磁性传感器装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102147453 A (43)申请公布日 2011.08.10 CN 102147453 A *CN102147453A* (21)申请号 201110037432.6 (22)申请日 2011.01.31 2010-024790 2010.02.05 JP G01R 33/16(2006.01) G07D 7/04(2006.01) (71)申请人 日本电产三协株式会社 地址 日本长野县 (72)发明人 百濑正吾 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 张鑫 胡烨 (54) 发明名称 磁性传感器装置 (57) 摘要 本发明提供一种可

2、使磁性传感器装置中与介 质的移动方向正交的介质宽度方向上的检测范围 扩大的磁性传感器装置。磁性传感器装置中， 在 磁性传感器元件的传感器磁芯中， 从在宽度方向 W40 上延伸的主体部向介质移动路径一侧突出的 多个聚磁用突部(聚磁用突部431、 432)在宽度方 向 W40 上相互隔开， 在所述多个聚磁用突部上卷 绕有检测线圈 ( 检测线圈 491、 492)， 在主体部上 卷绕有励磁线圈。磁性传感器元件配置成使得与 宽度方向 W40 及聚磁用突部的突出方向 ( 高度方 向V40)这两者正交的厚度方向T40朝向介质的移 动方向 X， 聚磁用突部及检测线圈设置在与介质 的移动方向 X 正交的介质宽

3、度方向 Y 上隔开的位 置。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 14 页 附图 10 页 CN 102147455 A1/2 页 2 1. 一种磁性传感器装置， 包括对相对移动的介质的磁特性进行检测的磁性传感器元 件， 其特征在于， 所述磁性传感器元件包括 ： 传感器磁芯， 该传感器磁芯包括从在该磁性传感器元件的 宽度方向上延伸的主体部向所述介质的介质移动路径侧突出且在所述宽度方向上相互隔 开的多个聚磁用突部 ； 励磁线圈， 该励磁线圈卷绕于所述主体部 ； 及检测线圈， 该检测线圈 分别卷绕于所述

4、多个聚磁用突部， 所述磁性传感器元件配置成使得与所述宽度方向及所述聚磁用突部的突出方向这两 者正交的厚度方向朝向所述介质的移动方向。 2. 如权利要求 1 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 所述传感器磁芯的所述宽度方向的尺寸比所述厚度方向的尺寸大。 3. 如权利要求 2 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 在与所述介质的移动方向交叉的方向上排列有多个所述磁性传感器元件。 4. 如权利要求 2 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 分别卷绕于所述多个聚磁用突部的所述检测线圈在电气上串联连接。 5. 如权利要求 2 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 所述励磁线圈卷绕于由所述宽度方向上相邻

5、的两个所述聚磁用突部夹着的部分。 6. 如权利要求 5 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 形成有 3 个以上的所述聚磁用突部， 该 3 个以上的聚磁用突部中， 位于所述宽度方向的两端部的聚磁用突部上卷绕的所述 检测线圈、 与卷绕于其它聚磁用突部的所述检测线圈相比， 卷绕数量更多。 7. 如权利要求 6 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 所述 3 个以上的聚磁用突部中， 位于所述宽度方向的两端部的聚磁用突部的粗细比其 它聚磁用突部更细。 8. 如权利要求 2 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 所述传感器磁芯包括从所述主体部朝着与所述聚磁用突部相反一侧突出的突部。 9. 如权利要求 2

6、 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 所述传感器磁芯包括非晶磁性材料层、 及在两面侧夹着该非晶磁性材料层的非磁性基 板。 10. 如权利要求 3 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 当所述聚磁用突部的数量为偶数时， 在相邻的磁性传感器元件之间， 所述励磁线圈的 卷绕方向一致。 11. 如权利要求 3 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 当所述聚磁用突部的数量为奇数时， 在相邻的磁性传感器元件之间， 所述励磁线圈的 卷绕方向相反。 12. 如权利要求 8 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 在所述突部上卷绕有差分用线圈。 13. 如权利要求 1 所述的磁性传感器装置， 其特征在于， 所述

7、聚磁用突部、 所述检测线圈、 所述励磁线圈的数量满足如下关系 ： 聚磁用突部的数量检测线圈的数量 权 利 要 求 书 CN 102147453 A CN 102147455 A2/2 页 3 励磁线圈的数量聚磁用突部的数量 -1。 权 利 要 求 书 CN 102147453 A CN 102147455 A1/14 页 4 磁性传感器装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于对安装有磁性体的物体和利用磁性油墨实施印刷的纸币等 介质的磁特性等进行检测的磁性传感器装置。 背景技术 0002 在对安装有磁性体的卡片等物体、 和利用磁性油墨实施印刷的纸币等的磁特性进 行检测时， 在介质的传送路径的

