BRPI0215628B1 - sonda de medição, método para medição e dispositivo de autenticação compreendendo tal sonda - Google Patents

Abstract

"sonda de medição e dispositivo de autenticação compreendendo a mesma". a presente invenção refere-se a uma sonda de medição para medir dados de magnetização de pelo menos um item (7), especificamente um documento de segurança compreendendo pelo menos um material de segurança magnético (m), a dita sonda de medição compreendendo pelo menos uma bobina de magnetização sem núcleo (3) caracterizada pelo fato de que pelo menos dois sensores de campo magnético (4s, 4c, 8s, 8c) são dispostos em ambas as extremidades dentro da dita bobina (3) nas suas duas extremidades. a invenção refere-se também a um dispositivo de autenticação compreendendo a dita sonda de medição e a um método de autenticação executado por meio da dita sonda de medição e dispositivo de autenticação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para "SONDA DE MEDIÇÃO, MÉTODO PARA MEDIÇÃO £ DISPOSITIVO DE AUTENTICAÇÃO COMPREENDENDO TAL SONDA", Campo da Invenção A invenção refere-se a uma sonda de medição e a um dispositivo de autenticação compreendendo a mesma, para a autenticação de um documento ou artigo de segurança pela gravação e comparação de características magnéticas do dito documento ou artigo, por meio do qual as ditas características magnéticas são ligadas a um material magnético que estájsomfido no dito documento eu artigo, ou aplicadas nele por meio de uma tinta, uma composição de revestimento ou uma folha.

Estado da Técnica Tintas magnéticas sio conhecidas na técnica da impressão de segurança, O "preto da moeda corrente dos EUA", impresso nas notas de dólares há mais de um século, é baseado em pó de rnagnetíía, FeaCA, usado como um pigmento preto, Numerosos outros materiais magnéticos foram propostos e usados como pigmentos nas tintas e composições de revestimento, tais como ferro, pôs de cobalto e níquel, oxido de ferro marrom FeaCb, dióxido de cromo CrOz, ferrifas MfésOs (com M ~ um ion bivalente, tal como Mg2\ jMn2v Co2\ Nf2T Zn2T etc,), por exemplo, ZnFezCb, granadas A385G12 (com A ~ um ion de terra-rara ttivalente e 8 ~ AI3A Fe3T 6a3T Bi3T etc.), por exemplo, granada de ferro ítrio YsFesOtz (Yíô) e assim por diante.

Materiais magnéticos são notavelmente caracterizados pela dependência da sua intensidade de magnetização B em função de um campo magnético externo aplicado H, Em pequeno campo magnético H, a magnetização B é aproximadamente proporcional ao H„ isto é, B = μ,Η; a constante de proporcionalidade μ é chamada a permeabilidade magnética relativa. Um comportamento nãodinear da função de magnetização B(H) é geralmente observado em grandes campos magnéticos H, onde μ eventuaímente torna-se igual a um, isto è, na saturação magnética. Todos os materiais magnéticos mostram saturação magnética.

Muitos materiais magnéticos mostram, além disso, uma função não-recíproca de magnetização, isto é, na diminuição da intensidade do campo magnético H do valor de saturação para zero, B permanece em algum valor fixo Br (remanência magnética). Para colocar o B novamente em zero, um campo magnético negativo -Hc (coercividade magnética) deve ser aplicado no material. Esse comportamento magnético não-recíproco é chamado histerese, e a curva B(H), ou características de magnetização de um tal material, é chamada a curva de histerese. A figura 1a mostra a curva de histerese de um material magnético coercivo, onde a intensidade de magnetização B é marcada contra a intensidade do campo de magnetização Η. A natureza não-linear da função de magnetização B(H) é colocada em evidência, bem como Hc, a coercividade do material magnético, Br, a magnetização residual depois da remoção do campo externo, e Bs, a magnetização de saturação (onde μ = 1) do material. Hc é um valor específico do material e independente da quantidade (intensivo), enquanto Br e Bs são valores dependentes da quantidade (extensivos).

Na aplicação prática, a magnetização B como uma função de H, ou a indução magnética, isto é, a derivada do tempo dB(H)/dt como uma função de H(t), pode ser medida usando dispositivos sensores apropriados. A figura 1b mostra a indução magnética dB/dt, tal como obtida com uma bobina de leitura, e correspondendo a um percurso do ponto b para o ponto d na curva de histerese representada na figura 1a.

