CN1922504B - 长型磁性传感器 - Google Patents

Abstract

多个磁阻元件(2b，2c，2d)的多个磁敏部分(20b，20c，20d)以及多个磁铁(5b，5c，5d)实际上各自沿与待检测物体移动方向正交的直线布置。所述磁铁(5b，5c，5d)的磁极方向交替相反，从而使得在相邻磁铁之间，与形成磁阻元件(2b，2c，2d)的磁敏部分的平面垂直的磁通量方向相反。当待检测物体的磁性物质(101cd)存在时，使沿从磁铁(5c)到磁铁(5d)方向穿过磁敏部分(20c，20d)的磁通量的强度改变。因此，通过磁阻元件(2c，2d)的磁阻变化，可以检测这种磁性物质(101cd)。

Description

长型磁性传感器

技术领域

本发明涉及一种长型磁性传感器，用以检测比如印在纸币上磁性图样。

背景技术

专利文献1和2中公开了多种磁性传感器，用以检测辨别各种纸币、证券等，它们上面用磁性墨水印制有预定的图样。图8示出专利文献1所公开的长型磁性传感器的结构。图8(A)为表示去掉盖子的磁敏部分的平面视图。本例中提供磁阻元件(MR元件)2a至2e，它们分别具有成对的磁敏部分20a至20e。这些磁阻元件2a至2e被排列固定于盒子1中。沿着与这种长型磁性传感器200的纵向正交的方向移送检测物体。

图9是表示各磁阻元件下部结构的前主视图，以及加于各磁阻元件的磁场的情况。要注意的是这里只表示有三个磁阻元件2b至2d。将磁铁5b至5d配置于磁阻元件2b至2d的下部，以使磁通量垂直通过磁阻元件2b至2d。

图9(B)表示检测物体的磁性物质(磁性墨水)101c、101cd和101d到达磁性传感器附近的情况。磁性物质101c、101cd和101d实际上是以一定的时间间隔顺次到达那里的。当磁性物质101c、101cd和101d因所述磁铁5b至5d的缘故而处于磁场内时，导致磁通量聚集在这些磁性物质上，并使通过磁敏部分20a和20d的磁通量的磁通密度增大。这就引起磁阻元件的阻值增大，并因此而能检测出磁性物质101c、101cd和101d的有无。

不过，在头朝位于二相邻磁敏部分20c和20d的中央部分的磁性物质101cd的许多磁通量并不通过该二磁敏部分20c和20d，而通过它们之间形成的缝隙Gh。由于通过所述缝隙Gh的磁通量的磁通密度变化不会造成对于因磁敏部分20c和20d所致磁阻效应的影响，所以，可能会使在所述缝隙Gh附近检测水平(检测能力)低下。图8(B)表示检测水平关于沿长型磁性传感器纵长方向位置的示例特性。

专利文献1：日本专利JP 2921262

专利文献2：日本未审专利申请公开No.2003-107142

发明内容

然而，当必须检测在整个检测物体上延伸的磁性物质的图样时，有如图8(B)所示那样，存在检测水平低下位置的长型磁性传感器是不适用的。为了解决这个问题，有如专利文献2所述那样，有一种结构是将磁铁和磁阻元件在与各磁阻元件的磁敏部分平行的平面中分别配置成锯齿状。

图10表示这种长型磁性传感器的结构。图10(A)是表示随着去掉盖子，磁敏部分的平面视图。本例中将磁阻元件2a至2g在与各磁敏部分平行的平面中以锯齿状的形式配置于盒子1内。沿与长型磁性传感器200的纵长方向正交的方向移送检测物体。

如上所述，多个磁阻元件2a至2g呈锯齿状形式的布置可以确保在整个长型磁性传感器纵长方向上实质上为均一的检测水平，有如图10(B)所示的示例特性所表示的那样。

然而有如图10所示那样，在该长型磁性传感器中，在与各磁敏部分平行的平面中将磁阻元件配置成锯齿状形式，两个相邻磁阻元件的位置可能会沿检测物体的方向彼此偏移缝隙Gv。因此，为了修正与位置偏移Gv相应的时间间隔，就需要额外的信号处理或数据处理。另外，由于所述相邻磁阻元件之间位置偏移的修正量可能会根据检测物体移动速度的精度而与其它相邻磁阻元件之间的位置偏移量不同，所以，难于给出均一的输出。

