已有技术已经广泛地涉及证券单据的识别。
某些已有技术的方案用来识别印制在某些证券单据表面上潜在的 字符图形。
为了防止高清晰度彩色照相复制装置伪造复制真证券单据，已有 技术已经提出将能够识别和/或使单据难以制作的一个或多个防伪元 件(security element)加入到基体材料的纤维结构或单据的表面 上。
US-A-4114032(优先权日期1973年)和US-A-4218674(申 请日期1975年)公开了一种类似的系统，其中该证券单据具有纤维，给 纤维涂敷嵌入其中的磁性材料或能磁化的材料。检验证券单据内磁性 纤维的存在，或作为一个改进的特征，测量证券单据中磁性纤维的分 布，从而给每个票据一独特的标记。可以获得多达5亿个不同的可能 组合。
EP-A-0625766、EP-A-0632398和EP-A-0656607(所有的申请 日都在1993年)公开一种系统，其中的纤维由作为聚合物外壳层的 磁芯的磁粉构成。通过激励线圈的D C电流进行磁检测。然而，由于 磁化前历史(magnetic prehistory)或对磁场的干扰或票据的变形，不 能保证这种磁扫描系统的重复性，并且不能总是保证正确地识别真的 证券单据与伪造单据。因而检测并不总是具有鉴别性。
此外，如果已通过可由分类装置检测的磁性墨水将字符印制在证 券单据上，则在磁性纤维和字符的磁性墨水之间有可能存在相互干 扰。
已有技术中公开的另一个实施例是基于检测证券元件的特殊的 电磁特性。FR2425937公开了一种在纸的纤维结构内部分散金属纤 维尤其是不锈钢金属纤维以便通过微波进行识别的方法。
US-A-4820912(优先权日期1985年)公开了另一种系统，其中该 证券单据包括随机分布的导电纤维。利用微波扫描单据可获得证券单 据内纤维的特殊分布。能获得高达64320种不同的表征这种分布标记 的可能组合。为了防止证券单据被复制，将此微波技术应用到例如照 相复制装置之类的复制装置中，例如WO-A-95/24000(优先权日1994 年)中公开的方案，不能将证券单据与印刷电路板(PCB′s)或与在其表面 具有装饰金属箔片的贺卡区分开。另外，对于安装在现有设计的彩色 影印机上的系统来说，测量通过覆以金属膜区域和单据的微波传输是 不切合实际的，因为这会需要安装在影印机盖上的面积传感器，并且 这通常与它们的设计不相容。在测量反射微波信号中，已经发现不能 将来自于人手中的信号与来自包含金属纤维的单据的信号区分开。另 一方面，该系统在金属板放在真证券单据上的条件下不能发现纤维的 存在。照相复制装置的特殊盖或在照相复制装置附近的金属部分会干 扰系统。因而，这些系统并不完全可靠。
已有技术还提出了大量的光学鉴别系统。其中有一些已经在US- A-3313941(申请日期1963年)和US-A-3449585(申请日1996)中公开。 然而，所有的光学系统的主要缺点在于真的证券单据的表面磨损或损 坏或脏物使证券单据不再被真实地鉴别。
发明概述
本发明的一个目的是克服已有技术的缺点。
本以发明的另一个目的是提供一种耐用的识别系统，能将真证券 单据与其它物品或票据区分开。
本发明的又一目的是提供一种能防止真证券单据被复制的系统。
本发明的另一目的是提供一种不干扰常规磁性字符读取机工作的 系统。
本发明的更进一步的目的是提供一种在防照相复制系统中能容易 地检测的如包括防伪部件的证券单据之类的基底，更具体地，证券单 据为钞票。
根据本发明的第一方面，提供一种用于检测磁性细长颗粒存在于 一种基体材料中的方法，该基体材料具有与细长颗粒的相应电磁特 性实质上不相同的电磁特性。基体材料最好由非磁性材料制成。细长 颗粒具有长而薄的形式以使它们的退磁因数N小于1/250，最好 小于1/1000。它们的横截面颗粒直径小于30微米并且它们的饱和 磁场Hs大于100A/m，优选大于200A/m，最好大于300A /m。饱和磁场Hs优选小于1000A/m。在此将术语“饱和磁场H s″定义为在饱和磁通密度Bs的开始处的磁场。术语“横截面直径″ 在此表示最大横截面大小。