Para finalidades de autenticação dos documentos ou artigos de segurança que transportam tintas ou revestimentos magnéticos, é de interesse explorar a curva de magnetização relacionada com o material (por exemplo, a histerese) B(H) = μ.Η do aspecto magnético. A medição de uma magnetização ou curva de histerese geralmente exige equipamentos de laboratório pesados. Tal equipamento, o histeresímetro, compreende uma sonda de medição para a produção e leitura dos campos magnéticos, junto com o acionador necessário e a eletrônica de processamento dos dados. O desenho de uma sonda de medição magnética, tal como conhecido na técnica e usada com histeresímetros de laboratório, é esquema-ticamente representado na figura 2a. Uma amostra do material magnético M’ é colocada dentro de uma primeira parte de uma bobina de magnetização 3. A bobina 3 é uma bobina isenta de núcleo magnético em formato de cilindro, isto é, um solenóide, que é acionada por uma corrente elétrica periodicamente variando l(t), produzindo por isso um campo de magnetização periodicamente variando H(t). O material magnético M’ dentro da bobina é mag-netizado pelo campo H(t), produzindo um componente adicional B(t) = Α.μ(Η).Η(ί) para o campo magnético H(t). A é uma constante de proporcionalidade, relacionada com a quantidade do material magnético presente.

Uma bobina de leitura 4s é disposta em cima da dita primeira parte da dita bobina de magnetização, contendo a amostra M’. Uma bobina compensadora 4c é disposta em cima de uma segunda parte da bobina de magnetização, não contendo amostra. O campo magnético variado H(t) in-duz voltagens Us e Uc na bobina de leitura e compensadora, respectivamente: Us * d(H + B)/dt » dH/dt (1 + Α.μ(Η)) Uc * dH/dt As bobinas de leitura e compensadora são mecanicamente dispostas em uma maneira simétrica e eletricamente equilibradas com relação uma a outra, e ambas são conectadas no terra comum (Gnd), tal que Us - Uc é zero na ausência do material magnético dentro da bobina de leitura. Na presença do material magnético dentro da bobina de leitura 4s, uma contribuição assimétrica Α.μ(Η) = dBM/dt surge, que pode ser detectada como a diferença de Us - Uc.

Para executar a dita medição, o material da amostra magnética deve ser colocado dentro da dita bobina de magnetização, de modo a garantir condições de campo magnético homogêneo por todo o volume da amostra geral. Tais condições estão notavelmente presentes no interior de uma bobina cilíndrica, onde as linhas de campo magnético são paralelas e de densidade constante. Fora da bobina, as linhas do campo magnético divergem e o campo fica heterogêneo. A medição das características de magnetização dos materiais de volume é assim normalmente impedida fora da bobina de magnetização, porque nem todas as partes da amostra sob teste experimentam a mesma intensidade de campo. Para remediar esse inconveniente, certos instrumentos usam um par similar de bobinas grandes tendo seus eixos alinhados. Tais bobinas conhecidas como bobinas Helmholtz, são capazes de criar um volume de campo magnético homogêneo no espaço livre, mas elas precisam que a amostra seja inserida no meio de ambas as partes da bobina.

Devido às restrições geométricas mencionadas, objetos magnéticos estendidos e planos, tais como impressões magnéticas ou artigos magneticamente revestidos são difíceis de lidar como amostras. Eles devem ser cortados em pedaços, de modo a ajustarem-se dentro do espaço de medição disponível do histeresímetro (método destrutivo de análise), ou um instrumento muito particular deve ser proporcionado, tendo uma bobina em cima e uma bobina abaixo da amostra a ser medida.

Sondas de medição magnética não-destrutivas M(H) foram descritas, por exemplo, em US 4.843.316, US 4.901.016, JP 02.248.879, FR-A-2.686980 e DE-A-3 138 887. Entretanto, nenhuma dessas sondas é adequada para a autenticação “em cima” de folhas estendidas, tal como papel transportando uma impressão ou revestimento magnético. As sondas de medição da técnica anterior foram concebidas em particular para a caracterização de meios de gravação tendo superfícies planas; as ditas sondas não podem ser aplicadas com sucesso em superfícies com textura, tal como representado por uma impressão de gravação magnética.

Seria desejável ter recurso disponível para avaliar de modo não-destrutivo as características magnéticas de um material prolongado em textura semelhante a folha, tal como um papel transportando uma impressão ou revestimento magnético. Além do mais, seria particularmente desejável ter um método e um dispositivo disponíveis que permitissem a autenticação “em cima” das características magnéticas em um documento ou artigo com valor impresso, isto é, sem a exigência de ter duas bobinas de magnetização alinhadas em ambos os lados do documento.

Sumário da Invenção É um objetivo da presente invenção proporcionar uma sonda de medição, permitindo a medição de características magnéticas de um material semelhante a folha sem limitações com relação à extensão da dita folha de material. Uma tal sonda de medição deve permitir notavelmente uma autenticação compatível confiável, fácil para implementar e de alta velocidade de um material semelhante a folha, simplesmente posicionando e/ou movendo uma sonda de medição sobre e/ou além da superfície do dito documento ou artigo.