此外，当在长型磁性传感器的盒子与传送辊之间移送检测物体时，如果像图10中所示那样，磁敏部分与检测物体之间的距离沿着Lf线和Lb线之间的路径改变，也可能会使检测水平变化。相应地，要想适宜地调节所述传送辊与长型磁性传感器间的距离也会有一些麻烦和困难。

于是，本发明提供一种针对上述问题的长型磁性传感器，实际上在沿着纵长方向或与之正交方向(检测物体的移动方向)的任何检测位置处都不提供缝隙。

为实现这一目的，一种长型磁性传感器的结构如下。

(1)一种长型磁性传感器包括：多个磁阻元件，它们的表面上或者在表面附近设有磁敏部分，每个磁敏部分的纵长方向实际上与检测物体的移动方向正交；多个磁铁，用以对各磁阻元件的磁敏部分加给磁场；其中，所述多个磁阻元件的磁敏部分和多个磁铁实际上对齐成一条直线，以与检测物体的移动方向正交，并将所述各磁铁配置成使相邻磁铁磁通量的方向彼此反转，它们实际上与所提供的各磁阻元件的磁敏部分的表面垂直。

(2)对于上面第(1)项的长型磁性传感器，与各磁阻元件一对一地配置所述各磁铁。

(3)对于上面第(1)项的长型磁性传感器，把每个各磁阻元件配置成使至少两个磁铁按照磁铁的排列顺序成为一个单元，并使磁阻元件完全跨过至少两个磁铁。

(4)对于上面第(1)项的长型磁性传感器，把每个磁阻元件配置成在多个磁铁彼此相邻的各个位置当中的每一位置处跨过相邻的磁铁。

(5)对于上面第(1)直到第(4)项的长型磁性传感器，在容装各磁铁的盒子中设置多个框架，使得在与各磁阻元件的磁敏部分平行的平面内，按锯齿形方式沿各磁阻元件排列的方向布置各磁铁。

本发明可有如下优点。

(1)由于对各磁阻元件加给磁场的相邻磁铁的磁极方向彼此相反，所以，在考虑两个相邻磁阻元件的情况下，磁场分布得使磁力线从磁阻元件的下部向上穿出，向下进入与前者相邻的另一磁阻元件的磁敏部分的下部。相应地，在检测物体的磁性物质到达两个相邻磁阻元件之间的位置时，会使穿过两个磁阻元件的磁敏部分磁通量的磁通密度改变，从而能够检测所述磁性物质。另外，由于所述长型磁性传感器的多个磁阻元件的位置是布置成直线的，于是，在把这种长型磁性传感器安装到装置上时，就容易调整用以移送检测物体的辊子的直径和它们之间的间隔。另外，由于各磁阻元件的的磁极是异极关系的，所以，各磁铁互相吸引，但并不互相抵住。相应地，就容易把各磁铁保持在盒子的磁铁护罩内。

(2)由于各磁铁与磁阻元件是一对一布置的，所以，磁通量在磁阻元件的磁敏部分的中央部分处垂直通过每个磁敏部分。相应地，在磁敏部分的中央部分，就能够得到与现有技术同样的检测特性。

(3)由于把每个磁阻元件配置成使至少两个磁铁依磁铁的排列顺序成为一个单元，并使磁阻元件完全跨过至少两个磁铁，所以，可使磁铁的数目关于磁阻元件增多(至少两倍)，而且，沿着朝向检测物体的方向以窄间隔安排磁力线进来/离去的位置。相应地，在磁阻元件的磁敏部分的端部处，可以使补偿输出低下的能力得到提高，并且在磁敏部分的中央部分，能够得到与现有技术同样的检测特性。

(4)由于在多个磁铁彼此相邻的每个位置处，把每个磁阻元件配置成跨过相邻的磁铁，所以，磁铁的中心部分就应该位于两个彼此相邻的磁阻元件之间。一般地说，与磁铁的两个端部相比，磁铁中心部分的磁通量密度较高而且稳定，因此，可使磁阻元件之间检测水平的低下获得补偿，从而给出各个检测水平的特性，在整个纵长方向上表现为平缓曲线。另外，即使是在相邻磁铁的邻界位置为非均匀配置的情况下，也可使因这种非均匀所致的检测水平变化得以减小。

