CN116368381A - 用于对具有零场nmr特征的数据载体进行真实性检查的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对具有零场核磁共振(NMR)特征(12，14)的平面数据载体(10)进行真实性检查的设备，具有：一个或多个激励线圈(30)，该激励线圈用于产生用于零场NMR特征(12；14)的激励脉冲；多个接收线圈(42)的阵列(40)，该接收线圈独立于激励线圈(30)并且至少部分地彼此相邻地布置，该接收线圈用于对零场NMR特征(12；14)的信号响应进行位置分辨的探测，其中，接收线圈阵列(40)的接收线圈(42)的数量(N)大于激励线圈(30)的数量(M)，并且被激励线圈(30)覆盖的面积(F_A)至少部分地覆盖被接收线圈阵列(40)的接收线圈(42)覆盖的面积(F_E)并且超过了该面积(F_E)的大小。

Description

用于对具有零场NMR特征的数据载体进行真实性检查的设备

技术领域

本发明涉及一种用于对具有零场核磁共振(NMR)特征的平面数据载体进行真实性检查的设备。

背景技术

诸如有价文件或证明文件之类的数据载体以及其它的贵重物品、如名牌商品通常配设有安全元件以用于提供安全保障，该安全元件可以核实数据载体的真实性并且同时用作防止未经许可的复制的保护。

为了实现自动的真实性检查以及必要时对配设的数据载体进行进一步的传感检测和处理，安全元件通常机器可读地设计。为此目的，长久以来使用具有机器可读的磁性区域的安全元件，其信息内容可以在真实性检查中由处理系统的磁性传感器进行检测和评估。

一段时间以来，如例如在出版物EP 2 778 705 A1中描述的那样，也将具有核磁共振特征的安全元件用于文件和其他数据载体的安全保障。

核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)描述了一种物理效应，其中，样品的原子核在恒定磁场B₀中吸收和发射电磁交变场。核自旋在此以与磁场强度B₀成比例的拉莫尔频率ω_L围绕恒定磁场的轴线进动。通过激励线圈的合适的共振激励脉冲，样品的宏观磁化可以从恒定磁场的z方向倾斜到xy平面。

偏转的磁化M_xy然后以拉莫尔频率围绕z轴旋转，并且在此在接收线圈中感应出可测量的电压，该接收线圈可以与激励线圈相同。由于B₀场中的不均匀性，宏观可测量的电压随着一定的时间常数(T2^*)减小，这被称为自由感应衰减(Free-Induction-Decay，FID)。然而，在受限程度下，单个核的磁矩的潜在的去相位是可逆的。如果在时间点TE/2施加180°脉冲、即被选择为使得磁化旋转180°的激励脉冲，则在回波时间TE产生所谓的自旋回波，该自旋回波可以通过接收线圈中的电磁脉冲进行测量。

通过多个以TE分开的180°脉冲的彼此相继的切换，产生一系列自旋回波，其幅度由于自旋-自旋相互作用随时间常数T2减小。与此并行地，平衡磁化随特征性时间常数T1沿z轴再次建立。

NMR应用长久以来广泛应用于医学成像和化学结构分析，但通常需要强静磁场B₀，以便感应出可测量的磁化。

对于文件安全方面的应用，所谓的零场核磁共振技术、例如核四极矩共振(NQR)或铁磁学中的核磁共振(NMR-FM)特别受到关注。该零场核磁共振技术不需要外部磁场B₀，而是该场由于固有效应已经存在于晶体中。这允许测量结构的显著简化，并且还使零场NMR物质作为有价文件(如钞票、卡、护照或贴片)中的安全特征而受到关注。

所提及的出版物EP 2 778 705 A1公开了一种用于具有零场NMR签名的钞票的安全标记，以及一种相关的没有外部磁场的传感器手持设备。

然而，为了对零场NMR安全特征进行可靠的真实性检查，必须克服多个困难。因此，信噪比(SNR)是每个零场NMR测量的关键参数并且应尽可能大。所谓的死区时间τ描述了如下时间常数：存储在传感器的共振电路中的能量在激励脉冲后随该时间常数减小。死区时间可以是与时间常数T2^*相同的数量级，使得在长的死区时间的情况下，自由感应衰减的密集初始部分的探测受到抑制。此外，由于运动试样进入或离开传感器区域的影响，尤其在确定时间常数时可能出现不希望的伪影，为了可靠的测量必须将该伪影最小化。最后，必须使与所检查的特征集不相关的对所测量的信号强度的干扰影响保持尽可能低或完全避免。