该方法包括如下步骤：
(a)发射一个或多个特殊基频的电磁信号源的信号给单据，使 任何存在的磁性细长颗粒进入它们的B-H曲线的非线性部分持续一 个信号源周期的至少一部分；
(b)检测从单据发出的电磁检测信号；
(c)检验出现基频的特有谐波或基频与谐波的任何线性组 合的谐波的检测信号，其中特有的谐波表示磁性细长颗粒的存 在。
使用标签材料的磁化特性的非线性，即，磁通密度B随所加磁 场H的变化作为检测的一个有效参数，在电子物品监视(EAS)或防 盗系统中是已知的技术。由这种方法，获得的信号非常具有鉴别性并 且电子仪器和信号处理简单。在专利文献中已经广泛地公开了EAS 系统。一些实例为FR 763 681(申请日期1933年)、US-A-3 631 442(申 请日期1967年)、US 3 990 065(申请日是1975年)和EP-A-0 153 286(优 先权日是1984年)。
然而，很明显，在EAS系统和本发明之间存在着许多基本不 同的差别。
在EAS系统中，如果没有将产品放在付款台上，则在商店的 出口区使用防盗标签触发报警器。一个商店的出口区域远大于检测证 券单据中磁性细长颗粒所需要的量。一个通常的出口门具有大约1m 宽度，而在本发明中，在磁场和磁性细长颗粒之间距离仅仅几cm， 例如，0.5至5cm，就足以进行检测。这种基本的区别导致本发明申请 许多不同的特性：
1)EAS标签的磁性材料具有相当大的体积，因为它必须以足够 大的体积出现以在相当大的出口区触发报警器；典型的横截面大小约 为1mm并且长度为几cm。与此相反，本发明的磁性细长颗粒具有 小很多的体积。它们的退磁因数N小于1/250，优选小于1/1 000，它们的横截面直径小于30微米，优选小于15微米，最好 在1至10微米的范围内。选择退磁因数N的最大值，从而能通过具 有可接收的线圈外形尺寸和功耗以便能安装在例如影印机或点钞机上 的装置来检测磁性细长颗粒。
2)EAS标签的磁性材料可分成为高软磁性材料类，即具有非常小 的矫顽磁力HC和相当高的动磁导率μd(参见下面的定义)的材料，因为 覆盖商店的出口区的小磁场H必须能使EAS标签饱和。与此相反， 本发明的磁性细长颗粒，尽管仍然被分成为软磁材料，但是它们具有 这样的形状和/或组分和/或结构以使它们有效地硬磁化足以保持在 商店系统所用的场中B-H环的饱和点之下，以便它们不产生足够高 的信号来驱动商店报警器。与EAS标签相比，本发明的磁性细长颗 粒优选具有低动磁导率μd，因而要达到饱和需要相当高的磁场。本 发明磁性细长颗粒的饱和磁场Hs大于100A/m，优选大于200 A/m，最好大于300A/m。选择这样的低值不触发EAS报警器。 饱和磁场Hs优选小于1000A/m以便能通过检测器装置来实现， 该检测器装置具有可接收的线圈外形尺寸和功耗以便能安装在影印机 或点钞机或自动售货机中。迄今发明人已经得出经验：高于1000 A/m的任何饱和磁场Hs都难以用空心线圈实现。然而，当使用铁氧 体磁心线圈时或当在磁心中使用铁磁粉末时能获得高于1000A /m的饱和磁场。磁饱和磁通密度优选大于0.1忒斯拉，通常的范围 为0.1忒斯拉至1.0忒斯拉，动磁导率μd的范围是为10至100 00，例如，为100至10000。在本发明的内容中，通过使用 频率为10kHz至100kHz的交流磁强计已经确定了所有的这些磁 特性。
3)由于EAS标签材料具有相当大的体积，所以限制所使用 的频率以减少涡流损耗。与此截然不同，在本发明中可使用高很多的 频率(高于1kHz)，因为磁性细长颗粒具有小得多的横截面积。相 应的谐波也具有高得多的频率(高于10kHz)，典型的谐波频率数 量级为10倍或更多倍的基波驱动频率。
