UA76581C2 - Вимірювальний датчик та автентифікаційний пристрій на його основі - Google Patents

Abstract

Винахід стосується вимірювального датчика для вимірювання намагнічування принаймні одного предмета (7), зокрема секретного або цінного документа, що містить принаймні один магнітний захисний матеріал (М). Зазначений вимірювальний датчик містить принаймні одну намагнічувальну котушку (3) без осердя та принаймні два магнітних сенсори (4s, 4с, 8s, 8с), розміщені усередині зазначеної котушки (3) на обох її кінцях. Даний винахід стосується також автентифікаційного пристрою, що містить зазначений вимірювальний датчик, та способу автентифікації, який реалізується за допомогою зазначених вимірювального датчика та автентифікаційного пристрою.

Description

Опис винаходу

Даний винахід стосується вимірювального датчика та автентифікаційного пристрою на його основі для 2 автентифікації захищених документів чи виробів шляхом запису та порівняння магнітних характеристик зазначених документів або виробів, при цьому, зазначені магнітні характеристики асоційовані із магнітним матеріалом, котрий або міститься у зазначеному документі або виробі, або наноситься на нього за допомогою фарби, покривної композиції або фольги.

Магнітні фарби відомі у галузі захисного друку. "Чорна грошова фарба США", що наноситься на доларові 70 банкноти протягом вже більше сторіччя, основана на магнетитовому порошку, ЕезО,, котрий використовується як чорний пігмент. Була запропонована велика кількість інших магнітних матеріалів, що застосовуються як пігменти у фарбах та покривних композиціях, таких як порошки заліза, кобальту та нікелю, бурштиновий оксид заліза Ге2Оз, діоксид хрому СгО», ферити МЕегОз (де М - двовалентний іон, такий як Ма", Мп", Со", Мі", пох, і т.д.), наприклад, 2пРегОз, гранати АзВ5О.» (де А - тривалентний іон рідкісноземельного елемента, і В -

АІ3: Без", (заЗ", ВІЗ", і т.д.), наприклад, ітрій-залізистий гранат УзЕевО.» (ХІС), та інші.

Магнітні матеріали характеризуються помітною залежністю інтенсивності намагнічування В від прикладеного зовнішнього магнітного поля Н. При низькому магнітному полі Н намагнічування В приблизно пропорційне Н, тобто В-у.Н; константа пропорційності у називається відносною магнітною проникністю. Нелінійна поведінка функції намагнічування В(Н), загалом, спостерігається при високих магнітних полях Н, де ду стає, фактично, рівною одиниці, тобто при магнітному насиченні. Усі магнітні матеріали виявляють магнітне насичення.

Крім того, багато магнітних матеріалів виявляють необоротну функцію намагнічування, тобто при зниженні напруженості магнітного поля Н від значення насичення до нуля В зберігає деяке фіксоване значення В у. (залишкове намагнічування). Щоб знову повернути В до нуля, до даного матеріалу треба прикласти від'ємне Ге магнітне поле -Нс (коерцитивну силу). Зазначена необоротна магнітна характеристика називається гістерезисом, о а крива В(Н) або характеристика намагнічування такого матеріалу називається гістерезисною петлею.

Фігла зображує сгістерезисну петлю коерцитивного магнітного матеріалу, де наведена залежність інтенсивності намагнічування В від напруження магнітного поля Н. Із даної фігури видно нелінійний характер функції намагнічування В(Н), Ро, коерцитивну силу даного магнітного матеріалу, В, залишкове намагнічування -- після зняття зовнішнього поля, та В 5, намагнічування насичення (де ц-1) даного матеріалу, Но, являє собою со специфічну щодо даною матеріалу і незалежну від кількості (інтенсивну) величину, тоді як В,, та В. є залежними від кількості (екстенсивними) величинами. ІФ)

На практиці, з використанням відповідних чутливих елементів можуть вимірюватись або намагнічування В як со функція Н, або магнітна індукція, тобто часова похідна аВ(Н)аг як функція Н(Ю. Фіг.1б зображує магнітну індукцію аВ/4ї, отриману з допомогою сприймаючої обмотки, яка відповідає переходу від точки Б до точки а на - гістерезисній петлі, що зображена на Фіг.1а.

Для цілей автентифікації захищених документів, чи виробів, що несуть магнітні фарби або покриття, являє інтерес використати зв'язану з даним матеріалом криву намагнічування (наприклад, гістерезисну петлю) «

В(Н)-н.Н. Визначення намагнічування або гістерезисної петлі звичайно потребує важкого лабораторного устаткування. Таке устаткування, гістерезисметр, включає вимірювальний датчик для продукування та в) с вимірювання магнітних полів сумісно з електронікою - відповідними драйверами та засобами обробки даних. "» Схема датчика для магнітних вимірювань, що відомий у даній галузі і який використовується у лабораторних " гістерезисметрах, наведена на Фіг.2а. Зразок магнітного матеріалу М' помішується всередину першої частини намагнічувальної котушки 3. Котушка З являє собою циліндричну котушку без магнітного осердя, тобто соленоїд, котрий збуджується періодично змінюваним електричним струмом І(Ю, і продукує у такий спосіб періодично - змінюване намагнічувальне поле Н(). Магнітний матеріал М' усередині даної котушки намагнічується даним б полем Н(), продукуючи додаткову компоненту В(0-А.Ц(Н).Н(Ю до магнітного поля Н(Ю. А являє собою константу пропорційності, що зв'язана з кількістю присутнього магнітного матеріалу. о Сприймаюча обмотка 45 розташована у верхній частині зазначеної першої частини зазначеної

