磁颗粒、含有这种颗粒的基片、 防伪文件以及检测这种颗粒的方法 本发明是关于检测是否在基片中存在颗粒的方法和装置，这种基片的基材料所具有的电磁性质与颗粒的相应电磁性质有显著差异。
本发明也是关于这种颗粒和包含这种颗粒的基片，这种颗粒允许容易地识别出真正的防伪文件，以防止这种文件被复制或者为了有助于对这种文件的鉴别。
本发明主要是意欲应用于各类防伪文件的识别和鉴定，这些文件具有包含上述颗粒的纸基或合成基材料，如钞票、支票、护照、信用卡、门票、彩票和证券，但也可以应用于其他需要识别对象的应用。
先有技术已经以广泛的手段解决防伪文件识别问题。
某些先有技术的解决方案的努力方向是识别印在某些防伪文件上的可能的特征图案。
为了防止真的防伪文件被人用高分辨率彩色照相复印设备复制造假，先有技术还提出对基片的基本材料地纤维结构或文件的表面添加一个或多个防伪元素，从而允许识别和/或使该文件难于制造。
US-A-4114032(优先权日期1973)和US-A-4218674(申请日期1975)公开一种类似的系统，其中防伪文件中嵌入有纤维，这些纤维敷涂磁性或可磁化材料。只是检验在防伪文件中这种磁纤维的存在，或者作为改进的特征，测量防伪文件中磁纤维的分布，从而使每个单个文件能被给出一个唯一的标记。可以得到多达500×106个不同的可能组合。
EP-A-0625766,EP-A-0632398和EP-A-0656607(全都在1993年申请)公开一个系统，其中的纤维由磁粉末组成，磁粉末作为聚合物外鞘的核心。使用DC(直流)电流激励一个线圈，以此来进行磁检测。然而，由于先前的磁历史或磁场扰动或防伪文件的变形，这种磁扫描系统的可重复性不能得到保证，真防伪文件和伪造文件之间的准确区分不能总是得到保证。所以检测不总是有鉴别性。
再有，如果防伪文件上的字符已经是利用磁性墨水印制的，这种磁性墨水可以被一种分选设备检测到，这时在磁纤维和字符的磁性墨水之间可能会有干扰。
先有技术中公开的其他实施例是基于对防伪元素的特殊电磁性质的检测。FR2425937公开一种方法是把金属纤维(更具体地说是不锈钢纤维)散布到纸的纤维结构中，以便能利用微波进行识别。
US-A-4820912(优先权日期1985)公开另一种系统，其中防伪文件包含随机分布的导电纤维。通过对文件进行微波扫描，能得到防伪文件内部纤维的唯一分布。能得到表征这种分布的标记的多达64320个不同的可能组合。把这种微波技术应用于照相复制设备之类复制设备以防止防伪文件被复制(例如WO-A-95/24000(优先权日期1994)为所公开的)不能把防伪文件与印刷电路板(PCB)或在共表面装饰有金属箔的贺卡区分开。另一方面，如果在真的防伪文件上放一金属板，则系统不能发现纤维的存在。照相设备的特殊外罩或照相设备附近的金属部件可能会干扰该系统。结果，这些系统不完全可靠。
先有技术还提供了许多光学鉴别系统。其中一些已在US-A-3313941(申请日期：1963)和US-A-3449585(申请日期：1966)中公开。然而，所有光学系统遇到的主要缺点是在真的防伪文件表面上的磨损或损坏或弄脏都会使防伪文件不再被识别为真正的文件。
本发明的一个目的是避免先有技术的缺点。
本发明的另一个目的是提供一个耐用的识别系统，它允许把真正的防伪文件与其他对象或文件区分开。
本发明的又一目的是提供一个系统，它防止真正的防伪文件被复制。
本发明的又一目的是提供一个系统，它不会与传统的磁性字符读出器干扰。
本发明的又一目的是提供一种基片，如防伪文件，更具体地说，如钞票，其中包括了在反照相复制系统中易于被检测出来的防伪元素。