(5)由于在盒子内设置多个框架，使得在与各磁阻元件的磁敏部分平行的平面内，沿着磁阻元件排列的方向以锯齿形方式布置各个磁铁，考虑到用来容装各磁阻元件和磁铁的盒子结构设计，于是，能够精确地确定磁铁相对于盒子的位置，并因此而可以稳定地提高长型磁性传感器的装配精度，并稳定地得到其特性为均一的。

图面说明

图1是表示第一实施例长型磁性传感器的外观透视图；

图2表示长型磁性传感器的磁阻元件与磁铁之间的位置关系，以及沿纵长方向关于各位置的检测水平特性；

图3表示因长型磁性传感的磁铁所致的磁通量密度分布，以及由于存在磁性物质，磁通量密度的变化；

图4表示相邻磁阻元件之间位置关系的举例，以及相邻磁铁间位置关系的另一举例；

图5表示第二实施例长型磁性传感器的各磁阻元件与磁铁之间的位置关系；

图6表示第三实施例长型磁性传感器的各磁阻元件与磁铁之间的位置关系；

图7表示第四实施例长型磁性传感器中各磁阻元件关于盒子之间的位置关系；

图8表示专利文献1中所述长型磁性传感器的结构；

图9表示长型磁性传感器的磁通量密度分布的一种举例；

图10表示专利文献2中所述长型磁性传感器的结构。

参考标记

1盒子

2磁阻元件

3卡爪耦接槽

4盖子

5磁铁

6接线插针

10框架

11盖子接线端

20磁敏部分

100检测物体

101磁性物质

200长型磁性传感器

具体实施方式

以下将参照图1-4描述第一实施例长型磁性传感器的结构。

图1是表示一种长型磁性传感器的外观透视图，其中，图1(A)表示正在装附盖子过程中的情况，而图1(B)表示带有已装好的盖子的情况。将磁阻元件2a，2b，2c，2d…安装在由合成树脂制成的盒子1的上部。与多个磁阻元件2a，2b，2c，2d…相连的接线插针6突出于盒子1的下部。在盒子1的两个横向的侧面上沿着纵长方向设置有卡爪耦接槽3。

金属盖子4带有固定盖子的卡爪，它们与盒子的卡爪耦接槽3耦接。有如图1(B)所示那样，在盖子4沿着纵长方向滑动的同时，使得两个卡爪耦接槽3都与固定盖子的卡爪互相耦接，盖子4盖住盒子1的上部。如该图中的箭号所示那样，沿实际上与长型磁性传感器200的纵长方向正交的方向移送检测物体100。

盖子4设置有盖子接线端11，以与电路板接地电连接。

图2(A)是表示从图1所示长型磁性传感器取去盖子状态的平面图。图2(B)沿着与形成有磁敏部分的表面垂直的平面，并通过多个磁阻元件和多个磁铁所取的剖面图。要说明的是，这里只表现了磁阻元件2a-2e。另外，图2(B)中省略了表现盖子1。

在磁阻元件2a-2e的下部分别设置磁铁5a-5e。在磁阻元件2a-2e上分别形成磁敏部分20a-20e。当图1所示的检测物体100为类似纸币的薄纸片，同时又不能总是沿着严格与长型磁性传感器200的纵长方向正交的方向移送该物体时，各磁敏部分20a-20e形成于磁阻元件2a-2e的表面上或者所述表面附近，从而使各磁敏部分20a-20e的纵长方向实际上是与检测物体的移送方向正交的。

将磁铁5a-5e的磁极(N-极和S-极)方向配置成使磁通量垂直通过磁阻元件2a-2e，并使相邻磁铁的磁极方向互相反转。也就是说，使磁铁5a的N-极面对磁阻元件2a，同时使与磁铁5a相邻的磁铁5b的S-极面对磁阻元件2b。然后，使与磁铁5b相邻的磁铁5c的N-极面对磁阻元件2c。与上述布置类似地，使各相邻磁铁的磁极方向都是彼此相反的。

图3是在有如图2(A)所示那样布置各磁铁的磁极方向时的磁场分布示例。如图3(A)所示，从磁铁5c的N-极出来的磁力线向上通过磁阻元件2c的磁敏部分20c。然后，所述磁力线向下通过磁阻元件2b和2d的磁敏部分20b和20d，之后进入磁铁5b和5d的S-极。与此同时，从磁铁5c的N-极出来的磁通量的磁力线弯曲成环形，然后进入相邻磁铁5b和5d的S-极.