Го) 20 намагнічувальної котушки, що містить зразок М'. Компенсувальна обмотка 4с розташована у верхній частині другої частини намагнічувальної котушки, що не містить зразка. Змінне магнітне поле Н(Ю індукує напруги "-ь Ів та О., відповідно, у сприймаючій та компенсувальній обмотках:

Озеа(НвуаЙьан/а(тАН))

Осеану/ає 99 Сприймаюча та компенсувальна обмотки розміщені механічно у симетричний спосіб і електрично

ГФ) збалансовані одна щодо одної, і обидві з'єднані з загальною землею (Спа), так що 05-05; дорівнює нулю за т відсутності магнітного матеріалу всередині сприймаючої обмотки. За умов присутності магнітного матеріалу всередині сприймаючої обмотки 48 виникає асиметричний вклад А.щ(Н)-аву/аї котрий може виявлятись як різниця О25-Ор. 60 Для проведення зазначених вимірювань досліджуваний магнітний матеріал має розміщуватись усередині зазначеної намагнічувальної котушки з метою забезпечити умови однорідного магнітного поля по всьому об'єму даного зразка. Такі умови мають місце у внутрішній частині циліндричної котушки, де лінії магнітного поля паралельні і мають постійну щільність. Поза котушкою лінії магнітного поля розходяться, і дане поле стає неоднорідним. Тому вимірювання характеристик намагнічування об'ємних матеріалів звичайно не проводять 69 поза намагнічувальною котушкою, оскільки не всі частини даного випробуваного зразка знаходяться під впливом поля однакової напруженості. Як засіб проти цієї вади у деяких інструментах використовують схожу пару котушок великого розміру, осі яких вирівняні. Такі котушки, що відомі як котушки Гельмгольца, можуть створювати об'єм однорідного магнітного поля у вільному просторі, але вони потребують, щоб досліджуваний зразок уводився між частинами обох котушок.

Через зазначені геометричні обмеження, широкі та плоскі магнітні об'єкти, такі як магнітні роздруківки або вироби з магнітним покриттям, важко використовувати як випробувані зразки. Вони або мають бути порізані на частини, щоб їх можна було вводити у вимірювальний простір даного гістерезисметра (деструктивний метод аналізу), або має бути запроваджений вельми специфічний інструмент, що має котушку на верхній поверхні 7/0 Вимірюваного зразка та котушку під даним зразком.

Недеструктивні зонди для М(Н) магнітних вимірювань розкриті, наприклад, у патентах США за номерами 05 4843316, 05 4901016, японському патенті за номером ДР 02248879, французькому патенті за номером

ЕК-А-2686980, німецькому патенті за номером ЮЕ-А-3138887. Проте, жоден із цих зондів непридатний для "поверхневої" автентифікації широких листів, таких як папери, що несуть магнітний друк або покриття.

Вимірювальні зонди, відомі із попереднього доробку у даній галузі, були, зокрема, призначені для аналізу реєструвальних середовищ з плоскими поверхнями; зазначені зонди мало придатні для текстурованих поверхонь, наприклад, отриманих методом магнітного глибокого друку.

Було б бажаним мати засоби, придатні для недеструктивної оцінки магнітних характеристик .-широких листоподібних, текстурованих матеріалів, таких як папір, що несе магнітний друк або покриття. Крім того, 2о особливо бажаним було б мати спосіб та пристрій, котрі дозволяли б проводити "поверхневу" автентифікацію магнітних характеристик на друкованому цінному документі або виробі, тобто автентифікацію без потреби мати дві від'юстовані намагнічувальні котушки з обох боків даного документа.

Метою даного винаходу є запровадження вимірювального датчика, призначеного для вимірювання магнітних характеристик листоподібного матеріалу без обмежень, що стосуються протяжності зазначеного листа с 2г5 матеріалу. Такий вимірювальний датчик має забезпечувати надійну, легку до запровадження та високошвидкісну сумісну автентифікацію листоподібного матеріалу шляхом простого позиціонування та/або переміщення і) вимірювального датчика по та/або над поверхнею зазначеного документа або виробу. .

Ця мета даного винаходу досягається з допомогою магнітного вимірювального датчика та автентифікаційного пристрою на його основі, так само як і способу автентифікації, що реалізується з використанням зазначеного «-- пристрою згідно з характерними пунктами формули винаходу.

Даний винахід пояснюється з допомогою наступних фігур: со

Фігла зображує типову криву намагнічування (гістерезисну) В(Н) коерцитивного магнітного матеріалу зі ю значеннями залишкового намагнічування та намагнічування насичення В , та В», і коерцитивного магнітного поля Нь. ее,

Фіг.1р зображує криву магнітної індукції аВв(Н)уа; що відповідає переходу від точки Б до точки со з гістерезисної кривої Фіг.1а.