根据本发明的第一方面，提供了一种方法以检测基片中长形磁颗粒的存在，这种基片的基材料所具有的磁性质与长形颗粒的相应磁性质有显著差异。所述颗粒的饱和磁场Hs大于100A/m，最好大于200A/m，而大于300A/m则更好。基材料最好由非磁性材料制成。长形颗粒最好有这样的细长形状，以使其去磁因数N小于1/250，最好小于1/1000，而它们的截面直径小于30微米。饱和磁场Hs最好小于1000A/m。名词“饱和磁场Hs”这里定义为在饱和通量密度Bs开始到达时的磁场强度。名词“截面直径”这里是指最大截面尺度。
该方法由以下步骤组成：
(a)向基片发射具有一个或多个特定基频率的电磁信号，从而使存在的长形磁颗粒至少在源信号周期的一部分进入颗粒B-H曲线的非线性部分；
(b)检测从基片发出的电磁检测信号；
(c)测试检测信号，以找出基频的特殊较高谐波的存在、或基频以及谐波的任何线性组合的存在，这里特殊较高谐波是存在长形磁颗粒的指示。
利用标记材料磁化性质的非线性，即磁通量密度B随所加磁场H的变化，作为有效的检测参数，这是电子物品监视(EAS)或防盗系统之类应用中已知的一种技术。从这种途径能得到的信号是很独特的，因而其电路和信号处理可能是很简单的。在专利文献中广泛公开过EAS系统。一些例子是FR763681(申请日期：1933)、US-A-3631442(申请日期：1967)、US3990065(申请日期：1975)、以及EP-A-0153286(优先权日期：1984)。
然而，在EAS系统和本发明之间的许多实质性差别是显然的。
在EAS系统中，如果商店中的产品未曾在付款台处被拿出，则所用的防盗标签便在商店出口区触发警报器。商店的出口区比检测防伪文件中长形磁颗粒所需空间大得多。典型的出口门宽度1m左右，而本发明中磁场和长形磁颗粒之间只要几厘米(例如只要0.5至5cm)的距离就足以完成检测。这一基本差别导致对于本发明的应用有若干不同的性质：
1)EAS标签的磁性材料相当大，因为它必须以足够大的体积存在，才能在相当大的出口区触发警报器；典型的截面尺寸约为1mm而长度能达几个cm长。与此相对照的是，根据本发明的长形磁颗粒的体积小得多。它们的去磁因数N小于1/250，最好小于1/1000，而截面直径小于30微米，最好小于15微米，而且最好在1到10微米范围。去磁因数N的最大值的选择要使长形磁颗粒能被一种具有可接受的线圈尺寸和功率耗散的装置检测到，从而使这种装置能被安装在例如照相复印机或点钞机上。为了避免断开EAS警报，长形磁颗粒的去磁因数N最好大于1/100000。
2)EAS标签的磁材料可归类于很软的磁材料，即具有很小的矫磁力Hc和较高动态导磁率μd的材料，因为复盖商店出口区的小磁场H必须能使EAS标签饱和。与此相对照的是，根据本发明的长形磁颗粒虽然仍被归类于软磁材料，但有这样的形状和/或成分和/或结构，使得它们在磁性方面有效地足够硬，以保持在商店系统中所用磁场B-H环的饱和点以下，从而使它们不会产生足够大的信号激励商店警报器。与EAS标签相比，根据本发明的长形磁颗粒最好有较低的动态导磁率μd，因此需要高得多的磁场来达到饱和。根据本发明的长形磁颗粒的饱和磁场Hs大于100A/n，最好是大于200A/m，而大于300A/m则更好。选择这一较低值以不触发EAS警报。饱和磁场Hs最好是小于1000A/m，从而使具有可接受的线圈尺寸和功率耗散的装置能达到这个饱和磁场Hs值，这样，这种装置便能够被安装在照相复印机或点钞机或自动售货机中。本发明人到目前为止的经验是，用空心线圈是难于实现超过1000A/m的任何饱和磁场的，然而，当利用带铁氧体磁芯的线圈或在线圈芯中加铁磁性粉末时，获得大于1000A/m的饱和磁场是可能的。饱和磁通量密度最好在0.1到1忒斯拉(T)范围，而动态导磁率μd(定义见下文)最好在100到10000范围。在本发明的内容范围内，所有这些磁性质都已在10KHz到100KHz频率范围用交流磁强计确定过。
