RU2292055C2 - Measuring sound and an authentication arrangement holding it - Google Patents

Measuring sound and an authentication arrangement holding it Download PDF

Info

Publication number
RU2292055C2
RU2292055C2 RU2004129328/28A RU2004129328A RU2292055C2 RU 2292055 C2 RU2292055 C2 RU 2292055C2 RU 2004129328/28 A RU2004129328/28 A RU 2004129328/28A RU 2004129328 A RU2004129328 A RU 2004129328A RU 2292055 C2 RU2292055 C2 RU 2292055C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
coil
specified
measuring
magnetizing coil
Prior art date
Application number
RU2004129328/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004129328A (en
Inventor
Эдгар МЮЛЛЕР (CH)
Эдгар Мюллер
Филипп ЭГГЕР (CH)
Филипп Эггер
Майрон СЕТО (CH)
Майрон Сето
Original Assignee
Сикпа Холдинг С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сикпа Холдинг С.А. filed Critical Сикпа Холдинг С.А.
Priority to RU2004129328/28A priority Critical patent/RU2292055C2/en
Publication of RU2004129328A publication Critical patent/RU2004129328A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2292055C2 publication Critical patent/RU2292055C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: the invention refers to a measuring sound for receiving data about magnetization of an object (7 ) particularly of a protected document or an article holding at least one material (M) of magnetic protection.
SUBSTANCE: the measuring sound has a magnetizing coil (3) without a core and two magnetic sensors (4s, 4c, 8s, 8c) located inside the magnetizing coil (3) from its both ends. At that the sensors' magnetic axles are combined with the axle of the magnetizing coil (3). The invention also refers to an arrangement of identification of authenticity holding the indicated measuring sound and to a mode of identification of authenticity fulfilled with using of the indicated measuring sound and the arrangement of identification of authenticity.
EFFECT: the proposed mounting of a measuring sound provides reliable and quick definition of characteristics of magnetization of thin sheet materials located away of the channel of the magnetizing coil.
16 cl,8 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к измерительному зонду и к содержащему его устройству аутентификации, предназначенным для аутентификации защищенного документа или изделия путем записи и сравнения магнитных характеристик указанного документа или изделия, посредством которых указанные магнитные характеристики привязывают к магнитному материалу, который либо содержится в указанном документе или изделии, либо нанесен на него с использованием типографской краски, состава покрытия или фольги.The present invention relates to a measuring probe and an authentication device containing it for authenticating a protected document or product by recording and comparing the magnetic characteristics of the specified document or product, by which these magnetic characteristics are attached to the magnetic material that is either contained in the specified document or product, or applied to it using printing ink, coating composition or foil.

Уровень техникиState of the art

Магнитные типографские краски известны в области техники печати защищенных документов. "Черный краситель на денежных знаках США", который больше чем сто лет используется для печати рисунка на долларовых купюрах в качестве черного пигмента, изготовляют на основе порошка магнетита Fe3O4. Множество других магнитных материалов были предложены и использовались в качестве пигментов в типографских красках и составах покрытия, такие как порошки железа, кобальта и никеля, коричневая окись железа Fe2O3, двуокись хрома CrO2, ферриты MFe2О3 (где М представляет собой двухвалентный ион, такой как Mg2+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Zn2+ и т.д.), например ZnFe2О3, гранаты А3В5О12 (где А представляет собой трехвалентный редкоземельный ион и В представляет собой Al3+, Fe3+, Ga3+, Bi3+и т.д.), например железоиттриевый гранат Y3Fe5О12 (ЖИГ (YIG)) и др.Magnetic inks are known in the art of printing security documents. “US Currency Black Dye,” which has been used to print a pattern on dollar bills as a black pigment for more than a hundred years, is made from magnetite powder Fe 3 O 4 . Many other magnetic materials have been proposed and used as pigments in printing inks and coating compositions, such as iron, cobalt and nickel powders, brown iron oxide Fe 2 O 3 , chromium dioxide CrO 2 , ferrites MFe 2 O 3 (where M represents divalent ion, such as Mg 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , etc.), for example ZnFe 2 O 3 , garnets A 3 B 5 O 12 (where A is trivalent rare-earth ion and B is Al 3+ , Fe 3+ , Ga 3+ , Bi 3+ , etc.), for example, Y 3 Fe 5 O 12 iron garnet (YIG) and others.

Магнитные материалы, в частности, характеризуются зависимостью степени их намагниченности В от прикладываемого внешнего магнитного поля Н. При слабом магнитном поле Н намагниченность В приблизительно пропорциональна Н, то есть В=μ·Н; постоянную пропорциональности μ называют относительной магнитной проницаемостью. Нелинейное поведение функции намагничивания В(Н) вообще наблюдается в условиях сильных магнитных полей Н, при которых μ, в конечном счете, становится равной единице, то есть наступает магнитное насыщение. Все магнитные материалы проявляют магнитное насыщение.Magnetic materials, in particular, are characterized by the dependence of the degree of their magnetization B on the applied external magnetic field N. When the magnetic field H is weak, the magnetization B is approximately proportional to H, that is, B = μ · N; the proportionality constant μ is called relative magnetic permeability. The nonlinear behavior of the magnetization function B (H) is generally observed under conditions of strong magnetic fields H, in which μ ultimately becomes equal to unity, i.e., magnetic saturation occurs. All magnetic materials exhibit magnetic saturation.

Многие магнитные материалы, кроме того, проявляют необратимую функцию намагничивания, то есть при уменьшении напряженности магнитного поля Н от величины насыщения до нуля величина В остается на некотором фиксированном значении Br (остаточная намагниченность). Чтобы снова вернуть В в нулевое значение, к материалу требуется приложить отрицательное магнитное поле -Нc (магнитная коэрцитивность). Такое необратимое магнитное поведение называют гистерезисом, и кривую В(Н) или характеристику намагничивания такого материала называют петлей гистерезиса.Many magnetic materials, in addition, exhibit an irreversible magnetization function, that is, when the magnetic field H decreases from saturation to zero, the value of B remains at a fixed value of B r (residual magnetization). To return B to zero again, a negative magnetic field -H c (magnetic coercivity) must be applied to the material. Such irreversible magnetic behavior is called hysteresis, and the B (H) curve or magnetization characteristic of such a material is called a hysteresis loop.

На фиг.1а показана петля гистерезиса коэрцитивного магнитного материала, на которой показана зависимость силы В намагничивания от напряженности Н магнитного поля. Нелинейная природа функции намагниченности В(Н) является известной, так же как Нc - коэрцитивность магнитного материала, Br - остаточная намагниченность после отключения внешнего поля и Bs - намагниченность насыщения (когда μ=1) материала. Значение Нc представляет собой зависимую от материала и независимую от его количества (интенсивную) величину, тогда как величины Br и Bs зависят от количества (экстенсивные).On figa shows a hysteresis loop of the coercive magnetic material, which shows the dependence of the magnetization force In on the magnetic field H. The nonlinear nature of the magnetization function B (H) is known, just as H c is the coercivity of the magnetic material, B r is the remanent magnetization after switching off the external field, and B s is the saturation magnetization (when μ = 1) of the material. The value of H c is a material-dependent and independent of its quantity (intensive) quantity, while the values of B r and B s depend on the quantity (extensive).

На практике можно измерять либо намагниченность В как функцию Н, или магнитную индукцию, то есть производную по времени dB(H)/dt, как функцию H(t), с использованием соответствующих датчиков. На фиг.1b показана зависимость магнитной индукции dB/dt, полученная с помощью измерительной катушки, соответствующая перемещению от точки b до точки d по кривой гистерезиса, изображенной на фиг.1а.In practice, it is possible to measure either the magnetization B as a function of H, or magnetic induction, that is, the time derivative dB (H) / dt, as a function of H (t), using appropriate sensors. On fig.1b shows the dependence of the magnetic induction dB / dt, obtained using a measuring coil, corresponding to the movement from point b to point d along the hysteresis curve shown in figa.

Для аутентификации защищенных документов или изделий, на которые нанесены магнитная типографская краска или покрытие, представляет интерес использование характеристики намагниченности материала (например, петли гистерезиса) В(Н)=μ·H, построенной по магнитным данным. Измерение степени намагниченности или петли гистерезиса обычно требует применения громоздкого лабораторного оборудования. Такое оборудование - гистерезиграф - включает измерительный зонд, предназначенный для получения и измерения магнитных полей, а также необходимое электронное оборудование, предназначенное для обработки данных.For authentication of protected documents or products on which magnetic printing ink or coating is applied, it is of interest to use the magnetization characteristic of a material (for example, a hysteresis loop) B (H) = μ · H constructed from magnetic data. Measuring the degree of magnetization or hysteresis loop usually requires the use of cumbersome laboratory equipment. Such equipment - a hysteresigraph - includes a measuring probe designed to receive and measure magnetic fields, as well as the necessary electronic equipment designed to process data.