发明内容

由此出发，本发明要解决的技术问题在于，提供一种这类的设备，该设备允许对具有零场NMR安全特征的数据载体进行简单且可靠的真实性检查。

该技术问题通过独立权利要求的特征来解决。本发明的扩展方案是从属权利要求的主题。

根据本发明，这类的设备包含一个或多个用于产生用于零场NMR特征的激励脉冲的激励线圈以及多个接收线圈的阵列，该接收线圈独立于激励线圈并且至少部分地彼此相邻地布置，该接收线圈用于对零场NMR特征的信号响应进行位置分辨的探测。

接收线圈阵列的接收线圈的数量N在此大于激励线圈的数量M，并且被激励线圈覆盖的面积F_A至少部分地、尤其完全覆盖被接收线圈阵列的接收线圈覆盖的面积F_E，并且超过了该面积F_E的大小。

被激励线圈覆盖的面积F_A可以尤其以多于10％、多于20％或甚至多于50％的方式超过被接收线圈覆盖的面积F_E。如果规定将平面数据载体运输通过所述设备以进行真实性检查，则被激励线圈覆盖的面积F_A除了被接收线圈覆盖的面积F_E之外有利地还检测在运输方向上位于被覆盖的面积F_E前面和/或后面的面积区域。

被表面线圈或表面线圈阵列覆盖的面积例如对应于如下区域：在该区域中，在运行时在线圈平面上方出现显著的磁场、即例如场强超过空间最大值的50％的磁场。替换地，被表面线圈或表面线圈阵列覆盖的面积可以通过其几何尺寸的包络来定义、即例如作为在其中包含有线圈/线圈阵列的所有印制导线的最小正方形面积。

接收线圈阵列的接收线圈有利地通过尤其以导体回路或螺旋线圈形式的表面线圈形成。激励线圈也可以通过表面线圈、尤其通过导体回路或螺旋线圈形成。

在一种有利的设计方案中，接收线圈阵列的接收线圈分别具有500μm或更小的线圈半径。由此，该设备特别良好地适配于具有约100μm的厚度的薄试样的真实性检查。一个或多个激励线圈有利地具有明显更大的直径、例如大约5mm。

接收线圈阵列有利地形成一维或二维阵列。接收线圈阵列尤其可以形成线性(一维)N×1阵列，或者表示矩形n×m阵列，其中，N＝n*m。然而，接收线圈也可以布置在另外的网格类型(例如六边形网格)的网格位置上，或者也可以具有不规则的布置。在一种有利的构型中，接收线圈的数量N为2至10。

为了更好地相互退耦，可以规定，接收线圈阵列的接收线圈至少部分地彼此重叠地布置。

在一种合适的设计方案中，该设备仅包含唯一一个激励线圈。

在一种有利的设计方案中，接收线圈阵列包含两个或更多个子阵列，所述子阵列的接收线圈分别被设计为固定的接收频率，其中优选地，两个或更多个子阵列的每个子阵列的各个接收线圈彼此同心地布置。如果接收线圈阵列包含多个子阵列，则有利地设置与子阵列的数量对应的数量的相关的激励线圈。

子阵列有利地具有不同的接收频率，这实现了多频谱的测量。相关的激励线圈的共振频率有利地对应于子阵列的相应的接收频率。

接收线圈和/或激励线圈有利地分别配设有用于相互退耦的有源的退耦装置。

有利地规定，被接收线圈覆盖的面积F_E与待检查的零场NMR特征的大小一致，使得被覆盖的面积F_E覆盖零场NMR特征的整个宽度或甚至整个面积。

在一种优选的设计方案中，设备的接收线圈在接收电路中和/或激励线圈在发射电路中分别配设有定向耦合器，尤其用于补偿诸如放大器漂移或脉冲缺陷之类的干扰影响。

根据一种有利的扩展方案，该设备包含具有参考样本的附加的单个校准线圈，该单个校准线圈布置为与一个或多个激励线圈的激励场至少部分地重叠。

该设备可以包含激励线圈和接收线圈的两个或更多个子布置，其中，每个子布置包含唯一一个激励线圈和由多个独立于相应激励线圈的接收线圈组成的相关联的重叠的阵列。在子布置中，被激励线圈覆盖的面积(F_A,i)大于被相关联的接收线圈阵列的接收线圈覆盖的面积(F_E,i)。子布置优选地彼此相同地构造，即子布置分别包含由激励线圈和接收线圈组成的相同配置。