8、中途位置设有磁性传感器装置， 所述磁性传感器装置包括 磁性传感器元件 ( 参照专利文献 1)。 0003 在所述专利文献1所记载的磁性传感器装置中， 磁性传感器元件如图11(a)所示， 具有将线圈 93、 94 卷绕于传感器磁芯 91 的结构。传感器磁芯 91 中， 多个突部 911 916 从在磁性传感器元件 90 的宽度方向 W90 上延伸的主体部 910 向介质 1 的介质移动路径 11 侧及其相反侧突出， 在向介质 1 的介质移动路径 11 侧突出的 3 块突部 911 913 中， 位于 宽度方向 W90 的中央的突部 912 上卷绕有线圈 93 以作为励磁用线圈。另外， 在向与介质

9、 1 的介质移动路径 11 侧相反一侧突出的 3 块突部 914 916 中， 位于宽度方向 W90 的中央的 突部 915 上卷绕有线圈 94 以作为差分检测用线圈。这里， 对于磁性传感器元件 90， 将宽度 方向 W90 朝向介质 1 的移动方向 X 配置， 与宽度方向 W90 及突部 911 916 突出的高度方 向 V90 这两者正交的厚度方向 T90 朝向与介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y。另 外， 磁性传感器元件 90 在介质宽度方向 Y 上排列有多个， 可随着介质 1 的移动而从整个介 质 1 检测出磁特性。 0004 专利文献 1 ： 日本国专利特开 2007-

10、241653 号公报 0005 然而， 专利文献 1 所记载的磁性传感器元件 90 中， 由于利用卷绕在位于宽度方向 W90 的中央的突部 912、 915 上的线圈 93、 94 对在位于宽度方向 W90 的两端 ( 介质 1 的移动 方向 X 的两端 ) 的突部 911、 913 之间生成的磁通的变化进行检测， 因此在厚度方向 T90( 与 介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y) 上的灵敏度分布中， 如图 11(b) 所示， 虽然存 在传感器磁芯 91 的区域中较高， 但即使只是从磁性传感器元件 90 朝厚度方向 T90( 介质宽 度方向 Y) 稍微偏离一点点， 灵敏度也会急剧

11、下降。因此， 若在与介质 1 的移动方向 X 正交 的介质宽度方向Y上排列多个磁性传感器元件90， 则在由两个磁性传感器元件90夹着的区 域中， 灵敏度急剧下降。因而， 在介质 1 所带有的磁性区域 1a 的宽度较窄的情况下， 若介质 1 朝介质宽度方向 Y 偏离而通过磁性传感器元件 90 之间， 则存在无法检测出介质 1 的磁特 性等的问题。 发明内容 0006 鉴于上述问题， 本发明的目的在于， 提供一种可使磁性传感器装置中与介质的移 动方向正交的介质宽度方向上的检测范围扩大的磁性传感器装置。 0007 为了解决上述问题， 本发明是一种磁性传感器装置， 包括对相对移动的介质的磁 特性进行检

12、测的磁性传感器元件， 其特征为， 所述磁性传感器元件包括 ： 传感器磁芯， 该传 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A2/14 页 5 感器磁芯包括从在该磁性传感器元件的宽度方向上延伸的主体部向所述介质的介质移动 路径侧突出且在所述宽度方向上相互隔开的多个聚磁用突部 ； 励磁线圈， 该励磁线圈卷绕 于所述主体部 ； 及检测线圈， 该检测线圈分别卷绕于所述多个聚磁用突部， 所述磁性传感器 元件配置成使得与所述宽度方向及所述聚磁用突部的突出方向这两者正交的厚度方向朝 向所述介质的移动方向。 0008 本发明中， 在磁性传感器元件的传感器磁芯中， 从在宽度方向上延伸

13、的主体部向 介质的介质移动路径侧突出的多个聚磁用突部在宽度方向上相互隔开， 在所述多个聚磁用 突部上卷绕有检测线圈， 在主体部上卷绕有励磁线圈。因此， 若向励磁线圈通电， 则由于在 聚磁用突部周边形成磁通， 因此若通过卷绕于聚磁用突部的检测线圈检测出所述磁通的变 化， 则可检测出介质的磁导率等磁特性。 这里， 磁性传感器元件配置成使得厚度方向朝向介 质的移动方向， 聚磁用突部及检测线圈设置在与介质的移动方向正交的介质宽度方向上隔 开的位置。 因此， 磁性传感器元件在存在传感器磁芯的区域、 及从存在传感器磁芯的区域到 朝着宽度方向(与介质的移动方向正交的介质宽度方向)偏离的位置都具有大致相同的灵