Компоновка магнитного измерительного зонда, известного в данной области техники и используемого в лабораторных гистерезиграфах, схематично показана на фиг.2а. Образец магнитного материала М' помещен внутри первой части намагничивающей катушки 3. Катушка 3 представляет собой катушку без сердечника, имеющую форму цилиндра, то есть соленоид, возбуждение которого осуществляют периодически изменяющимся электрическим током I(t), в результате чего генерируется периодически изменяющееся намагничивающее поле H(t). Магнитный материал М' внутри катушки намагничивается полем H(t), в результате чего генерируется дополнительная компонента B(t)=A·μ(H)·H(t) магнитного поля H(t). Здесь величина А представляет собой постоянную пропорциональности, связанную с количеством присутствующего магнитного материала.The layout of a magnetic measuring probe known in the art and used in laboratory hysteresigraphs is shown schematically in FIG. 2a. A sample of the magnetic material M 'is placed inside the first part of the magnetizing coil 3. The coil 3 is a coreless coil having the shape of a cylinder, i.e. a solenoid, which is excited by a periodically changing electric current I (t), as a result of which a periodically changing magnetizing field H is generated (t). The magnetic material M 'inside the coil is magnetized by the field H (t), as a result of which an additional component B (t) = A · μ (H) · H (t) of the magnetic field H (t) is generated. Here, A is a constant of proportionality associated with the amount of magnetic material present.

Измерительная катушка 4s установлена поверх указанной первой части указанной намагничивающей катушки, содержащей образец М'. Компенсирующая катушка 4с установлена поверх второй части намагничивающей катушки, не содержащей образец. Изменяющееся магнитное поле H(t) индуцирует напряжения Us и Uc в измерительной и в компенсирующей катушках, соответственно:A measuring coil 4s is mounted on top of said first part of said magnetizing coil containing sample M '. A compensating coil 4c is mounted on top of the second part of the magnetizing coil that does not contain a sample. The changing magnetic field H (t) induces voltages U s and U c in the measuring and compensating coils, respectively:

Us≈d(H+B)/dt≈dH/dt(1+A·μ(H)),U s ≈d (H + B) / dt≈dH / dt (1 + A · μ (H)),

Uc≈dH/dt.U c ≈ dH / dt.

Измерительная и компенсирующая катушки механически установлены симметрично и электрически сбалансированы относительно друг друга, и обе они подключены к общему заземлению (Gnd), так что Us-Uc равно нулю при отсутствии магнитного материала внутри измерительной катушки. В случае присутствия магнитного материала внутри измерительной катушки 4s, возникает асимметричная составляющая A·μ(Н)=dBM/dt, которая может быть определена как разность Us-Uc.The measuring and compensating coils are mechanically mounted symmetrically and electrically balanced relative to each other, and both of them are connected to a common ground (Gnd), so that U s -U c is zero in the absence of magnetic material inside the measuring coil. In the presence of magnetic material inside the measuring coil 4s, an asymmetric component A · μ (H) = dB M / dt occurs, which can be defined as the difference U s -U c .

Для проведения указанного измерения образец магнитного материала должен быть помещен внутрь указанной намагничивающей катушки для обеспечения условий однородного магнитного поля во всем объеме образца. Такие условия, в частности, присутствуют внутри цилиндрической катушки, где линии магнитного поля параллельны и имеют постоянную плотность. Снаружи катушки линии магнитного поля расходятся, и поле становится неоднородным. Измерение характеристик намагничивания основной части материалов, таким образом, обычно проводят за пределами намагничивающей катушки, потому что не на все части испытуемого образца воздействует одинаковая напряженность поля. Для устранения этого недостатка в некоторых инструментах используют пары аналогичных больших катушек с совмещенными осями. Такие катушки, известные как катушки Гельмгольца, позволяют создавать объем однородного магнитного поля в свободном пространстве, но при их применении требуется, чтобы образец был установлен между обеими частями катушки.To carry out this measurement, a sample of magnetic material must be placed inside the specified magnetizing coil to ensure uniform magnetic field in the entire volume of the sample. Such conditions, in particular, are present inside the cylindrical coil, where the magnetic field lines are parallel and have a constant density. Outside the coil, the lines of the magnetic field diverge, and the field becomes inhomogeneous. Thus, the magnetization characteristics of the main part of the materials are thus usually measured outside the magnetizing coil, because not all parts of the test sample are affected by the same field strength. To eliminate this drawback, some tools use pairs of similar large coils with aligned axes. Such coils, known as Helmholtz coils, allow you to create a volume of a uniform magnetic field in free space, but when they are used, it is required that the sample be installed between both parts of the coil.

Ввиду указанных геометрических ограничений плоские магнитные объекты с большими размерами, такие как документы с магнитной печатью или изделия с магнитным покрытием, трудно использовать в качестве образца. Они либо должны быть разрезаны на куски для обеспечения возможности их установки в доступное пространство измерения гистерезиграфа (деструктивный способ анализа), либо необходимо построить очень специфический инструмент, в котором одна катушка установлена сверху, а вторая катушка установлена снизу образца, параметры которого измеряют.Due to these geometric limitations, large-sized flat magnetic objects, such as magnetically printed documents or magnetically coated articles, are difficult to use as a sample. They either have to be cut into pieces to allow them to be installed in the accessible space of the hysteresigraph measurement (destructive method of analysis), or it is necessary to build a very specific tool in which one coil is mounted on top and the second coil is mounted on the bottom of the sample, the parameters of which are measured.

Зонды для недеструктивных магнитных измерений М(Н) описаны, например, в патентах US 4,843,316, US 4,901,016, JP 02,248,879, FR-A-2,686980 и DE-A-3138887. Однако ни один из этих зондов не подходит для проведения аутентификации "сверху" листов большого размера, таких как листы бумаги, на которые нанесена магнитная печать или покрытие. Измерительные зонды предшествующего уровня техники, в частности, были предназначены для измерения характеристик носителей записи, имеющих плоские поверхности; причем такие зонды нельзя успешно применять на текстурированных поверхностях, которые, например, получаются при использовании глубокой магнитной печати.Probes for non-destructive magnetic measurements of M (H) are described, for example, in patents US 4,843,316, US 4,901,016, JP 02,248,879, FR-A-2.686980 and DE-A-3138887. However, none of these probes is suitable for conducting “top-down” authentication of large sheets, such as sheets of paper that are magnetically printed or coated. Prior art measuring probes, in particular, have been designed to measure the characteristics of recording media having flat surfaces; moreover, such probes cannot be successfully used on textured surfaces, which, for example, are obtained using intaglio magnetic printing.

Было бы предпочтительно получить средство, пригодное для недеструктивной оценки магнитных характеристик листового текстурированного материала больших размеров, такого как бумага, на которую нанесена магнитная печать или покрытие. Кроме того, было бы особенно предпочтительно разработать способ и устройство, которые позволили бы проводить аутентификацию "сверху" магнитных характеристик на печатных ценных документах или изделиях, то есть без необходимости использования двух совмещенных намагничивающих катушек с обеих сторон документа.It would be preferable to obtain a tool suitable for non-destructive evaluation of the magnetic characteristics of a large-sized sheet of textured material, such as paper that is magnetically printed or coated. In addition, it would be particularly preferable to develop a method and apparatus that would allow authentication “from above” of the magnetic characteristics on printed valuable documents or products, that is, without the need for two combined magnetizing coils on both sides of the document.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение направлено на измерительный зонд, позволяющий проводить измерения магнитных характеристик листового материала без ограничений в отношении размеров указанного листа материала. Такой измерительный зонд должен, в частности, позволять с высокой скоростью проводить надежное, легко выполнимое и хорошо совмещаемое с другими методами анализа установление подлинности листового материала путем простой установки и/или перемещения измерительного зонда на поверхности и/или над поверхностью указанного документа или изделия.The present invention is directed to a measuring probe that allows you to measure the magnetic characteristics of the sheet material without restrictions on the size of the specified sheet of material. Such a measuring probe should, in particular, allow a reliable, easy to carry out and well-compatible with other analysis methods authentication of sheet material by simple installation and / or movement of the measuring probe on the surface and / or above the surface of the specified document or product.

Такая цель настоящего изобретения достигается с помощью измерений, проводимых с использованием магнитного зонда и содержащего его устройства аутентификации, а также с помощью способа аутентификации, выполняемого с использованием указанного устройства, в соответствии со свойствами формулы изобретения.Such an object of the present invention is achieved by measuring using a magnetic probe and an authentication device containing it, as well as using an authentication method performed using the specified device, in accordance with the properties of the claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется со ссылкой на чертежи:The invention is illustrated with reference to the drawings:

На фиг.1a показана типичная кривая В(Н) намагничивания (кривая гистерезиса) коэрцитивного магнитного материала, на которой указаны значения остаточной намагниченности и намагниченности насыщения Br и Bs, а также коэрцитивное магнитное поле Нc.Fig. 1a shows a typical magnetization curve B (H) (hysteresis curve) of a coercive magnetic material, which shows the values of the residual magnetization and saturation magnetization B r and B s , as well as the coercive magnetic field H c .

На фиг.1b показана кривая dB(H)/dt магнитной индукции, соответствующая перемещению от точки b до точки с кривой гистерезиса на фиг.1а.On fig.1b shows the curve dB (H) / dt of the magnetic induction corresponding to the movement from point b to the point with the hysteresis curve in figa.

