减少对昂贵的永磁体材料的需求，因为即使使用较小的磁体也可以产生足够强的磁场。此外，通过将磁场聚焦在磁化区域103中，可以减少磁体的杂散场，该杂散场会干扰位于磁化装置100附近的传感器。
在另一个实施例中，磁化装置100包括在传输方向104上位于磁体101、102的下游的另一磁体或另一对磁体。另一磁体或另一对磁体是反极化的，并且相对于磁体101、102具有较低的磁场强度。这种配置适合于测试具有可磁化的安全元件的有价值文献，该可磁化的安全元件具有第一磁性材料和第二磁性材料，其中，第一磁性材料的矫顽磁场强度比第一磁体101或磁体101、102的磁场强度弱，并且比另一磁体或另一对磁体的磁场强度强，并且第二磁性材料的矫顽磁场强度比磁体101、102和另外的(多个)磁体的磁场强度弱。当安全元件传输通过磁化区域103时，两种磁性材料都在相同的方向上被极化。当安全元件传输通过另外一个或多个磁体的另一个磁化区域时，矫顽力低的磁性材料在相反方向上极化，而矫顽力高的磁性材料则保持其极化。通过这种磁化装置，两种磁性材料被反向磁化，因此可以与合适的传感器装置区分开。
图5示出了根据另一个实施例的磁化装置100'。在图5所示的实施例中，磁场集中器107、108布置在磁体101、102的磁场中，使得磁场集中器107、108直接邻近或直接施加到磁体101、102，在磁场集中器107、108和磁体101、102之间不设置间隙。由于作用在磁场集中器107、108上的磁吸引力，这种布置是简单且稳定的，因为不需要进一步的努力将磁场集中器107、108保持在期望的位置。在实施例中，第一磁体101和第一磁场集中器107由锌压铸外壳围封，第二磁体102和第二磁场集中器108由锌压铸外壳围封。
在图6中示出了磁化装置100'，其具有磁场的强度的等值线106，而不是磁场的磁场线105。
Claims (10)
1.一种磁化装置(100)，包括：
第一磁体(101)，其具有形成磁化区域(103)的磁场，在所述磁化区域中，可磁化的安全元件暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度；以及
由铁磁材料形成的第一磁场集中器(107)，所述第一磁场集中器(107)布置在所述磁场中，并且放大和聚焦所述磁化区域(103)中的磁场。
2.如权利要求1所述的磁化装置(100)，其中所述第一磁体(101)是块状的永磁体。
3.如权利要求1所述的磁化装置(100)，其中所述可磁化的安全元件在传输方向(104)上传输通过所述磁化区域(103)。
4.如权利要求3所述的磁化装置(100)，其中所述第一磁场集中器(107)是具有高磁导率的软磁材料的片，所述第一磁场集中器(107)偏转所述磁场的多个磁场线(105)，以将所述磁场集中在所述第一磁体(101)的面向所述传输方向(104)的一侧。
5.如权利要求1所述的磁化装置(100)，其中所述第一磁体(101)和所述第一磁场集中器(107)被由压铸锌形成的外壳围封。
6.如权利要求3所述的磁化装置(100)，还包括在所述传输方向(104)上布置在所述第一磁体(101)的下游的另一磁体。
7.如权利要求1所述的磁化装置(100)，还包括第二磁体(102)、第二磁场集中器(108)、以及在传输方向(104)上布置在所述第一磁体(101)和所述第二磁体(102)的下游的另一对磁体，所述可磁化的安全元件在所述传输方向上传输通过所述磁化区域(103)，所述另一对磁体具有与所述第一磁体(101)和所述第二磁体(102)相反的极性，并且具有小于所述第一磁体(101)和所述第二磁体(102)的磁场强度。
8.一种磁化安全元件的方法，包括：
使用第一磁体(101)形成磁化区域(103)，在所述磁化区域中，所述安全元件暴露于具有被限定的磁场方向的磁场强度；以及
使用第一磁场集中器(107)放大和聚焦所述磁化区域(103)中的磁场，所述第一磁场集中器(107)由铁磁材料形成且设置在所述磁场中。
9.如权利要求8所述的方法，还包括第二磁体(102)以及第二磁场集中器(108)，所述第一磁体(101)以及所述第一磁场集中器(107)使用所述第二磁体(102)和所述第二磁场集中器(108)形成所述磁化区域(103)。
10.如权利要求9所述的方法，还包括使用在传输方向(104)上布置在所述第一磁体(101)和所述第二磁体(102)的下游的另一对磁体形成另一磁场区域，所述安全元件在所述传输方向上传输通过所述磁化区域(103)，所述另一对磁体具有与所述第一磁体(101)和所述第二磁体(102)相反的极性，并且具有小于所述第一磁体(101)和所述第二磁体(102)的磁场强度。
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