Фіг.2а зображує схему стандартного магнітного вимірювального датчика, що застосовується для збирання даних по намагнічуванню або гістерезису магнітного зразка М', котрий розміщується всередині намагнічувальної котушки. «

Фії25 зображує схему нового магнітного вимірювального датчика для "поверхневого" збирання даних по шщ с намагнічуванню та гістерезису листоподібного магнітного зразка М, котрий розміщується зовні, перед й намагнічувальною котушкою. «» Фіг.За зображує поздовжній розріз першого варіанту магнітного вимірювального датчика, якому віддається перевага, для вимірювання магнітної індукції листоподібних матеріалів 7, де індукційна сприймаюча обмотка 45 та компенсувальна обмотка 4с розміщені усередині порожнини намагнічувальної котушки З з обох її кінців. -і Фіг.3Б зображує поздовжній розріз другого варіанту магнітного вимірювального датчика, якому віддається перевага, для вимірювання намагнічування листоподібних матеріалів 7, де чутливий до поля елемент 85 та

Фо компенсувальний елемент 8с розміщені усередині порожнини намагнічувальної котушки З з обох її кінців. с Фіг.4 зображує електричну схему частини варіанту автентифікаційного пристрою з використанням магнітного 5р Вимірювального датчика згідно з даним винаходом. бо Фіг.5 схематично ілюструє частину варіанту, що включає три автентифікаційних пристрої МО, МО" та МО" - М згідно з даним винаходом, які збирають магнітні характеристики виробів та завантажують зібрані дані через канали зв'язку І, І" та І" до безпечного сервера для дистанційної автентифікації.

Даний винахід базується на суттєвому поліпшенні магнітного вимірювального датчика, котрий робить

Можливим "поверхневе" збирання магнітних характеристик листоподібних матеріалів, таких як В(Н) гістерезис або ав(нНуає характеристики намагнічування. При цьому дані матеріали можуть бути текстурованими або іФ) плоскими. ко Фактично, як це не дивно, було знайдено, що намагнічувальні характеристики тонких листоподібних матеріалів, таких як роздруківки або покриття, котрі зроблені з допомогою фарб або покривних композицій, які бо містять магнітні захисні пігменти, можуть надійно та швидко зніматись зовні каналу намагнічувальної котушки, якщо застосовується нова схема розташування обмоток. Як приклад, вимірювальний датчик згідно з цими знахідками зображений у двох варіантах на Фіг.За та ЗБ.

Циліндричний соленоїд без магнітного осердя З, виготовлений із ізольованого електропровідного проводу, застосовується як намагнічувальна котушка для продукування намагнічувального поля Н(). Це намагнічувальне б5 поле однорідне всередині зазначеної намагнічувальної котушки З (область поля Н 4) і неоднорідне зовні зазначеної намагнічувальної котушки З (область поля Но). Є також дві невеликі області поля Ну поза зазначеною намагнічувальною котушкою 3, розташовані на обох краях поблизу магнітних полюсів даної котушки, де магнітне поле практично однорідне. Під практичною однорідністю поля у даному контексті мається на думці, що напруженість магнітного поля у цій Н» області відхиляється не більше, ніж на 1595, краще, не більше, ніж на 10965 від значення Н. усередині зазначеної намагнічувальної котушки 3. Це слід вважати визначенням області Нз.

Даний винахід оснований на використанні зазначених полюсних областей Ну для зондування магнітних характеристик плоского та широкого виробу 7, зокрема, секретного чи цінного документа, що несе захисне магнітне маркування М. Згідно з одним аспектом даного винаходу, і як схематично зображено на Фіг.2р, два або більше магнітних сенсори розташовані усередині намагнічувальної котушки З на обох її краях, переважно, 70 поблизу полюсних областей Н»з зазначеної намагнічувальної котушки 3.

У першому варіанті магнітного вимірювального датчика згідно з Фіг.За, магнітними сенсорами є сприймаюча індукційна обмотка 45 та компенсувальна обмотка 4с. Краще, коли вони розташовані симетрично всередині намагнічувальної котушки З, на обох її кінцях, і їх осі у значній мірі вирівняні щодо осі СС зазначеної намагнічувальної котушки 3. Зовнішні діаметри зазначених сприймаючої та компенсувальної обмоток 45 та 4с /5 мають бути, згідно з даним винаходом, меншими внутрішнього діаметра зазначеної намагнічувальної котушки 3.

Крім того, краще, коли сприймаюча та компенсувальна обмотки є тонкими, тобто їх зовнішній діаметр є близьким до внутрішнього. Використання індукційних обмоток дозволяє здійснювати динамічне вимірювання зміни намагнічування ав/аї.

Як альтернатива, як це показано у другому варіанті магнітного вимірювального датчика згідно з Фіг.Зр, 2о магнітними сенсорами є чутливий до поля елемент 85 та компенсувальний елемент 8с, згідно з чим зазначений чутливий до поля елемент 85 та зазначений компенсувальний елемент 8с мають бути меншими, ніж внутрішній діаметр зазначеної намагнічувальної котушки. Краще, коли зазначені елементи розташовані симетрично всередині намагнічувальної котушки 3, на обох її кінцях, і їх магнітні осі у значній мірі вирівняні щодо осі

СС зазначеної намагнічувальної котушки 3. Чутливий до поля елемент 85 та компенсувальний елемент 8с сч ов Можуть бути будь-якого типу із відомих у даній галузі; зокрема, вони можуть бути датчиками Холла або магніторсзистивними (МК, ЗМК) датчиками. Невеликі датчики обох типів відомі у даній галузі і є у продажу. і)

Використання датчиків магнітного поля дозволяє проводити статичне вимірювання намагнічування В.