14、 敏度， 与介质的移动方向正交的介质宽度方向上的检测范围较大。 0009 若将本发明应用于所述传感器磁芯的所述宽度方向的尺寸比所述厚度方向的尺 寸要大的情况， 则效果更佳。 根据本发明， 由于传感器磁芯的宽度方向是与介质的移动方向 正交的介质宽度方向， 因此即使传感器磁芯的厚度方向的尺寸变小， 与介质的移动方向正 交的介质宽度方向上的检测范围也较大。 0010 本发明中， 优选为， 在与所述介质的移动方向交叉的方向上排列有多个所述磁性 传感器元件。若采用这种结构， 则由于成为在介质宽度方向上排列有多个聚磁用突部及检 测线圈的结构， 因此可在遍及整个介质宽度方向实现相同的灵敏度。 0011 本发

15、明中， 优选为， 分别卷绕于所述多个突部的所述检测线圈在电气上串联连接。 若采用这种结构， 则由于可得到将分别卷绕于多个聚磁用突部的检测线圈的检测结果合计 后的输出， 0012 本发明中， 优选为， 所述励磁线圈卷绕于由所述宽度方向上相邻的两个所述聚磁 用突部夹着的部分。 若采用这种结构， 则不管聚磁用突部的数量为几个， 都可在宽度方向上 相邻的两个聚磁用突部之间形成磁通。 0013 本发明中， 优选为， 形成有 3 个以上的所述聚磁用突部， 该 3 个以上的聚磁用突部 中， 位于所述宽度方向的两端部的聚磁用突部上卷绕的所述检测线圈、 与卷绕于其它聚磁 用突部的所述检测线圈相比， 卷绕数量更多

16、。 若采用这种结构， 则由于可提高宽度方向的两 端部这样的磁通密度较低的部分的灵敏度， 因此可使磁性传感器元件的宽度方向上的检测 灵敏度相同。 0014 在这种情况下， 优选为， 所述 3 个以上的聚磁用突部中， 位于所述宽度方向的两端 部的聚磁用突部比其它聚磁用突部更细。若采用这种结构， 则对于位于宽度方向的两端部 的聚磁用突部上卷绕的检测线圈， 可使其卷绕数量比卷绕于其它聚磁用突部的检测线圈更 多。 0015 本发明中， 优选为， 所述传感器磁芯包括从所述主体部朝着与所述聚磁用突部相 反一侧突出的突部。若采用这种结构， 则可减小从励磁线圈观察时的磁阻。因而， 由于可使 流过相同电流时产生的

17、磁通增大， 因此可提高灵敏度。 另外， 在采用使传感器磁芯饱和的磁 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A3/14 页 6 通门方式时， 由于使用较小的驱动电流即可， 因此可减小损耗电流和发热。另外， 若预先在 突部上卷绕差分用线圈， 则可使用检测线圈的检测结果和差分用线圈的检测结果的差分， 来检测出介质的磁特性。因而， 可补偿温度变化等干扰。 0016 本发明中， 所述传感器磁芯可采用包括非晶磁性材料层、 及在两面侧夹着该非晶 磁性材料的非磁性基板的结构。若使用这样的传感器磁芯， 则由于可提供较薄的传感器磁 芯， 因此可提高介质的移动方向上的分辨率。 0017

18、 本发明中， 优选为， 当所述聚磁用突部的数量为偶数时， 在相邻的磁性传感器元件 之间， 所述励磁线圈的卷绕方向一致。 另外， 本发明中， 优选为， 当所述聚磁用突部的数量为 奇数时， 在相邻的磁性传感器元件之间， 所述励磁线圈的卷绕方向相反。若采用这种结构， 则由于在对多个磁性传感器元件的各自的励磁线圈提供共同的励磁电流的情况下， 在相邻 的磁性传感器元件之间彼此相邻的聚磁用突部的磁极相反， 因此可在相邻的磁性传感器元 件之间产生磁通。 0018 本发明中， 优选为， 在所述突部上卷绕有差分用线圈。若采用这种结构， 则由于可 使用检测线圈的检测结果和差分用线圈的检测结果的差分， 来检测出介质

19、的磁特性， 因此 可补偿温度变化等干扰。 0019 本发明中， 优选为， 所述聚磁用突部、 所述检测线圈、 所述励磁线圈的数量满足如 下关系 ： 0020 聚磁用突部的数量检测线圈的数量 0021 励磁线圈的数量聚磁用突部的数量 -1 0022 。 0023 本发明中， 在磁性传感器元件的传感器磁芯中， 从在宽度方向上延伸的主体部向 介质的介质移动路径侧突出的多个聚磁用突部在宽度方向上相互隔开， 在所述多个聚磁用 突部上卷绕有检测线圈， 在主体部上卷绕有励磁线圈。因此， 若向励磁线圈通电， 则由于在 聚磁用突部周边形成磁通， 因此若通过卷绕于聚磁用突部的检测线圈检测出所述磁通的变 化， 则可检