在一种有利的设计方案中，该设备定义了用于待检查的平面数据载体的检查面，其中，激励线圈和接收线圈阵列的接收线圈布置在检查面的相同侧上。

在一种替换的同样有利的设计方案中，该设备定义了用于待检查的平面数据载体的检查面，其中，激励线圈和接收线圈阵列的接收线圈以小的距离布置在检查面的相对置的侧上。

该设备有利地被设计和设置为用于对核四极矩共振(NQR)特征或铁磁学中的NMR特征进行真实性检查。

附图说明

下面参考附图阐述本发明的其他实施例和优点，为了提高清晰度，在附图的显示中省去了按尺寸和比例的再现。

在附图中：

图1示出了根据本发明的用于对钞票进行真实性检查的检查设备的示意图，

图2在(a)和(b)中示出了根据本发明的检查设备的传感器前端的两种具体构型，

图3在(a)至(c)中示出了根据本发明的检查设备中的一些有利的具体布置，其具有M个激励线圈和由N个接收线圈组成的阵列，

图4示出了对具有均匀的全表面的零场NMR特征的钞票的完整性进行验证的应用情况，

图5示出了对结构化的零场NMR特征进行的静态的位置分辨的测量，以及

图6示出了根据本发明的设备的发射电路和接收电路的示意性框图。

具体实施方式

现在以对钞票10的真实性检查为例来阐述本发明。参考图1，待检查的钞票10具有零场NMR特征，该零场NMR特征可以是占据钞票的整个面积的特征12，或者也可以只存在于特定的特征区域14中。零场NMR特征尤其可以是NQR特征或NMR-FM特征。

为了进行真实性检查，将钞票试样10沿着运输路径22引导通过检查设备，该检查设备在图1中仅示意性地示出了传感器前端20。为了产生用于零场NMR特征12、14的激励脉冲，传感器前端20包含唯一一个激励线圈30和由多个独立于激励线圈30的接收线圈42组成的阵列40，利用该阵列可以以位置分辨的方式检测特征12、14的信号响应。

在实施例中，接收线圈42分别通过具有500μm的线圈半径R_E的平面微线圈形成并且由此对薄钞票试样的检查进行优化。激励线圈30例如可以具有5mm的线圈半径R_A。

在图中还示出了被激励线圈30覆盖的面积F_A和被接收线圈42的阵列40覆盖的面积F_E。被激励线圈30覆盖的面积F_A在此覆盖了被接收线圈42的阵列40覆盖的面积F_E并且尤其在试样10的进入和离开区域中明显超过该面积F_E的大小。

激励线圈30的发射电路和接收线圈42的接收电路分别配设有定向耦合器(图6)以补偿诸如放大器漂移或发射脉冲的缺陷之类的干扰影响。接收线圈42以及必要时激励线圈30也配设有用于相互退耦的有源的退耦装置(未示出)，该退耦装置例如可以基于PIN二极管、电容二极管或高频开关。

根据本发明的检查设备在平面数据载体的真实性检查中提供一系列特别的优点，现在对此进行详细阐述。

脉冲式NMR测量的基本特征参量是信噪比SNR，对于该信噪比适用具有填充因子η和接收线圈的质量Q的比例关系：

SNR～η√Q

在根据本发明的设备中，尤其通过调整填充因子η来优化信噪比，该填充因子说明了存在于样本体积中的磁场能量与接收线圈的存在于空间中的总磁场能量的比率。

发明人在此已经认识到，在例如表示钞票或其他有价文件的具有约100μm的厚度的薄试样中，通过将接收线圈42构造为具有R_E＝500μm或更小的线圈半径的表面线圈，可以实现大的填充因子η以及因此高的信噪比。

因此，在根据本发明的检查设备中，通过这种在钞票试样10的平面样品几何形状方面经过优化的填充因子，小的接收线圈42的阵列40除了所描述的其他优点之外提供了与由更大的单线圈组成的接收器相比明显更好的信噪比。