3)由于EAS标签用大体积的材料，所用的频率是有限的，以减小涡流损失。与此相反，在本发明中能应用高得多的频率(高于1KHz)，因为长形磁颗粒的体积小得多。相应的谐波也有高得多的频率(高于10KHz)，典型的谐波有10阶(order of ten)或更高。
4)在EAS系统中，复盖商店出口区大空间的问题和EAS标签对取向敏感性问题已引出许多实施例，它们使用两个或更多基频或使用附加转动磁场，以建立对EAS取向不敏感的全局空间磁场。由于本发明方法所需体积的尺寸小得多，所以本发明不需要这种复杂性。单个基频的源信号已被证明是足够的。
在本发明的一个实施例中，该方法包含补充步骤(d)：在所述特定谐波存在的情况下产生一个信号防止进行实际的复制。
根据本发明的第二方面，提供了一种检测装置以检测基片中长形磁颗粒的存在，这种基片的基材料所具有的磁性质与长形颗粒的相应磁性质有显著差异。所述颗粒的饱和磁场Hs大于100A/m，最好大于200A/m，而大于300A/m则更好。基材料最好由非磁性材料制成。长形颗粒最好有这样的细长形状，以使其去磁因数N小于1/250，而其截面直径小于30微米。
该装置的组成是：
(a)振荡器，用于向基片发射有一个或多个基频的源信号；
(b)检测器，用于检测由基片发出的检测信号；
(c)信号处理器，用于检查检测信号以发现基频的特定较高谐波的存在或基频的任何线性组合的存在，这里的特定较高谐波指明存在长形磁颗粒。
根据该装置的一个具体实施例，源信号和检测信号二者都是电信号，因而该装置还包含一个驱动线圈用于把源信号转换成驱动磁场，以及一个检测线圈用于把检测磁场转换成检测信号。线圈的排列使检测线圈中没有驱动磁场，以避免放大器被饱和和使导体材料能发生的交叉耦合达到最小。
根据该装置的一个最佳实施例，驱动线圈被放置在一个铁氧体磁芯的周围。
该铁氧体磁芯是U形，驱动线圈被放置在U形铁氧体磁芯的每个腿周围。检测线圈也被设置在该U形铁氧体磁芯的每个腿周围。每个检测线圈最好分成两部分，一部分在驱动线圈两侧。检测线圈的这两部分成反相位缠绕，以抵消掉驱动信号。紧挨着驱动线圈和检测线圈，在铁氧体磁芯周围还可以有第三个线圈以检测任何铁磁性金属的存在。
根据本发明第二方面的装置能被用于自动售货机、点钞机和复制设备。
关于在复制设备中的应用，为了在整个扫描区域中检测任何防伪文件的存在，可使用如下实施例：
1)使用不止一个驱动线圈和不止一个检测线圈；
2)驱动线圈和检测线圈形成一个菊花链；
3)只使用一个驱动线圈和一个检测线圈，二者的形状均为长形；
4)使用一个驱动线圈和多个检测线圈。
根据本发明的第三方面，提供了长形磁颗粒用于包含在基片的基材料中，这里基材料所具有的磁性质与颗粒的相应磁性质有显著差异。基材料最好由非磁性材料制成。颗粒有这样的细长形状，以使其去磁因数N小于1/250，最好小于1/1000。截面直径最好小于30微米，最好小于15微米，最好在1到10微米范围，其饱和磁场Hs大于100A/m，最好大于200A/m，而大于300A/m则更好。
材料内的磁场强度由下式给出：
Hin=Happ-N×M这里M是材料的磁化强度，Happ是外加磁场，N是去磁因数。
对于均匀磁化，内部场强的这一减小可以被看作是视在导磁率从其真值μr(这是所谓材料的整体导磁率或导磁率)减小到视在导磁率或有效导磁率μr′，这里
1/μr=1/μr′-N，或
μr′=μr/(1+Nμr)
所以，导磁率减小的作用是使B-H环被修剪成这样的形状：有较高的饱和磁场和较低的顽磁。在球形的情况中，去磁因数N=1/3。然而对于长、细椭球体(近似于纤维之类长形颗粒所代表的圆柱体)，N由下式给出：