4)在EAS系统中，覆盖商店大范围出口区域的问题和取向灵 敏的EAS标签的问题已经导致了使用两个或多个基波频率的大量实 施例或导致使用附加的旋转磁场以产生对EAS取向不敏感的整个空 间磁场。由于本发明检测方法所需要的体积更有限的尺寸，所以本发 明没有必要这样复杂。已证实一个基波频率的信号源信号就足够了。
在本发明的一个实施例中，方法包括如下的附加步骤：(d)产生 一种在所述特定谐波出现的情况下防止真实复制的信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于检测磁性细长颗粒存在 于一种基体材料中的检测装置，该基体材料具有与细长颗粒的相应 磁特性实质上不相同的磁特性。基体材料最好由非磁性材料制成。细 长颗粒具有长而薄的形式以使它们的退磁因数N小于1/250。它 们的横截面直径小于30微米并且它们的饱和磁场Hs大于100A /m(优选大于200A/m，最好大于300A/m)。
该装置包括：
(a)用于发射一个或多个基频的信号源的信号给单 据的部件；
(b)一个用于检测从基体材料和颗粒发出的检测信号的部件；
(c)一个信号处理器，用于检查在所述基频的或所述基频的 任何线性组合的或所述谐波的任何特定谐波出现期间的检测信号，其 中特定的谐波表示磁性细长颗粒的存在。    
根据该装置的特定实施例，信号源信号和检测信号都是电信号， 并且该装置进一步包括一个将信号源信号转变成磁驱动场的驱动线圈 和一个将检测磁场转变为检测信号的检测线圈。将这些线圈设置成使 磁驱动场在检测线圈中为零，从而避免放大器饱和并使随导电材料出 现的任何交叉耦合减至最小。
根据该装置的优选实施例，将驱动线圈绕在铁氧体磁心上。
铁氧体磁心为U形并且驱动线圈绕在U形铁氧体磁心的每一臂 上。检测线圈也绕在U形铁氧体磁心的每一臂上。优选将每一检测线 圈分为两部分，一部分在驱动线圈的两侧。以相反的相位绕制检测线 圈的两部分，使驱动信号输出为零。
在驱动线圈和检测线圈的附近，可将第三线圈绕在铁氧体磁心 上以检测任何铁类金属的存在。
可以将根据本发明第二方面的装置用在自动售货机、点钞机和 复制装置中。
针对复制装置中的应用，为了在整个扫描区域检测任何证券单据 的存在，可以使用如下的实施例：
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交替设置的驱动线圈和检测线圈的 菊花链，如此设置使相邻线圈间的互感最小；
3)仅使用一个驱动线圈和一个检测线圈，并且两者都为细长形 状；
4)使用一个驱动线圈和不止一个检测线圈。
根据本发明的第三方面，提供一种引入基体材料中的细 长磁性颗粒，其中基体材料具有与颗粒的相应磁特性实质上不相同的 磁特性。基体材料优选由非磁性材料制成。颗粒具有长而薄的形式以 使它们的退磁因数N小于1/250，优选小于1/1000。颗粒 的直径(即，其最大横截面大小)小于30微米，优选小于15微米， 优选1至10微米的范围，并且其饱和磁场Hs大于100A/m，优 选大于200A/m，最好大于300A/m。
在材料内的磁场强度由下式给出：
Hin＝Happ-N×M
其中M是材料的磁化强度，Happ是所加的磁场，N是退磁因数。
对于均匀磁化，能将内部场强的减小当作μr真值中表观磁导率的 减少，μr相对于材料的表观磁导率或有效磁导率μr’称为总体磁导率 或磁导率，其中
1/μr＝1/μr’-N或
μr’＝μr/(1+Nμr)
磁导率减少的作用使B-H环变成具有较高饱和场和较低剩磁的 形状。在球形的情况下，退磁因数N＝1/3。而对于长、薄的椭球 体(近似为由如纤维之类的细长颗粒所表现的圆柱体)，N由下式给 出：
N＝[ln(2p)-1]/p2
其中p为长度与直径的比。
对于8微米直径和3mm长的纤维，N等于1/25000。