На фиг.2а показана схема компоновки стандартного магнитного измерительного зонда, используемого для получения данных намагничивания или данных гистерезиса магнитного образца М', помещенного внутри намагничивающей катушки.Fig. 2a shows a layout diagram of a standard magnetic measuring probe used to obtain magnetization data or hysteresis data of a magnetic sample M 'placed inside a magnetizing coil.

На фиг.2b показана схема компоновки нового магнитного измерительного зонда для получения, с расположением зонда "сверху", данных намагничивания или данных гистерезиса листового магнитного образца М, расположенного снаружи, перед намагничивающей катушкой.FIG. 2b shows a layout diagram of a new magnetic measuring probe for acquiring, with the probe located “on top”, magnetization data or hysteresis data of a sheet magnetic sample M located outside in front of the magnetizing coil.

На фиг.3а показан вид в продольном разрезе первого предпочтительного варианта выполнения магнитного измерительного зонда, предназначенного для измерения показателей магнитной индукции листового материала 7 с использованием измерительной катушки 4s и компенсирующей катушки 4 с, установленных внутри полости намагничивающей катушки 3, на обоих ее торцах.Fig. 3a shows a longitudinal sectional view of a first preferred embodiment of a magnetic measuring probe for measuring the magnetic induction of sheet material 7 using a measuring coil 4s and a compensating coil 4 s mounted inside the cavity of the magnetizing coil 3 at both ends thereof.

На фиг.3b показан вид в продольном разрезе второго предпочтительного варианта выполнения магнитного измерительного зонда, предназначенного для измерения показателей магнитной индукции листового материала 7 с использованием компонента 8s измерения поля и компенсирующего компонента 8с, установленных в полости намагничивающей катушки 3, на обоих ее торцах.FIG. 3b is a longitudinal sectional view of a second preferred embodiment of a magnetic measuring probe for measuring the magnetic induction of sheet material 7 using the field measuring component 8s and the compensating component 8c mounted in the cavity of the magnetizing coil 3 at both ends thereof.

На фиг.4 показана электрическая схема части варианта выполнения устройства аутентификации с использованием магнитного измерительного зонда в соответствии с настоящим изобретением.Figure 4 shows an electrical diagram of a part of an embodiment of an authentication device using a magnetic measuring probe in accordance with the present invention.

На фиг.5 схематично показана часть варианта выполнения, содержащая три устройства MD, MD' и MD″ аутентификации в соответствии с настоящим изобретением, определяющих магнитные характеристики изделий и передающих полученные данные по линиям L, L' и L″ связи на защищенный сервер для опознавания подлинности на расстоянии.Fig. 5 schematically shows a part of an embodiment containing three devices MD, MD 'and MD ″ authentication in accordance with the present invention, which determine the magnetic characteristics of the products and transmit the received data via L, L' and L ″ communication lines to a secure server for identification authenticity in the distance.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Настоящее изобретение основано на существенном усовершенствовании магнитного измерительного зонда, который позволяет выполнять измерения "сверху" магнитных характеристик, таких как петля гистерезиса В(Н), или характеристики намагничивания dB(H)/dt листовых материалов. При этом такие материалы могут быть текстурированными или плоскими.The present invention is based on a significant improvement in the magnetic measuring probe, which allows measurements from above to be taken of magnetic characteristics, such as the hysteresis loop B (H), or the magnetization characteristics dB (H) / dt of sheet materials. However, such materials may be textured or flat.

Фактически, неожиданно было определено, что свойства намагничивания тонких листовых материалов, таких как печатные материалы или материалы с покрытием, полученные с использованием составов типографской краски или покрытия, содержащих магнитные пигменты защиты, могут быть надежно и быстро определены за пределами канала намагничивающей катушки, если, в частности, использовать новую компоновку катушки или датчика. Такой новый измерительный зонд показан на примере двух вариантов выполнения, представленных на фиг.3а и 3b.In fact, it was unexpectedly determined that the magnetization properties of thin sheet materials, such as printed materials or coated materials, obtained using printing inks or coatings containing magnetic protection pigments, can be reliably and quickly determined outside the channel of the magnetizing coil, if in particular, use a new coil or sensor layout. Such a new measuring probe is shown as an example of two embodiments shown in figa and 3b.

Катушка 3 соленоида без магнитного сердечника цилиндрической формы, изготовленная с использованием изолированного электропроводного провода, применяется в качестве намагничивающей катушки для генерирования намагничивающего поля H(t). Такое намагничичивающее поле является однородным внутри указанной намагничивающей катушки 3 (область H1 поля) и неоднородным снаружи указанной намагничивающей катушки 3 (область Н2 поля). Существуют также две небольших области Н3 поля с практически однородным магнитным полем снаружи указанной намагничивающей катушки 3 на обоих ее торцах, около магнитных полюсов катушки. Практически однородное поле в данном контексте означает, что напряженность магнитного поля в области Н3 отклоняется не больше чем на 15%, предпочтительно на 10%, от значения H1 внутри указанной намагничивающей катушки 3. Такое условие можно принять в качестве определения области Н3.A coil 3 of a solenoid without a cylindrical magnetic core made using an insulated conductive wire is used as a magnetizing coil to generate a magnetizing field H (t). Such a magnetizing field is uniform inside said magnetizing coil 3 (field H 1 ) and non-uniform outside said magnetizing coil 3 (field H 2 ). There are also two small regions of H 3 fields with an almost uniform magnetic field outside the specified magnetizing coil 3 at both ends thereof, near the magnetic poles of the coil. A practically uniform field in this context means that the magnetic field in the H 3 region deviates no more than 15%, preferably 10%, from the value of H 1 inside the magnetizing coil 3. This condition can be taken as the definition of the H 3 region.

Настоящее изобретение основано на использовании этих областей Н3 в районе полюсов для измерения магнитных характеристик плоского изделия 7 больших размеров, в частности защищенного документа, на который нанесена магнитная защитная метка М. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения и как схематично показано на фиг.2b, два или больше магнитных датчика расположены внутри намагничивающей катушки 3 на обоих ее торцах, предпочтительно, около областей Н3 полюсов указанной намагничивающей катушки 3.The present invention is based on the use of these H 3 regions in the vicinity of the poles to measure the magnetic characteristics of a large flat product 7, in particular a security document bearing a magnetic security mark M. In accordance with one aspect of the present invention and as shown schematically in FIG. 2b , two or more magnetic sensors are located inside the magnetizing coil 3 at both ends thereof, preferably near the H 3 pole regions of said magnetizing coil 3.

В первом варианте выполнения магнитного измерительного зонда по фиг.3а, магнитные датчики выполнены на основе измерительной индукционной катушки 4s и компенсирующей катушки 4с. Эти катушки, предпочтительно, расположены симметрично внутри намагничивающей катушки 3, на обоих ее торцах, и их магнитные оси, по существу, совмещены с осью СС намагничивающей катушки 3. Внешние диаметры указанной измерительной и указанной компенсирующей катушек 4s и 4с, в соответствии с настоящим изобретением, должны быть меньшими, чем внутренний диаметр указанной намагничивающей катушки 3. Кроме того, измерительная и компенсирующая катушки, предпочтительно, выполнены тонкими, то есть значение их внешнего диаметра близко к значению их внутреннего диаметра. Использование индукционных катушек позволяет выполнять динамическое измерение изменения степени намагничивания dB/dt.In the first embodiment of the magnetic measuring probe of FIG. 3a, the magnetic sensors are based on a measuring induction coil 4s and a compensating coil 4c. These coils are preferably symmetrically located inside the magnetizing coil 3, at both ends thereof, and their magnetic axes are substantially aligned with the axis CC of the magnetizing coil 3. The outer diameters of said measuring and said compensating coils 4s and 4c, in accordance with the present invention should be smaller than the inner diameter of the specified magnetizing coil 3. In addition, the measuring and compensating coils are preferably made thin, that is, the value of their external diameter is close to the value of their inside diameter. The use of induction coils allows dynamic measurement of the degree of magnetization dB / dt.

В качестве альтернативы, как показано во втором варианте выполнения магнитного измерительного зонда по фиг.3b, магнитные датчики представляют собой измерительный компонент 8s поля и компенсирующий компонент 8с, в связи с этим указанный измерительный компонент 8s поля и указанный компенсирующий компонент 8с должны быть меньшими по размерам, чем внутренний диаметр указанной намагничивающей катушки. Указанные компоненты, предпочтительно, расположены симметрично внутри намагничивающей катушки 3 на обоих ее торцах, и их магнитные оси, по существу, совмещены с осью СС намагничивающей катушки 3. В качестве измерительного компонента 8s поля и компенсирующего компонента 8с можно использовать компоненты любого типа, известные в данной области техники, в частности, они могут представлять собой датчики, работающие на эффекте Холла, или датчики, чувствительные к магнитному полю - магниторезистивные (MR) и большие магниторезистивные (GMR) датчики. Зонды с малыми размерами обоих типов известны в данной области техники и поставляются коммерчески. Использование датчиков магнитного поля позволяет выполнять статические измерения характеристик намагничивания В.Alternatively, as shown in the second embodiment of the magnetic measuring probe of FIG. 3b, the magnetic sensors are a field measuring component 8s and a compensating component 8c, and therefore, said field measuring component 8s and said compensating component 8c should be smaller than the inner diameter of the specified magnetizing coil. These components are preferably located symmetrically inside the magnetizing coil 3 at both ends, and their magnetic axes are substantially aligned with the axis CC of the magnetizing coil 3. As the measuring component of the field 8s and the compensating component 8c, any type of component known in in the art, in particular, they can be Hall effect sensors or magnetic field sensitive sensors - magnetoresistive (MR) and large magnetoresistive (GMR) sensors. Both types of small probes are known in the art and are commercially available. The use of magnetic field sensors allows static measurements of the magnetization characteristics of V.