N=[ln(2p)-1]/p2，这里p是长度与直径之比。对于8微米直径3mm长的纤维，N等于1/25000。
根据这些等式，例如，如果我们取整体导磁率μr为100000的材料，那么同一材料的球体的视在导磁率大约比上述尺寸的纤维的视在导磁率小7000倍。这将对每种情况中使材料饱和所需磁场的大小有直接影响。这样，球体，或近似球形的粉粒将不适于这里所描述的应用。
最好是，长形磁颗粒的饱和磁通量密度Bs在0.1至1忒斯拉(T)，最好是从0.1至0.5忒斯拉。
视在导磁率或有效导磁率μr′是在直流(d.c.)条件下测量的。动态导磁率μd参数是在实际场合颗粒敏感度的指示，这些实际场合考虑了整体导磁率、形状系数、驱动场的交流频率，以及磁场限制，在EAS门中磁场限制是典型的，而在我们提出的新发明中该磁场限制符合实际的。所以这里把动态导磁率μd定义为在交变频率下测量的饱和磁通量密度Bs与饱和磁场Hs之乘以μo。如果在磁强计所用的磁场中材料没有饱和，则动态导磁率μd定义为在实验中所用最大磁场(例如大约1000A/m)下通量密度B与μoH之比。动态导磁率μd清楚地与视在导磁率μr′相关，而且在低损耗材料中(在这种材料中由于去磁造成的修剪控制了被测B-H-环的形状)在直流情况下这两个参数相同或接近于相同值。长形磁颗粒的动态导磁率μd最好在100至1000范围。
名词“长形磁颗粒”是指长形颗粒本身，它由磁性材料制成，也可能由磁性材料和非磁性材料制成。特别是该磁性材料可以用非磁性材料涂敷或包围，或者可由非磁性材料制成长形颗粒再涂以磁性材料或者再加入磁性材料。涂层的厚度可以在1至5微米范围。
磁性材料可以从合金开始制作，合金的组成成分从Fe、Cr、Co、Cu、Ni、Mo、Mn、Nb、B、V、C、Si、和P中选择，更具体地说，从Ni、Fe、Mo、Mn、C和Si中选择。软磁性材料已在一些专利中公开，例如EP-A-0295028和US-A-4298862。适用的合金组分对应于一般公式：
NiaFebCrcCodCueMofMngPhNbiBjVkSilCm，这里a到m代表整数。再具体地说，合金组分中有52到85％的镍(Ni)和不同比例的其他成分。
一个工作得好的合金组成的实例是：
80.00％Ni,4.20％Mo,0.50％Mn,0.35％Si,0.02％C，剩余部分是Fe。
其他典型组合是：
Ni82Fe14Mo3Mn1
Ni79Fe16Mo4Mn1
Ni70Fe11Cu12Mo2Mn5
Ni71Fe11Cu13Mo2Mn3
Ni71Fe11Cu12Mo2Mn14
这些组合中有些以μ-金属、Permafi、Permalloy、Supermalloy、Vitrovac和Metglas命名而成为商品。
作为非磁性和非金属材料，可以提到玻璃、石墨或合成材料，如聚合物，特别是聚丙烯和聚乙烯。
根据本发明的这第三方面的一个最佳实施例，长形颗粒是纤维，它可以是金属纤维或非金属纤维，涂以磁性物质。
纤维可以均匀地散播和分布到整个基片上，从而不容易被检测系统漏掉。这些纤维最好是均匀地和单个地散播在整个基片上，以免它们形成纤维块。此外，由于纤维被散播在基片的内部，所以它们不容易被造假者拿掉，这些人希望在进行照相复制之前把纤维拿掉，在照相复制之后再把它们放回基片内。
纤维最好是硬拉制或加工硬化的金属纤维，例如根据公知的成束拉制(bundled-drawing)技术制造的这种纤维。这种制造技术的优点是比热熔生产技术有高得多的生产率。硬拉制使磁纤维从磁性观点看也是“更硬”，即较为不那么软的磁性，从而需要较高的饱和磁场Hs。在本发明中这一点特别有用，因为这有助于和EAS标签区分开，并防止在EAS门中设置警报。本发明的发明人还发现，通过退火能使硬拉制的纤维的动态导磁率μd加倍。这一技术使饱和磁场Hs保持足够高，但使纤维更敏感。