根据这些等式，作为例子，如果我们采用总体磁导率μr为10 0000的材料，那么同一材料的球体会呈现有比上面所示大小的纤 维约小7000倍的表观磁导率μr’。这将直接影响使每一种情况下 的材料饱和所需的磁场强度。因而，球体或近似球体形的粉末不适合 在此所述的应用。
磁性细长颗粒的饱和磁通密度Bs优选大于0.1忒斯拉，典型的范 围为0.1忒斯拉至1.0忒斯拉，例如0.1忒斯拉至0.6忒斯拉。
以直流(d.c.)测量表观或有效磁导率μr’。在考虑到EAS门中 通常用的和在我们建议的新发明系统中会切实可行的总体磁导率、形 状因素、驱动场的交流频率和场范围的实际情况下，动磁导率μd.参 数指示出颗粒的灵敏度。因此在此将动磁导率μd定义为用交流频率 所测量的饱和磁通密度Bs与μo′乘饱和磁场Hs的比(Bs/μo′Hs)。如 果材料并不能在用于本发明描述的实验测量的磁强计的所用场中饱 和，那么将动磁导率μd定义为在实验中使用的最大磁场(例如，大 约1000A/m)时磁通密度B与μoH的比。很明显，动磁导率μd与 表观磁导率μr’有关并且两个参数在低损耗材料中的直流情况下会有 相同值或接近相同值，在所述低损耗材料中由退磁引起的转向控制所 测得的B-H环的形状。磁性细长颗粒的动磁导率μd的范围最好在 10至10000，例如，100至10000。
术语“磁性细长颗粒″指其本身由磁性材料和可能由磁性材料与 非磁性材料组成的一种细长颗粒。特别是磁性材料可以涂有或封装有 非磁性材料，或者细长颗粒能由涂有磁性材料或引入磁性材料的非磁 性材料构成。涂层的厚度可以在1至5微米的范围内。
磁性材料最初由包括从Fe、Cr、Co、Cu、Ni、Mo、Mn、Nb、 B、V、C、Si和P中选择的组分的合金制成，尤其是从Ni、Fe、Mo、 Mn、Cu中选择的组分制成。例如，已在EP-A-0295028和US-A-4 298 862中公开了软磁性材料。合适的合金组分符合通式：
NiaFebCrCCodCueMoFMngPhNbiBjVkSilCm，
其中，a至m代表整数。
更具体的合金成分具有52％至85％的镍(Ni)和可变量的 其它组分。
一个工作良好的合金组分的例子为：
80.00％Ni，4.20％Mo，0.50％Mn，0.35％Si，0.02％C，余量为 Fe。
其它典型的组分为：
Ni82Fe14Mo3Mn1
Ni79Fe16Mo4Mn1
Ni70Fe11Cu12Mo2Mn5
Ni71Fe11Cu13Mo2Mn3
Ni71Fe11Cu12Mo2Mn4。
这些组分的某些已变为名为
μ-金属，Permafi、Permalloy、Supermalloy、Vitrovac和Metglas 的商品。
作为非磁性和非金属材料，可以提到玻璃、碳或者例如特别是聚 丙烯和聚乙烯的聚合物之类的合成材料。
根据本发明第三方面的优选实施例，细长颗粒为一种纤维，该纤 维可以是金属化纤维或涂有磁性物质的非金属化纤维。
可将纤维均匀地散布和分布在整个单据上，因而不容易被检测系 统漏掉。优选将纤维均匀并一个一个单独地散布在整个基底上以防止 纤维形成凝结。另外，由于将纤维散布在基底内部，所以不容易由想 在复制之前将它们移走并在复制之后使它们在单据中恢复原位的仿造 者们将它们除去。
纤维最好是硬拉或加工硬化纤维，例如按照众所周知的束拉技术 (bundled-drawing)制成的纤维。这种制造技术具有生产率比热熔生产 技术高得多的优点。从磁性着眼点硬拉使得磁性纤维也变硬，即，有 不太软的磁性，从而需要较高的饱和磁场Hs。这在本发明中特别有 用，因为这有利于从EAS标记中区分磁性纤维和防止磁性纤维在E AS门中触发报警。发明者还发现，通过退火，硬拉纤维的动磁导率 增加一倍。这仍然使饱和场相当高，而使纤维更灵敏。
磁性细长颗粒也可以是非晶性金属纤维。