Для правильной работы устройства листовое изделие 7, на которое нанесен магнитный материал М, предпочтительно удерживают в соответствующем положении по отношению к магнитному измерительному зонду с использованием держателя зонда, так что измерительная индукционная катушка или датчик магнитного поля обращены к материалу М магнитной защиты. Силовые линии поля намагничивающей катушки 3 должны проходить через листовое изделие 7, по существу, ортогонально к его поверхности. При этом нет необходимости обеспечивать непосредственный контакт измерительной индукционной катушки или датчика магнитного поля с материалом М магнитной защиты. Материал М магнитной защиты, в случае необходимости, может быть расположен на расстоянии от магнитного датчика, составляющем до половины внутреннего диаметра намагничивающей катушки, при условии, что магнитное поле Н3 в соответствующей зоне измерения удовлетворяет указанному условию однородности, то есть оно не отклоняется больше чем на 15%, предпочтительно на 10%, от значения H1 внутри катушки 3.For proper operation of the device, the sheet product 7 on which the magnetic material M is applied is preferably held in position with respect to the magnetic measuring probe using the probe holder, so that the measuring induction coil or magnetic field sensor faces the magnetic protection material M. The field lines of the field of the magnetizing coil 3 must pass through the sheet product 7, essentially orthogonal to its surface. There is no need to provide direct contact of the measuring induction coil or magnetic field sensor with the magnetic protection material M. The magnetic protection material M, if necessary, can be located at a distance from the magnetic sensor of up to half the inner diameter of the magnetizing coil, provided that the magnetic field H 3 in the corresponding measurement zone satisfies the indicated uniformity condition, that is, it does not deviate more than 15%, preferably 10%, of the value of H 1 inside the coil 3.

Фактически основное требование обеспечения правильной работы описанного измерительного зонда состоит в том, что магнитный материал М в пределах области детектирования указанного магнитного датчика находится в области Н3 магнитного поля указанной намагничивающей катушки 3, в которой напряженность магнитного поля не отклоняется больше чем на 15%, предпочтительно на 10%, от значения H1, которое оно имеет внутри указанной намагничивающей катушки 3.In fact, the main requirement for the correct operation of the described measuring probe is that the magnetic material M within the detection region of the indicated magnetic sensor is in the magnetic field region H 3 of said magnetizing coil 3, in which the magnetic field does not deviate by more than 15%, preferably 10% of the value of H 1 that it has inside the specified magnetizing coil 3.

Держатель зонда может выполнять дополнительную функцию немагнитного держателя образца достаточной толщины для предотвращения влияния на результаты измерения магнитных возмущений, не имеющих отношения к магнитным характеристикам образца, в частности, для устранения магнитных возмущений от магнитных материалов, расположенных в области дальнего поля намагничивающей катушки. Держатель образца может быть изготовлен из любого немагнитного материала, такого как пластмасса, древесина, стекло и т.д. При этом, однако, следует исключить использование в качестве материала держателя материалы с хорошей электропроводностью, таких как алюминий или другие металлы, поскольку при их использовании могут возникнуть помехи при выполнении динамических магнитных измерений из-за компонента вихревых токов.The probe holder can perform the additional function of a non-magnetic sample holder of sufficient thickness to prevent the influence of magnetic disturbances that are not related to the magnetic characteristics of the sample on the measurement results, in particular, to eliminate magnetic disturbances from magnetic materials located in the far field of the magnetizing coil. The sample holder can be made of any non-magnetic material such as plastic, wood, glass, etc. In this case, however, the use of materials with good electrical conductivity, such as aluminum or other metals, should be excluded as the holder material, since they may interfere with dynamic magnetic measurements due to the eddy current component.

Устройство аутентификации, которое используется совместно со способом настоящего изобретения, включает, как показано на фиг.4, измерительный зонд (Р), предназначенный для измерения одного из значений намагниченности В или индукции dB/dt, который подключен к электронной схеме (2, 6) возбуждения, схеме (5) измерения и схеме (1) обработки. Указанное устройство, кроме того, содержит, по меньшей мере, один программный алгоритм, предназначенный для выполнения способа, в соответствии с настоящим изобретением. Измеренные значения намагниченности или сигнал индукции, соответственно, переводят в цифровую форму с помощью аналого-цифрового A/D преобразователя (1b) и записывают в запоминающее устройство (1с, 1d) как цифровое значение Vs. Множество таких значений Vs, полученных для последовательных значений магнитного поля Н, в конце измерений формирует цифровое точечное представление индукции образца или кривой намагничивания, соответственно.An authentication device that is used in conjunction with the method of the present invention includes, as shown in FIG. 4, a measuring probe (P) designed to measure one of the magnetization values B or dB / dt induction, which is connected to an electronic circuit (2, 6) excitation, measurement scheme (5) and processing scheme (1). The specified device, in addition, contains at least one software algorithm designed to perform the method in accordance with the present invention. The measured magnetization values or the induction signal, respectively, are digitized using an analog-to-digital A / D converter (1b) and recorded in the storage device (1c, 1d) as a digital value V s . Many of these values of V s obtained for successive values of the magnetic field H at the end of the measurements form a digital point representation of the induction of the sample or magnetization curve, respectively.

В варианте выполнения устройства аутентификации в соответствии с настоящим изобретением, включающем измерительный зонд, подключенный к электронным схемам возбуждения, измерения и обработки, показанным на фиг.4, электрические сигналы-отклики Us, Uc, измеренные с помощью измерительного и компенсирующего индукционного или полевого датчиков 4s, 4c; 8s, 8с, соответственно, балансируют (вычитают) с использованием регулятора 5CS баланса, усиливают с помощью операционного усилителя 5 и, наконец, переводят в цифровую форму с помощью A/D преобразователя 1b для получения цифрового значения Vs индукции или намагниченности образца. После получения множества таких значений Vs для последовательных значений магнитного поля Н, может быть получено цифровое точечное представление индукции образца или кривой намагничивания, соответственно.In an embodiment of the authentication device in accordance with the present invention, comprising a measuring probe connected to the electronic excitation, measurement and processing circuits shown in FIG. 4, electrical response signals U s , U c measured using a measuring and compensating induction or field sensors 4s, 4c; 8s, 8c, respectively, are balanced (subtracted) using the balance controller 5 CS , amplified by the operational amplifier 5, and finally digitized using the A / D converter 1b to obtain the digital value V s of the induction or magnetization of the sample. After obtaining a plurality of such values of V s for successive values of the magnetic field H, a digital point representation of the induction of the sample or magnetization curve can be obtained, respectively.

Аутентификацию изделия 7 обеспечивают в результате получения заранее определенного множества значений Vs индукции или намагничивания образца, с использованием которых формируют участок Cs кривой индукции или намагниченности образца (например, петли гистерезиса) указанного материала магнитной защиты, и с последующим сравнением значений указанного участка Cs кривой образца с предварительно записанными значениями соответствующего участка CR эталонной кривой, с использованием заданного алгоритма сравнения и заранее определенного критерия допустимого отклонения. Указанный критерий допустимого отклонения может, таким образом, представлять собой критерий, примененный к одной величине, либо учитывать несколько условий, которые должны быть выполнены одновременно.The authentication of the product 7 is ensured by obtaining a predetermined set of values V s of induction or magnetization of the sample, using which form a section C s of the curve of the induction or magnetization of the sample (for example, a hysteresis loop) of the specified material of magnetic protection, and then comparing the values of the specified section C s a sample curve with pre-recorded values of the corresponding portion C R of the reference curve using a predetermined comparison algorithm and a predetermined crit tolerance deviation. The specified criterion of permissible deviation may, therefore, be a criterion applied to a single value, or take into account several conditions that must be met simultaneously.