长形磁颗粒还可以是非晶体金属纤维。
根据本发明的第四方面，提供了一种由基材料组成的基片，在基材料内含有长形颗粒。长形颗粒的磁性质不同于基材料的相应磁性质，所述颗粒的饱和磁场范围从100A/m开始，最好是从200A/m开始，而且更好是从300A/m开始。基材料最好由非磁性材料制成。长形颗粒最好有这样的细长形状，以使它们的去磁因数N小于1/250而它们的截面直径小于30微米。基材料最好是非磁性材料，如塑料或纸之类的纤维结构。
长形颗粒最好有饱和磁通量密度从0.1到1芯斯拉(T)范围，最好是从0.1到0.5忒斯拉(T)，而动态导磁率μd的范围是从100到10000。
概括地说，长形磁颗粒的形状、成分和结构的组合要使得：
-在颗粒中达到通量密度饱和所需要的磁场充分地大于EAS系统中产生的磁场而又充分地小于使硬铁磁性材料(如铁、钢或钢板)饱和所需的磁场，以及
-剩磁通量密度充分地低于在磁编码系统中所用磁性墨水的剩磁通量密度，后者是在磁性墨水字符识别国际标准ISO1004中规定的。
当长形磁颗粒的形状、成分和结构组合使得长形颗粒具有下列性质时便能满足上述特性
ⅰ)饱和磁场范围从100到1000A/m；
ⅱ)饱和通量密度范围从0.1到1忒斯拉；
ⅲ)动态导磁率μd范围从100到10000。
长形磁颗粒，特别是纤维，有平均截面直径范围从1到30微米(μm)，最好是从5到15微米，其长度范围从1到20mm，最好是从2到10mm范围。
长颗粒最好是硬拉制的或加工硬化的金属纤维，但也可以是非结晶金属纤维。
长形磁颗粒可以由合金制成，合金的组分由下列中选择：Ni、Fe、Cr、Co、Cu、Mo、Mn、P、Nb、B、V、Si，更具体地说，Fe、Ni、Mo、Mn、Cu中选择。
基片的基材料可以由纸制成，或由合成材料制成，特别是塑料，如聚丙烯或聚乙烯。
长形磁颗粒也可由磁性和非磁性材料制成。
根据本发明的这第四方面，基片含有的长形磁颗粒，特别是纤维，的含量最好是从0.1％到5％范围，优选的是从0.2％到2％，最优选的是0.5％到1.5％范围，这是按其含量重量相对基片重量计量的。如果基片是纸张，它的厚度通常在20到300微米之间变化。钞票通常的厚度在80和120微米之间变化。
长形颗粒可以是均匀地或随机地散播在整个基片中，和/或可以只存在于基片的选定部分。可以根据在本领域中已知的方法，特别是在WO96/14469(PCT/FR95/01405)中公开的方法，将纤维分布在基片中的选定部分。最好是使纤维被包括在钞票中对应于印刷区域的部分，从而使纤维不那么可见。更具体地说，纤维被包括在任何水印区之外。最好是纤维在以磁墨印刷的区域之外，从而避免任何可能的电磁干扰。
在一个最佳实施例中，纤维存在于基片中有条带形状的区域中，这些条带的宽度至少为20mm。
最好是这些长形颗粒(特别是纤维)的颜色接近于基材料的颜色。这能通过沉积一外层或涂层以向纤维提供所希望的颜色来实现。淀积这种涂层的方法已在法国专利申请FR 95 02868和国际申请PCT/FR/9600390中公开。
本发明还提供适于被鉴别的防伪物品，如防伪文件，更具体地说，如钞票，所述防伪物品含有根据本发明的颗粒和基片。所以本发明提供了适于被鉴定的防伪物品，如钞票，所述防伪物品包含特殊的磁性材料，它需要在它饱和前的磁场强度至少为100A/m(最好是至少300A/m)，从而避免这些物品触发电子物品监视系统。
现在将参考附图更详细地说明本发明，这里，
图1把根据本发明的长形磁颗粒的B-H曲线与其他对象的B-H曲线加以比较；