通过将传感器前端20分为激励线圈30和单独的接收线圈42，根据本发明的构型还允许减少死区时间τ。由于共振电路的死区时间(在此为接收电路的死区时间)通过具有质量Q和共振频率ω的如下公式给出：

τ＝2Q/ω

因此可以通过降低质量Q来减少死区时间。然而，这与同样期望的高信噪比相对立，该信噪比与√Q成比例地增加。

在所描述的设备中，通过彼此分开的激励线圈和接收线圈的主动退耦来考虑这些相反的要求。例如，接收线圈42的共振频率ω可以在激励脉冲期间借助电容二极管(变容二极管)偏移为，使得接收线圈电路不被激励脉冲激励。接收线圈42的死区时间τ因此是开关的动态行为的函数并且接收器的质量Q可以与此无关地被最大化。

因此，与相同线圈用作发射器和接收器的传统结构相比，根据本发明的具有用于发射器和接收器的分开的线圈30和42的结构实现了减少的死区时间并且因此尤其针对自由感应衰减实现了更高的测量准确度。

使用由接收线圈42组成的阵列40的特别有价值的优点在于信号响应的可实现的位置分辨率。单个接收线圈42或接收器线圈42(即在当前情况下为单个表面线圈42的敏感区域)的位置分辨率在零场NMR中与线圈半径R_E成反比。上面提及的500μm或更小的小线圈半径因此导致相应地高的位置分辨率，在该位置分辨率的情况下，测量点的空间分辨率例如小于1mm。

高的位置分辨率一方面允许验证空间编码的安全特征(参见图5)，但另一方面，高的位置分辨在检查大面积且均匀地存在的NMR特征时也是有优势的，因为高的位置分辨使得能够验证试样10的完整性(参见图4)。

为了能够以位置分辨的方式测量整个试样10，由接收线圈42组成的阵列40被设计为，使得该阵列可以覆盖整个试样。如果如图1中那样将钞票试样10运输通过检查设备20，则仅以接收线圈42覆盖样本宽度可能也是足够的，因为在运行的时间窗中检测整个试样。然而，当使用由接收线圈组成的阵列40时，也可以在静态测量中识别和检查空间编码。

如在别处更详细地阐述的那样，接收线圈42可以有利地重叠以相互退耦并且配备有低阻抗的接收放大器。每个接收线圈42在此有利地与独立的接收支路连接。

通过试样进入或离开传感器前端20的敏感区域的影响，在测量运动的试样时尤其在确定时间常数时可能出现伪影。在所提出的设备中，通过空间上均匀的激励场抑制这种运动伪影。如从图1中可以看出的那样，被激励线圈30覆盖的面积F_A不仅覆盖被接收线圈阵列的接收线圈42覆盖的面积F_E，而且还覆盖试样10的如下区域：在测量窗期间，该区域运动到敏感接收区域中或从该敏感接收区域中运动出。

在图1的设计方案中通过使用唯一的大激励线圈30产生这种均匀的激励场。由于根据本发明的发射线圈和接收线圈的分开，仅使用一个或少数几个激励线圈是可能的，因为对于激励线圈而言不存在对填充因子的要求。因此，与具有线圈阵列作为激励源的传统结构相比，图1所示的具有唯一的大激励线圈30的结构为运动的试样10提供了显著优势。

在测量信号的量化中，通道的测量到的信号强度、即单个接收线圈42的信号强度与检查特征中的特征集相关，但也取决于激励脉冲的强度和长度以及取决于接收电路的特性。

为了补偿激励场中的空间变化，当发射功率减弱或接收放大率减弱时，有利地在持续运行中借助接收线圈42的阵列40直接确定激励场幅度。可以根据这样的测量来计算特定于接收线圈的补偿因子。所描述的构型实现这样的过程，因为激励线圈30和接收线圈42根据本发明是单独的线圈。

另一种可能性在于，例如借助定向耦合器直接确定线圈的回波损耗(Return-Loss)和可能的频率漂移，以便由此要么确定补偿因子、为可能的电容二极管生成控制信号以进行相反控制，要么调整激励脉冲的脉冲长度和幅度。为了补偿温度漂移，可以在放大器支路中设置温度传感器，或者可以借助探测二极管确定和调节实际放大。