Esse objetivo da presente invenção é resolvido por uma sonda de medição magnética e um dispositivo de autenticação compreendendo a mesma, bem como por um método de autenticação, executado usando o dito dispositivo de acordo com os aspectos das reivindicações.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção é explicada por meio dos desenhos: A figura 1a mostra uma curva B(H) de magnetização típica (his-terese) de um material magnético coercivo indicando os valores de magnetização residual e de saturação Br e Bs bem como o campo magnético coercivo Hc. A figura 1b mostra uma curva de indução magnética dB(H)/dt correspondendo a um percurso do ponto b para o ponto c da curva de histe-rese da figura 1a. A figura 2a mostra o desenho esquemático de uma sonda de medição magnética padrão, como usada para a aquisição de dados de magnetização ou histerese de uma amostra magnética M’ colocada dentro de uma bobina de magnetização. A figura 2b mostra o desenho esquemático de uma nova sonda de medição magnética para a aquisição “em cima” dos dados de magnetização ou histerese de uma amostra magnética semelhante a folha M colocada fora, na frente de uma bobina de magnetização. A Figura 3a mostra o corte longitudinal através de uma primeira modalidade preferida de uma sonda de medição magnética para medir os dados de indução magnéticos de materiais semelhantes à folha 7, com uma bobina de leitura de indução 4s e uma bobina de compensação 4c sendo colocadas dentro da cavidade da bobina de magnetização 3, nas suas duas extremidades. A figura 3b mostra o corte longitudinal através de uma segunda modalidade preferida de uma sonda de medição magnética para medir dados de magnetização de materiais semelhante a folha 7 com um componente de leitura de campo 8s e um componente de compensação 8c sendo colocados dentro da cavidade da bobina de magnetização 3, nas suas duas modalidades. A Figura 4 mostra o diagrama elétrico de parte de uma modalidade de um dispositivo de autenticação usando a sonda de medição magnética de acordo com a presente invenção. A figura 5 esquematicamente ilustra parte de uma modalidade compreendendo três dispositivos de autenticação MD, MD’ e MD” de acordo com a presente invenção, adquirindo características magnéticas de itens, e transferindo os dados adquiridos via elos de comunicação 1, 1’ e 1” para um servidor seguro para autenticação remota. A invenção é baseada em uma melhora significativa da sonda de medição magnética, que possibilita que ela faça a aquisição “em cima” das características magnéticas, tais como histerese B(H), ou características de magnetização dB(H)/dt de materiais semelhante a folha. Os materiais podem, dessa maneira, ser com textura ou lisos.

Na realidade, foi surpreendentemente verificado que as propriedades de magnetização de materiais finos semelhantes a folha, tais como impressões ou revestimentos feitos com tintas ou composições de revestimento compreendendo pigmentos de segurança magnéticos, podem ser adquiridas com confiança e rapidez fora do furo da bobina de magnetização se uma nova disposição particular de bobina ou sensor for usada. Uma sonda de medição de acordo com essas descobertas é mostrada em duas modalidades exemplares de acordo com as figuras 3a e 3b.

Uma bobina de solenóide sem núcleo magnético em formato de cilindro 3, feita de fio condutor eletricamente isolado, é usada como a bobina de magnetização para produzir um campo de magnetização H(t). Esse cam- po de magnetização é homogêneo dentro da dita bobina de magnetização 3 (região de campo Hi) e heterogêneo fora da dita bobina de magnetização 3 (região de campo H2). Existem também duas regiões de campo menores H3 de homogeneidade de campo prático fora da dita bobina de magnetização 3, em ambos os extremos perto dos pólos magnéticos da bobina. A homogeneidade do campo prático deve significar nesse contexto que a intensidade do campo magnético na região H3 se desvia por não mais do que 15%, preferivelmente, 10% do valor de H1 que ele tem dentro da dita bobina de magnetização 3. Isso é para ser adotado como uma definição da região H3. A presente invenção conta com o uso destas regiões de pólo H3 para investigar as características magnéticas de um item plano e estendido 7, especificamente um documento de segurança transportando uma marcação de segurança magnética M. De acordo com um aspecto da invenção e como esquematicamente mostrado em um desenho de acordo com a figura 2b, dois ou mais sensores magnéticos são dispostos dentro da bobina de magnetização 3 em ambas as suas extremidades, preferivelmente perto das regiões de pólo H3 da dita bobina de magnetização 3.

Em uma primeira modalidade de uma sonda de medição magnética de acordo com a figura 3a, os sensores magnéticos são uma bobina de leitura de indução 4s e uma bobina de compensação 4c. Elas são, de preferência, simetricamente dispostas dentro da bobina de magnetização 3, em ambas as suas extremidades, e têm seus eixos de bobina magnética substancialmente alinhados com o eixo da bobina CC da bobina de magnetização 3. Os diâmetros externos das ditas bobinas de leitura e compensado-ra 4s e 4c devem, de acordo com a presente invenção, ser menores do que o diâmetro interno da dita bobina de magnetização 3. As bobinas de leitura e compensadora são, além disso, preferivelmente mantidas finas, isto é, seu diâmetro externo é mantido próximo do seu diâmetro interno. O uso das bobinas de indução permite executar uma medição dinâmica da mudança de magnetização dB/dt.