В настоящем изобретении описан способ, который основан на использовании либо последовательности значений В(Н) намагничивания, таких которые могут быть получены с использованием датчиков на основе эффекта Холла, или больших магниторезистивных датчиков (БМД), или последовательности соответствующих значений индукции dB(H(t))/dt, которые могут быть получены с помощью датчиков на основе индукционной катушки, магнитного материала, присутствующего в печатном изображении или нанесенного на защищенный документ или изделие, в качестве средства индикации аутентичности для указанного защищенного документа или изделия. Значения dB(H(t))/dt индукции могут быть, в частности, получены и, предпочтительно, их можно использовать для аутентификации, если H(t) представляет собой известную функцию времени. Функцию намагниченности или индукции проверяемого материала окончательно представляют в виде цифровой таблицы, содержащей множество пар значений (Н, В) или (Н, dB/dt), или просто в виде списка значений В или dB/dt в случае, когда Н изменяется известным образом.The present invention describes a method that is based on either using a sequence of magnetization values B (H), such as can be obtained using Hall effect sensors, or large magnetoresistive sensors (BMD), or a sequence of corresponding induction values dB (H (t )) / dt, which can be obtained using sensors based on an induction coil, magnetic material present in a printed image or deposited on a protected document or product, as an ind katsii authenticity of the specified protected document or article. The induction dB (H (t)) / dt can be obtained in particular and, preferably, can be used for authentication if H (t) is a known function of time. The magnetization or induction function of the material under test is finally presented in the form of a digital table containing many pairs of values (H, B) or (H, dB / dt), or simply as a list of B or dB / dt values in the case when H changes in a known manner .

Способ опознавания подлинности в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что он основан на использовании устройства и протокола измерений одного типа для получения кривых намагничивания эталонного образца и для измерения характеристик намагничивания проверяемого образца, в котором, таким образом, поддерживаются "режим обучения" и "режим измерения". Указанные эталонные характеристики и указанные измеряемые характеристики образца, при этом, представляют в виде таблицы цифровых значений, которые сравнивают с использованием заданного алгоритма сравнения, в результате чего принимают решение относительно наличия или отсутствия аутентичности по результатам указанного сравнения, с использованием заранее установленного критерия аутентичности.The authentication method in accordance with the present invention is characterized in that it is based on the use of a device and a measurement protocol of the same type to obtain the magnetization curves of a reference sample and to measure the magnetization characteristics of the test sample, which thus supports the “learning mode” and “mode measurement. " The specified reference characteristics and the measured measured characteristics of the sample, in this case, are presented in the form of a table of digital values that are compared using a predetermined comparison algorithm, as a result of which a decision is made regarding the presence or absence of authenticity according to the results of the specified comparison, using a pre-established authenticity criterion.

Способ опознавания подлинности в соответствии с настоящим изобретением работает полностью без модели, поскольку на него не влияют систематические погрешности измерений, которые могут возникать в устройстве для опознавания подлинности; аппаратные средства указанного устройства можно, таким образом, содержать в значительно более простых условиях, чем условия, требуемые для проведения точных абсолютных измерений. Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением основан на сравнении "форм кривой" индукции или намагничивания, представленных последовательностями относительных значений, в форме, "полученной" устройством в соответствии с настоящим изобретением, а не на измерении и сравнении отдельных абсолютных физических величин.The authentication method in accordance with the present invention works completely without a model, since it is not affected by the systematic measurement errors that may occur in the authentication device; the hardware of this device can thus be contained in much simpler conditions than the conditions required for accurate absolute measurements. Thus, the method in accordance with the present invention is based on comparing the “waveforms” of induction or magnetization represented by sequences of relative values in the form “obtained” by the device in accordance with the present invention, and not on measuring and comparing individual absolute physical quantities.

Сравнение указанных "форм кривых" намагничивания или индукции образца с эталонными "формами кривых" выполняют на точечной основе, предпочтительно, после нормализации указанных кривых. Такая нормализация означает, что как кривую значений для образца, так и кривую эталонных значений линейно масштабируют для получения одинакового заранее определенного максимального значения интенсивности. Такая нормализация делает сравнение независимым от концентрации материала; и это свойство является особенно предпочтительным при аутентификации банкнот, с учетом того факта, что в результате смятия и использования образца может уменьшиться количество магнитного материала, присутствующего в печатном рисунке. Сравнение нормализованных кривых намагничивания или индукции соответствует простой идентификации самого материала магнитной защиты, независимо от количества материала, который фактически присутствует в печатном рисунке. Нормализация также оказалась полезной для устранения влияния небольших изменений расстояния между образцом и измерительным зондом на этапе получения данных (этапе измерения).A comparison of these “curve shapes” of the magnetization or induction of the sample with the reference “curve shapes” is performed on a point basis, preferably after normalization of these curves. Such normalization means that both the value curve for the sample and the reference value curve are linearly scaled to obtain the same predetermined maximum intensity value. This normalization makes the comparison independent of material concentration; and this property is particularly preferred when authenticating banknotes, given the fact that, as a result of wrinkling and use of the sample, the amount of magnetic material present in the printed pattern can be reduced. Comparison of the normalized magnetization or induction curves corresponds to a simple identification of the magnetic protection material itself, regardless of the amount of material that is actually present in the printed figure. Normalization has also proved useful in eliminating the effect of small changes in the distance between the sample and the measuring probe at the data acquisition stage (measurement stage).

Указанное сравнение может быть выполнено с использованием стандартных математических способов, известных в данной области техники, например, путем вычитания соответствующих значений образца из эталонных значений, а также с использованием полученных разностей или некоторых величин, вычисленных на их основе, в качестве индикатора наличия или отсутствия аутентичности.This comparison can be performed using standard mathematical methods known in the art, for example, by subtracting the corresponding values of the sample from the reference values, as well as using the obtained differences or some values calculated on their basis, as an indicator of the presence or absence of authenticity .

Способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением могут применяться ко всем типам магнитных материалов, независимо от того, являются ли они коэрцитивными или нет. В частности, их можно также использовать для определения отличий магнитных материалов, имеющих нулевую коэрцитивность (то есть не имеющих петли гистерезиса), но различные значения поля магнитного насыщения. Таким образом, в соответствии со способом настоящего изобретения, можно обеспечить возможность различения разнообразных магнитных материалов, имеющих различные значения коэрцитивности. Кроме того, можно приготовлять смеси таких магнитных материалов для получения еще более сложных форм кривой dB/dt. Любая форма кривой может, в частности, быть аутентифицирована с использованием этого метода и устройства в соответствии с настоящим изобретением.The method and device in accordance with the present invention can be applied to all types of magnetic materials, regardless of whether they are coercive or not. In particular, they can also be used to distinguish between magnetic materials having zero coercivity (i.e., without a hysteresis loop), but different values of the magnetic saturation field. Thus, in accordance with the method of the present invention, it is possible to distinguish between a variety of magnetic materials having different coercivity values. In addition, mixtures of such magnetic materials can be prepared to obtain even more complex forms of the dB / dt curve. Any shape of the curve can, in particular, be authenticated using this method and device in accordance with the present invention.

Максимум поля Нmax сканирования может быть легко приспособлен к конкретному варианту применения, например его значение может быть выбрано на таком низком уровне, как 100 Гс для определения различий между материалами EAS, или на таком высоком уровне как 1 Тл для определения различий между различными магнитными ферритами.The maximum field H max of the scan can be easily adapted to a specific application, for example, its value can be chosen at such a low level as 100 Gs to determine the differences between EAS materials, or at such a high level as 1 T to determine the differences between different magnetic ferrites .

Блок памяти устройства аутентификации может предоставлять собой пространство для записи одного или больше наборов эталонных данных, для обеспечения возможности аутентификации (и идентификации) с помощью устройства одного или больше различных магнитных материалов. Кроме того, указанный "режим обучения" и указанный "режим измерения", при этом, не обязательно требуется выполнять с использованием одного и того же физического устройства; на практике устройство аутентификации может работать для аутентификации образцов только с использованием наборов эталонных данных, полученных с использованием отдельного "устройства определения эталонных данных". Эти эталонные данные могут быть загружены в блок постоянной памяти устройства опознавания подлинности или, в качестве альтернативы, они могут быть переданы в устройство аутентификации в форме физического блока памяти, содержащего такие данные. Также можно содержать эталонные данные в защищенном месте, таком как защищенный сервер, и загружать в него, по меньшей мере, одно измеренное значение индукции или значение намагничивания образца для безопасного и независимого сравнения на указанном защищенном сервере.The memory unit of the authentication device may provide a space for recording one or more sets of reference data to enable authentication (and identification) with the device of one or more different magnetic materials. In addition, the specified "training mode" and the specified "measurement mode", while not necessarily required to be performed using the same physical device; in practice, an authentication device can only work for authenticating samples using sets of reference data obtained using a separate “reference data determining device”. This reference data may be loaded into the read-only memory unit of the authentication device or, alternatively, it may be transferred to the authentication device in the form of a physical memory unit containing such data. You can also store reference data in a secure location, such as a secure server, and load at least one measured induction value or sample magnetization value for safe and independent comparison on the specified secure server.

