CN2360884Y - 钕铁硼磁传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁传感器,特别是涉及一种伪钞鉴别仪中使用的磁传感器。该磁传感器由磁头和永磁体组成。磁头是单声道的300Ω至550Ω的录放音磁头;永磁体的材料是钕铁硼,表面剩磁强度为0.14至0.18特斯拉;磁头上距工作缝隙最近的侧面与永磁体上最大的两个平面之一作为两者的结合面。该磁传感器可检测钞票表面有无磁性,具有最佳的灵敏度,可在伪钞鉴别仪中使用。

Description

钕铁硼磁传感器

本实用新型涉及一种磁传感器，特别是涉及一种伪钞鉴别仪中使用的磁传感器。

金融系统需要鉴别钞票的真伪。常用的方法之一是磁性鉴伪法，即在鉴别仪中用磁传感器检测钞票表面有无磁性，有磁性的是真钞，无磁性的是伪钞。对这种磁传感器的要求是灵敏度要高，稳定性要好，结构要简单。从理论上讲(一般教科书上有述，例《常用电工仪表与测量》修订本 华中工学院 电磁测量教研室编 机械工业出版社 1985.4)磁测量的主要方法有感应法(原理)、霍尔效应法(原理)、核磁共振法等。其中核磁共振法太复杂，在鉴别伪钞方面不适用。而感应法、霍尔效应法较适用。利用感应原理、霍尔效应原理制作的磁传感器，通常又称为磁头。这两种传感器工作时，都需要加入激磁磁场。中国专利局公告的，专利号为93223752.5《多功能高效验钞器》专利文件中记载了采用高灵敏的磁敏传感器(MD-II)测钞磁的技术方案，专利号为94244030.7《一种动态式磁性验币装置》专利文件中记载了用硅磁阻型磁性传感器测钞磁的技术方案，这两种技术方案中所用的磁传感器都属于霍尔效应磁传感器，由于其自身固有的特性决定了这种传感器本身灵敏度不高，要提高整机的灵敏度就得加大放大器的增益，制作高增益的放大器有困难。但这种传感器简单可靠。专利号为92212125.7《货币鉴别器》；专利号为93216994.5《笔式伪钞识别器》；专利号为93229879.6《微型双功能伪钞识别器》；专利号为95231987.X《一种永磁性磁头》，都记载了用录音机磁头测钞磁的技术方案，属于感应原理磁传感器，在提高灵敏度方面它比霍尔效应磁传感器进了一步。但还未达到最佳的灵敏度。原因如下。前三个专利文件的技术方案中用激磁电阻引入外加电流给磁头铁心激磁，该激磁电阻是磁头输出信号的一个负载，它的存在使磁信号在磁头内阻上的压降加大了，而输出信号幅值变小了(灵敏度变低了)。后一种专利文件的技术方案中用外加永久磁铁片给磁头激磁，从理论上讲，它的灵敏度会比用电阻激磁的高，因为外加的永久磁铁片与磁头的输出电信号没有电的连接，所以不会使磁头输出信号的幅值降低。但是外加磁场强度，磁场方向；磁头的形式，磁头的参数；磁头与永磁体的空间上的相互位置关系等，会影响灵敏度。该专利文件中没有给出这方面的技术方案，不能获得最佳的灵敏度。不解决这些技术问题，不但不能获得高的灵敏度，还可能出现比电阻激磁的灵敏度还要低的问题。现有技术中没有给出获得最佳灵敏度的技术方案。

本使用新型的目的是提供一种磁传感器，它具有最佳的灵敏度和较小的体积。

本使用新型的目的是这样实现的，选用单声道的、直流阻抗300Ω至550Ω的录放音磁头；激磁用的永磁体由钕铁硼材料制成，充磁后使表面剩磁强度为0.14至0.18特斯拉；磁头上距工作缝隙最近的侧面与永磁体上最大的两个平面之一作为两者的结合面，结合后两者的横向中心线对齐，永磁体的上端面到磁头上端面最高点的距离为1至4毫米。