Alternativamente, como mostrado em uma segunda modalidade de uma sonda de medição magnética de acordo com a figura 3b, os senso- res magnéticos são um componente de leitura de campo 8s e um componente de compensação 8c, por meio do que o dito componente de leitura de campo 8s e o dito componente de compensação 8c devem ser menores do que o diâmetro interno da dita bobina de magnetização. Os ditos componentes são, de preferência, simetricamente dispostos dentro da bobina de magnetização 3, em ambas as suas extremidades, e têm seus eixos magnéticos substancialmente alinhados com o eixo da bobina CC da bobina de magnetização 3. O componente de leitura de campo 8s e o componente de compensação 8c podem ser de qualquer tipo conhecido na técnica; em particular, eles podem ser sensores de efeito Hall ou sensores magnetorresisti-vos (MR, GMR). Pequenas sondas de ambos os tipos são conhecidas na técnica e comercialmente disponíveis. O uso de sensores de campo magnético permite executar uma medição estática da magnetização B.

Para operação correta, o item semelhante a folha 7 transportando o material magnético M é preferivelmente mantido em uma posição apropriada com relação à sonda de medição magnética por meio de um prende-dor de sonda, tal que uma bobina de leitura de indução ou um sensor de campo magnético ficam virados para o material de segurança magnético M. As linhas de campo da bobina de magnetização 3 devem penetrar no item semelhante a folha 7 substancial mente ortogonal à sua superfície. Não é necessário que a bobina de leitura de indução ou o sensor de campo magnético toquem diretamente o material de segurança magnético Μ. O material de segurança magnético M pode, se necessário, ser disposto em uma distância de até metade do diâmetro interno da bobina de magnetização distante do sensor magnético, dado que o campo magnético H3 na zona de medição relevante ainda satisfaz a condição de homogeneidade declarada, isto é, que ele não se desvia mais do que 15%, preferivelmente, 10% do seu valor H1 dentro da bobina 3.

Na realidade, a exigência essencial para o funcionamento correto da sonda de medição descrita é que o material magnético M dentro da área de detecção do dito sensor magnético fique em uma região de campo magnético H3 da dita bobina de magnetização 3 onde a intensidade do cam- po magnético não se desvia mais do que 15%, preferivelmente 10%, do valor Hi que tem dentro da dita bobina de magnetização 3. O prendedor da sonda pode ter a função adicional de proporcionar um suporte de amostra não-magnético de espessura suficiente, de modo a evitar a medição das perturbações magnéticas que não se originam das características magnéticas da amostra, em particular, para impedir as perturbações magnéticas que se originam dos materiais magnéticos localizados na região distante do campo da bobina de magnetização. O suporte da amostra pode ser de qualquer material não-magnético, tal como plástico, madeira, vidro, etc. Suportes fortemente condutores eletricamente, tais como alumínio ou outros metais, devem ser evitados, entretanto, já que eles podem interferir com as medições magnéticas dinâmicas através das contribuições da corrente parasita.

Um dispositivo de autenticação a ser usado com o método da presente invenção compreende, com referência à figura 4, uma sonda de medição (P) para medir valores de magnetização B ou valores de indução dB/dt, que é unida na eletrônica de acionamento (2,6), leitura (5) e processamento (1). O dito dispositivo compreende adicionalmente pelo menos um algoritmo implementado em software para executar o método de acordo com a invenção. O valor do sinal de magnetização ou indução medido, respectivamente, é digitalizado pelo conversor A/D do processador (1b), e armazenado em uma memória (1c, 1d) como um valor digital Vs. Uma pluralidade de tais valores Vs, adquiridos para valores subseqüentes do campo magnético H, forma finalmente uma representação ponto a ponto digital da curva de indução ou magnetização da amostra, respectivamente.