Пример варианта выполненияAn example embodiment

В соответствии с вариантом выполнения измерительного зонда, предназначенного для измерения значений индукции dB/dt, как показано на фиг.3а, корпус катушки выполнен из феноловой смолы, армированной волокнами, и имеет общую длину 10 мм и полный диаметр 30 мм. Измерительная и компенсирующая катушки 4s и 4с расположены внутри внутренней окружности намагничивающей катушки 3 на обоих ее торцах и имеют внутренний диаметр и длину 7,5 мм и 1,5 мм, соответственно. Каждая из них содержит по 100 витков изолированного эмалью медного провода диаметром 0,1 мм. Намагничивающая катушка 3 имеет внутренний диаметр 10 мм и содержит 200 витков изолированного эмалью медного провода диаметром 0,6 мм. Эта катушка намотана поверх измерительной и компенсирующей катушек, заполняя остающееся пространство корпуса катушки. Витки всех трех катушек жестко зафиксированы эпоксидной смолой для исключения нестабильности катушки под действием механических или электромеханических деформаций.According to an embodiment of a measuring probe for measuring dB / dt induction values, as shown in FIG. 3 a, the coil housing is made of fiber reinforced phenol resin and has a total length of 10 mm and a total diameter of 30 mm. The measuring and compensating coils 4s and 4c are located inside the inner circumference of the magnetizing coil 3 at both ends and have an inner diameter and length of 7.5 mm and 1.5 mm, respectively. Each of them contains 100 turns of insulated copper wire with a diameter of 0.1 mm. The magnetizing coil 3 has an inner diameter of 10 mm and contains 200 turns of enamelled copper wire with a diameter of 0.6 mm. This coil is wound over the measuring and compensating coils, filling the remaining space of the coil housing. The turns of all three coils are rigidly fixed with epoxy resin to exclude coil instability under the influence of mechanical or electromechanical deformations.

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения устройство аутентификации, включающее указанный измерительный зонд Р, собирают по схеме, показанной на фиг.4. Указанное устройство аутентификации дополнительно включает устройство 1 обработки, выполненное на основе преобразователя ADuC812 MicroConverter™ компании Analog Devices. Микросхема ADuC812 содержит микропроцессор CPU 1a типа 8052, 12-битовый аналогово/цифровой (A/D) преобразователь на 1b, а также внутреннее оперативное запоминающее устройство (RAM) и электрически стираемую постоянную память типа EE/Flash 1 с для записи программы и данных. Устройство аутентификации также включает внешнее (RAM) 1d объемом 32 К.According to an embodiment of the present invention, an authentication device including said measurement probe P is assembled according to the circuit shown in FIG. 4. Said authentication device further includes a processing device 1 based on an Analog Devices ADuC812 MicroConverter ™ converter. The ADuC812 chip contains a microprocessor CPU 1a type 8052, a 12-bit analog / digital (A / D) converter on 1b, as well as internal random access memory (RAM) and an electrically erasable read-only memory type EE / Flash 1 s for recording program and data. The authentication device also includes an external (RAM) 1d of 32 K.

Устройство аутентификации, кроме того, содержит повышающий преобразователь напряжения 6 с накопительным конденсатором, предназначенный для получения необходимого напряжения возбуждения катушки; устройство 2 возбуждения катушки, выполненное по переключающей мостовой схеме и управляемое микропроцессором для возбуждения намагничивающей катушки 3 зонда пилообразным сигналом треугольной формы или с использованием упрощенной последовательностью напряжения {+U(Δt); -U(2Δt);+U(Δt)}, где Δt представляет основной временной интервал; и вычитающий операционный усилитель 5 сигналов измерительной/компенсирующей катушек, выходной сигнал которого поступает на A/D преобразователь 1b микроконтроллера. Вход операционного усилителя 5, в частности, подключен к регулятору 5CS баланса, что позволяет устанавливать точную настройку точки компенсации ("нулевой уровень индукции"). Электронное устройство 1 обработки, кроме того, подключено к переключателю SLT режима, который предназначен для выбора режима L/T обучения/измерения, к кнопке В включения цикла измерения, а также к желтому, зеленому и красному светодиодам 81, 82, 83, предназначенным для индикации состояний включено/выключено устройства и принят/отклонен. Кнопка В предназначена для включения основного источника Vcc питания схемы. Управляемый процессором выключатель 9 источника питания позволяет процессору включать питание устройства для выполнения цикла измерения и выключать его в режиме ожидания.The authentication device, in addition, contains a step-up voltage converter 6 with a storage capacitor, designed to obtain the required excitation voltage of the coil; a coil excitation device 2 made according to a switching bridge circuit and controlled by a microprocessor to excite the magnetizing coil 3 of the probe with a sawtooth waveform of a triangular shape or using a simplified voltage sequence {+ U (Δt); -U (2Δt); + U (Δt)}, where Δt represents the main time interval; and a subtracting operational amplifier 5 of the signals of the measuring / compensating coils, the output signal of which is supplied to the A / D converter 1b of the microcontroller. The input of the operational amplifier 5, in particular, is connected to the balance controller 5 CS , which allows you to set the fine adjustment of the compensation point ("zero level of induction"). The electronic processing device 1, in addition, is connected to the switch S LT mode, which is designed to select the L / T mode of learning / measurement, to the button In the inclusion of the measurement cycle, as well as to the yellow, green and red LEDs 81, 82, 83, designed to indicate on / off status of the device and accepted / rejected. Button B is used to turn on the main power source V cc power circuit. The processor-controlled switch 9 of the power source allows the processor to turn on the power of the device to perform a measurement cycle and turn it off in standby mode.

Требуемый максимальный ток возбуждения указанной намагничивающей катушки 3 обычно составляет порядка 20 А или больше для катушки из 200 витков, благодаря чему генерируется магнитное поле порядка 2000 Гс. Весь цикл измерения продолжается порядка одной миллисекунды или меньше и сопровождается намного более длительным периодом ожидания, так что при этом не требуется обеспечивать охлаждение катушки. Было определено, что электронная схема может быть значительно упрощена при возбуждении катушки с использованием последовательности напряжений прямоугольной формы {0/+U (в течение At)/-U (в течение 2Δt)/+U (в течение Δt)/0}, которая может быть получена с помощью простого устройства переключения. Здесь Δt представляет собой основной временной интервал, значение которого выбирают достаточно коротким. При этих условиях в катушке протекает ток с приблизительно треугольной формой импульса в соответствии с законом индукции d(I(t))=(U/L)dt.The required maximum excitation current of said magnetizing coil 3 is usually of the order of 20 A or more for a coil of 200 turns, whereby a magnetic field of the order of 2000 G. is generated. The entire measurement cycle lasts on the order of one millisecond or less and is accompanied by a much longer waiting period, so that it is not necessary to provide coil cooling. It was determined that the electronic circuit can be greatly simplified by excitation of the coil using a rectangular voltage sequence {0 / + U (during At) / - U (during 2Δt) / + U (during Δt) / 0}, which can be obtained using a simple switching device. Here Δt represents the main time interval, the value of which is chosen rather short. Under these conditions, a current with an approximately triangular pulse shape flows in the coil in accordance with the law of induction d (I (t)) = (U / L) dt.

В одном примере производят выборку индукционной кривой, преобразуют ее в цифровую форму и записывают с частотой 200 кГц. Также можно использовать другие, более высокие или более низкие частоты выборки. Обработка данных, предпочтительно, может включать коррекцию фона (нуля) и, если необходимо, фильтрацию шумов. В случае слабых сигналов результаты двух или больше циклов измерения можно накапливать и усреднять для улучшения отношения сигнал-шум.In one example, an induction curve is sampled, digitized, and recorded at 200 kHz. You can also use other, higher or lower sample rates. Data processing, preferably, may include background correction (zero) and, if necessary, noise filtering. In the case of weak signals, the results of two or more measurement cycles can be accumulated and averaged to improve the signal-to-noise ratio.

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения в указанном устройстве 1а обработки выполнен способ опознавания подлинности аутентификации защищенного документа или изделия, на которые нанесен тонкий слой магнитного материала, с помощью описанного устройства опознавания подлинности и измерительного зонда. Указанный способ опознавания подлинности включает следующие этапы:In accordance with an embodiment of the present invention, said processing device 1 a comprises a method for recognizing the authentication authenticity of a security document or product coated with a thin layer of magnetic material using the described authentication device and a measuring probe. The specified authentication method includes the following steps:

a) получение в цифровом блоке памяти цифрового точечного представления, по меньшей мере, части кривой В(Н) намагничивания или индукционной кривой dB(H(t))/dt магнитного эталонного материала, используемого в качестве эталонных данных (VR);a) obtaining in the digital memory unit a digital point representation of at least a portion of the magnetization curve B (H) or the induction curve dB (H (t)) / dt of the magnetic reference material used as reference data (V R );

b) представление опознаваемого защищенного документа или изделия, содержащего тонкий слой магнитного материала в или на, по меньшей мере, части его поверхности;b) the presentation of an identifiable security document or article containing a thin layer of magnetic material in or on at least a portion of its surface;

c) запись в цифровой блок памяти, с использованием устройства аутентификации и измерительного зонда в соответствии с настоящим изобретением, цифрового точечного представления, по меньшей мере, части кривой В(Н) намагничивания или индукционной кривой dB(H(t))/dt указанного тонкого слоя магнитного материала, находящегося в или на указанном документе или изделии, представленном на этапе b), в качестве данных (Vs) образца;c) recording in a digital memory unit, using an authentication device and a measuring probe in accordance with the present invention, a digital point representation of at least a portion of the magnetization curve B (H) or the induction curve dB (H (t)) / dt of the specified thin a layer of magnetic material located in or on said document or article presented in step b) as sample data (V s );

d) обработку цифровых данных, полученных на этапе с), для коррекции их с учетом обстоятельств, связанных с измерением;d) processing of digital data obtained in step c) to correct them taking into account the circumstances surrounding the measurement;

e) сравнение данных, полученных на этапе d), с записанными эталонными данными, представленными на этапе а), с использованием заданного алгоритма сравнения и заранее определенного критерия допуска, в результате чего получают индикатор опознавания подлинности "да/нет".e) comparing the data obtained in step d) with the recorded reference data presented in step a) using a predetermined comparison algorithm and a predetermined tolerance criterion, resulting in a yes / no authentication indicator.