图2以示意图说明根据本发明的检测装置的结构；
图3表示如何安排本发明装置的驱动线圈和检测线圈；
图4、图5、图6和图7全都表示用于复制设备中的驱动线圈和检测线圈的实施例；
图8表示在铁磁芯周围安排驱动和检测线圈的最佳实施例。
图1中的参考标号10是指EAS标签的B-H曲线，它可被看作是“很软的磁性”。它的特征是很低的饱和磁场Hs和相当高的动态导磁率。参考标号12是指根据本发明要嵌入基片中的长形磁颗粒的B-H曲线。虽然也是软磁性材料，但它不象EAS标签那样“很软”。饱和磁场Hs′高于EAS标签的对应值。参考标号14是指软钢板的B-H曲线，清楚地显示出饱和磁场比Hs和Hs′高得多。
从图1清楚地看出，在EAS系统中所加的使EAS标签饱和的低磁场不会使根据本发明的长形磁颗粒饱和，也不会触发商店的警报系统。从图1还会清楚地看出，在本发明中所加的使长形磁颗粒饱和的磁场仍处在软钢板的B-H曲线的较线性部分，并将不会造成同一较高谐波系列。这种差别能用于区分这两类材料，和甚至在存在大的铁磁性物体的情况下用来检测标记物标记。
下表给出实际标记物和一般磁性体实例在20Hz到20KHz之间用磁强计测量的实验比较结果。
表材料类型+几何尺寸饱和通量密度Bs(忒斯拉)饱和磁场Hs(A/m)动态导磁率μd[Bs/(μoHs)] EAS标签32mm×0.8mm×25μm 0.35 30(200Hz) 80(11KHz) 10000 钉纸钉 ＞1000 60 软钢板12mm×9mm×1mm ＞＞1000 30硬拉制磁性金属纤维3mm长×8μm直径 0.55 500-600(11KHz) 730
μo=4π×10-7N/A2
表中EAS标签的体积和质量约为表中金属纤维的体积和质量的3000倍。
上述数字代表了材料间的相对差异。然而，应该理解，在EAS标签及本发明系统的实际情况中，需要根据磁场中材料的取向、存在的材料总量和所用的频率来考虑扫描或询问场的实际磁化能力。
测量中磁性金属纤维有交流顽磁0.3忒斯拉。在实践中直流顽磁会比这个值低，因此不会产生干扰其他磁编码系统的显著的电磁噪声信号。特别是，对于读取由磁性墨水造成的字符的标准磁字符读出器，纤维不会给出任何显著的信号。换句话说，利用磁性墨水字符识别国际标准ISO1004所规定的最大残余信号水平测量方法和定义，剩余磁通量密度的影响是可以接受的。
实验结果表明，有可能在高谐波处检测到来自上表所述纤维的好的信号幅度，还表明在高频处来自驱动电路的谐波的干扰很小。由于纤维的截面面积小，直到相当高的频率其涡流损耗仍很小，而且由于被检测的电压与通量密度变化率成正比，使输出信号增大。由于大块铁磁材料在高频处的涡流损耗大得多，所以它们不能产生很高的谐波。用一个在20KHz处的基频围绕其B-H环扫描纤维(已在上表中描述过这些纤维的特征)并使峰值磁场大于600A/m，发现在100KHz和1MHz之间的频率处有来自这种纤维的谐波流，从而其他一般导电物体发出的信号要小得多。在实践中能选择基频和(一个或多个)检测频率以使来自特定纤维标记物的信号最大而使来自其他一般物体的信号以及由安装该系统的装置产生的信号达到最小。
由本发明的发明人进行的测试已证明能很好地把具有长形磁颗粒的防伪文件与以下对象区分开：纸、书、手、印刷电路板、金属箔贺卡、非金属文件装订夹、螺旋金属文件装订夹、钉纸钉、金属板、和照相复印机外罩材料。放在非磁性金属板下的防伪文件能被容易地识别，这与微波系统有很大反差，在微波系统中对微波而言金属板隐蔽了磁纤维。