如图3(B)所示，当检测物体的磁性物质101c、101cd和101d到达磁阻元件2c和2d附近，并且磁阻元件2c和2d顺次有一定的时间间隔时，正从磁铁5c向磁铁5d发出的磁通量受到磁性物质101cd的吸引，近似垂直地通过磁阻元件2c和2d的磁敏部分20c和20d，并且，它们的磁通量的磁通密度增大。因此，由于磁阻元件2c和2d的磁阻变化缘故，可以检测磁性物质101cd的有无。另外，由于通过磁阻元件2c的磁敏部分20c的磁通量的磁通密度因磁性物质101c的存在而增大，所以，因磁阻元件2c的磁阻变化缘故而能够检测磁性物质101c已经到达这里。同样地，由于通过磁阻元件2d的磁敏部分20d的磁通量的磁通密度因磁性物质101d的存在而增大，所以，因磁阻元件2d的磁阻变化缘故而能够检测磁性物质101d已经到达这里。

图2(C)表示检测水平关于长型磁性传感器沿纵长方向位置的示例特性。有如该图所示那样，当在平行于磁敏部分的平面内观察时，由于即使在未设置磁敏部分的位置也可以检测磁性物质，所以，在长型磁性传感器纵长方向任何位置的检测水平都不会低下，而能给出实际上为均一的检测水平。

在有如图2和3所示的示例中，虽然比如在相邻的磁铁之间以及相邻的磁阻元件之间都存在有小的缝隙，但有如图4(A)所示那样，可以紧密地装附连续布置的磁铁5a、5b和5c。作为另一种可供选择的方式，有如图4(B)所示者，可以使连续布置的磁铁5a、5b和5c中间的缝隙与连续布置的磁阻元件2a、2b和2c中间的缝隙不同，也即可使磁铁5a、5b和5c中间的缝隙大于磁阻元件2a、2b和2c的磁敏部分20a、20b和20c中间的缝隙。

接下去，以下将参照图5描述第二实施例的长型磁性传感器。

有如图5(A)的示例所示那样，将各磁阻元件配置成使多个磁铁中的两个磁铁按排列顺序成为一个单元，并使磁阻元件跨过该二磁铁。具体地是将磁阻元件2ab配置成跨过磁铁5a和5b。另外，将磁阻元件2cd配置成跨过磁铁5c和5d。

采用这样的结构，从磁铁5a出来的磁通量进入到相邻的磁铁5b中。磁铁5a出来的磁通量通过磁敏部分20ab的左面部分，然后再通过它的右面部分，之后即进入磁铁5b。类似地，从磁铁5c出来的磁通量通过磁敏部分20cd的左面部分，然后再通过它的右面部分，之后即进入磁铁5d。另外，从磁铁5c出来的磁通量通过磁敏部分20cd的左面部分，然后通过磁敏部分20ab的右面部分，之后进入磁铁5b。

相应地，在从与磁敏部分平行的平面内观察时，如果检测物体的磁性物质存在于磁敏部分20ab、20cd等的中央部分处，则可因设置有磁敏部分的磁阻元件的磁阻变化之故而检测到磁性物质的有无。另外，如果磁性物质存在于未设置磁敏部分处，就如同磁敏部分20ab和20cd之间的部分，则与第一实施例相同，可因设置有磁敏部分20ab和20cd的磁阻元件2ab和2cd二者的磁阻变化缘故而检测到磁性物质的有无。

在图5(A)的示例中，虽然可将各磁阻元件布置成比如像图5(B)中所示那样，使三个磁铁(5a，5b，5c)和(5d，5e，5f)分别按照排列的顺序成为一个单元，并使磁阻元件20abc和20def分别完全跨过所述的磁铁。作为另一种可供选择的方式，可以使四个或者更多的磁铁成为单元。也就是说，可将磁阻元件布置成，使至少两个磁铁成为一个单元，并使磁阻元件完全跨过至少两个磁铁。