В соответствии с настоящим изобретением можно использовать аппаратные средства одного типа, как для определения указанных эталонных данных (VR), так и указанных данных (Vs) образца: в "режиме обучения" данные, получаемые с использованием эталонного образца, получают и записывают, как указанные эталонные данные. В "режиме измерения" получают данные с использованием распознаваемого на подлинность документа или изделия, обрабатывают и производят их сравнение с указанными эталонными данными для получения индикации наличия/отсутствия подлинности.In accordance with the present invention, it is possible to use hardware of the same type, both for determining the specified reference data (V R ) and the specified data (V s ) of the sample: in the "training mode", the data obtained using the reference sample are received and recorded, as specified reference data. In the "measurement mode" receive data using a document or product recognized for authenticity, process and compare them with the specified reference data to obtain an indication of the presence / absence of authenticity.

В предпочтительном примере при использовании указанных режимов обучения и измерения устройства большое количество различных образцов с магнитной печатью можно отличать друг от друга. Набор из четырех стандартных магнитных пигментов M1-М4, имеющих значения коэрцитивности в пределах от нуля до 700 Эрстед, смешивали в различных соотношениях с используемой для печати типографской краской для получения системы магнитной защиты:In a preferred example, when using these modes of training and measuring the device, a large number of different samples with magnetic printing can be distinguished from each other. A set of four standard magnetic pigments M1-M4, with coercivity values ranging from zero to 700 Oersted, was mixed in various proportions with the printing ink used to print to obtain a magnetic protection system:

ПигментPigment Коэрцитивность [Э]Coercivity [E] M1:M1: ~1 (мягкое магнитное железо)~ 1 (soft magnetic iron) М2:M2: ~100~ 100 М3:M3: ~300~ 300 М4:M4: ~700~ 700

Приготовили 15 образцов S1-S15 типографской краски для глубокой печати, содержащей магнитные пигменты M1-М4 в различных соотношениях, и с использованием общего веса пигмента в типографской краске порядка 40-50 процентов. Пигменты смешали с краской для глубокой печати, известной в данной области техники:Prepared 15 samples of S1-S15 printing ink for intaglio printing, containing magnetic pigments M1-M4 in various ratios, and using the total weight of the pigment in the printing ink about 40-50 percent. The pigments were mixed with intaglio ink known in the art:

M1:M2M1: M2 М1:М3M1: M3 М1:М4M1: M4 М2:М3M2: M3 М2:М4M2: M4 всего [% масс.]total [% wt.] S1S1 1,001.00 40.0040.00 S2S2 1,031,03 47.2047.20 S3S3 1,001.00 40.0040.00 S4S4 4,004.00 40.0040.00 S5S5 4,134.13 42.5742.57 S6S6 4,004.00 40.0040.00 S7S7 0,250.25 40.0040.00 S8S8 0,260.26 53.0953.09 99 0,250.25 40.0040.00 S10S10 1,031,03 47.2047.20 S11S11 0,260.26 53.0953.09 S12S12 4,134.13 42.5742.57 S13S13 1,001.00 40.0040.00 S14S14 0,250.25 40.0040.00 S15S15 4,004.00 40.0040.00

Полученную в результате типографскую краску нанесли с помощью печати на бумагу такого типа, как используется для банкнот, с использованием стандартного пресса глубокой печати и гравированной пластины с глубиной гравировки 100 мкм, в результате получили глубокую магнитную печать с различными магнитными характеристиками. При глубокой печати, полученной с использованием указанных образцов S1-S15 типографской краски, все эти образцы можно было отличить друг от друга с помощью способа и устройства, описанных в настоящем изобретении.The resulting printing ink was applied by printing onto paper of the type used for banknotes, using a standard gravure press and an engraved plate with an engraving depth of 100 μm, and as a result, a deep magnetic print was obtained with various magnetic characteristics. With intaglio printing obtained using the indicated ink samples S1-S15, all of these samples could be distinguished from each other using the method and apparatus described in the present invention.

Claims (16)