此外，接收线圈阵列可以有利地配备有附加的单个校准线圈连同静态参考样本。这样的单个校准线圈在此不应位于试样路径22中，然而，校准线圈的敏感区域必须与激励场的一部分重叠。在校准线圈中测量到的信号强度然后允许补偿对在试样10处测量到的强度的干扰效应、例如激励支路的温度漂移。

在具有以这种方式构造的传感器前端的检查设备的情况下，低于100ms的测量时间在合适的NMR特征物质的情况下已经足以用于对试样进行可靠的真实性检查。可能的真实性特征在此是信号强度、弛豫时间、拉莫尔频率的频谱分布、即自由感应衰减FID或自旋回波的傅里叶变换，和/或特征的空间布置和形成。

图2示出了传感器前端的两种具体的可能构型，其中，不同的线圈示例性地集成到电路板50中。图2(a)示出了具有单个激励线圈30和由九个接收线圈42组成的阵列40的构型，这些接收线圈布置在被激励线圈30覆盖的面积内。接收线圈42在此集成到与激励线圈30相同的电路板50中，但可以构造在电路板50的另外的铜平面中。电路板50的表面定义了检查面52，试样可以放置在该检查面上或者试样可以在该检查面上短距离运输。

在图2(b)的替换构型中，除了具有九个接收线圈42的阵列40的第一电路板60之外，传感器前端还包含在单独的电路板64中承载激励线圈30的屏障或压紧装置62。在此，九个接收线圈42也布置在激励线圈30的投影到接收线圈的平面上的面积内。第一电路板60的表面定义了检查面66，试样可以放置在该检查面上或者试样可以在该检查面上短距离运输。与图2(a)的构型相反，在图2(b)的构型中，激励线圈30与接收线圈42不是布置在检查面的相同侧、而是相对置的侧上。

图3示出了在根据本发明的检查设备中的具有M个激励线圈和由N个接收线圈组成的阵列的一些有利的具体布置。线圈配置分别以俯视图示出，其中，激励线圈和接收线圈可以位于相同平面或不同平面中，并且尤其可以如在图2中示出的那样位于用于试样的检查面的相同侧或相对置的侧上。

首先，图3(a)示出了在图2中使用的线圈配置，在该线圈配置中，传感器前端包含唯一一个激励线圈30(M＝1)和由九个接收线圈42(N＝9)组成的阵列40。接收线圈42布置在被激励线圈30覆盖的面积内并且覆盖比该面积更小的面积。

图3(b)示出了一种线圈配置，在该线圈配置中，接收线圈阵列40包含两个分别由九个接收线圈42-A和42-B组成的子阵列，所述接收线圈分别适配于自己的共振频率ω_A或ω_B。第一子阵列通过九个接收线圈42-A形成，第二子阵列通过九个接收线圈42-B形成。两个子阵列的相应的接收线圈42-A和42-B彼此同心地布置并且彼此电退耦。通过相应的布线，由此可以进行多频谱测量。相应地，在传感器前端的发射电路中也设置有两个激励线圈30-A、30-B，使得在本实施例中，M＝2并且N＝18。接收线圈42-A、42-B布置在被激励线圈30-A、30-B覆盖的面积内并且覆盖比该面积更小的面积。

另一种线圈配置在图3(c)中示出。在该实施例中，传感器前端包含子布置70-1、70-2、70-3、70-4的2×2网格，其中，每个子布置70-i具有唯一一个激励线圈30-i和相关联的由独立于激励线圈30-i的接收线圈44组成的阵列40-i。在此，i＝1,...4，其中，为了清楚起见，在图中只明确示出了激励线圈30-1和阵列40-1。

每个阵列40-i的接收线圈44彼此重叠以相互退耦。如图所示，在每个子布置70-i中，被激励线圈30-i覆盖的面积F_A,i大于被相关联的接收线圈阵列40-i的接收线圈44覆盖的面积F_E,i。相应地，被激励线圈30-i总共覆盖的面积也大于被接收线圈44总共覆盖的面积。

在前面的实施例中，激励线圈和接收线圈示例性地示出为导体回路，但应当理解，线圈也可以螺旋形地或矩形地设计。不同的线圈可以分别布置在电路板的相同或不同的铜平面上或布置在不同的电路板上。原则上，接收线圈阵列的外轮廓形状也可以采取任意形状。