Na modalidade de um dispositivo de autenticação de acordo com a presente invenção, compreendendo uma sonda de medição unida na eletrônica de acionamento, leitura e processamento, como mostrado na figura 4, as respostas elétricas medidas Us, Uc do sensor de indução de leitura e compensação ou de campo 4s, 4c; 8s, 8c, respectivamente, são contrabalançadas (subtraídas) por meio de um regulador de equilíbrio 5cs, amplificadas por um amplificador operacional 5, e finalmente digitalizadas por um conversor A/D 1b de um processador, para obter um valor de indução ou magnetização de amostra digital Vs. Pela aquisição de uma pluralidade de tais valores Vs para valores subseqüentes do campo magnético H, uma representação ponto a ponto digital da curva de indução ou magnetização da amostra, respectivamente, pode ser obtida. A autenticação do item 7 é realizada pela aquisição de uma pluralidade predeterminada de valores de indução ou magnetização da amostra Vs, formando uma porção de curva da amostra Cs da curva de indução ou magnetização (por exemplo, histerese) do dito material de segurança magnético, e pela comparação dos valores da dita porção da curva da amostra Cs com valores previamente armazenados de uma porção da curva de referência correspondente Cr, usando um algoritmo de comparação predefinido e um critério de tolerância predeterminado. O dito critério de tolerância pode ser um critério de valor único, ou uma conjunção de várias condições que devem ser satisfeitas. A presente invenção descreve um método que é baseado no uso de uma seqüência de valores de magnetização B(H), tal como pode ser obtido pelos sensores de efeito Hall ou magnetorresistivos gigantes (GMR), ou de uma seqüência de valores de indução correspondentes dB(H(t))/dt, tal como pode ser obtida por sensores da bobina de indução, de um material magnético compreendido em, impresso sobre ou aplicado em um documento ou artigo de segurança, como um recurso de indicação de autenticidade para o dito documento ou artigo de segurança. Valores de indução dB(H(t))/dt podem notavelmente ser obtidos e usados vantajosamente para autenticação se H(t) for uma função conhecida do tempo. A função de magnetização ou indução do material sob teste é finalmente representada como uma tabela numérica contendo uma pluralidade de pares de valor (H,B) ou (H, dB/dt), ou simplesmente como uma lista de valores de B ou dB/dt no caso onde H está variando em uma maneira conhecida. O método de autenticação de acordo com a presente invenção é caracterizado em que ele conta com o uso de um mesmo tipo de dispositivo e protocolo de medição para adquirir as características de magnetização da amostra de referência e as características de magnetização da amostra de teste, suportando assim um “modo de aprendizagem” e um “modo de teste”. As ditas características da amostra de referência e de teste são aqui representadas como tabelas de valores digitais, que são comparados usando um algoritmo de comparação predefinido, por meio disso, uma decisão sobre a autenticidade ou falsidade é derivada do resultado da dita comparação, usando um critério de autenticidade preestabelecido. O método de autenticação de acordo com a presente invenção funciona totalmente sem modelo e não é afetado pelos erros de medição sistemáticos que podem ocorrer no dispositivo de autenticação; o hardware do dito dispositivo pode, dessa maneira, ser mantido consideravelmente mais simples do que o que seria exigido para medições absolutas precisas. Assim, o método da presente invenção conta com a comparação das “formas de curva” de indução ou magnetização, representadas por seqüências de valores relativos, tal como eles são “vistos” pelo dispositivo da invenção, ao invés de em uma medição e comparação de valores físicos absolutos individuais. A comparação das ditas “formas de curva” de magnetização ou indução da amostra com as “formas de curva” de referência é feita em uma base de ponto a ponto, preferivelmente, depois da normalização das ditas curvas. Normalização significa que ambas as curvas de amostra e de referência são linearmente graduadas, tal como para ter o mesmo valor de intensidade máxima predefinido. Tal normalização torna a comparação independente da concentração; um traço que prova ser particularmente útil no contexto da autenticação de cédulas bancárias, dado o fato que o amarrotado e uso podem diminuir a quantidade de material magnético presente na impressão. A comparação das curvas de magnetização ou indução normalizadas corresponde a uma mera identificação do material de segurança magnético como tal, independente da quantidade do material que está realmente presente na impressão. A normalização também prova ser útil em vista da eliminação da influência de pequenas variações de distância entre a amostra e a sonda de medição na etapa de aquisição de dados (medição). A dita comparação pode ser executada de acordo com métodos matemáticos padrão como conhecidos na técnica, tal como subtraindo valores correspondentes de amostra e referência, e usando as diferenças resultantes ou alguma quantidade derivada delas como um indicador para autenticidade ou falsidade. O método e dispositivo da invenção podem ser aplicados a todos tipos de materiais magnéticos, sejam eles coercivos ou não. Em particular, eles podem também ser usados para distinguir materiais magnéticos tendo coercividade zero (isto é, nenhum circuito de histerese), porém campos de saturação magnética diferentes. Uma grande variedade de materiais magnéticos tendo valores de coercividade diferentes pode, assim, ser distinguida pelo método da invenção. Além do mais, é possível preparar misturas de tais materiais magnéticos para produzir formas de curva dB/dt até mais complexas. Qualquer forma de curva pode ser notavelmente autenticada pelo método e o dispositivo da presente invenção. O máximo do campo de varredura Hmax pode ser facilmente adaptado a uma aplicação específica, por exemplo, ele pode ser escolhido tão baixo quanto 100 Gauss para discriminação entre materiais EAS diferentes, ou tão altos quanto 1 Tesla para discriminação entre ferritas magnéticas duras diferentes. A memória do dispositivo de autenticação pode propiciar o espaço para armazenar um ou mais conjuntos de dados de referência, de modo a permitir que o dispositivo autentique (e identifique) um ou mais materiais magnéticos diferentes. O dito “modo de aprendizagem” e o dito “modo de teste” não precisam, além disso, ser implementados no mesmo dispositivo físico; na prática, um dispositivo de autenticação pode ser proporcionado para exclusivamente autenticar amostras, usando conjuntos de dados de referência proporcionados por um “dispositivo de definição de referência” separado. Esses dados de referência podem ser carregados para dentro da memória permanente do dispositivo de autenticação, ou, alternativa mente, eles podem ser transferidos para o dispositivo de autenticação na forma de uma unidade de memória física os contendo. É também possível manter os dados de referência em um local seguro, tal como um servidor seguro, e transferir pelo menos um valor medido de indução ou magnetização da amostra para comparação segura e independente no dito servidor seguro. Modalidade Exemplar De acordo com uma modalidade da sonda de medição para a leitura de valores de indução dB/dt, e com referência à figura 3a, o corpo da bobina é de resina de fenol reforçada com fibra e tem um comprimento geral de 10 mm e um diâmetro geral de 30 mm. As bobinas de leitura e compen-sadora 4s e 4c estão localizadas dentro do perímetro interno da bobina de magnetização 3 nas suas duas extremidades, e têm diâmetros internos e comprimentos de 7,5 mm e 1,5 mm, respectivamente. Cada uma delas é composta de 100 voltas de fio de cobre isolado “esmaltado” de 0 0,1 mm. A bobina de magnetização 3 tem um diâmetro interno de 10 mm e é composta de 200 voltas de fio de cobre isolado “esmaltado” de 0 0,6 mm. Ela está disposta em cima das bobinas de leitura e compensadora, preenchendo o espaço restante do corpo da bobina. Os três enrolamentos de bobina são rigidamente embutidos na resina de epóxi, de modo a evitar instabilidades da bobina devido às deformações mecânicas ou eletromecânicas.