20、测出介质的磁导率等磁特性。 这里， 磁性传感器元件配置成使得厚度方向朝向介 质的移动方向， 聚磁用突部及检测线圈设置在与介质的移动方向正交的介质宽度方向上隔 开的位置。因此， 磁性传感器元件从存在传感器磁芯的区域到朝着宽度方向 ( 与介质的移 动方向正交的介质宽度方向 ) 偏离的位置都具有大致相同的灵敏度， 与介质的移动方向正 交的介质宽度方向上的检测范围较大。 附图说明 0024 图 1 是表示包括采用了本发明的磁性传感器装置在内的磁性图案检测装置的结 构的说明图。 0025 图 2 是采用了本发明的磁性传感器装置的说明图。 0026 图 3 是采用了本发明的磁性传感器装置中使用的磁性传感器

21、元件的说明图。 0027 图 4 是表示采用了本发明的磁性传感器装置的磁性传感器元件中使用的传感器 磁芯的结构例的说明图。 0028 图 5 是表示采用了本发明的磁性传感器装置的信号处理系统的结构的方框图。 0029 图 6 是表示采用了本发明的磁性传感器装置中被检测磁性的介质上形成的各种 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A4/14 页 7 磁性油墨的特性等的说明图。 0030 图 7 是表示采用了本发明的磁性图案检测装置中从形成有种类不同的磁性图案 的介质中检测磁性图案是否存在的原理的说明图。 0031 图 8 是表示使用采用了本发明的磁性图案检测装置、

22、从种类不同的介质中检测磁 性图案的结果的说明图。 0032 图 9 是采用了本发明的其它实施方式所涉及的磁性传感器装置中使用的磁性传 感器元件的说明图。 0033 图 10 是采用了本发明的又一其它实施方式所涉及的磁性传感器装置中使用的磁 性传感器元件的说明图。 0034 图 11 是现有的磁性传感器装置的说明图。 具体实施方式 0035 参照附图， 说明本发明的实施方式。此外， 本发明中， 在磁性传感器元件 40 中， 将 传感器磁芯 41 的主体部 42 延伸的方向及聚磁用突部 43 隔开的方向设为磁性传感器元件 40 及传感器磁芯 41 的宽度方向 W40， 将聚磁用突部 43 突出的方

23、向设为磁性传感器元件 40 及传感器磁芯 41 的高度方向 V40， 将与宽度方向 W40 及高度方向 V40 这两者正交的方向设 为磁性传感器元件 40 及传感器磁芯 41 的厚度方向 T40。另外， 在与介质 1 的移动方向 X 正 交的两个方向中， 将介质 1 的宽度方向设为与介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y。 0036 ( 整体结构 ) 0037 图 1 是表示包括采用了本发明的磁性传感器装置在内的磁性图案检测装置的结 构的说明图， 图 1(a)、 (b) 是示意地表示磁性图案检测装置的主要部分结构的说明图、 及示 意地表示截面结构的说明图。 0038 图 1 所示的磁

24、性图案检测装置 100 是从银行券、 有价证券等介质 1 中检测磁性以 进行真伪判断和种类判断的装置， 具有利用辊子和引导件 ( 未图示 ) 等使片状的介质 1 沿 介质移动路径11移动的传送装置10、 及在由该传送装置10进行传送的介质移动路径11的 中途位置从介质 1 中检测出磁性的磁性传感器装置 20。本实施方式中， 辊子和引导件由诸 如铝等非磁性材料构成。本实施方式中， 虽然磁性传感器装置 20 配置在介质移动路径 11 的下方， 但有时也配置在介质移动路径 11 的上方。不管是哪一种情况， 磁性传感器装置 20 都配置成使得传感器表面 21 朝向介质移动路径 11。 0039 本实施

25、方式中， 在介质 1 上， 利用磁性油墨在朝介质 1 的移动方向 X 延伸的细宽度 的磁性区域 1a 中附有磁性图案， 所述磁性图案是由剩余磁通密度 Br 及磁导率 不同的多 种磁性油墨所形成的。例如， 在介质 1 上形成有利用包含硬磁材料的磁性油墨印刷成的第 1 磁性图案、 和利用包含软磁材料的磁性油墨印刷成的第 2 磁性图案。因此， 本实施方式的 磁性图案检测装置100根据剩余磁通密度水平及磁导率水平这两者来检测介质1中每一种 磁性图案是否存在。 另外， 本实施方式中， 用于对所述两种磁性图案进行检测的磁性传感器 装置 20 是通用的。因而， 本实施方式的磁性图案检测装置 100 具有如下