Для коректної роботи пристрою листоподібний виріб 7, котрий несе магнітний матеріал М, має розміщуватись, краще, у відповідному положенні відносно магнітного вимірювального датчика, що робиться з «- зо допомогою тримача датчика, такого, що сприймаюча індукційна обмотка або датчик магнітного поля обернені до магнітного захисною матеріалу М. Лінії поля намагнічувальної котушки З мають проникати через листоподібний со виріб 7 суттєво ортогонально до його поверхні. Немає потреби у тому, щоб сприймаюча індукційна обмоткаабо МУ датчик магнітного поля безпосередньо торкались магнітного захисного матеріалу М. Зазначений магнітний захисний матеріал М може бути, при потребі, розташований на відстані від даного магнітного сенсора, що ісе) дорівнює приблизно половині внутрішнього діаметра намагнічувальної котушки, за умови, що дане магнітне поле ї-

Не у відповідній вимірювальній зоні все ще задовольняє вимозі однорідності, тобто що воно не відхилюється більше, ніж на 1595, краще, більше, ніж на 1095 від його значення Н. усередині котушки 3.

Фактично, ключовою вимогою для коректної роботи розкритого у даному тексті вимірювального датчика є те, щоб магнітний матеріал М усередині області детектування зазначеного магнітного сенсора знаходився в області « магнітного поля Н з зазначеної намагнічувальної котушки З, де напруженість даного магнітного поля не з с відхиляється більше, ніж на 1595, краще, не більше, ніж на 1095 від значення Н 4 усередині зазначеної намагнічувальної котушки 3. з Тримач датчика може виконувати додаткову функцію захисної немагнітної підкладки достатньої товщини для зразка з метою запобігти впливу магнітних збурень, що походять від сторонніх джерел, зокрема, від магнітних матеріалів, які розміщені у дальній області поля намагнічувальної котушки. Дана підкладка може бути зроблена -І із будь-якого немагнітного матеріалу, такого як пластик, дерево, скло і т.д. Проте, слід уникати застосування таких сильно електропровідних матеріалів як алюміній або інші метали, оскільки вони можуть заважати

Ме. динамічним магнітним вимірюванням через вклади, зумовлені вихровими струмами. с Автентифікаційний пристрій, що використовується зі способом даною винаходу, включає, з посиланням на

Фіг.4, вимірювальний датчик (Р) для вимірювання або значень намагнічування В або величин індукції авлаї, со котрий з'єднаний з відповідними електронними засобами - драйверами (2-6), сприймаючими пристроями (6) та як пристроями обробки даних (1). Зазначений пристрій додатково включає принаймні один програмно-реалізований алгоритм для реалізації способу згідно з даним винаходом. Виміряне значення сигналу намагнічування або індукції, відповідно, перетворюється у цифрову форму за допомогою процесорного аналого-дифрового ов перетворювача (А/0) (15) та зберігається у пам'яті (1с, 14) у вигляді цифрового значення М 5. Множина таких значень Мо, що збирається для послідовних величин магнітного поля Н, утворює у кінцевому рахунку цифрове

Ф) точкове зображення кривої індукції даного зразка або намагнічування, відповідно. ка У варіанті автентифікаційного пристрою згідно з даним винаходом, що включає вимірювальний датчик, з'єднаний з електронними засобами - драйверами, сприймаючими пристроями та пристроями обробки даних, як бо показано на Фіг.4, виміряні електричні відклики Ш 5, Ос сприймаючого та компенсувального індукційного або польового сенсорів 45, 4с, 85, вс, відповідно, урівноважуються (віднімаються) за допомогою компенсаційного регулятора 5св, підсилюються за допомогою операційного підсилювача 5 і нарешті перетворюються у цифрову форму за допомогою процесорного аналого-дифрового, перетворювача (А/Ю0) 15 для отримання цифрового значення індукції або намагнічування зразка М 5. Шляхом накопичення множини таких значень М 5 для 65 послідовних значень магнітного поля Н для даного зразка може бути одержане цифрове точкове зображення кривої індукції або намагнічування, відповідно.

Автентифікація виробу 7 досягається шляхом збирання попередньо визначеної множини значень індукції або намагнічування М 5 для даного зразка, побудови для даного зразка частини індукційної кривої або кривої намагнічування (наприклад, гістерезисної петлі) С зазначеного магнітного захисного матеріалу та порівняння значень даної частини кривої С» зразка з попередньо накопиченими значеннями відповідної частини еталонної кривої Св, з використанням попередньо визначеного алгоритму порівняння та попередньо визначеного критерію припустимої похибки. Причому зазначений критерій може бути або однозначним критерієм або поєднанням кількох умов, що мають виконуватись.