De acordo com uma modalidade da invenção, um dispositivo de autenticação compreendendo a dita sonda de medição P é montado com referência à figura 4. O dito dispositivo de autenticação adicionalmente compreende um dispositivo de processamento 1, personificado pelo MicroCon-verter® ADuC812 de Analog Devices. O circuito integrado ADuC812 compreende um microprocessador 8052 CPU 1a, um conversor de analógi-co/digital (A/D) de 12 bits 1b, bem como RAM interna e memória Flash/EE permanente eletricamente apagável 1c para armazenamento de programa e dados. O dispositivo de autenticação também compreende 32 K de memória de acesso aleatório externa (RAM) 1d. O dispositivo de autenticação adicionalmente compreende um conversor ascendente de voltagem 6 com capacitor de armazenamento para produzir a voltagem necessária do acionador de bobina; um dispositivo acio-nador de bobina 2 implementado como uma ponte de comutação e controla- do pelo microprocessador, para acionar a bobina de magnetização 3 da sonda com uma rampa de corrente triangular ou com uma sequência de voltagem simplificada (+U(At); -U(2At); +U(At)}, onde At é um intervalo de tempo básico; e um amplificador operacional de subtração da bobina de lei-tura/bobina compensadora 5, cuja saída é alimentada para o conversor de A/D do microcontrolador 1b. A entrada do amplificador operacional 5 é notavelmente conectada em um regulador de equilíbrio 5cs, permitindo a sintonia fina do ponto de compensação (“indução zero”). A eletrônica de processamento 1 é adicionalmente conectada em uma comutação de modo SLt para a seleção do modo de aprendizagem/teste L/T, em um botão de pressão B para iniciar o ciclo de medição, bem como em LEDs amarelo, verde e vermelho 81,82,83 para indicar os estados ligado/desligado e aprovado/falha. O botão de pressão B é para acionar o abastecimento de energia principal do circuito Vcc. Uma chave de abastecimento de potência controlada pelo processador 9 é proporcionada, permitindo que o processador mantenha sua própria potência para completar o ciclo de medição e para se desligar em boas condições. A corrente máxima exigida para acionar a dita bobina de magnetização 3 é tipicamente da ordem de 20 A ou mais para uma bobina de 200 voltas, produzindo um campo magnético da ordem de 2000 Gauss. Todo o ciclo de medição dura da ordem de um milissegundo ou menos e é seguido por um período de espera muito mais longo, tal que nenhum resfriamento da bobina é exigido. Foi verificado que o conjunto de circuitos eletrônico pode ser consideravelmente simplificado acionando a bobina com uma seqüência de voltagem retangular da forma {0 / +U (durante At) / -U(durante 2At) / +U(durante At) / 0}, produzida por um dispositivo de comutação simples. At é aqui um intervalo de tempo básico que é escolhido apropriadamente para ser curto. Sob essas circunstâncias, a corrente na bobina segue uma forma de onda aproximadamente triangular, devido à lei de indução d(l(t)) = (U/L)dt.