26、结构。此外， 所谓 硬磁材料， 是指像磁铁中使用的磁性材料那样、 若从外部施加磁场则磁滞较大且剩余磁通 密度较高、 容易被磁化的磁性材料。与此不同的是， 所谓软磁材料， 是指像电动机或磁头的 芯材那样、 磁滞较小且剩余磁通密度较低、 不容易被磁化的磁性材料。 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A5/14 页 8 0040 ( 磁性传感器装置 20 的结构 ) 0041 图 2 是采用了本发明的磁性传感器装置 20 的说明图， 图 2(a)、 (b)、 (c) 是表示磁 性传感器装置 20 中的磁性传感器元件等的布局的说明图、 表示磁性传感器元件的朝向的 说明图

27、、 及表示在宽度方向上排列两个磁性传感器元件时的与介质 1 的移动方向 X 正交的 介质宽度方向 Y 上的灵敏度分布的说明图。 0042 如图 1 及图 2(a) 所示， 本实施方式的磁性图案检测装置 100 中， 磁性传感器装置 20 包括向介质 1 施加磁场的磁场施加用磁体 30、 检测向施加了磁场后的介质 1 施加偏置磁 场的状态下的磁通的磁性传感器元件 40、 及覆盖磁场施加用磁体 30 及磁性传感器元件 40 的非磁性外壳25。 磁性传感器装置20包括构成与介质移动路径11大致相同的平面的传感 器表面 21、 及在介质 1 的移动方向的两侧与传感器表面 21 连接的斜面部 22、 2

28、3， 所述形状 由外壳 25的形状所规定。 本实施方式中， 由于设有斜面部22、 23， 因此具有介质1不容易卡 住的优点。 0043 磁性传感器装置 20 在与介质 1 的移动方向 X 交叉的方向上延伸， 在与介质 1 的移 动方向 X 交叉的方向上排列有多个磁场施加用磁体 30 及磁性传感器元件 40。本实施方式 中， 磁性传感器装置 20 在与介质 1 的移动方向 X 交叉的方向中、 与移动方向 X 正交的介质 宽度方向 Y 上延伸， 在与移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y 上排列有多个磁场施加用磁体 30 及磁性传感器元件 40。 0044 本实施方式中， 磁场施加用磁体 30 相对

29、于磁性传感器元件 40 在介质 1 的移动方 向的两侧配置， 以作为磁场施加用第 1 磁体 31 和磁场施加用第 2 磁体 32， 沿箭头 X1 所示 的介质 1 的移动方向， 依次配置有磁场施加用第 1 磁体 31、 磁性传感器元件 40 及磁场施加 用第 2 磁体 32。另外， 沿箭头 X2 所示的介质 1 的移动方向， 依次配置有磁场施加用第 2 磁 体 32、 磁性传感器元件 40 及磁场施加用第 1 磁体 31， 不管介质 1 是朝箭头 X1 所示的方向 还是朝箭头 X2 所示的方向移动， 都可检测出介质 1 的磁特性。这里， 磁性传感器元件 40 配 置在磁场施加用第 1 磁体 3

30、1 和磁场施加用第 2 磁体 32 的中间位置， 磁场施加用第 1 磁体 31和磁性传感器元件40的相隔距离、 与磁场施加用第2磁体32和磁性传感器元件40的相 隔距离相等。此外， 磁场施加用第 1 磁体 31、 磁性传感器元件 40 及磁场施加用第 2 磁体 32 都配置成使得与磁性传感器装置 20 的传感器表面 21 相对。 0045 本实施方式中， 磁场施加用磁体 30( 磁场施加用第 1 磁体 31 及磁场施加用第 2 磁 体 32) 由铁氧体和钕磁体等永磁体 35 构成。不管是磁场施加用第 1 磁体 31 还是磁场施加 用第 2 磁体 32 中， 永磁体 35 都将位于传感器表面 2

31、1 的一侧、 和与传感器表面 21 所在一侧 相反的一侧磁化成不同的极。因此， 永磁体 35 中， 位于传感器表面 21 一侧的表面起到作为 对于介质 1 的磁化面 350 的作用。即， 本实施方式的磁性图案检测装置 100 中， 如后所述， 如箭头 X1 所示那样移动的介质 1 通过磁性传感器装置 20 时， 首先， 从磁场施加用第 1 磁体 31 向介质 1 施加磁场， 被所述磁场磁化后的介质 1 通过磁性传感器元件 40。另外， 如箭头 X2所示那样移动的介质1通过磁性传感器装置20时， 首先， 从磁场施加用第2磁体32向介 质 1 施加磁场， 被所述磁场磁化后的介质 1 通过磁性传感器