Даний винахід розкриває спосіб, котрий базується на використанні або послідовності В(Н) значень /о намагнічування, таких, що можуть бути одержані за допомогою датчиків Холла або гігантського магнітоопору (ОМ), або послідовності відповідних аВ(Н(Ю)аї значень індукції, таких, що можуть бути одержані за допомогою індукційних датчиків, магнітного матеріалу, який міститься, надрукований або нанесений на секретний чи цінний документ або матеріал як засіб, що слугує показником автентичності зазначеного захищеного документа, або виробу. Величини індукції 4«В(Н(ЮО) Я можуть вимірюватись та використовуватись для /5 автентифікації у тому разі, коли Н(Ю є відомою функцією часу. Функція намагнічування або індукції даного випробуваного матеріалу зображується, у кінцевому рахунку, у вигляді числової таблиці, що містить множину пар значень (Н, В) або (Н, ав/аю, або просто як перелік значень В або ав/а у . випадку, коли Н змінюється у відомий спосіб.

Спосіб автентифікації згідно з даним винаходом характеризується тим, що він оснований на використанні го того самого типу пристрою та вимірювального протоколу для збирання характеристик намагнічування еталонного зразка та характеристик намагнічування випробуваною зразка, підтримуючи тим самим "режим навчання" та "режим випробування". Причому характеристики зазначеного еталонного та зазначеного випробуваного зразків подаються у вигляді таблиць цифрових величин, котрі порівнюються з використанням попередньо визначеного алгоритму порівняння, через що рішення щодо автентичності або хибності виноситься с о ІЗ результату зазначеного порівняння з використанням попередньо встановленого критерію автентичності.

Спосіб автентифікації згідно з даним винаходом працює цілком на безмодельній основі, і на нього не (8) впливають систематичні похибки вимірювання, котрі можуть з'являтись в автентифікаційному пристрої; тому технічне забезпечення зазначеного пристрою може бути значно простішим, ніж те, що було б потрібним для прецизійних абсолютних вимірювань. Таким чином, спосіб даного винаходу оснований на порівнянні "форм «- зо кривих" індукції або намагнічування, що подані послідовностями відносних значень, таких як їх "бачить" пристрій даного винаходу, а не на вимірюванні та порівнянні окремих абсолютних фізичних значень. со

Порівняння зазначених "форм кривих" намагнічування або індукції зразків з егалонними "формами кривих" ю проводиться по точках, краще, після нормалізації зазначених кривих. Під нормалізацією мається на думці, що обидві криві, еталонна та зразка, піддані лінійному масштабуванню, такому, щоб мати таке саме, попередньо ісе)

Зз5 визначене значення максимальної інтенсивності. Така нормалізація робить дане порівняння незалежним від ї- концентрації; особливість, котра вельми корисна в контексті автентифікації банкнот, з урахуванням того факту, що зминання банкнот та довге користування ними може призвести до зменшення кількості магнітного матеріалу, що вводиться при друкуванні. Порівняння нормалізованих кривих намагнічування або індукції відповідає простій ідентифікації магнітного захисного матеріалу як такого, незалежно від кількості матеріалу, що фактично « 70 Знаходиться на даній роздруківці. Нормалізація виявилась також корисною з огляду на виключення впливу в с невеликих варіацій відстані між зразком та вимірювальним датчиком на стадії збирання даних (вимірювання).

Зазначене порівняння може здійснюватись згідно зі стандартними математичними методами, відомими у ;» даній галузі, такими як віднімання відповідних значень для зразка та еталона, та використання результуючих різниць, або деякої величини, одержаної з цих річниць, як показника автентичності або хибності.

Спосіб та пристрій даного винаходу можуть застосовуватись з усіма типами магнітних матеріалів, незалежно -І від того, чи є вони коерцитивними. Зокрема, вони можуть також використовуватись для розрізнення магнітних матеріалів з нульовою коерцитивністю (тобто без гістерезисної петлі), але з відмінними полями магнітного

Ме. насичення. Таким чином, з допомогою способу даного винаходу можливо розрізняти значний різновид магнітних с матеріалів з різними значеннями коерцитивної сили. Крім того, можливо приготувати суміші таких магнітних 5р матеріалів для одержання навіть більш складних форм кривих авВлаї. З допомогою способу та пристрою даного со винаходу може бути автентифікована будь яка форма кривої.

Кк Максимум сканувального поля Ну пах може бути легко адаптований до специфічного застосування, наприклад, він може бути вибраний на такому низькому рівні як 100Гс для розрізнення різних ЕАЗ матеріалів, або на такому високому рівні як 1 Т для розрізнення різних магнітно-твердих феритів. У пам'яті автентифікаційного пристрою ов Може зберігатись одна або більше сукупностей еталонних даних з метою автентифікації (та ідентифікації) одного або більшої кількості різних магнітних матеріалів. Крім того, нема потреби у тому, щоб зазначений "режим

Ф) навчання" та зазначений "режим випробування" запроваджувались на тому самому фізичному пристрої; на ка практиці, автентифікаційний пристрій може запроваджуватись виключно для автентифікації зразків з використанням сукупностей еталонних даних, що запроваджуються окремим "пристроєм для еталонних бо Вимірювань". Ці еталонні дані можуть закачуватись у постійну пам'ять автентифікаційного пристрою, або, як альтернатива, вони можуть передаватись у даний автентифікаційний пристрій у формі блока фізичної пам'яті, що містить їх. Крім того, можливо зберігати еталонні дані у безпечному місці, такому як безпечний сервер, і завантажувати принаймні одне виміряне значення індукції або намагнічування зразка для безпечного та незалежного порівняння на зазначеному безпечному сервері. 65 Типовий варіант

