專利名稱：一種自動柜員機及量化真偽鑒定方法
技術領域：
本發明涉及金融磁性鑒偽技術領域，特別是涉及一種自動柜員機及量化真偽鑒定方法。
背景技術：
貨幣是流通市場必備要素之一，為了確保金融流通秩序的穩定，需要進行貨幣真偽鑒別。由于貨幣在印制過程中，會設置分布有多個磁碼。進行貨幣真偽檢驗就是通過檢驗這些磁碼特征而進行的。現有技術中，自動柜員機對磁碼特征進行檢測的方式有磁性檢測和光學特性檢測兩大類。磁性鑒偽因其檢測方便快速機檢等優點而廣泛應用于貨幣檢測。目前，金融磁性鑒偽已成為維護金融流通秩序穩定所必不可少的手段之一。磁性鑒偽的原理是對貨幣中設置的磁性密碼進行檢測，包括磁場強度及位置分布等特征。隨著技術的進步，金融磁性鑒偽技術經歷了由對驗鈔速度和檢測間距過于敏感的感應線圈發展到較為先進的霍爾磁阻。然而霍爾磁阻弱磁場磁阻率極低，加上其鑒定程序需要依賴于磁碼信號強度，因而要求具有極小的檢測間隙，通常小于0.1_。使得信號隨間隙變化以及其它影響信號強度的因素而不穩定，容易出現卡鈔率高、磨損率大及壓幣輪因壓力大而易斷裂等一系列問題。另外，霍爾磁阻因其對磁場方向響應對稱而無法簡單容易地辨別軟磁和硬磁,如圖1所示，更無法鑒定完整磁滯迴線特征。只能片面地根據磁碼的幾何機械特性和試圖用不同磁碼信號的強弱絕對值或比值進行判斷，導致對影響磁碼信號強度因素的強依賴性和對信號強弱判斷的不確定性，無法勝任通過全面鑒定磁碼的磁性特征而徹底防偽的重任。事實證明，霍爾磁阻無法鑒別近幾年出現的新版偽鈔。再者，目前主導市場的霍爾磁阻無法避免相鄰間距小的磁碼信號疊加，造成鑒定程序的復雜化。在科技高度發達的今天，并不難偽造真實磁碼的磁場大小及位置分布，加上傳統技術判斷時如上所述的不確定性，給磁碼鑒偽帶來挑戰。故，需要提供能夠鑒別貨幣更多技術特征的自動柜員機及量化真偽鑒定方法。而實際上，除非知道印鈔廠家磁碼配方和制造工藝，要想完全仿制所有多個真實磁碼的全部磁滯迴線特征的確是非常困難的。因此，完全鑒偽不能簡單靠比較磁碼磁場大小及位置分布，更要求自動柜員機能夠定性及定量識別磁碼的軟硬磁屬性和磁滯迴線特征，以確保信號判斷的穩定性及降低鑒定方法的不確定性。因此，針對現有技術不足，提供過一種自動柜員機及紙幣量化真偽鑒定方法甚為必要
發明內容
本發明的目的之一在于避免現有技術中的不足之處而提供一種自動柜員機，該自動柜員機能夠完整辨別貨幣設置的多個磁性密碼各自擁有的磁滯迴線的特征而精確鑒定貨幣真偽。本發明的上述目的通過以下技術措施實現。提供一種自動柜員機，設置有對紙幣真偽進行辨別檢測的檢驗單元，所述檢驗單元設置有傳感器、處理單元和顯示單元，傳感器對紙幣的信號進行采集并將采集信息輸送至處理單元，經處理單元處理后發送至顯示單元顯示，所述傳感器設置為磁傳感器，所述磁傳感器設置有磁鐵和磁敏感元件，所述磁敏感元件對所述磁鐵在磁化紙幣磁碼時而產生的磁碼磁場進行響應，磁碼在經過磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號再進行鑒定。上述磁鐵設置為長條形，所述磁鐵的橫向寬度W不超過最小磁碼間距隙的三分之二，所述磁鐵的南北極垂直于磁傳感器的磁感應方向和磁感應器平面，橫向磁場強度能夠讓磁碼在沿橫向經過磁傳感器時經歷部分或全部磁滯迴線過程。上述磁鐵設置為永久磁鐵、直流線圈、交流線圈或者電磁鐵。上述磁敏感元件由兩個或者四個磁敏感單元組成，所述磁敏感單元規格相同但響應非對稱于磁場方向，當所述磁敏感元件為兩個時，兩個所述磁敏感元件構成惠斯通半橋電路；當所述磁敏感元件設置為四個時，四個所述磁敏感單元構成惠斯通全橋電路；