32、元件 40。 0046 磁场施加用磁体 30 中使用的多个永磁体 35 都为相同尺寸和形状， 但分别朝以下 的方向配置。首先， 不管是磁场施加用第 1 磁体 31 还是磁场施加用第 2 磁体 32， 在与介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y 上相邻的永磁体 35 之间都朝彼此相反的方向磁化。 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A6/14 页 9 即， 在与介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y 上排列的多个永磁体 35 中， 一个永磁 体 35 将位于介质移动路径 11 侧的端部磁化成 N 极， 将位于与介质移动路径 11 侧相反一侧 的

33、端部磁化成 S 极， 而在与介质 1 的移动方向 X 正交的方向 Y 上与该永磁体 35 相邻的永磁 体 35 将位于介质移动路径 11 侧的端部磁化成 S 极， 将位于与介质移动路径 11 侧相反一侧 的端部磁化成 N 极。此外， 本实施方式中， 在介质 1 的移动方向上相对的磁场施加用第 1 磁 体 31 的永磁体 35 和磁场施加用第 2 磁体 32 的永磁体 35， 夹着磁性传感器元件 40 以不同 的极相对。此外， 在介质 1 的移动方向上相对的磁场施加用第 1 磁体 31 的永磁体 35 和磁 场施加用第2磁体32的永磁体35， 有时也配置成夹着磁性传感器元件40以相同的极相对。

34、0047 ( 磁性传感器元件 40 的结构 ) 0048 图 3 是采用了本发明的磁性传感器装置 20 中使用的磁性传感器元件 40 的说明 图， 图 3(a)、 (b)、 (c) 是磁性传感器元件 40 的正视图、 对于该磁性传感器元件 40 的励磁波 形的说明图、 及来自磁性传感器元件 40 的输出信号的说明图。此外， 图 3(a) 中， 表示介质 1 在与附图垂直的方向上进行移动的状态。 0049 如图 1(b) 及图 2(a)、 (b) 所示， 磁性传感器元件 40 都为薄板状， 宽度方向 W40 的 尺寸比厚度方向 T40 的尺寸要大。例如， 磁性传感器元件 40 若除去图 1(b)

35、 所示的非磁性 构件 46， 则厚度方向 T40 上的尺寸为 5 50m， 宽度方向 W40 上的尺寸为 8 10mm， 高度方向 V40 上的尺寸为 5 15mm。所述磁性传感器元件 40 将厚度方向 T40 朝向介质 1 的移动方向 X 进行配置， 宽度方向 W40 朝向与介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y。 0050 磁性传感器元件 40 的两面被由陶瓷等构成的厚度为 0.3mm 1mm 左右的薄板状 的非磁性构件 46 覆盖。所述磁性传感器元件 40 有时也容纳于磁屏蔽外壳 ( 未图示 ) 中。 在这种情况下， 磁屏蔽外壳在介质移动路径所在的上方开口， 磁性传感器元件 4

36、0 处于从磁 屏蔽外壳向介质移动路径 11 露出的状态。 0051 如图 1(b)、 图 2(a)、 (b)、 及图 3(a) 所示， 磁性传感器元件 40 包括传感器磁芯 41、 卷绕于传感器磁芯 41 的励磁线圈 48、 及卷绕于传感器磁芯 41 的检测线圈 49。本实施方式 中， 传感器磁芯41包括在磁性传感器元件40的宽度方向W40上延伸的主体部42、 及从主体 部 42 向介质 1 的介质移动路径 11 一侧突出的聚磁用突部 43。这里， 聚磁用突部 43 构成 作为从主体部 42 的宽度方向 W40 的两端部向介质 1 的介质移动路径 11 一侧突出的两个聚 磁用突部 431、 4

37、32， 两个聚磁用突部 431、 432 在宽度方向 W40 上隔开。另外， 传感器磁芯 41 包括从主体部 42 朝着与聚磁用突部 43 相反一侧突出的突部 44， 本实施方式中， 突部 44 构 成作为从主体部 42 的宽度方向 W40 的两端部朝向与介质 1 的介质移动路径 11 侧相反一侧 突出的两个突部 441、 442。 0052 对于采用这种结构的传感器磁芯 41， 励磁线圈 48 卷绕于主体部 42 中由聚磁用突 部 431、 432 及突部 441、 442 夹着的部分。另外， 检测线圈 49 卷绕于聚磁用突部 43， 本实施 方式中， 检测线圈 49 包括传感器磁芯 41