接下去，以下将参照图6描述第三的长型磁性传感器。

在本实施例中，将磁阻元件配置成跨过相邻的磁铁，在每个位置处磁铁都彼此相邻。本实施例中，将磁阻元件2ab配置成跨过磁铁5a和5b。然后，将磁阻元件2cd配置成跨过磁铁5b和5c。另外，将磁铁5a、5b和5c布置成使连续布置的磁铁的磁极交替地相反。

采用这样的结构，磁铁的中心部分位于与设置于二相邻磁阻元件的磁敏部分之间的缝隙相应的位置处。按照图6所示的示例，将磁铁5b的中心部分置于与设在磁阻元件2ab与2bc的磁敏部分20ab和20bc之间的缝隙Gh相应的位置。由于磁铁中心部分的磁通量密度比两端部分的高而且稳定，所以，相邻磁敏部分之间的磁通量密度可以高于其它区域的。因此，可使与缝隙Gh相应的位置处的检测水平低下得到补偿，并可获得在整个纵长方向上检测水平特性表现为平直的线。另外，即使在非均一地布置相邻磁铁界面的情况下，由于可使与缝隙Gh相应的位置处的磁通量密度保持较高，所以，能够使因这种非均一所致的检测水平变化得以被减小。要说明的是，磁铁之间所表现的特性与第二实施例的相同。

接下去，以下将参照图7描述第四的长型磁性传感器。

图7是表示与长型磁性传感器的各磁阻元件的磁敏部分平行的平面的局部平面视图。有如图中的点划线所示，以成一直线的方式布置磁阻元件2a-2c。将磁铁5a、5b和5c分别布置在磁阻元件2a、2b和2c处。与第一实施例不同的是，在盒子1的底面处形成多个框架10，为的是能够在与磁阻元件的磁敏部分20a、20b和20c平行的平面内，以交错的方式沿着磁阻元件2a-2c的排列配置各磁铁。因此，各框架10用作以锯齿方式布置的磁铁保持部，从而使得只需把磁铁顺序装设到框架10上，就能够容易地确定磁铁相对于盒子的位置。另外，由于相邻磁铁的磁极方向彼此相反，并因此使磁铁互相吸引，而如同图中的点划线所示那样成直线排列，所以，还可以沿与图中点划线正交的方向自动确定各磁铁的位置。

应予说明的是，图7表示的示例中，可将磁铁相对于盒子的布置应用于第一实施例。不过，还可以同样的方式，选择将这种布置应用于第二或第三实施例。

本发明可用于吸收因移动的平板之间的摩擦所引起的振动。

Claims (5)

1.一种长型磁性传感器，包括：

多个磁阻元件，它们的表面上或者在表面附近设有磁敏部分，每个磁敏部分的纵长方向与检测物体的移动方向正交；多个磁铁，用以对各磁阻元件的磁敏部分加给磁场；

其中，所述多个磁阻元件的磁敏部分和多个磁铁对齐成直线，以与检测物体的移动方向正交，并将所述多个磁铁配置成使相邻磁铁磁通量的方向彼此反转，它们与所提供的各磁阻元件的磁敏部分的表面垂直。

2.如权利要求1所述的长型磁性传感器，其中，与所述各磁阻元件一对一对应地配置所述多个磁铁。

3.如权利要求1所述的长型磁性传感器，其中，把每个磁阻元件配置成使至少两个磁铁按照磁铁的排列顺序成为一个单元，并使磁阻元件完全跨过至少两个磁铁。

4.如权利要求1所述的长型磁性传感器，其中，把每个磁阻元件配置成在多个磁铁彼此相邻的每一位置处跨过相邻的磁铁。

5.如权利要求1至4任一项所述的长型磁性传感器，其中，还包括容装各磁阻元件和磁铁的盒子，盒子中设置多个框架，使得在与各磁阻元件的磁敏部分平行的平面内，按锯齿形方式沿各磁阻元件的排列方向布置各磁铁。

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