所述惠斯通半橋電路或者所述惠斯通全橋電路沿磁感應方向對稱分布于所述磁鐵中心線兩側，構成所述惠斯通半橋電路或者所述惠斯通全橋的所述磁敏感單元的中心間距d0小于或等于所述磁鐵的橫向寬度W且所述中心間距不超過最小磁碼間距隙的三分之二。上述磁敏感單元的磁場響應對磁場方向不非對稱或反對稱，且排列在磁鐵中心線一側的磁敏感單兀與在另一側磁敏感單兀對同一磁場方向有相反或不同的響應；
每個所述磁敏感單元所檢測的磁場方向與磁碼沿磁鐵橫向移動的方向相同或相反。上述磁敏感單元設置為對磁場方向響應不對稱或反對稱,包括但不限于感應線圈、巨磁阻、隧道磁阻、帶有理發店式導電條紋的異磁阻薄膜或器件、磁通門或者超導異質結。本發明的另一目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種采用上述磁自動柜員機對紙幣進行的量化真偽鑒定方法。本發明的上述目的通過以下技術措施實現。提供一種采用上述自動柜員機進行紙幣量化鑒定方法，磁碼在經過所述磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號然后再對磁碼的磁滯迴線特征進行鑒定，磁傳感器得到的信息輸送至處理單元，經處理單元處理后輸送至顯示單元進行顯示。上述對磁碼的磁滯迴線特征進行鑒定包括磁碼軟硬磁特性鑒定和量化定義磁碼的矯頑力、方塊度及反轉磁場分布。上述磁碼軟硬磁特性鑒定具體是根據單個磁碼的信號是否為單個單邊峰來判斷磁碼是否為矯頑力大于磁鐵磁場的硬磁；
所述量化定義磁碼的矯頑力具體是計算所述磁敏感單元所感應到的每個單個磁碼信號的不同波峰之間的波幅比值來衡量和量化定義磁碼矯頑力的大小； 所述量化定義磁碼磁滯迴線方塊度與反轉磁場分布特征，具體是計算所感應到的單個磁碼信號波形各段時間寬度之間的比值，并以該比值來衡量和量化定義該磁碼磁滯迴線的方塊度與反轉磁場分布。磁碼軟硬磁特性鑒定的具體過程是:單一磁碼所顯示的信號只出現一個單邊信號峰時，鑒定磁碼為矯頑力大于磁鐵磁場的硬磁；否則鑒定為軟磁；
量化定義磁碼的矯頑力的具體過程是:
當出現兩個波峰時，后一個峰的峰值除以前一個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼正向矯頑的大小；比值為I時對應于磁碼矯頑力為零，比值為O時，此時只有一個峰，對應于磁碼矯頑力大于磁鐵最大橫向磁場而無法被磁鐵磁場所反轉；介于兩者之間的矯頑力所對應的波幅比值介于I和O之間，矯頑力越小則波幅比值越接近于I,矯頑力越大則波幅比值越接近于O;
當同時出現三個波峰時，第一個峰的峰值除以第二個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼負向矯頑力的大小，矯頑力越小則比值越接近于0，矯頑力越大則比值越接近于I ;第三個峰的峰值除以第二個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼正向矯頑的大小，矯頑力越小則波幅比值越接近于1，矯頑力越大則波幅比值越接近于O ;
量化定義磁碼磁滯迴線方塊度與反轉磁場分布特征具體是:
波形區間時寬度比值根據每個單一磁碼所顯示的信號進行計算；
當只有一個信號峰時，磁碼為磁鐵無法反轉的硬磁，不能鑒定反轉磁場分布；而方塊度則為該峰由峰值回落至峰值90%的時間差與該峰半高寬時間寬的比值；
