ES2348907T3 - Sonda de medicion y dispositivo de autenticacion que comprende la misma. - Google Patents

Abstract

Sonda de medición magnética para la adquisición de datos de magnetización de un objeto magnético (7), en particular un documento o artículo de seguridad que comprende al menos una impresión o recubrimiento magnético, comprendiendo dicha sonda de medición una bobina magnetizante (3), caracterizada porque se disponen al menos dos sensores magnéticos (4s, 4c, 8s, 8c) dentro de dicha bobina magnetizante (3) cerca de los polos magnéticos de la bobina magnetizante (3), respectivamente, y que tienen sus ejes magnéticos sustancialmente alineados con el campo magnético dentro de la bobina (3), y se puede hacer que dicha bobina magnética (3) funcione de modo que aplique un campo magnético variable con el tiempo, y dicha sonda de medición magnética comprende adicionalmente un porta-sonda para mantener el objeto magnético (7) en una posición y una distancia apropiadas con respecto a la bobina magnetizante (3) y los sensores (4s, 4c, 8s, 8c), de modo que un material magnético M que lleva el objeto magnético (7) dentro del área de detección de dichos sensores magnéticos esté en una región de campo magnético (H3) de homogeneidad de campo práctica de dicha bobina magnetizante (3), donde la intensidad de campo magnético no se desvía más del 15%, preferiblemente 10%, de su valor (H1) dentro de dicha bobina magnetizante (3).

Description

Campo de la invención

La invención concierne a una sonda de medición y un dispositivo de 5 autenticación que comprende la misma para la autenticación de un documento o artículo de seguridad adquiriendo y comparando características magnéticas de dicho documento o artículo, por lo cual dichas características magnéticas están vinculadas a un material magnético que o bien está contenido en dicho documento o artículo o bien está aplicado a él por medio de una tinta, una 10 composición de recubrimiento o una lámina.

Estado de la técnica

Las tintas magnéticas se conocen en la técnica de impresión de seguridad. 15 El "negro monetario de EE.UU.", impreso en los billetes de dólares desde hace más de un siglo, se basa en polvo de magnetita, Fe3O4, que se usa como pigmento negro. Se han propuesto y usado otros numerosos materiales magnéticos como pigmentos en tintas y composiciones de recubrimiento, como polvos de hierro, cobalto y níquel, óxido de hierro pardo Fe2O3, dióxido de cromo 20 CrO2, ferritas MFe2O3 (con M = un ión divalente como Mg2+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, etc.), por ejemplo ZnFe2O3, granates A3B5O12 (con A = un ión trivalente de tierras raras y B = Al3+, Fe3+, Ga3+, Bi3+, etc.), por ejemplo granate-itrio-hierro Y3Fe5O12 (YIG), y otros.

Son de particular interés los materiales magnéticos caracterizados por la 25 dependencia de su intensidad de magnetización B en función del campo magnético exterior H aplicado. A un campo magnético H bajo, la magnetización B es aproximadamente proporcional a H, es decir B = µ·H. La constante de proporcionalidad µ se denomina permeabilidad magnética relativa. Generalmente se observa un comportamiento no lineal de la función de magnetización B(H) a 30 campos magnéticos H altos, en los que µ llega a ser finalmente igual a uno, es decir tras saturación magnética. Todos los materiales magnéticos muestran saturación magnética.

Muchos materiales magnéticos muestran además una función de magnetización no recíproca, es decir, al disminuir la intensidad del campo magnético H desde el valor de saturación hasta cero, B permanece en un valor fijo Br (remanencia magnética). Para llevar B otra vez a cero, hay que aplicar al material un campo magnético negativo –Hc (coercitividad magnética). Este 5 comportamiento magnético no recíproco se denomina histéresis, y la curva B(H), o características de magnetización de un material de este tipo se denomina curva de histéresis.

La Fig. 1b muestra la curva de histéresis de un material magnético coercitivo, en el que la intensidad de magnetización B se representa gráficamente 10 frente a la intensidad de campo magnetizante H. Se pone en evidencia la naturaleza no lineal de la función magnetizante B(H), así como Hc, la coercitividad del material magnético, Br, la magnetización remanente tras la retirada del campo externo, y Bs la magnetización de saturación (en la que µ = 1) del material. Hc es un valor específico del material e independiente de la cantidad (intensivo), 15 mientras que Br y Bs son valores dependientes de la cantidad (extensivos).