Em um exemplo, a curva de indução é amostrada, digitalizada e armazenada em uma taxa de 200 kHz. Outras taxas de amostragem mais rápidas ou mais lentas podem também ser usadas. O tratamento dos dados brutos pode preferivelmente incluir a correção de fundo (zero) e, se necessário, filtragem do ruído. No caso de sinais fracos, os resultados de duas ou mais varreduras de medição podem ser acumulados e obtida a média con-juunta para melhorar a razão de sinal para ruído.

De acordo com uma modalidade da invenção, um método é implementado no dito dispositivo de processamento 1a, para autenticar um documento ou artigo de segurança, transportando uma camada fina de material magnético, por meio do dispositivo de autenticação e sonda de medição descritos. O dito método de autenticação compreende as etapas de: a) prover, em uma memória digital, uma representação de ponto a ponto digital de pelo menos parte da curva de magnetização B(H) ou da curva de indução dB(H(t))/dt de um material de referência magnético, como dados de referência (VR); b) prover um documento ou artigo de segurança para ser autenticado, o dito documento ou artigo de segurança compreendendo uma camada fina de material magnético em ou sobre pelo menos parte da sua superfície, c) adquirir em uma memória digital, usando o dispositivo de autenticação e sonda de medição de acordo com a invenção, uma representação ponto a ponto digital de pelo menos parte da curva de magnetização B(H) ou da curva de indução dB(H(t))/dt da dita camada fina de material magnético em ou sobre o dito documento ou artigo provido na etapa b), como dados de amostra (Vs), d) processar os dados digitais adquiridos na etapa (c) para corrigi-los com relação às circunstâncias relacionadas com a medição, e) comparar os dados obtidos na etapa (d) com os dados de referência armazenados providos na etapa (a), usando um algoritmo de comparação predefinido e um critério de tolerância predefinido, por meio disso derivando um indicador “sim/não” de autenticidade.

De acordo com a invenção, o mesmo tipo de hardware pode ser usado para a definição dos ditos dados de referência (Vr) e ditos dados de amostra (Vs): Em um “modo de aprendizagem”, dados de uma amostra de referência são adquiridos e armazenados como os ditos dados de referência. Em um “modo de teste”, os dados de um documento ou artigo para ser autenticado são adquiridos, processados e comparados com os ditos dados de referência, para derivar um indicador de autenticidade/falsidade.

Em um exemplo preferido, usando os ditos modos de aprendizagem e teste do dispositivo, um grande número de impressões de amostra magnética diferentes poderia ser distinguido um do outro. Um conjunto de quatro pigmentos magnéticos padrão M1 a M4, tendo coercividades variando de zero a 55.705 A/m (700 Oersted), foram misturados em razões diferentes em tintas de impressão, para obter um sistema de segurança magnético: Pigmento Coercividade [OCj M1: -1 (ferro magnético mole) M2: -100 M3: -300 M4: -700 15 amostras de tinta de gravação S1 a S15 foram preparadas, contendo os pigmentos magnéticos M1 a M4 em razões diferentes, e usando um peso de pigmento total na tinta da ordem de 40 a 50 por cento. Os pigmentos foram misturados em um verniz de gravação do tipo conhecido para os versados na técnica: M1:M2 M1:M3 M1:M4 M2:M3 M2-M4 Total [% em peso] 51 1,00 40,00 52 1,03 47,20 53 1,00 40,00 54 4,00 40,00 55 4,13 42,57 56 4,00 40,00 57 0,25 40,00 58 0,26 53,09 Μ1:Μ2 Μ1:Μ3 Μ1:Μ4 Μ2:Μ3 Μ2-Μ4 Total [% em peso] S9 0,25 40,00 510 1,03 47,20 511 0,26 53,09 512 4,13 42,57 513 1,00 40,00 514 0,25 40,00 515 4,00 40,00 As tintas resultantes foram impressas sobre papel do tipo moeda corrente, usando uma prensa de gravação padrão e uma placa gravada de ΙΟΟμιτι de profundidade de gravura, para resultar em impressões de gravação magnética tendo características magnéticas diferentes. As impressões de gravação realizadas com as ditas amostras de tinta S1 a S15 puderam todas ser diferenciadas entre si pelo método e o dispositivo descritos na presente invenção.

REiVENOiCAÇÔES

Claims (16)

1. Sonda de medição magnética para a aquisição de dados de magnetixação de um item magnético (7), em particular, um documento ou artigo de segurança compreendendo peio menos uma impressão ou revestimento magnético, a dita sonda de medição compreendendo pelo menos uma bobina de magnetixação (3), caracterizada peio fato de que pelo menos dois sensores magnéticos (4s, 4c, Bs, 8c) são dispostos dentro da dita bobina de magnetixação (3), nas suas duas extremidades, respecíívamente, e tendo seus eixos magnéticos substancralmente alinhados com o campo magnético dentro da bobina (3),

2, Sonda de medição magnética, de acordo com a reivindicação i, caracterizada pelo fato de que a dita bobina de magnefização (3) é uma bobina sem núcieo magnético,

3, Sonda de medição magnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato dé que a dita bobina de magnetixação (3) é uma bobina cilíndrica.