當出現兩個或三個信號峰時，倒數第二個峰由峰值至回落90%時間與該峰半峰寬的比值為方塊度量值；同樣地，可用倒數第二個峰的峰值由回落50%至歸零的時間差與該峰的半峰寬的比值為反轉磁場分布。本發明的自動柜員機，設置有磁傳感器，磁傳感器設置有磁鐵和磁敏感元件，所述磁敏感元件對所述磁鐵磁化紙幣時產生的磁碼磁場進行響應，磁碼在經過磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號再進行鑒定。本發明的自動柜員機進行紙幣真偽鑒定方法，磁碼在經過磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號然后再對磁碼的磁滯迴線特征進行鑒定。本發明可以區分磁碼軟硬磁屬性并能夠量化定義磁碼的磁滯迴線特征，不依賴于磁碼信號的強弱從而對檢測間隙不敏感，故具有鑒定精確度高和鑒定穩定性好的特點。
利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的內容不構成對本發明的任何限制。圖1是由對磁場方向無區別的霍爾磁阻傳感器所讀取的硬磁和軟磁信號示意圖。圖2是本發明的一種自動柜員機的磁傳感器實施例1的結構示意圖。圖3是磁鐵的橫向寬度對信號疊加的影響示意圖。圖4是硬磁或軟磁磁碼橫向經過磁鐵時所經歷磁化過程路徑的示意圖。圖5是一個矯頑力無法被磁鐵克服的硬磁磁碼和一個矯頑力為零的軟磁磁碼由左向右通過本發明實施例一所述的磁傳感器時的信號示意圖。
圖6是通過本發明的自動柜員機的磁傳感器對一磁碼進行鑒定所得到的信號示意圖。圖7是通過本發明的自動柜員機的磁傳感器對一磁碼進行鑒定所得到的信號示意圖。圖8是一組磁碼經過本發明的自動柜員機的磁傳感器所得到的一組磁碼信號圖。圖9是對圖8所示的一組磁碼信號進行判斷分析的示意表。圖10是本發明自動柜員機的磁傳感器所用磁鐵的橫向磁場隨距離和檢測間隙而變化的示意圖。在圖2中包括:
模塊1、外殼2、惠斯通電橋電路接口 3、磁敏感元件4和磁鐵5。
具體實施例方式結合以下實施例對本發明作進一步描述。實施例1。一種自動柜員機，設置有對紙幣真偽進行辨別檢測的檢驗單元，檢驗單元設置有傳感器、處理單元和顯示單元，傳感器對紙幣的信號進行采集并將采集信息輸送至處理單元，經處理單元處理后發送至顯示單元顯示。傳感器設置為磁傳感器。如圖2所示，磁傳感器設置有基體1、外殼2、惠斯通電橋電路接口 3、磁敏感元件4和磁鐵5。基體I用于承載其它部件，基體I通常為塑膠塊或由其它構成機械強度的物體組成。磁敏感元件4對磁鐵5磁化磁碼時所產生的不同方向的磁碼磁場進行響應，當磁碼在經過磁傳感器表面時被磁鐵5磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號然后再進行鑒定。磁鐵5設置為長條形，磁鐵5可以是單個或多個永久磁鐵、直流或交流線圈、或其它電磁鐵。磁鐵5的橫向寬度W不超過最小磁碼間距隙的三分之二。最小磁碼間距隙是本領域公知常識，相鄰的兩個磁碼之間的距離為磁碼間距隙，所有磁碼間距隙中數值最小的相鄰兩個磁碼之間的間距隙為最小磁碼間距隙。磁鐵5的橫向寬度的設置是為了避免鄰近磁碼信號的疊加所造成單個磁碼信號的扭曲或改變，以方便對信號的鑒定并提高對信號檢測的準確度。如圖3所示，顯示了磁鐵5的橫向寬度對信號疊加所造成的影響，從中可以看出，相鄰的磁碼間隙至少要大于磁鐵寬度的1.5倍才可以避免信號重疊。