根据本发明第四方面，提供了一种基体材料，在该基体材料内 具有细长颗粒。细长颗粒的磁特性与基体材料的相应磁特性不同。基 体材料优选由非磁性材料构成。细长颗粒具有长而薄的形状以使它们 的退磁因数N小于1/250，它们的直径小于30微米，它们的饱 和磁场Hs在100至1000A/m的范围内，优选200至100 0A/m，最好300至1000A/m。基体材料优选为例如塑料或象 纸一样的纤维结构之类的非磁性材料。
细长颗粒的磁饱和磁通密度优选大于0.1忒斯拉，通常的范围 为0.1忒斯拉至1.0忒斯拉，例如，在0.1至0.6忒斯拉之间，动磁 导率μd的范围是为10至10000，例如，为100至1000 0。
总之，磁性细长颗粒的形状、组分和结构是这样：
-在颗粒中实现磁通密度饱和所需要的磁场远大于在EAS系统中 产生的磁场并远小于使例如铁、钢或金属板之类硬铁磁材料饱和所需 的磁场，以及
-剩余磁通密度远小于在磁性墨水字符识别国际标准ISOO1 004中定义的磁代码系统中使用的磁性墨水的剩余磁通密度，从而 不干扰磁性字符读取机。
当磁性细长颗粒的形状、组分或结构的组合使得细长颗粒具有如 下特征时能实现这些特性：
I)饱和磁场在100至1000A/m；
II)磁饱和磁通密度大于0.1忒斯拉，通常的范围为0.1忒斯 拉至1.0忒斯拉；
III)动磁导率μd的范围是为10至10000，例如，为10 0至10000。
磁性细长颗粒，尤其是纤维，具有1至30微米(μm)的平 均横截面直径，优选为5至15微米，长度范围为1至20mm， 优选为2至10mm。
细长颗粒最好是硬拉或加工硬化金属纤维，但也可以是非晶性 金属纤维。
磁性细长颗粒可由包括从Ni、Fe、Cr、Co、Cu、Mo、Mn、P、 Nb、B、V、C、Si中选择的组分的合金制成，尤其是从Fe、Ni、 Mo、Mn、Si和C中选择的组分的合金制成。
单据的基体材料可由纸或合成材料制成，尤其是由例如聚丙烯 和聚乙烯之类的塑料制成。
磁性细长颗粒也可由磁性和非磁性材料制成。
根据本发明第四方面的单据优选含有与基底的重量比为0.1％至 5％磁性细长颗粒，尤其是纤维，优选0.2％至2％，最好为0.5％至 1.5％。如果单据是纸张，其厚度通常从20微米变到300微米。 钞票的厚度通常在80微米至120微米之间变化。
可将细长颗粒均匀地或随机地散布在整个基底中，和/或细长 颗粒仅出现在基底的所选择部分。可以按照已有技术公知的和尤其 是在WO96/14469(PCT/FR95/01405)中 公开的方法将纤维分布在其所选择的单据部分内。优选仅仅在与印 刷区域对应的钞票部分中包括纤维，从而难以看到纤维。更具体地， 纤维包含在任何水印区域的外边。最好是纤维在印有磁性墨水的区 域的外边以避免任何可能的电磁干扰。
在一个优选实施例中，纤维出现在至少20mm宽的带状形状 的单据区域内。
细长颗粒，尤其是纤维，优选具有接近基体材料颜色的颜色。 这可通过沉积提供给纤维所需颜色的覆盖层或涂层来实现。沉积这 种涂层的方法已在法国专利申请FR 95 02868和国际申请 PCT/FR/96 00390中公开。
附图简介
下面将参照附图详细描述本发明，其中
图1将根据本发明的磁性细长颗粒的B-H曲线与其它物品的B -H曲线比较；
图2示意地描述了根据本发明的检测装置的结构；
图3表示怎样设置一个发明装置的驱动线圈和检测线圈；
图4、图5、图6和图7都描述用在复制装置中的驱动线圈和检 测线圈的实施例；
图8描述在铁氧体磁心上缠绕的驱动线圈和检测线圈的优选实施 例。
实施例的详细描述
在图1中参考标记10表示能定义为“高软磁″的一个EAS标签 的B-H曲线。其特征是非常低的饱和磁场Hs和相当高的动磁导率。 参考标记12表示根据本发明的要嵌入基体材料中的磁细长颗粒的B-H 曲线。尽管为软磁材料，但是它不是EAS标签的那种“高软磁″材 料。饱和磁场H′s大于EAS标签的相应值。参考标记14表示软钢 板的B-H曲线，它清楚地示出了远大于Hs和H′s的饱和磁场。