38、的两个聚磁用突部 43( 聚磁用突部 431、 432) 中的 聚磁用突部 431 上卷绕的检测线圈 491、 及聚磁用突部 432 上卷绕的检测线圈 492。这里， 两个检测线圈 491、 492 彼此朝相反方向卷绕于聚磁用突部 431、 432 上。另外， 由于两个检 测线圈 491、 492 是将 1 根线圈线连续卷绕于聚磁用突部 431、 432 上而构成的， 因此两个检 测线圈 491、 492 在电气上串联连接。此外， 也可将两个检测线圈 491、 492 分别卷绕于聚磁 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A7/14 页 10 用突部 431、 4

39、32 上之后， 在电气上串联连接。 0053 采用这种结构的磁性传感器元件 40 配置成使得与宽度方向 W40 及聚磁用突部 43 的突出方向 ( 高度方向 V40) 这两者正交的厚度方向 T40 朝向介质 1 的移动方向 X， 磁性传 感器元件 40 中聚磁用突部 43( 聚磁用突部 431、 432) 及检测线圈 49( 检测线圈 491、 492) 隔开的宽度方向 W40 朝向与介质 1 的移动方向 X 正交的介质宽度方向 Y。 0054 磁性传感器元件40中， 对励磁线圈48， 参照图5从所述的励磁电路50以恒定电流 施加交变电流 ( 参照图 3(b)。因此， 如图 3(a) 所示，

40、在传感器磁芯 41 的周围形成偏置磁 场， 从检测线圈 49 输出图 3(c) 所示的检测波形的信号。这里， 图 3(c) 所示的检测波形为 偏置磁场和对于时间的微分信号。 0055 另外， 在介质宽度方向 Y 上配置有多个磁性传感器元件 40。所述多个磁性传感器 元件 40 中， 励磁线圈 48 及检测线圈 49 的卷绕方向相同。因此， 即使在对多个磁性传感器 元件 40 的各自的励磁线圈 48 提供共同的励磁电流的情况下， 由于在相邻的磁性传感器元 件 40 之间彼此相邻的聚磁用突部 43 的磁极相反， 因此也可在相邻的磁性传感器元件 40 之 间产生磁通。 0056 ( 磁性传感器元件

41、40 的结构例 ) 0057 图 4 是表示采用了本发明的磁性传感器装置 20 的磁性传感器元件 40 中使用的传 感器磁芯 41 的结构例的说明图， 图 4(a)、 (b) 是传感器磁芯 41 的立体图及分解立体图。 0058 参照图 2(b) 及图 3(a) 等进行说明的磁性传感器元件 40 的传感器磁芯 41 如图 4(a)、 (b)所示， 成为在非磁性第1基板41a和非磁性第2基板41b之间夹着磁性材料层41c 的结构。本实施方式中， 磁性材料层 41c 由薄板状的非晶金属箔构成， 该非晶金属箔利用粘 接层 ( 未图示 ) 与第 1 基板 41a 的一个表面粘接的非晶 ( 非晶质 )

42、金属的磁性材料构成， 第2基板41b利用粘接层与所述第1基板41a的一个表面接合， 使得将磁性材料层41c夹在 中间。 所述粘接层都是使得对玻璃纤维、 碳纤维、 芳族聚酰胺纤维等纤维增强材料浸渍树脂 材料而形成的预浸料进行固化形成的层， 作为树脂材料， 使用环氧树脂类、 酚醛树脂类、 聚 酯树脂类等热固化性树脂。作为磁性材料层 41c 所使用的非晶金属箔是利用由轧辊进行轧 制而形成的， 作为钴类， 可举出 Co-Fe-Ni-Mo-B-Si、 Co-Fe-Ni-B-Si 等非晶合金， 作为铁类， 可举出 Fe-B-Si、 Fe-B-Si-C、 Fe-B-Si-Cr、 Fe-Co-B-Si、 Fe

43、-Ni-Mo-B 等非晶合金。 0059 这里， 第 1 基板 41a 和第 2 基板 41b 具有相同形状， 规定了传感器磁芯 41 的外形 形状。本实施方式中， 作为第 1 基板 41a 及第 2 基板 41b 中使用的非磁性基板， 可举出氧化 铝基板等陶瓷基板、 玻璃基板等， 只要可得到足够的刚性， 也可使用塑料基板。 第1基板41a 及第 2 基板 41b 中的至少一个基板优选为透光性基板， 使得可在切割等工序时确认磁性材 料层 41c。此外， 磁性材料层 41c 比第 1 基板 41a 及第 2 基板 41b 要小。因而， 磁性材料层 41c 相比第 1 基板 41a 及第 2 基板