磁鐵5的南北極垂直于磁傳感器的磁感應方向和磁感應器平面，橫向磁場強度能夠讓磁碼在沿橫向經過磁傳感器時經歷部分或全部磁滯迴線過程。磁敏感元件4對稱分布在磁鐵5中心線的兩側。磁敏感元件4中心之間距用標準間距d0來表示，標準間距d0不超過磁鐵5的橫向寬度W。磁敏感元件4由兩個磁敏感單元構成。兩個磁敏感單元規格相同，兩個磁敏感單元構成惠斯通半橋電路；兩個磁敏感單元沿磁感應方向對稱分布于磁鐵5中心線兩側，兩個磁敏感單元中心之間的標準間距小于或等于磁鐵5的橫向寬度W且不超過最小磁碼間隙的三分之二。具體的，磁敏感單元的磁場響應對磁場方向非對稱或反對稱，且排列在磁鐵5中心線一側的磁敏感單兀與在另一側磁敏感單兀對同一磁場方向有相反或不同的響應。每個所述磁敏感單元所檢測的磁場方向與磁碼沿磁鐵5橫向移動的方向相同或相反。磁敏感單元設置為感應線圈、巨磁阻、隧道磁阻或者帶有理發店式導電條紋的異磁阻薄膜或器件。需要說明的是，磁敏感單元并不局限于上述形式，也可以為磁通門、超導異質結等等。其中，磁敏感元件4對不同方向磁場有不同或相反的響應,可以是磁感應線圈、巨磁阻、隧道磁阻或者帶有理發店燈式導電條的異磁阻薄膜芯片或器件。磁鐵5可以是單個或多個永久磁鐵、直流或交流線圈或其它電磁鐵。磁碼在經過磁傳感器表面時被磁鐵5磁化而完成部分或一個完整的和磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取該磁化過程的信號。本發明的自動柜員機，采用磁傳感器，當磁碼在經過磁傳感器表面時被磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號然后再進行鑒定，磁傳感器的信息輸送至處理單元，經處理單元處理后將真偽結果通過顯示單兀顯不O通過該磁傳感器，能夠對貨幣的每個磁碼進行磁滯迴線特征進行讀取，使得貨幣鑒偽更為全面和更為準確。本發明自動柜員機的磁傳感器，可以通過減小磁鐵的橫向寬度與標準間距至不超過最小磁碼間隙的三分之二而有效地避免鄰近磁碼信號的疊加，從而可以單獨分析單個磁碼信號，給鑒定過程帶來方便。本發明自動柜員機的磁傳感器，可以區分磁碼屬于軟磁還是硬磁；可以量化定義磁滯迴線特征，包括矯頑力、方塊度、反轉磁場分布，和其它磁滯迴線各區間段的斜率；其判斷方法針對每個獨立磁碼本身的磁滯迴線特征，從而的不依賴于磁碼信號的強弱，能夠最大限度地擺脫磁場隨距離衰減的束縛。解決了要求極小檢測間隙、卡鈔、滾輪斷裂、紙幣磨損、褶皺、角度及溫度漂移等一系列問題。由于上述有益效果，本發明鑒定精準。對紙幣中全部磁碼都可以實施量化判斷標準，能夠有效檢驗和防止偽鈔。此外，該自動柜員機結構簡單、使用方便，不僅適合于貨幣真偽鑒定，而且適合支票等其他物品的真偽鑒定。實施例2。—種自動柜員機,其他結構與實施例1相同不同之處在于:磁敏感兀件由四個磁敏感單元構成。四個磁敏感單元規格相同，四個磁敏感單元構成惠斯通半橋電路；四個磁敏感單元沿磁感應方向對稱分布于磁鐵中心線兩側，其磁敏感單元中心之間的標準間距小于或等于磁鐵的橫向寬度W且不超過最小磁碼間隙的三分之二。通過該自動柜員機的磁傳感器，能夠對貨幣的每個磁碼的磁滯迴線特征進行讀取，使得貨幣鑒偽更準確。實施例3。