Згідно з варіантом вимірювального датчика для визначення величин індукції аВ/4ї та з посиланням на

Фіг.За, корпус котушки зроблений із зміцненого волокном фенольного полімеру і має загальну довжину 1Омм та загальний діаметр ЗОмм. Сприймаюча та компенсувальна обмотки 45 та 4с розташовані усередині внутрішнього периметру намагнічувальної котушки З на обох її кінцях і мають внутрішні діаметри та довжини, відповідно, 7,5мММ та 1,5мм. Кожна з них складається із 100 витків мідного емальованого проводу діаметром 0,1мм.

Намагнічувальна котушка З має внутрішній діаметр ТОмм і складається із 200 витків мідного емальованого проводу діаметром 0,бмм. Вона розташована поверх сприймаючої та компенсувальної обмоток і заповнює решту простору корпусу котушки. Зазначені три обмотки жорстко залиті епоксидною смолою для запобігання нестійкості положення обмоток, зумовленої механічними або електромеханічними деформаціями. 70 Згідно з варіантом даного винаходу, автентифікаційний пристрій, що включає зазначений вимірювальний датчик Р, збирається з посиланням на Фіг.4. Крім того, зазначений автентифікаційний пристрій включає процесорний блок 1 на базі АдисС812 МісгоСопмегпегтм від Апаісд Оемісевз. Чіп АдисС812 включає мікропроцесор 8052 СРИ Та, 12-бітовий аналого-дифровий перетворювач (А/О0) 16 та внутрішній запам'ятовуючий пристрій з довільною вибіркою (КАМ) і постійний запам'ятовуючий пристрій з електричним стиранням пам'яті (ЕЕ/Ріазі) 1с 7/5 для зберігання програми та даних. Крім того, даний автентифікаційний пристрій включає зовнішній З2К запам'ятовуючий пристрій з довільною вибіркою (КАМ) 14.

Крім того, даний автентифікаційний пристрій включає підвищувальний перетворювач напруги 6 з накопичувальною ємністю для одержання потрібної напруги на драйвері котушки; драйвер котушки 2, запроваджений як комутуючий місток, що контролюється мікропроцесором, для живлення намагнічувальної го Котушки датчика З струмом з трикутною пилкоподібною формою сигналу або зі спрощеною послідовністю імпульсів напруги (ША); -Ц(2АЮ; «Ц(АВ), де Лі є базовим часовим інтервалом; та операційний підсилювач 5 різниці відкликів сприймаючої/компенсувальної обмоток, вихід якого з'єднаний з мікроко'нтролерним аналого-дифровим перетворювачем (А/0) 10. Вхід даного операційного підсилювача 5 з'єднаний з компенсаційним регулятором 5св, Котрий дозволяє прецизійно встановлювати точку компенсації (точку нульової су 285 індукції"). Процесорний блок 1 з'єднаний також з перемикачем "режиму 5З/ут для вибору режиму навчання/випробування І /Т, з кнопкою В для ініціювання вимірювального циклу і також з жовтим, зеленим та і) червоним світлодіодами ГЕЮОз 81, 82, 83 для індикації станів увімкнено/вимкнено та підтвердження/відмова.

Кнопка В призначена для вмикання головного джерела живлення схем М со. Запроваджений також контрольований процесором вимикач джерела живлення 9, котрий забезпечує процесор живленням для «-- завершення циклу вимірювання і відключає його за інших станів.

Необхідний максимальний струм для живлення зазначеної намагнічувальної котушки З типово складає со порядку 20А або більше для обмотки у 200 витків, що продукує магнітне поле порядку 2000Гс. Увесь юю вимірювальний цикл продовжується близько однієї мілісекунди або менше з наступним набагато більш тривалим періодом очікування, таким, що охолодження даної котушки не потрібне. Було знайдено, що зазначена ее, з5 електронна схема може бути суттєво спрощена шляхом живлення даної обмотки прямокутними імпульсами рч- напруги форми 40 / «(протягом АЮ / -ШЩ(протягом 2 АЮ) / «(протягом ДЮ / 0), що запроваджується простим комутуючим пристроєм. За таких обставин форма кривої струму у даній котушці приблизно трикутна, що зумовлено законом індукції 4(0(3-(/1 ак «

Як приклад, крива індукції знімається, переводиться у цифрову форму та зберігається з частотою 200кКГц.

Можуть застосовуватись також інші, більші або менші частоти вибірки. Обробка вихідних даних може, краще, - с включати, фонову (нульову) корекцію та, при потребі, фільтрацію шумів. У випадку слабких сигналів результати а двох або більшої кількості вимірювань можуть накопичуватись та усереднюватись для поліпшення відношення "» сигнал-шум.