从图1清楚地看到，加在EAS系统中的使EAS标签饱和的弱 磁场并不能使本发明的磁性细长颗粒饱和并且不能触发商店中的报警 系统。从图1还清楚地看到，在本发明中所施加的使磁性细长颗粒饱 和的磁场仍然在软钢板的B-H曲线的相对线性部分并且将不会产生 相同系列的谐波。可以使用这种差别来区别两种类型的材料并且 甚至能检测在大铁磁目标出现时的信号标记。
下表列出了用频率在200kHz至11kHz之间的磁强计测量 实际标记和普通磁目标的实验对比数据。
表   材料类型   +   几何尺寸     饱和磁通     密度Bs     (忒斯拉)     饱和磁场     Hs     (A/m)     动磁导率     μd     [Bs/μoHs)]   EAS标签   32mm×0.8mm×25μm     0.34     30(200Hz)     80(11kHz)     10000   纸夹     ＞1000     (200Hz)     90   软钢板   12mm×9mm×1mm     ＞＞1000     14   硬拉磁性金属纤维   3mm长度×8μm直径     0.55     500-600     (10kHz)     730
μo＝4π×10-7Vs/Am
表中EAS标签的体积和质量是表中金属纤维的大约3000倍
上述数字表示材料之间的相对差别。然而，应该意识到，在EA S标记和发明系统的实际情况下，在场中材料的取向、材料的体积和 所用的频率方面需要考虑扫描场或询问场的实际磁化强度。
磁性金属纤维在测量中已具有0.3忒斯拉的交流剩余磁通密度。 实际上，直流剩余磁通密度会比此值低，从而没有产生干扰其它磁代 码系统的有效电磁噪声信号。尤其是，纤维不干扰标准磁性字符读取 机，所述的标准磁性字符读取机读出磁性墨水产生的字符。换句话说， 若采用磁性墨水字符识别国际标准ISO 1004中所定义的最大驻留信 号电平的测量方法与分辨力，则剩余磁通密度的作用是可以接受的。
实验结果表明，能从上面表格提到的纤维中检测高次谐波的较好 信号幅度，而且在高频处对来自驱动电子仪器谐波的干扰非常小。用 较小横截面积的纤维，一直到相当高的频率，涡流损耗都较小，并且 由于检测电压与磁通密度的变化率成正比使输出信号增加。用笨重的 铁磁材料，高频下涡流损耗要大得多，并因此不能产生非常高的高次 谐波。用基频扫描在20Hz的B-H环周围的纤维(上表中所描述 的纤维)和大于600A/m的峰值场，发现在100kHz至1MHz 之间的频率处有来自该纤维的一连串的谐波和来自其它常用电导电目 标的小很多的信号。实际上能选择基波频率和检测频率或多个检测频 率使来自特定纤维记号的信号最大和使来自其它常用目标的信号以及 由安装有该系统的装置产生的信号最小。
由发明者进行的测试表明，本发明系统能较好地将具有磁性细长 颗粒的证券单据与纸、书、手迹、印刷电路板、金属箔贺卡、票据的 非金属连接、票据的螺旋金属连接、纸夹、金属板和影印机盖材料区 分开。可以容易地识别位于非金属板下的证券单据(这与其中金属板 隐藏有微波用磁性纤维的微波系统形成鲜明对照)。
图2中示出了相适应的驱动和检测电路。用谐振驱动功率振荡器 16使谐波产生减为最小并由所选择谐波分频的一个频率驱动振荡器 16。作为例子，发明者已经发现，在其它谐波中，在380kHz， 20kHz的第19次谐波，或第21次谐波或更高次谐波是较好的选 择，因为它给出了来自纤维的较好信号，这些信号具有非常小的来自 例如软钢之类的常用铁磁材料的信号。振荡器16产生馈送到驱动线 圈18的电源信号，驱动线圈18将电源信号转变为磁驱动信号。相 对于驱动线圈18相适应地设置的检测线圈20检测由磁性细长颗粒 发出的任何场并将所检测的场转变为电检测信号。用高通滤波器22 减少基频，因为基频能通过导电金属在线圈之间耦合并使放大器过 载。用相敏检测器24提供良好的信-噪比。振荡器26工作在所选 谐波的频率，分频器28分频以获得基频。其它高次谐波也是适用的 并且具有将多个高次谐波组合而得到最终检测信号的优点。