一種采用上述實施例1或2的自動柜員機進行紙幣量化真偽鑒定方法，磁碼在經過磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號進行鑒定，磁傳感器得到的信息輸送至處理單元，經處理單元處理后輸送至顯示單元進行顯示。鑒定包括磁碼軟硬磁特性鑒定、量化定義磁碼的矯頑力、量化定義磁碼的方塊度和量化定義反轉磁場分布。其中，磁碼軟硬磁特性鑒定是根據單個磁碼的信號是否為單個單邊峰來判斷磁碼是否屬于硬磁或者軟磁。波峰數量法具體是根據每個單一磁碼所顯示的信號峰數量進行判斷。當只出現一個單邊信號峰表示磁碼為無法被磁鐵反轉磁化方向的硬磁，且波峰的正或負代表磁碼磁化方向與首先經過的磁敏感元件所感應正磁場方向相反或相同；若出現多個信號峰，則判斷為矯頑力小于磁鐵磁場的軟磁。量化定義磁碼的矯頑力具體是計算磁敏感單元所感應到的每個單個磁碼信號的不同波峰之間的波幅比值，以該比值來衡量和量化定義該磁碼矯頑力的大小。當出現兩個波峰時，后一個峰的峰值除以前一個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼正向矯頑的大小。比值為I時對應于磁碼矯頑力為零，比值為O時，此時只有一個峰，對應于磁碼矯頑力無法被磁鐵磁場所反轉。介于兩者之間的矯頑力所對應的波幅比值介于I和O之間，矯頑力越小則波幅比值越接近于I,矯頑力越大則波幅比值越接近于O。當同時出現三個波峰時，第一個峰的峰值除以第二個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼負向矯頑力的大小，矯頑力越小則比值越接近于0，矯頑力越大則比值越接近于I。第三個峰的峰值除以第二個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼正向矯頑的大小，矯頑力越小則波幅比值越接近于1，矯頑力越大則波幅比值越接近于O。上述量化定義磁碼磁滯迴線方塊度與反轉磁場分布特征，具體是計算所感應到的單個磁碼信號波形各段時間寬度之間的比值，并以該比值來衡量和量化定義該磁碼磁滯迴線的方塊度與反轉磁場分布。采用單一磁碼的波形區間時寬比值法量化鑒定代表磁滯迴線特征的方塊度(Sq=Mr/Ms)和反轉磁場分布
(SFD=AHzyHc)。波形區間時寬度比仍然根據每個單一磁碼所顯示的信號進行計算。當只有一個信號峰時，磁碼為磁鐵無法反轉的硬磁，因此無法鑒定反轉磁場分布；其方塊度可用峰值回落90%與峰值100%時間之差與半高峰寬時間之比來衡量。當出現兩個或三個信號峰時，倒數第二個峰的由峰值至回落90%的時間之差與半峰寬的比值代表了方塊度的大小，比值越大則表示方塊度越大。而反轉磁場分布SFD可用倒數第二個峰由回落50%至歸零與的時間差與其半峰寬的比值來代表，比值越小則表示SFD越大。具體地，根據所測得的磁碼信號，可以得到以下量化定義磁滯迴線特征的簡化公式。Hc/Hm = 1-(V2/V1)" (1/n)......(I)
SFD = 2(t0-t50)/tw......(2)
SQ/SQO = (t90-tl00/tw......(3)其中，V2為倒數第一個峰的峰值；V2為倒數第一個峰的峰值；V1為倒數第二個峰的峰值；n為磁碼磁場隨距離而衰減的指數，取決與磁敏感元件的靈敏度，通常η介于1.0與3.5之間，靈敏度越大則η值就越小；SQO為方塊度為I時倒數第二個峰的波幅與半高寬時間的比值；tl00，t90，t50與tO分別為倒數第二個峰的峰值為100%及回落至90%，50%，和零時的時間為倒數第二個峰半高寬時間。本發明所提供的鑒定方法根據讀取的信號，采用同一個單個磁碼的波峰數量法定性判斷磁碼是否屬于硬磁；采用同一個磁碼的波幅比值法量化鑒定磁碼矯頑力，采用單一磁碼的波形區間時寬比值法量化鑒定代表磁滯迴線特征的方塊度(Sq=Mr/Ms)和反轉磁場