图2中表示了适用的驱动和检测电路。谐振驱动功率振荡器16用于使谐波的产生达到最小，振荡器16的驱动频率是从选定的谐波频率分频得到的。例如，本发明的发明人已发现，在各谐波当中，20KHz的第19谐波，即380KHz可能是一个好的选择，因为它给出来自纤维的好的信号，而来自一般铁磁材料(如软钢)的信号却很小。振荡器16产生一个源电信号，它被馈送到驱动线圈18，线圈18把源电信号转换成磁驱动信号。检测线圈20相对于驱动线圈18适当地安排，检测线圈20检测由长形磁颗粒发射的任何磁场并将其转换成检测电信号。使用高通滤波器22来压低基频，因为基频能由导线金属在线圈之间耦合并使放大器过载。使用相敏检测器24提供好的信噪比。振荡器26在选定谐波的频率上运行，而分频器28依次分频以得到基频。其他高谐波也适用，而且把若干信号组合得出最后的检测信号是一个优点。
图3说明如何相对于检测线圈20来安排驱动线圈18才有利。由驱动线圈产生的磁场的方向用虚线表示，但通过检测线圈20的磁场部分除外，那一部分用箭头30和32表示。驱动线圈18和检测线圈20部分重叠，并且是这样安排的，使得在一个方向(箭头30)穿过检测线圈20的磁通量密度部分几乎等于在另一方向(箭头32)穿过的磁通量密度部分，以便抵消掉检测线圈中的驱动磁场而同时在重叠线圈上方提供一个区域，其中的磁场有效地耦合到长形磁颗粒中。通过基频负反馈也能用电的方式提供等效的抵消作用。
图4、图5、图6和图7都表示了在复制设备(如高分辨率彩色照相复制设备)中使用的驱动线圈和检测线圈安排的实施例。这种安排使得宽度仅为7cm的钞票能在21cm×29.7cm的扫描区上被检测(如果钞票中包含长形磁颗粒的话)。
根据图4,4对驱动线圈18和检测线圈20沿扫描区宽度方向以规则间距排列在适当的支架34上，从而能检测出任何真钞票的存在，不论它在扫描区上的位置如何。
在图5所示实施例中，多个驱动线圈18和多个检测线圈20形成菊花链，这里的驱动线圈18和检测线圈20可以互换。
图6所示实施例中，驱动线圈18取长8字形，其8字的高度等于扫描区的宽度。检测线圈取长椭圆形，其纵轴长度等于扫描区的宽度。驱动线圈18和检测线圈20排列成一个在另一个上方，从而也使沿一个方向穿过检测线圈20的磁通量密度部分几乎等于沿另一方向穿过的磁通量密度部分，以便抵消检测线圈中的驱动磁场。图6中出于说明的目的使驱动线圈18和检测线圈20彼此相距一个距离，但实际上它们是彼此相邻排列的。
图7以示意图表示的实施例只有一个驱动线圈18和4个检测线圈20，它们的排列使各检测线圈20中的驱动磁场被平衡掉。
参考图8，驱动线圈18和检测线圈20’、20”被安排在铁氧体磁芯36周围。为用于复制设备中，铁氧体磁芯36位于距玻璃台板38几毫米的地方。含有长形磁颗粒41的防伪文件40位于玻璃台板上。使用铁氧体磁芯36是为了保证对于给定的驱动电流在防伪文件40的水平处有较高的磁场。
铁氧体磁芯36必须不饱和，以避免造成附加的非线性和谐波。
铁氧体磁芯36最好是U形的。这意味着它有两个腿42由“桥”43连接。桥43保证通量流被保持远离复制设备的任何邻近的金属。
驱动线圈18被绕在每个腿42中部的什么地方。检测线圈被分成两部分20’和20”。一部分20’被绕在腿42周围靠玻璃台板38一侧，另一部分20”被绕在腿42周围的下侧。两部分20’和20”成反相位绕，如参考数字44所指出的那样，以便抵消收到的驱动信号和其他干扰源(如复制设备中存在的灯)。然而，反相位缠绕不会抵消从任何长形磁颗粒41收到的信号，这是因为检测线圈的一部分20’(顶线圈部分)比其另一部分20”(底线圈部分)更加靠近磁颗粒。
紧挨着驱动线圈和检测线圈，可以围绕铁氧体磁芯绕上第三个线圈，以检测玻璃板38上是否存在任何铁类金属。如本领域所公知的，任何铁类金属的存在都会扰动磁通量图案，因此铁类金属会被用来隐藏带长形磁颗粒的任何防伪文件的存在。为了简化，图8中没有表示出这第三个线圈。