44、 41b 的外周边缘稍微位于内侧， 磁性材料层 41c 的外周边 缘 ( 第 1 基板 41a 及第 2 基板 41b 的外周边缘 ) 成为密封部。 0060 在制造所述结构的传感器磁芯 41 时， 使用光刻技术使通过粘接层与第 1 基板 41a 接合的磁性材料层 41c 形成图案之后， 利用粘接层将第 2 基板 41b 与第 1 基板 41a 的一个 表面接合， 使得将磁性材料层41c夹在中间。 此时， 若采用如下方法 ： 即， 使用大型基板以作 为第 1 基板 41a， 在所述大型基板上使多个磁性材料层 41c 形成图案之后， 粘合大型第 2 基 板 41b， 然后切割成预定的尺寸， 则可

45、高效地制造传感器磁芯 41。 说 明 书 CN 102147453 A CN 102147455 A8/14 页 11 0061 ( 信号处理部 60 的结构 ) 0062 图5是表示采用了本发明的磁性传感器装置20的信号处理系统的结构的方框图。 本实施方式中， 图 5 所示的电路包括将图 3(b) 所示的交变电流施加到励磁线圈 48 的励磁 电路 50、 和与检测线圈 49 电连接的信号处理部 60。信号处理部 60 根据从磁性传感器装置 20 的检测线圈 49 输出的信号， 提取与剩余磁通密度水平对应的第 1 信号 S1、 及与磁导率水 平对应的第 2 信号 S2， 并根据所述信号的提取结

46、果、 及介质 1 和磁性传感器装置 20 的相对 位置信息， 检测介质 1 中的多种磁性图案是否存在及其形成位置。更具体而言， 信号处理部 60 包括将从磁性传感器装置 20 输出的信号放大的放大器 61、 保存从该放大器 61 输出的信 号的峰值及谷值的峰值保存电路 62 及谷值保存电路 63、 将峰值和谷值相加而提取第 1 信 号 S1 的加法电路 64、 及将峰值和谷值相减而提取第 2 信号 S2 的减法电路 65。而且， 信号 处理部 60 还包括判定部 66， 该判定部 66 使得从加法电路 64 及减法电路 65 输出的各信号 与磁性传感器装置 20 和介质 1 的相对位置信息相关

47、联， 与预先记录于记录部 661 的比较图 案进行比对来判定介质 1 的真伪。所述判定部 66 由微型计算机等构成， 根据预先记录于诸 如 ROM 或 RAM 等的记录部 ( 未图示 ) 的程序来进行预定的处理， 并判定介质 1 的真伪。 0063 ( 检测原理 ) 0064 图 6 是表示采用了本发明的磁性传感器装置 20 中被检测磁性的介质 1 上形成的 各种磁性油墨的特性等的说明图。图 7 是表示在采用了本发明的磁性图案检测装置 100 中 从形成有种类不同的磁性图案的介质 1 中检测磁性图案是否存在的原理的说明图。 0065 首先， 说明介质 1 在图 1 及图 2 所示的箭头 X1

48、的方向上移动时判定介质 1 的真伪 的原理。本实施方式中， 在介质 1 的磁性区域 1a 中形成有剩余磁通密度 Br 及磁导率 不 同的多种磁性图案。更具体而言， 在介质 1 上形成有利用包含硬磁材料的磁性油墨印刷成 的第 1 磁性图案、 和利用包含软磁材料的磁性油墨印刷成的第 2 磁性图案。这里， 包含硬磁 材料的磁性油墨如图 6(b1) 中利用磁滞回线示出的剩余磁通密度 Br 和磁导率 等那样， 施加磁场时的剩余磁通密度 Br 的水平较高， 但磁导率 较低。与此不同的是， 包含软磁材 料的磁性油墨如图6(c1)中示出的磁滞回线那样， 施加磁场时的剩余磁通密度Br的水平较 低， 但磁导率 较

49、高。 0066 因而， 如以下所说明的那样， 若测定剩余磁通密度 Br 和磁导率 ， 则可对磁性油 墨的材质进行判断。更具体而言， 由于磁导率 与矫顽力 Hc 具有相关性， 因此本实施方式 中， 变成测定剩余磁通密度 Br 和矫顽力 Hc， 所述剩余磁通密度 Br 和矫顽力 Hc 之比因磁性 油墨 ( 磁性材料 ) 的不同而不同。因而， 可对磁性油墨的材质进行判断。另外， 虽然剩余磁 通密度 Br 及磁导率 ( 矫顽力 Hc) 的测定值因油墨的浓淡、 介质 1 和磁性传感器装置 20 的距离而变动， 但本实施方式中， 由于磁性传感器装置 20 在同一位置测定剩余磁通密度 Br 及磁导率 ( 矫顽力 Hc)， 因此若根据剩余磁通密度 Br 和矫顽力 Hc 之比， 则能可靠地判断 磁性油墨的材质。 0067 本实施方式的磁性图案检测装置 100 中， 在介质 1 朝箭头 X1 所示的方向移动而通 过磁性传感器装置 20 时， 首先， 从磁