分布(SFDI+f+He)，利衣賴刊茲石馬石茲場強度信號辦色對■值，從W對■劍向信號強度白勺檢測
間隙、紙幣狀況、紙幣角度、溫度漂移、磁敏感元件性能偏差等因素不敏感，確保了鑒偽判斷參數的穩定性和判斷的準確性。本發明可以區分磁碼屬于軟磁還是硬磁；可以量化定義磁滯迴線特征，包括矯頑力、方塊度和反轉磁場分布等典型磁滯迴線特性；其判斷方法針對每個獨立磁碼本身的磁滯迴線特征，從而的不依賴于磁碼信號的強弱，能夠最大限度地擺脫磁場隨距離衰減的束縛。具有方法操作簡便，結果精確的特點。實施例4。 采用本發明的自動柜員機的磁傳感器，將磁碼在磁鐵上方經過以經歷磁化過程，磁化過程的細節如圖4所示。磁化細節取決于磁碼的軟硬磁特性及能否為磁鐵磁場所反轉。不能被反轉的硬磁磁碼，只能經歷一個局部的磁滯迴線磁化過程，如圖4a所示的路徑I或路徑2。圖4a中Hm為磁鐵最大橫向磁場，路徑I為從Mr+到A點，再到Mr+，再到B點，再到Mr+。路徑2為從Mr-到C點，再到Mr-，再到B點，再到Mr+。能被反轉的軟磁磁碼，由磁碼起始時的剩磁的磁化方向(Mr+或Mr-)決定，如圖4b所示的路徑I或路徑2。圖4b中，路徑I為從Mr+到A點，再到He-,再依次到B點、C點、B點、Mr-、D點、He+、E點、F點、E點，最后到Mr+。路徑2為從Mr-到B點，再依次到C點、B點、Mr-、D點、He+、E點、F點、E點，最后到 Mr+ο實施例5。圖5顯示了一個矯頑力無法被磁鐵克服的硬磁磁碼和一個矯頑力為零的軟磁磁碼由左向右通過本發明實施例一所述的自動柜員機時，磁傳感器采集到的信號示意圖。從圖中可以看出，硬磁磁碼只出現了一個單邊波峰，信號方向取決于磁碼剩磁方向與磁鐵在磁碼來向方向上的磁場方向相同是否相同，波幅比為O。而軟磁磁碼則顯 示出兩個波峰，波幅比為I。由此，可以采用波峰比來準確表達介于零與磁鐵磁場之間的任何矯頑力。實施例6。通過本發明的自動柜員機對一磁碼進行鑒定，所得到的信號如圖6所示。從圖中可以看出，信號曲線一個具有兩個峰，一個具有三個峰，故可以判斷該磁碼為軟性磁碼。出現兩個峰表不磁碼剩磁與磁鐵在來向的磁場方向相同；出現三個峰表不磁碼剩磁與磁鐵在來向的磁場方向相反。通過相應的波幅比值反映了相關矯頑力的大小，根據公式(1)，可以得出矯頑力Hc=1- (V2/V1) ~(l/n)。采用本發明自動柜員機的磁傳感器對磁碼進行鑒定，可以對磁滯迴線的具體特征進行鑒定，能夠提高防偽的準確性。實施例7。通過本發明的自動柜員機對一磁碼進行鑒定，磁傳感器所得到的信號如圖7所示意。從圖中可以看出，該磁碼具有兩個峰可以判斷出為軟磁。通過第二個峰值與第一個峰值的比值可以量化得到矯頑力。設置第一個峰的半峰寬為tw，峰頂時間為tlOO，峰值回落至90%時間為t90，回落至50%時間為t50，回落至零時的時間為tO。將t90于tlOO時間之差與半峰寬tw的比值，得到磁碼方塊度量值，比值越大表示方塊度越好；