En la aplicación práctica, o bien la magnetización B como función de H, o bien la inducción magnética, es decir, la derivada respecto al tiempo dB(H)/dt como función de H(t) se pueden medir usando dispositivos detectores apropiados. La Fig. 1b muestra la inducción magnética dB/dt, tal como se obtiene con una 20 bobina detectora, y que corresponde a un trayecto desde el punto b hasta el punto d en la curva de histéresis que se representa en la Fig. 1b.

Para fines de autenticación de documentos o artículos de seguridad que llevan tintas o recubrimientos magnéticos es de interés explotar la curva de magnetización que se relaciona al material (por ejemplo la histéresis) B(H) = µ · H 25 de la característica magnética. La medición de la curva de magnetización o histéresis habitualmente requiere equipos de laboratorio pesados. Los equipos de este tipo, los medidores de histéresis, comprenden una sonda de medición para la producción y detección de campos magnéticos, junto con el necesario sistema electrónico de accionamiento y procesamiento de datos. 30

La estructura de una sonda de medición magnética, tal como se conoce en la técnica y se usa en los medidores de histéresis de laboratorio, se representa esquemáticamente en la Fig. 2a. Una muestra de material magnético M' se coloca

dentro de una primera parte de una bobina magnetizante 3. La bobina 3 es una bobina sin núcleo magnético, con forma de cilindro, es decir un solenoide, que se activa mediante una corriente eléctrica que varía periódicamente I(t), produciendo de este modo un campo magnetizante que varía periódicamente H(t). El material magnético M' dentro de la bobina se magnetiza por el campo H(t), produciendo un 5 componente adicional B(t)=A·µ(H)·H(t) al campo magnético H(t). A es una constante de proporcionalidad, relacionada a la cantidad de material magnético presente.

Se dispone una bobina detectora 4s encima de dicha primera parte de dicha bobina magnetizante, que contiene la muestra M'. Se dispone una bobina 10 compensadora 4c encima de una segunda parte de la bobina magnetizante, que no contiene muestra. El campo magnético variable H(t) induce voltajes Us y Uc en las bobinas detectora y compensadora, respectivamente:

Us  d(H + B)/dt  dH/dt (1 + A·µ(H)) 15

Uc  dH/dt

Las bobinas detectora y compensadora se disponen mecánicamente de una manera simétrica y se equilibran eléctricamente una con respecto a otra, y 20 ambas se conectan a una tierra común (Gnd), de tal manera que Us - Uc es cero en ausencia de material magnético dentro de la bobina detectora. En presencia de material magnético dentro de la bobina detectora 4s, surge una contribución asimétrica A·µ(H) - dBM/dt, que se puede detectar como la diferencia de Us - Uc.

Para llevar a cabo dicha medición, el material magnético de muestra tiene 25 que estar situado dentro de dicha bobina magnetizante, a fin de garantizar unas condiciones de campo magnético homogéneo por todo el volumen de muestra. Tales condiciones están notablemente presentes en el interior de una bobina cilíndrica, donde las líneas de campo magnético son paralelas y de densidad constante. Fuera de la bobina, las líneas de campo magnético divergen y el 30 campo se vuelve no homogéneo. La medición de las características de magnetización de materiales voluminosos está excluida por lo tanto fuera de la bobina magnetizante, porque no todas las partes de la muestra de prueba

experimentan la misma intensidad de campo. Para remediar esta deficiencia, ciertos instrumentos usan un par de bobinas grandes similares que tienen sus ejes alineados. Las bobinas de este tipo, conocidas como bobinas de Helmholtz, son capaces de crear un volumen de campo magnético homogéneo en espacio libre, pero necesitan que la muestra se inserte en medio de ambas bobinas. 5

Debido a las mencionadas restricciones geométricas, los objetos magnéticos planos y extensos tales como impresiones magnéticas o artículos recubiertos magnéticamente son difíciles de manejar como muestras. O bien hay que cortarlos en trozos, a fin de que se adapten al espacio de medición disponible del medidor de histéresis (método de análisis destructivo), o bien hay que 10 proporcionar un instrumento muy particular, que tenga una bobina por encima y otra bobina por debajo de la muestra que se ha de medir.