Згідно з одним із варіантів даного винаходу у зазначеному процесорі Та реалізується спосіб автентифікації захищеного документа або виробу, що несе тонкий шар магнітного матеріалу, за допомогою розкритих у даному -і тексті автентифікаційного пристрою та вимірювального датчика. Зазначений спосіб автентифікації включає б» стадії: а) уведення у цифрову пам'ять цифрового точкового представлення принаймні частини кривої (9) намагнічування В(Н) або кривої індукції ЗВХН(Д)/4 магнітного еталонного матеріалу як еталонних даних (Ме); со 50 Б) запровадження захищеного документа, або виробу, що має піддаватись автентифікації, зазначений захищений документ, або виріб включає тонкий шар магнітного матеріалу у або на принаймні частині його - поверхні; с) уведення у цифрову пам'ять, з використанням автентифікаційного пристрою та вимірювального датчика згідно з даним винаходом, цифрового точкового представлення принаймні частини кривої намагнічування В(Н) або кривої індукції ЗВ(Н(ОУЯ зазначеного тонкого шару магнітного матеріалу у або на зазначеному документі або виробі, що запроваджений на стадії б), як даних випробуваного зразка (М »5); о а) обробки цифрових даних, що були зібрані на стадії (е), для їх коректування щодо обставин, пов'язаних з ко вимірюванням; с) порівняння даних, що отримані на стадії (а), зі збережуваними еталонними даними, що були уведені на бо стадії (а), з використанням попередньо визначеного алгоритму та попередньо визначеного критерію припустимих похибок, з одержанням у такий спосіб показника автентичності типу "так/ні".

Згідно з даним винаходом, той самий тип технічних засобів може бути застосований для визначення зазначених еталонних даних (Мк) та зазначених даних випробуваного зразка (Ме): У "режимі навчання" дані від еталонного зразка збираються та зберігаються як зазначені еталонні дані. У "режимі випробування" дані від 65 документу або виробу, що має "піддаватись автентифікації, збираються, обробляються та порівнюються із зазначеними еталонними даними з одержанням показника автентичності/хибності.

У прикладі, якому віддається перевага, з використанням зазначених режимів навчання та випробування значна кількість різних магнітних відтисків може бути піддана розрізненню. Набір чотирьох стандартних магнітних пігментів М1-М4, що мають коерцитивні сили від нуля до 700Е, змішували у різних співвідношеннях з типографськими фарбами для одержання магнітної захисної системи:

Пігмент Коерцитивна сила (ЕЇ

М: -1 (м'яке магнітне залізо)

М2: 0-00 70 Мм3: 0 -300

Ма: -700

Було виготовлено 15 зразків 51-515 фарб для глибокого друку, що містили магнітні пігменти М1-МА у різних співвідношеннях, і загальна вага пігменту у даній фарбі складала порядку 40-50 відсотків. Дані пігменти 75 змішувались у лак для глибокого друку типу, що відомий фахівцям у даній галузі:

М1:М2 ММЗ М1:М4 М2:М3 М2:МА. Загалом (ваг.95)

І Т00 40,00 з2 1,03 47,20 3 1,00 40,00 за 400 40,00 5 413 42,57 зв 4,00 40,00 7 025 40,00

ЗВ 0,26 53,09 см 59 0,25 40,00 о

Іо 1,03 47,20 1 0,26 53,09 12 413 42,57 «- зо ІЗ 1,00 40,00 14 0,25 40,00 со

ІБ 4,00 40,00 ю

Отримані у такий спосіб фарби наносили методом друку на папір типу, що використовується для (Се) з виготовлення банкнот, з використанням стандартної друкарської машини глибокого друку та гравіювальної М форми 10Омкм глибини, і в результаті одержали магнітні відтиски глибокого друку з різними магнітними характеристиками. Усі зазначені відтиски глибокого друку, виготовлені з допомогою зазначених зразків фарб 551-515, можуть бути розрізнені з використанням способу та пристрою, що розкриті у даному винаході. «

Claims (1)

1. Формула винаходу о, с :з» 1. Магнітний вимірювальний датчик для збирання даних намагнічування магнітного предмета (7), зокрема захищеного документа або виробу, що містить принаймні один магнітний відтиск або покриття, зазначений вимірювальний датчик містить принаймні одну намагнічувальну котушку (3), який відрізняється тим, що він 395 містить принаймні два магнітних сенсори (45, 4с, 85, 8с), розташовані всередині зазначеної намагнічувальної їв. котушки (3) на обох її кінцях відповідно, і їх магнітні осі у значній мірі вирівняні відносно магнітного поля (о) всередині даної котушки (3). сл 2. Магнітний вимірювальний датчик за п. 1, який відрізняється тим, що зазначена намагнічувальна котушка (3) є котушкою без магнітного осердя. (ее) 50 З. Магнітний вимірювальний датчик за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що зазначена намагнічувальна що котушка (3) є циліндричною котушкою.