將歸零時間tO與半峰寬時間t50之差對半峰寬的比值，得到反轉磁場分布SFD，比值越小則表示SFD越大。而SFD是在反轉點He處斜率的描述。因此，相應的兩個峰之間距除以半峰寬之和代表了 SFD。可見，通過本發明的自動柜員機及本發明的量化真偽鑒定方法，可以得到單個磁碼的磁滯迴線的特征。能夠對貨幣中的磁碼進行定量鑒定，提高了防偽的精確性。實施例8。一組磁碼經過本發明的自動柜員機,得到如圖8所示的一組磁碼信號圖。圖中，磁碼A與磁碼B看似類似，其信號亦強過磁碼C。圖9所示的表格列出了對圖8所示信號用本發明所提供的鑒定方法進行示范分析并給出鑒定結果。得出磁碼B與磁碼A并不一樣，而且看似弱小的磁碼C其實是硬磁的判斷。這對于傳統的如霍爾磁阻磁碼技術而言是不可能完成的任務。實施例9。采用本發明的自動柜員機及方法對磁碼進行鑒定，如圖10所示，隨檢測間隙增大，磁鐵磁場減弱，其結果是信號減弱和相關反轉距離的減小。因此，有必要對此進行同比或其它冪次方修正。同比或其它冪次方修正為本領域公知常識，在此不再贅述。需要說明的是，本發明的自動柜員機及量化真偽鑒定方法，不僅適用于金融技術領域，也可以適用于其它需要簽偽的領域，如支票、磁性條碼、及物品防偽標志等。最后應當說明的是，以上實施例僅用于說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
權利要求
1.一種自動柜員機，設置有對紙幣真偽進行辨別檢測的檢驗單元，所述檢驗單元設置有傳感器、處理單元和顯示單元，傳感器對紙幣的信號進行采集并將采集信息輸送至處理單元，經處理單元處理后發送至顯示單元顯示，其特在在于:所述傳感器設置為磁傳感器，所述磁傳感器設置有磁鐵和磁敏感元件，所述磁敏感元件對所述磁鐵磁化紙幣中磁碼而產生的磁碼磁場進行響應，磁碼在經過磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號再進行鑒定。
2.根據權利要求1所述的自動柜員機，其特征在于:所述磁鐵設置為長條形，所述磁鐵的橫向寬度W不超過最小磁碼間距隙的三分之二，所述磁鐵的南北極垂直于磁傳感器的磁感應方向和磁感應器平面，橫向磁場強度能夠讓磁碼在沿橫向經過磁傳感器時經歷部分或全部磁滯迴線過程。
3.根據權利要求1或2所述的自動柜員機，其特征在于:所述磁鐵設置為永久磁鐵、直流線圈、交流線圈或者電磁鐵。
4.根據權利要求2所述的自動柜員機，其特征在于:所述磁敏感元件由兩個或者四個磁敏感單元組成，所述磁敏感單元規格相同但響應非對稱于磁場方向，當所述磁敏感元件為兩個時，兩個所述磁敏感元件構成惠斯通半橋電路；當所述磁敏感元件設置為四個時，四個所述磁敏感單元構成惠斯通全橋電路； 所述惠斯通半橋電路或者所述惠斯通全橋電路沿磁感應方向對稱分布于所述磁鐵中心線兩側，構成所述惠斯通半橋電路或者所述惠斯通全橋的所述磁敏感單元的中心間距dO小于或等于所述磁鐵的橫向寬度W且所述中心間距不超過最小磁碼間距的三分之二。
5.根據權利要求4所述的自動柜員機，其特征在于:所述磁敏感單元的磁場響應對磁場方向非對稱或反對稱，且排列在磁鐵中心線一側的磁敏感單元與在另一側磁敏感單元對同一磁場方向有相反或不同的響應； 每個所述磁敏感單元所檢測 的磁場方向與磁碼沿磁鐵橫向移動的方向相同或相反。
6.根據權利要求5所述的自動柜員機，其特征在于:所述磁敏感單元設置為感應線圈、巨磁阻、隧道磁阻、帶有理發店式導電條紋的異磁阻薄膜或器件、磁通門或者超導異質結。
7.采用權利要求1至6任意一項所述的自動柜員機進行量化真偽鑒定方法，其特征在于:磁碼在經過所述磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號然后再對磁碼的磁滯迴線特征進行鑒定，磁傳感器得到的信息輸送至處理單元，經處理單元處理后輸送至顯示單元進行顯示。