图4示出了对具有均匀的全表面的零场NMR特征88的钞票的完整性进行验证的应用情况。参考图4(a)，试样80沿着运输方向82运动经过传感器前端90，该传感器前端包括唯一一个激励线圈92和九个接收线圈96的线性阵列94。在所示示例中，试样80代表经篡改的钞票，其中，钞票右边缘的区域已经被切掉并替换为没有NMR特征的普通纸84。

从在图4(b)中示出的传感器前端90的测量数据可以立即看出所进行的篡改。在此示出的是关于在试样80的上部、中部和下部中的三个测量轨道86-O、86-M、86-U的测量曲线98-O、98-M和98-U(图4)，所述测量曲线已经由传感器前端90的三个相应地布置的接收线圈96-O、96-M和96-U检测到。

为了清楚起见，测量曲线98-O、98-M、98-U示出为竖直地彼此偏移了恒定的值，并且分别示出取决于沿试样上的相应测量轨道86-O、86-M、86-U的信号检测的位置x的相对信号强度Sig。由于中间接收线圈96-M的测量曲线98-M的信号下降，可以立即推断出NMR特征在试样80的区域84中的局部缺失并且因此推断出钞票的篡改。

图5示出了对结构化的零场NMR特征进行的静态的位置分辨的测量。图5(a)为此示出了具有包含特征的印刷块102的卡形的数据载体100，该印刷块是以具有中间留空部104的菱形的形式。数据载体100放置在根据本发明的检查设备的检查面上，该检查设备的传感器前端110包含唯一一个激励线圈和接收线圈114的10×10阵列112。为了清楚起见，在图中仅示出了具有由环指示的接收线圈114的阵列112。

图5(b)示出了在印刷块102的区域中的信号强度的静态测量的位置分辨的结果120，其中，在每个测量场122中，由相关的接收线圈114在激励之后检测到的信号强度通过阴影线的强度表示。通过接收线圈114的小型化，可以实现高的位置分辨率，从而可以容易地识别出印刷块102的形状包括菱形的定向以及中间留空部104的存在。因此，通过修改印刷设计得出对印刷块102进行编码的多种可能性。

图6示意性地示出了根据本发明的设备130的发射电路132和接收电路134的框图。可以借助微控制器或FPGA 136控制整个电路。单个发射电路包含在调节运行中与拉莫尔频率一致的频率源、用于设置正确的脉冲相位的移相器和脉冲开关。接下来是用于设置脉冲幅度的可调节的功率放大器。在放大器后面例如连接有两个具有相关的探测器二极管P₁和P₂的定向耦合器。探测器二极管P₁确定提供给相应激励线圈的功率，并且探测器二极管P₂确定由激励线圈反射的功率。激励线圈本身例如借助变容二极管进入共振。

在NMR测量之外，可以利用这种电路执行频率源的扫描(sweep)，并且因此借助探测器P₁和P₂确定激励线圈的回波损耗(RL)的频率相关性。根据这种测量可以确定激励线圈的共振频率，并且借助变容二极管使该共振频率与拉莫尔频率一致。此外，可以根据回波损耗来确定激励线圈的质量Q。

为了产生具有定义的脉冲角的脉冲、即使样品的核自旋偏转定义的角度的脉冲，可以将脉冲长度τ用作参数。相反地，在激励线圈处产生的激励场的场强是质量Q和线圈中的功率P_Spule的函数。后者的功率例如可以借助在探测器P₁中确定的功率和RL来计算。在已知质量Q并且已知功率P_Spule的情况下，可以根据存储在控制器136中的校准表或根据解析关系灵活地调整脉冲长度，并且因此稳定测量结果。替换地也可以想到，借助接收器电路特定于通道地确定激励场。

每个在图6中示出的接收电路134由NMR线圈、已经借助变容二极管进入共振的接收线圈、可设置的低噪声放大器和具有探测器二极管P₃的定向耦合器组成。最后还有带通滤波器、具有相关的本地振荡器(Local Oscillator，LO)的IQ解调器和A/D转换器。

为了避免接收电路饱和，仅在测量窗期间借助变容二极管将接收电路切换至共振。如果在发射电路中进行频率扫描，则可以借助二极管P₁、P₂和P₃来测量接收线圈的回波损耗的频率相关性。在此，例如使用二极管P₁和P₂的测量数据，以便根据利用二极管P₃测量到的频率相关性来计算出发射电路的特性。根据测量到的曲线又可以确定接收线圈的共振频率和质量Q。然后可以将共振频率的值用作用于调节变容二极管的输入参量，并且可以将质量Q用于校正信号幅度。