激磁用的永磁体外形是，长5±1(毫米)、宽2.5±1(毫米)、高5±1(毫米)的六面体。它的剩磁方向与其最大的两个平面之一(任一个)的法线方向相同或者相反。

普通录音机上的磁头，尽管外形尺寸都是标准的，但型号很多，性能差别很大，功能也不完全一样。例如：录音磁头，放音磁头，录放音磁头；单声道磁头，双声道磁头，多声道磁头；低阻抗磁头，中阻抗磁头，高阻抗磁头；等等。录放音磁头产量最大，成本最低。单声道磁头的磁迹比双(多)声道磁头的宽，由于磁迹宽可拾取的磁信号就多，因此就磁迹来说单声道磁头灵敏度最高。一般说来磁头的阻抗大则线圈的匝数就多，磁头线圈中的感生电动势与匝数成正比，所以阻抗大的感生电动势也大。但是过大的阻抗会在其上产生更大的压降，使磁头输出的信号幅值变小。本实用新型技术方案中给出的直流阻抗300Ω至550Ω是最佳的参数，可获得最佳(最高)的灵敏度。如何给磁头铁心激磁是个很关键的技术。激磁不足时铁芯中的磁感应强度在磁化曲线的启始处，磁头的灵敏度很低。激磁太强时铁芯中的磁感应强度在磁化曲线的饱和处，磁头的灵敏度也很低。若铁芯中的磁感应强度工作在磁化曲线变化率最大的点上，则磁头的灵敏度最高。考虑到要给磁信号留有一定的变化范围，则铁芯中的磁感应强度应工作在磁化曲线的中点偏下的点上。这时信号动态范围大，失真小，灵敏度虽不是最高，但也接近最高，具有最佳的灵敏度，检测钞磁的效果最好。磁头上距工作缝隙最近的侧面与永磁体上最大的两个平面之一作为两者的结合面，结合后两者的横向中心线对齐，永磁体的上端面到磁头上端面最高点的距离为1至4毫米。永磁体表面剩磁强度为0.14至0.18特斯拉。这些结构特征和参数可使磁头铁芯中的磁感应强度工作在磁化曲线的中点偏下的点上，磁头具有最佳的灵敏度。钕铁硼永磁材料具有非常大的剩磁，同常用的铁氧体材料相比具有较小的体积。

图1是钕铁硼磁传感器的立体示意图。其中1——磁头。2——磁头的工作缝隙。3——箭头，它表示钕铁硼永磁体的上端面到磁头上端面最高点的距离。4——钕铁硼永磁体。5，6——磁头输出信号的引脚。7——钕铁硼永磁体最大的两个平面之一。8——磁头与钕铁硼永磁体的结合面。

下面给出本实用新型的实施例，并结合图1描述如下。钕铁硼磁传感器由录音机磁头(1)和用于激磁的永磁体(4)组成。磁头(1)是具有标准尺寸的，单声道的，直流阻抗300Ω至550Ω(例400Ω，500Ω等)的录放音磁头。激磁用的永磁体(4)是由钕铁硼材料制成，外形是，长5±1(毫米)、宽2.5±1(毫米)、高5±1(毫米)的六面体。充磁后使表面剩磁强度为0.14至0.18特斯拉(例0.15，0.16特斯拉，等)，剩磁方向与其最大的两个平面之一(任一个)的法线方向相同或者相反。磁头(1)和永磁体(4)之间的结合及其联系是这样的，磁头(1)上距工作缝隙(2)最近的侧面(8)与永磁体(4)上最大的两个平面之一作为两者的结合面，结合后两者的横向中心线对齐，永磁体(4)的上端面到磁头(1)上端面最高点的距离(3)为1至4毫米(例2，3毫米，等)。将上述的结构进行封装，封装的同时要做出引线，就得到一个完整、实用的成品钕铁硼磁传感器。

Claims (2)

1.一种伪钞鉴别仪中使用的，检测钞票表面有无磁性的钕铁硼磁传感器，该传感器由录音机磁头和激磁用的永磁体组成，其特征是，选用单声道的，直流阻抗300Ω至550Ω的录放音磁头；激磁用的永磁体由钕铁硼材料制成，充磁后使表面剩磁强度为0.14至0.18特斯拉；磁头上距工作缝隙最近的侧面与永磁体上最大的两个平面之一作为两者的结合面，结合后两者的横向中心线对齐，永磁体的上端面到磁头上端面最高点的距离为1至4毫米。

2.根据权利要求1所述的钕铁硼永磁体，其特征是，长5±1(毫米)、宽2.5±1(毫米)、高5±1(毫米)的六面体；它的剩磁方向与其最大的两个平面之一(任一个)的法线方向相同或者相反。

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