图3描述了可以如何相对于检测线圈20有利地设置驱动线圈1 8。用影线示出了由驱动线圈产生的磁场的方向，用箭头30和32 表示方向的通过检测线圈20的那部分磁场除外。驱动线圈18和检 测线圈20部分重叠，这样设置使得在一个方向(箭头30)上通过 检测线圈20的磁通量与在另一方向(箭头32)通过线圈20的磁 通量几乎相等以便在检测线圈中的驱动磁场为零，与此同时，在重叠 线圈之上设置一区域，其中磁场能有效耦合到磁性细长颗粒中。也可 通过负反馈基频的电方式提供等效的零效果。
图4、图5、图6和图7都表示在例如高清晰度彩色照相复制装 置之类的复制装置中使用的驱动线圈和检测线圈的方案的实施例。该 方案使在21cm×29.7cm的扫描区上能检测仅有7cm宽的钞票 (如果它具有磁性细长颗粒的话)。其它的方案能覆盖例如与DIN A3(大约30cm×42cm)尺寸相应的区域之类的较大区域或更 大的区域。
按照图4，在合适的载体34上沿扫描区域的宽度方向以有规则 的距离设置4对带有检测线圈20的驱动线圈18，将检测到任何真 钞票的存在而与其在扫描区域的位置无关。
在图5的实施例中，多个驱动线圈18和多个检测线圈20形成 一个菊花链，其中驱动线圈18与检测线圈20交替设置。
在图6的实施例中，驱动线圈18采用细长的8字形，8字的高 度等于扫描区域的宽度。检测线圈采用细长的椭圆形，其长轴的长度 等于扫描区域的宽度。将驱动线圈18和检测线圈20设置成一个位于 另一个的上面，从而使得在一个方向上通过检测线圈20的磁通量与 在另一方向上通过线圈20的磁通量几乎相等以便在检测线圈中的驱 动磁场为零。为了描述的原因，图6示出了驱动线圈18和检测线圈 20彼此相隔一段距离，但也可以将它们设置成彼此紧挨着。
图7示意地表示了仅一个驱动线圈18和4个检测线圈20的一 个实施例，这样设置使得在检测线圈20中驱动磁通量抵消。
优选实施例的描述
参见图8，驱动线圈18和检测线圈20′、20″绕在铁氧体磁 心36上。为了用在复制装置中，铁氧体磁心36位于与玻璃台板3 8相隔几mm处。包含细长磁性颗粒41的证券单据40位于玻璃 台板上。使用铁氧体磁心36能保证对于给定的驱动电流在证券单据 40的位置有较高的磁场。
决不能使铁氧体磁心36饱和以避免产生附加非线性和谐波。
铁氧体磁心36最好为U形。这意味着它有通过“桥″43连接的 两个臂42。桥43确保磁通量流量远离复制装置的任何邻近金属。
驱动线圈18绕在每一臂42的中间的某处。检测器线圈分为两 部分20′和20″。一部分20′绕在玻璃台板38旁边的臂42上， 另一部分20″绕在下侧的臂42上。最好以相反的相位绕制两部分 2O′和20″，正如由参数44所表示的，使接收到的驱动信号和其 它干扰信号源(例如灯的存在)在复制装置中为零。然而，以相反的 相位绕制检测线圈并不使由任何细长磁性颗粒41接收到的信号为 零，因为检测线圈的一部分20′(上线圈部分)比另一部分20″(下 线圈部分)位于更靠近磁性颗粒处。
在驱动线圈和检测线圈附近，可以将第三线圈绕在铁氧体磁心 上，用于检测在玻璃台板38上出现的任何铁类金属。正如在已有技 术中所众所周知的，任何铁类金属的存在都会干扰磁通分布，从而能 使用铁类金属遮掩具有细长磁性颗粒的任何证券单据的存在。为了简 化，在图8中没有示出第三线圈。放大、检波第三线圈中的信号并将 其与阈电平进行比较。该阈电平与驱动电流成正比以避免例如由于电 感变化引起驱动电流变化而影响灵敏度。铁类金属的存在使放大和检 波信号增加，非铁类金属的存在使放大和检波信号减小。
为了用在如彩色复印机之类的复制装置中，用如图8所示的6个 或更多实施例并且相互连接，以覆盖复制装置的整个扫描区域。