Se han divulgado sondas de medición magnética M(H) no destructivas, por ejemplo, en los documentos US 4.843.316, US 4.901.016, JP 02.248.879, FR-A-2.686980, y DE-A-3 138 887. Sin embargo, ninguna de estas sondas es adecuada 15 para la autenticación "por encima" de hojas extensas, tales como papel que lleva una impresión o recubrimiento magnético. Las sondas de medición de la técnica anterior han sido concebidas en particular para la caracterización de medios de registro que tienen superficies planas; dichas sondas no se pueden aplicar con éxito a superficies texturadas, tales como las que se representan por una 20 impresión magnética en huecograbado.

Además, el documento FR 2 547 659 divulga una sonda que usa inducción electromagnética y el US 4 117 523 divulga un sensor magnético.

Sería deseable tener medios disponibles para evaluar no destructivamente las características magnéticas de un material texturado, extenso como una hoja, 25 tal como un papel que lleva una impresión o recubrimiento magnético. Sería particularmente deseable, además, tener disponibles un procedimiento y un dispositivo que permitan autenticación "por encima" de características magnéticas sobre un documento o artículo de valor impreso, es decir, sin el requisito de tener dos bobinas de magnetización alineadas a ambos lados del documento. 30

Resumen de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar una sonda de medición que permite la medición de características magnéticas de un material de tipo hoja sin limitaciones concernientes a la extensión de dicha hoja de material. Tal sonda de medición debería notablemente permitir una autenticación fiable, fácil de implementar y compatible con velocidad alta de un material de tipo hoja, 5 simplemente situando y/o moviendo una sonda de medición sobre y/o por encima de la superficie de dicho documento o artículo.

Este objeto de la presente invención se resuelve mediante la sonda de medición magnética según se define en la reivindicación 1 y un dispositivo de autenticación que se define en la reivindicación 12, que comprende la sonda, así 10 como mediante un procedimiento de autenticación según se define en la reivindicación 7, que se lleva a cabo usando dicho dispositivo según las características de estas reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos 15

La invención se explica por medio de los dibujos:

La Fig. 1a muestra una curva típica de magnetización (histéresis) B(H) de un material magnético coercitivo que indica los valores de magnetización 20 remanente y de saturación Br y Bs así como el campo magnético coercitivo Hc.

La Fig. 1b muestra una curva de inducción magnética dB(H)/dt correspondiente a un trayecto desde el punto b al punto c de la curva de 25 histéresis de la Fig. 1a.

La Fig. 2a muestra la estructura esquemática de una sonda estándar de medición magnética, que se usa para la adquisición de datos de magnetización o histéresis de una muestra magnética M' que se coloca 30 dentro de una bobina magnetizante.

La Fig. 2b muestra la estructura esquemática de una sonda de medición

magnética novedosa, para la adquisición "por encima" de datos de magnetización o histéresis de una muestra magnética M de tipo hoja que se coloca por fuera, frente a una bobina magnetizante.

La Fig. 3a muestra la sección longitudinal a través de una primera forma de 5 realización preferida de una sonda de medición magnética para medir datos de inducción magnética de materiales 7 de tipo hoja con una bobina 4s detectora de inducción y una bobina 4c compensadora que están colocadas dentro de la cavidad de la bobina 3 magnetizante, en sus dos extremos.

10

La Fig. 3b muestra la sección longitudinal a través de una segunda forma de realización preferida de una sonda de medición magnética para medir datos de magnetización de materiales 7 de tipo hoja con un componente 8s detector de campo y un componente 8c compensador que están colocados dentro de la cavidad de la bobina 3 magnetizante, en sus dos extremos. 15

La Fig. 4 muestra el diagrama eléctrico de parte de una forma de realización de un dispositivo de autenticación que usa la sonda de medición magnética según la presente invención.

20

La Fig. 5 ilustra esquemáticamente parte de una forma de realización que comprende tres dispositivos autenticadores MD, MD' y MD'' según la presente invención, que adquieren datos de características magnéticas de objetos y que suben esos datos adquiridos mediante las conexiones de comunicación L, L' y L'' a un servidor seguro para autenticación remota. 25

La invención se basa en una mejora significativa de la sonda de medición magnética, que la capacita para la adquisición "por encima" de datos de características magnéticas, tales como características de histéresis B(H), o de magnetización dB(H)/dt de materiales de tipo hoja. En estos casos los materiales 30 pueden ser texturados o planos.