8.根據權利要求7所述的量化真偽鑒定方法，其特征在于:所述對磁碼的磁滯迴線特征進行鑒定包括磁碼軟硬磁特性鑒定和量化定義磁碼的矯頑力、方塊度及反轉磁場分布。
9.根據權利要求8所述的量化真偽鑒定方法，其特征在于:所述磁碼軟硬磁特性鑒定具體是根據單個磁碼的信號是否為單個單邊峰來判斷磁碼是否為矯頑力大于磁鐵磁場的硬磁； 所述量化定義磁碼的矯頑力具體是計算所述磁敏感單元所感應到的每個單個磁碼信號的不同波峰之間的波幅比值來衡量和量化定義磁碼矯頑力的大小； 所述量化定義磁碼磁滯迴線方塊度與反轉磁場分布特征，具體是計算所感應到的單個磁碼信號波形各段時間寬度之間的比值，并以該比值來衡量和量化定義該磁碼磁滯迴線的方塊度與反轉磁場分布。
10.根據權利要求9所述的量化真偽鑒定方法，其特征在于: 磁碼軟硬磁特性鑒定的具體過程是: 單一磁碼所顯示的信號只出現一個單邊信號峰時，鑒定磁碼為矯頑力大于磁鐵磁場的硬磁；否則鑒定為軟磁； 量化定義磁碼的矯頑力的具體過程是: 當出現兩個波峰時，后一個峰的峰值除以前一個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼正向矯頑的大小；比值為I時對應于磁碼矯頑力為零，比值為O時，此時只有一個峰，對應于磁碼矯頑力大于磁鐵最大橫向磁場而無法被磁鐵磁場所反轉；介于兩者之間的矯頑力所對應的波幅比值介于I和O之間，矯頑力越小則波幅比值越接近于I,矯頑力越大則波幅比值越接近于O; 當同時出現三個波峰時，第一個峰的峰值除以第二個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼負向矯頑力的大小，矯頑力越小則比值越接近于0，矯頑力越大則比值越接近于I ;第三個峰的峰值除以第二個峰的峰值所得到的比值反映了磁碼正向矯頑的大小，矯頑力越小則波幅比值越接近于1，矯頑力越大則波幅比值越接近于O ; 量化定義磁碼磁滯迴線方塊度與反轉磁場分布特征具體是: 波形區間時寬度比根據每個單一磁碼所顯示的信號進行計算； 當只有一個信號峰時，磁碼為磁鐵無法反轉的硬磁，不能鑒定反轉磁場分布；其方塊度為由峰值至回落至90%的時間差與該峰半高寬的比值來量化表達； 當出現兩個或三個信號峰時，倒數第二個峰的由峰值至回落90%的時間差與該峰半峰寬的比值為方塊度量值；用該峰由峰值為50%至歸零的時間差與該峰的半峰寬之比值為反轉磁場分布。
全文摘要
一種自動柜員機及量化真偽鑒定方法，自動柜員機設置有對紙幣真偽進行辨別檢測的檢驗單元，檢驗單元設置有傳感器、處理單元和顯示單元，傳感器設置為磁傳感器，磁傳感器設置有磁鐵和磁敏感元件，所述磁敏感元件對所述磁鐵磁化紙幣中磁碼而產生的磁碼磁場進行響應，磁碼在經過磁傳感器表面時被所述磁鐵磁化而完成完整的或者部分的磁滯迴線過程，并由磁傳感器讀取相應的磁化過程的信號再進行鑒定，磁傳感器的信號輸送至處理單元，處理單元的結果通過顯示單元顯示。本發明可以區分磁碼屬性并能夠量化定義磁碼的磁滯迴線特征，不依賴于磁碼信號的強弱從而對檢測間隙不敏感，故具有鑒定精確度高和鑒定穩定性好的特點。
文檔編號G07D7/04GK103116937SQ20131002473
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者趙彰武 申請人:廣州納龍智能科技有限公司