附图标记列表

10 钞票

12、14 零场NMR特征

20 传感器前端

22 运输路径

30、30-A、30-B、30-i 激励线圈

40、40-i 阵列

42、42-A、42-B 接收线圈

44 接收线圈

50 电路板

52 检查面

60 第一电路板

62 屏障或压紧装置

64 单独的电路板

66 检查面

70-1、70-2、70-3、70-4 子布置

80 试样

82 运输方向

84 具有普通纸的区域

86-O、86-M、86-U 测量轨道

88 零场NMR特征

90 传感器前端

92 激励线圈

94 线性阵列

96、96-O、96-M、96-U 接收线圈

98-O、98-M、98-U 测量曲线

100 卡形的数据载体

102 包含特征的印刷块

104 中间留空部

110 传感器前端

112 阵列

114 接收线圈

120 测量结果

122 测量场

130 设备

132 发射电路

134 接收电路

136 微控制器/FPGA

Claims (15)

1.一种用于对具有零场核磁共振(NMR)特征的平面数据载体进行真实性检查的设备，所述设备具有

-一个或多个激励线圈，所述激励线圈用于产生用于所述零场NMR特征的激励脉冲，

-多个接收线圈的阵列，所述接收线圈独立于所述激励线圈并且至少部分地彼此相邻地布置，所述接收线圈用于对所述零场NMR特征的信号响应进行位置分辨的探测，其中

-接收线圈阵列的接收线圈的数量(N)大于所述激励线圈的数量(M)，并且

-被所述激励线圈覆盖的面积(F_A)至少部分地覆盖被所述接收线圈阵列的接收线圈覆盖的面积(F_E)并且超过了所述面积(F_E)的大小。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接收线圈阵列的接收线圈通过尤其以导体回路或螺旋线圈形式的表面线圈形成。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述接收线圈阵列的接收线圈分别具有500μm或更小的线圈半径。

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的设备，其特征在于，所述接收线圈阵列形成一维或二维阵列。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的设备，其特征在于，所述接收线圈阵列的接收线圈至少部分地彼此重叠地布置。

6.根据权利要求1至5中至少一项所述的设备，其特征在于，所述接收线圈阵列包含两个或更多个子阵列，所述子阵列的接收线圈分别被设计为固定的接收频率，其中优选地，所述两个或更多个子阵列的各个接收线圈彼此同心地布置。

7.根据权利要求6的至少一项所述的设备，其特征在于，所述子阵列的接收频率是不同的。

8.根据权利要求1至7中至少一项所述的设备，其特征在于，所述接收线圈和/或所述激励线圈分别配设有用于相互退耦的有源的退耦装置。

9.根据权利要求1至8中至少一项所述的设备，其特征在于，被所述接收线圈覆盖的面积(F_E)与待检查的零场NMR特征的大小一致，使得被覆盖的面积(F_E)覆盖所述零场NMR特征的整个宽度或甚至整个面积。

10.根据权利要求1至9中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备的接收线圈在接收电路中和/或激励线圈在发射电路中分别配设有定向耦合器。

11.根据权利要求1至10中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备包含具有参考样本的附加的单个校准线圈，所述单个校准线圈布置为与所述一个或多个激励线圈的激励场至少部分地重叠。

12.根据权利要求1至11中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备包含所述激励线圈和所述接收线圈的两个或更多个子布置，其中，每个子布置包含唯一一个激励线圈和相关联的重叠的阵列，所述阵列由多个独立于相应激励线圈的接收线圈组成，并且其中，在所述子布置中，被所述激励线圈覆盖的面积(F_A,i)大于被相关联的接收线圈阵列的接收线圈覆盖的面积(F_E,i)。

13.根据权利要求1至12中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备定义了用于待检查的平面数据载体的检查面，并且所述激励线圈和所述接收线圈阵列的接收线圈布置在所述检查面的相同侧上。

14.根据权利要求1至12中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备定义了用于待检查的平面数据载体的检查面，并且所述激励线圈和所述接收线圈阵列的接收线圈以小的距离布置在所述检查面的相对置的侧上。

15.根据权利要求1至14中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备被设计和设置为用于对核四极矩共振(NQR)特征或铁磁学中的NMR特征进行真实性检查。

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