   4. Магнітний вимірювальний датчик за будь-яким із пп.1-3, який відрізняється тим, що зазначені магнітні сенсори є індукційними сенсорами у формі сприймальної обмотки (45) та компенсувальної обмотки (4с) відповідно, де зовнішні діаметри зазначених сприймальної обмотки (45) та компенсувальної обмотки (4с) менші, 59 ніж внутрішній діаметр зазначеної намагнічувальної котушки (3). ГФ) 5. Магнітний вимірювальний датчик за будь-яким із пп.1-3, який відрізняється тим, що зазначені магнітні 7 сенсори є сенсорами магнітного поля у формі чутливого до поля елемента (85) та компенсувального елемента (8с) відповідно, де зовнішні діаметри зазначених чутливого до поля елемента (85) та компенсувального елемента (вс) менші, ніж внутрішній діаметр зазначеної намагнічувальної котушки (3). 60 6. Магнітний вимірювальний датчик за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що додатково містить тримач датчика для утримування предмета (7) у відповідному положенні та на відповідній відстані відносно намагнічувальної котушки (3) та сенсорів (45, 4с, 85, 8с) таким чином, що даний магнітний матеріал (М) у межах зони детектування зазначених магнітних сенсорів знаходиться в області магнітного поля (Н з) зазначеної намагнічувальної котушки (3), де напруження магнітного поля не відхиляється більше, ніж на 1595, краще не бо більше, ніж на 1095 від його значення (Н.) усередині зазначеної намагнічувальної котушки (3).

   7. Магнітний вимірювальний датчик за будь-яким із пп.1-6, який відрізняється тим, що містить підкладку зразка, виготовлену із немагнітного матеріалу з низькою електропровідністю.

   8. Спосіб вимірювання характеристик намагнічування принаймні частини предмета (7), зокрема захищеного документа або виробу, зазначений предмет (7) містить принаймні один магнітний захисний матеріал (М), зазначений спосіб включає стадії: а) поміщення вимірювального датчика (Р) за будь-яким із пп.1-7 на зазначений предмет (7) таким чином, що зазначений матеріал (М) знаходиться у межах області (Н з) практичної однорідності поля намагнічувальної котушки (3) даного датчика, 70 Б) прикладання за допомогою зазначеної намагнічувальної котушки (3) принаймні одного значення магнітного поля до предмета (7) та с) вимірювання принаймні одного значення магнітної характеристики зазначеного матеріалу (М) з використанням зазначених магнітних сенсорів (45, 4с, 85, 8с).

   9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що відповідне значення намагнічування В (М 5) зазначеного /5 матеріалу (М) вимірюється при прикладенні принаймні одного значення магнітного поля (Н) до зазначеного матеріалу (М).

   10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що відповідне значення індукції аВ/аї (М) зазначеного матеріалу (М) вимірюється для принаймні одного значення магнітного поля (Н) за умов прикладання до зазначеного матеріалу (М) варіації магнітного поля ЯН/ак.

   11. Спосіб за будь-яким із пп. 8-10, який відрізняється тим, що зазначений предмет (7) поміщується на тримач датчика.

   12. Автентифікаційний пристрій для автентифікації принаймні одного предмета (7), зокрема захищеного документа, зазначений предмет (7) містить принаймні один магнітний захисний матеріал (М), зазначений автентифікаційний пристрій містить: сч а) вимірювальний датчик за будь-яким із пп. 1-7 сумісно з відповідними електронними засобами - драйверами о та сприймальними пристроями, Б) процесорний блок (1) із запровадженим алгоритмом для керування зазначеним датчиком та збирання, оцифровування, обробки і порівняння значень магнітних характеристик, с) принаймні один запам'ятовуючий пристрій (1с, 14) для зберігання значень магнітних характеристик зразка «- зо та еталона.

   13. Автентифікаційний пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що додатково підтримує "режим навчання" со для збирання та зберігання еталонних магнітних характеристик магнітного еталонного предмета (7К) та "режим ю випробування" для збирання, зберігання та порівняння магнітних характеристик зразка предмета (7) для одержання сигналу автентичності. ісе)

   14. Автентифікаційний пристрій за п. 12 або 13, який відрізняється тим, що додатково містить засоби ча передачі даних для проведення зазначеного порівняння виміряних даних намагнічування зразка з відповідними, попередньо накопиченими еталонними значеннями та одержання зазначеного показника автентичності "так/ні" у віддаленому місці, і для зворотної передачі зазначеного показника автентичності на місце проведення автентифікації. «

   15. Спосіб автентифікації захищеного документа або виробу, що несе тонкий шар магнітного матеріалу, за пев) с допомогою автентифікаційного пристрою за будь-яким із пп. 12-14, зазначений спосіб включає стадії: а) введення у цифрову пам'ять значень магнітних характеристик магнітного еталонного предмета як ;» еталонних даних; Б) надання захищеного документа або виробу, що має піддаватись автентифікації, зазначений захищений документ або виріб містить тонкий шар магнітного матеріалу у або на принаймні частині його поверхні; -І с) введення у цифрову пам'ять, з використанням зазначеного автентифікаційного пристрою за будь-яким із пп. 12-14, значень магнітних характеристик зазначеного документа або виробу, наданого на стадії (Б); Ме, а) обробки цифрових даних, що були зібрані на стадії (с), для їх коректування відносно обставин, с пов'язаних з вимірюванням; е) порівняння даних, що отримані на стадії (4), з відповідними збережуваними еталонними даними, що були со введені на стадії (а), з використанням попередньо визначеного алгоритму та попередньо визначеного критерію як припустимих похибок, з одержанням у такий спосіб показника автентичності типу "так/ні".

   16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що зазначені еталонні дані збираються за допомогою автентифікаційного пристрою за будь-яким із пп. 12-14. Ф) іме) 60 б5