4. Sonda dé medição magnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada peio fato de que os ditos sensores magnéticos são sensores de indução na forma de uma bobina de leitura (4s) e uma bobina de compensação (4c), respectívamente, onde os diâmetros externos da dita bobina de leitura (4$) o bobina de compensação (4c) são menores do que o diâmetro interno da dita bobina de magnetixação (3).

5, Sonda de medição magnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que os ditos sensores magnéticos são sensores de campo magnético na forma de um componente de leitura (8$) e um componente de compensação (8c), respectivamente, onde os diâmetros externos do dito componente de leitura (8s) e componente de compensação (Sc) são menores do que o diâmetro interno da dita bobina de magnetixação (3),

6. Sonda de medição magnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que adicíonaimente compreende um prendedor de sonda (70) para manter o item (7) em uma posição e distância apropriadas com relação â bobina de magnetixação (3) e os sensores (4s, 4c; 8s, 8c), tal que o material magnético M dentro da área de detecção dos ditos sensores magnéticos fica em uma região de campo magnético (hb) da dita bobina de magnetização (3) onde a intensidade do campo magnético não se desvia mais do que 15%, preferivelmente, 10%, do seu valor (Hi) dentro da dita bobina de magnetização 3.

7. Sonda de medição magnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que ela compreende um suporte de amostra feito de material não-magnético de baixa condutividade elétrica.

8. Método para medição das características de magnetização de pelo menos parte de um item (7), especificamente um documento ou artigo de segurança, o dito item (7) compreendendo pelo menos um material de segurança magnético (M), caracterizado por compreender as etapas de: a) posicionar uma sonda de medição (P) conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7 no dito item (7), tal que o dito material (M) fica dentro da região H3 da homogeneidade do campo prático da bobina de magnetização (3) da sonda, b) aplicar por meio da dita bobina de magnetização (3) pelo menos um valor de um campo magnético no item (7) e c) medir pelo menos um valor da característica magnética do dito material (M), usando os ditos sensores magnéticos (4s, 4c; 8s, 8c).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o valor de magnetização B correspondente (Vs) do dito material (M) é medido com a aplicação de pelo menos um valor do campo magnético H no dito material (M).

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o valor de indução dB/dt correspondente (Vs) do dito material (M) é medido com a aplicação de uma variação de campo magnético dH/dt por pelo menos um valor de campo magnético H no dito material (M).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o dito item (7) é colocado em um prendedor de sonda (70).

12. Dispositivo de autenticação para autenticar pelo menos um item (7), especificamente um documento de segurança, o dito item (7) compreendendo pelo menos um material de segurança magnético (M), caracterizado pelo fato de compreender: a) uma sonda de medição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, junto com eletrônica de acionamento e amostragem correspondente, b) um dispositivo de processamento (1) com algoritmo implementado para acionar a dita sonda e amostrar, digitalizar, processar e comparar valores característicos magnéticos, c) pelo menos um dispositivo de memória (1c, 1d) para armazenar valores característicos magnéticos de amostra e de referência.

13. Dispositivo de autenticação, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de adicionalmente suportar um "modo de aprendizagem" para adquirir e armazenar características magnéticas de referência de um item de referência magnético (7R), e um "modo de teste" para adquirir, armazenar e comparar características magnéticas da amostra de um item de amostra (7), para derivar um sinal de autenticidade.

14. Dispositivo de autenticação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender recurso de transferência de dados para executar a dita comparação dos dados de magnetização medidos da amostra com valores de referência previamente armazenados correspondentes e derivar o dito indicador de "sim/não" de autenticidade em um local remoto e para transmitir de volta o dito indicador de autenticidade para o local da autenticação.

15. Método para autenticar um documento ou artigo de segurança, transportando uma camada fina de material magnético, por meio de um dispositivo de autenticação conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) prover, em uma memória digital, valores característicos magnéticos de um item de referência magnético, como dados de referência, b) prover um documento ou artigo de segurança para ser autenticado, o dito documento ou artigo de segurança compreendendo uma camada fina de material magnético em ou sobre pelo menos parte da sua superfície, c) adquirir em uma memória digital, usando o dito dispositivo de autenticação conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 14, valores característicos magnéticos do dito documento ou artigo provido na etapa (b), d) processar os dados digitais adquiridos na etapa (c) para corrigi-los com relação às circunstâncias relacionadas com a medição, e e) comparar os dados obtidos na etapa (d) com os dados de referência armazenados correspondentes providos na etapa (a), usando um algoritmo de comparação predefinido e um critério de tolerância predefinido, por meio disso derivando um indicador "sim/não" de autenticidade.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os ditos dados de referência são adquiridos por meio de um dispositivo de autenticação, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 14.