1. Магнитный измерительный зонд для получения данных о намагничивании магнитного объекта (7), в частности защищенного документа или изделия, содержащего, по меньшей мере, один материал (М) магнитной защиты в виде магнитного печатного изображения или покрытия, характеризующийся тем, что он содержит намагничивающую катушку (3) и, по меньшей мере, два магнитных датчика (4s, 4c, 8s, 8с), причем магнитные датчики расположены внутри намагничивающей катушки (3) с обоих ее торцов, соответственно, а их магнитные оси, по существу, совмещены с осью намагничивающей катушки (3).1. Magnetic measuring probe for obtaining data on the magnetization of a magnetic object (7), in particular a security document or product containing at least one magnetic protection material (M) in the form of a magnetic printed image or coating, characterized in that it contains a magnetizing coil (3) and at least two magnetic sensors (4s, 4c, 8s, 8c), the magnetic sensors being located inside the magnetizing coil (3) from both ends thereof, respectively, and their magnetic axes are essentially aligned magnetize with an axis s coil (3). 2. Магнитный зонд по п.1, характеризующийся тем, что указанная намагничивающая катушка (3) представляет собой магнитную катушку без сердечника.2. A magnetic probe according to claim 1, characterized in that said magnetizing coil (3) is a coreless magnetic coil. 3. Магнитный зонд по любому из п.1 или 2, характеризующийся тем, что указанная намагничивающая катушка (3) представляет собой цилиндрическую катушку.3. A magnetic probe according to any one of claims 1 or 2, characterized in that said magnetizing coil (3) is a cylindrical coil. 4. Магнитный зонд по п.1, характеризующийся тем, что указанные магнитные датчики представляет собой индукционные датчики, выполненные в форме измерительной катушки (4s) и компенсирующей катушки (4c), соответственно, причем внешние диаметры указанных измерительной и компенсирующей катушек меньше, чем внутренний диаметр намагничивающей катушки (3).4. The magnetic probe according to claim 1, characterized in that said magnetic sensors are induction sensors made in the form of a measuring coil (4s) and a compensating coil (4c), respectively, with the outer diameters of these measuring and compensating coils being smaller than the inner the diameter of the magnetizing coil (3). 5. Магнитный зонд по п.1, характеризующийся тем, что указанные магнитные датчики представляют собой датчики магнитного поля, выполненные в форме измерительного компонента (8s) и компенсирующего компонента (8с), соответственно, причем внешние диаметры указанных измерительного и компенсирующего компонентов меньше, чем внутренний диаметр намагничивающей катушки (3).5. The magnetic probe according to claim 1, characterized in that said magnetic sensors are magnetic field sensors made in the form of a measuring component (8s) and a compensating component (8c), respectively, wherein the outer diameters of these measuring and compensating components are less than the inner diameter of the magnetizing coil (3). 6. Магнитный зонд по п.1, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит держатель зонда для поддержания объекта (7) в соответствующем положении и на определенном расстоянии по отношению к намагничивающей катушке 3 и датчикам (4s, 4с; 8s, 8с), так что материал (М) магнитной защиты в пределах области детектирования магнитных датчиков находится в области (Н3) магнитного поля намагничивающей катушки (3), где напряженность магнитного поля не отклоняется больше чем на 15%, предпочтительно на 10%, от его значения (H1) внутри указанной намагничивающей катушки 3.6. The magnetic probe according to claim 1, characterized in that it further comprises a probe holder for supporting the object (7) in the corresponding position and at a certain distance with respect to the magnetizing coil 3 and the sensors (4s, 4s; 8s, 8s), that the magnetic protection material (M) within the detection region of the magnetic sensors is in the region (H 3 ) of the magnetic field of the magnetizing coil (3), where the magnetic field does not deviate by more than 15%, preferably 10%, from its value (H 1 ) inside the specified magnetizing to Attacks 3. 7. Магнитный зонд по п.6, характеризующийся тем, что опорная часть для образца изготовлена из немагнитного материала с низкой электропроводностью.7. The magnetic probe according to claim 6, characterized in that the supporting part for the sample is made of a non-magnetic material with low electrical conductivity. 8. Способ измерения характеристик намагничивания, по меньшей мере, части объекта (7), в частности защищенного документа или изделия, содержащего, по меньшей мере, один материал (М) магнитной защиты, характеризующийся тем, что он включает следующие этапы:8. A method for measuring the magnetization characteristics of at least a portion of an object (7), in particular a security document or product containing at least one magnetic protection material (M), characterized in that it comprises the following steps: a) установки измерительного зонда (Р) по любому из пп.1-7 на указанном объекте (7), так что указанный материал (М) магнитной защиты находится в пределах области H3 практически однородного поля намагничивающей катушки (3) зонда,a) installing a measuring probe (P) according to any one of claims 1 to 7 on said object (7), so that said magnetic protection material (M) is within the region H 3 of a substantially uniform field of the magnetizing coil (3) of the probe, b) приложения с помощью указанной намагничивающей катушки (3), по меньшей мере, одного значения напряженности магнитного поля к объекту (7), иb) applying using the specified magnetizing coil (3) at least one value of the magnetic field to the object (7), and с) измерение, по меньшей мере, одного значения магнитной характеристики указанного материала (М) магнитной защиты с использованием магнитных датчиков (4s; 4с; 8s; 8с).c) measuring at least one value of the magnetic characteristic of the specified material (M) magnetic protection using magnetic sensors (4s; 4s; 8s; 8s). 9. Способ по п.8, характеризующийся тем, что измеряют значение намагниченности В указанного материала (М) магнитной защиты путем приложения к нему магнитного поля с, по меньшей мере, одной величиной напряженности Н.9. The method according to claim 8, characterized in that the magnetization value B of said magnetic protection material (M) is measured by applying a magnetic field to it with at least one intensity N. 10. Способ по п.8, характеризующийся тем, что измеряют значение индукции dB/dt указанного материала (М) магнитной защиты путем приложения к нему магнитного поля с вариацией dH/dt относительно, по меньшей мере, одной величины напряженности Н.10. The method according to claim 8, characterized in that the measured value of the induction dB / dt of the specified material (M) magnetic protection by applying to it a magnetic field with a variation of dH / dt relative to at least one value of the tension N. 11. Способ по любому из пп.8-10, характеризующийся тем, что указанный объект (7) устанавливают на держателе зонда.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that said object (7) is mounted on the probe holder. 12. Устройство распознавания подлинности, по меньшей мере, одного объекта (7), в частности защищенного документа, содержащего, по меньшей мере, один материал (М) магнитной защиты, характеризующееся тем, что указанное устройство включает12. A device for recognizing the authenticity of at least one object (7), in particular a security document containing at least one magnetic protection material (M), characterized in that said device includes a) измерительный зонд по любому из пп.1-7 с соответствующими электронными устройствами возбуждения и измерения,a) a measuring probe according to any one of claims 1 to 7 with appropriate electronic excitation and measurement devices, b) средство (1) обработки со встроенным в него алгоритмом для обеспечения возбуждения указанного зонда, измерения сигнала, преобразования в цифровую форму, обработки и сравнения значений магнитных характеристик,b) processing means (1) with a built-in algorithm to ensure the excitation of the specified probe, measure the signal, digitize, process and compare the values of the magnetic characteristics, c) по меньшей мере, одно запоминающее устройство (1с; 1d), предназначенное для записи значений магнитных характеристик образца и эталонных значений.c) at least one memory device (1c; 1d), designed to record the values of the magnetic characteristics of the sample and reference values. 13. Устройство по п.12, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью поддержки "режима обучения", предназначенного для получения и записи эталонных магнитных характеристик эталонного магнитного объекта (7R), и "режима измерения", предназначенного для получения, записи и сравнения магнитных характеристик объекта (7) для формирования сигнала подлинности.13. The device according to item 12, characterized in that it is configured to support a "learning mode" designed to receive and record the reference magnetic characteristics of a reference magnetic object (7R), and a "measurement mode" designed to receive, record and compare magnetic characteristics of the object (7) for generating an authenticity signal. 14. Устройство по любому из п.12 или 13, характеризующееся тем, что оно дополнительно содержит средство передачи данных для осуществления в отдаленном местоположении указанного сравнения измеренных данных намагничивания образца с соответствующими предварительно записанными эталонными значениями и получения указанного сигнала подлинности "да/нет" и для передачи обратно указанного сигнала подлинности в место проведения распознавания.14. The device according to any one of p. 12 or 13, characterized in that it further comprises data transmission means for performing at a remote location the specified comparison of the measured magnetization data of the sample with the corresponding pre-recorded reference values and receiving the specified authenticity signal "yes / no" and to send back the specified authentication signal to the recognition location. 15. Способ распознавания подлинности защищенного документа или изделия с нанесенным на нем тонким слоем магнитного материала с помощью устройства распознавания подлинности по любому из пп.12-14, характеризующийся тем, что он включает следующие этапы:15. A method for recognizing the authenticity of a protected document or product with a thin layer of magnetic material deposited on it using an authenticity recognition device according to any one of claims 12-14, characterized in that it includes the following steps: a) получение в цифровом блоке памяти значений магнитных характеристик магнитного эталонного объекта в качестве эталонных данных;a) obtaining in the digital memory unit the values of the magnetic characteristics of the magnetic reference object as reference data; b) представление распознаваемого защищенного документа или изделия, содержащего тонкий слой магнитного материала в или на, по меньшей мере, части его поверхности;b) representing a recognizable security document or article containing a thin layer of magnetic material in or on at least a portion of its surface; c) запись в цифровой блок памяти с использованием указанного устройства распознавания подлинности по любому из пп.12-14 значений магнитных характеристик указанного документа или изделия, представленного на этапе (b);c) recording in a digital memory unit using the specified authentication device according to any one of paragraphs 12-14, the magnetic characteristics of the specified document or product, presented in step (b); d) обработку цифровых данных, полученных на этапе (с), для их коррекции с учетом условий измерения;d) processing the digital data obtained in step (c) to correct them taking into account the measurement conditions; e) сравнение данных, полученных на этапе (d), с соответствующими записанными эталонными данными, полученными на этапе (а), с использованием заданного алгоритма сравнения и заранее определенного критерия допустимости, в результате чего получают сигнал подлинности "да/нет".e) comparing the data obtained in step (d) with the corresponding recorded reference data obtained in step (a) using a predetermined comparison algorithm and a predetermined admissibility criterion, resulting in a yes / no authenticity signal. 16. Способ по п.15, характеризующийся тем, что указанные эталонные данные получают с помощью устройства распознавания подлинности по любому из пп.12-14.16. The method according to clause 15, characterized in that the specified reference data is obtained using the authentication device according to any one of paragraphs.12-14.
RU2004129328/28A 2002-03-04 2002-03-04 Measuring sound and an authentication arrangement holding it RU2292055C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004129328/28A RU2292055C2 (en) 2002-03-04 2002-03-04 Measuring sound and an authentication arrangement holding it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004129328/28A RU2292055C2 (en) 2002-03-04 2002-03-04 Measuring sound and an authentication arrangement holding it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004129328A RU2004129328A (en) 2005-05-10
RU2292055C2 true RU2292055C2 (en) 2007-01-20

Family

ID=35746783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004129328/28A RU2292055C2 (en) 2002-03-04 2002-03-04 Measuring sound and an authentication arrangement holding it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2292055C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650092C2 (en) * 2013-03-26 2018-04-06 Хамамацу Кохден Ко., Лтд. Magnetic substance detection device
WO2020178319A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E. V. Arrangement for the contactless determination of the velocity distribution of a melt volume in a continuous casting mould

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650092C2 (en) * 2013-03-26 2018-04-06 Хамамацу Кохден Ко., Лтд. Magnetic substance detection device
WO2020178319A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E. V. Arrangement for the contactless determination of the velocity distribution of a melt volume in a continuous casting mould

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004129328A (en) 2005-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008246269B2 (en) Measurement probe and authentication device comprising the same
Fiorillo Measurements of magnetic materials
US6201386B1 (en) Method for demagnetizing and measuring remanence and coercivity characteristics of a magnetic sample
SK106198A3 (en) Magnetic particles, substrate comprising such particles, security document and method for detecting such particles
White et al. Control of flux in magnetic circuits for Barkhausen noise measurements
Stupakov et al. Governing conditions of repeatable Barkhausen noise response
Stupakov Local non-contact evaluation of the ac magnetic hysteresis parameters of electrical steels by the Barkhausen noise technique
Cheng Magnetic flux leakage testing of reverse side wall-thinning by using very low strength magnetization
US20240045010A1 (en) Sensor element and device for authenticating a data carrier having a spin resonance feature
US6586930B1 (en) Material thickness measurement using magnetic information
RU2292055C2 (en) Measuring sound and an authentication arrangement holding it
JP2841153B2 (en) Weak magnetism measurement method and device, and nondestructive inspection method using the same
JP5485125B2 (en) Measuring probe and proving device having the same
Ishikawa et al. AC magnetic properties of electrical steel sheet under two-dimensional DC-biased magnetization
US20200217910A1 (en) Continuous scanning method using signal shielding and apparatus for the same
Augustyniak et al. Multiparameter magnetomechanical NDE
JP4104923B2 (en) Magnetic body detection device
JPH06180304A (en) Magnetism sensing method
Grossinger et al. Calibration of an industrial pulsed field magnetometer
Thompson et al. Magnetic viscosity and Barkhausen noise in NdFeB-type permanent magnets
JP3814692B2 (en) Printed matter, authenticity determination method thereof, and authenticity determination device
Sabbagh et al. Recent Developments in Modeling Eddy-Current Probe-Flaw Interactions
Stupakov 2.1 Historical overview
Beatrice et al. Characterization of permanent magnets with the pulsed field magnetizer
Hall et al. The traceable measurement of magnetic dipole moment and the calibration of commercial magnetometers.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070305

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080720

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170305