De hecho, se ha encontrado sorprendentemente que las propiedades de magnetización de materiales delgados de tipo hoja, tales como impresiones o

recubrimientos hechos con tintas o composiciones de recubrimiento que comprenden pigmentos magnéticos de seguridad se pueden adquirir de modo fiable y rápido fuera del hueco de la bobina magnetizante si se usa una nueva disposición particular de bobina o sensor. Una sonda de medición según estos descubrimientos se muestra en dos formas de realización de ejemplo según las 5 Figs. 3a y 3b.

Como la bobina magnetizante se usa una bobina magnética 3 de solenoide sin núcleo magnético, con forma de cilindro, hecha de cable conductor aislado eléctricamente para que produzca un campo magnetizante H(t). Este campo magnetizante es homogéneo dentro de dicha bobina magnetizante 3 (región de 10 campo H1) y no homogéneo fuera de dicha bobina magnetizante 3 (región de campo H2). También hay dos pequeñas regiones de campo H3 de homogeneidad práctica de campo fuera de dicha bobina magnetizante 3, en ambos extremos cerca de los polos magnéticos de la bobina. Homogeneidad práctica de campo significará en este contexto que la intensidad de campo magnético en la región H3 15 se desvía no más de 15%, preferiblemente 10% del valor H1 que tiene dentro de dicha bobina magnetizante 3. Esto se ha de tomar como definición de la región H3.

La presente invención se basa en el uso de estas regiones polares H3 para sondar las características magnéticas de un objeto 7 plano y extenso, 20 específicamente un documento de seguridad que lleva un marcaje magnético de seguridad M. Según un aspecto de la invención y como se muestra esquemáticamente en la estructura según la Fig. 2b, se disponen dos o más sensores magnéticos dentro de la bobina magnetizante 3 en sus dos extremos, preferiblemente cerca de la regiones polares H3 de dicha bobina magnetizante 3. 25

En una primera forma de realización de una sonda de medición magnética según la Fig. 3a, los sensores magnéticos son una bobina 4s detectora de inducción y una bobina 4c compensadora. Preferiblemente se disponen simétricamente dentro de la bobina magnetizante 3, en sus dos extremos, y tienen sus ejes de bobina magnética sustancialmente alineados con los ejes de bobina 30 CC de la bobina magnetizante 3. Los diámetros exteriores de dichas bobinas detectora y compensadora 4s y 4c tienen que ser, según la presente invención, más pequeños que el diámetro interior de dicha bobina magnetizante 3. Las

bobinas detectora y compensadora se mantienen además preferiblemente delgadas, es decir su diámetro exterior se mantiene cerca de su diámetro interior. El uso de bobinas de inducción permite llevar a cabo una medición dinámica del cambio de magnetización dB/dt.

Como alternativa, según se muestra en una segunda forma de realización 5 de una sonda de medición magnética según la Fig. 3b, los sensores magnéticos son un componente detector de campo 8s y un componente compensador 8c, de modo que dicho componente detector de campo 8s y dicho componente compensador 8c tienen que ser más pequeños que el diámetro interior de dicha bobina magnetizante. Dichos componentes preferiblemente se disponen 10 simétricamente dentro de la bobina magnetizante 3, en sus dos extremos, y tienen sus ejes magnéticos sustancialmente alineados con los ejes de bobina CC de la bobina magnetizante 3. El componente detector de campo 8s y el componente compensador 8c pueden ser de cualquier tipo conocido en la técnica; en particular pueden ser sensores de efecto Hall o sensores magnetoresistivos (MR, GMR). 15 Sondas pequeñas de ambos tipos se conocen en la técnica y están disponibles comercialmente. El uso de sensores de campo magnético permite llevar a cabo una medición estática de la magnetización B.

Para un correcto funcionamiento, el objeto 7 de tipo hoja que lleva el material magnético M se mantiene preferiblemente en una posición apropiada con 20 respecto a la sonda de medición magnética por medio de un porta-sonda, de tal manera que una bobina detectora de inducción o un sensor de campo magnético se encara al material magnético de seguridad M. Las líneas de campo de la bobina magnetizante 3 deberían penetrar en el objeto 7 de tipo hoja de modo sustancialmente ortogonal a su superficie. No es necesario que la bobina 25 detectora de inducción o el sensor de campo magnético toque directamente al material magnético de seguridad M. Si es necesario, el material magnético de seguridad M se puede disponer separado del sensor magnético una distancia hasta de la mitad del diámetro interior de la bobina magnetizante, dado que el campo magnético H3 en la zona de medición relevante todavía cumple la 30 condición de homogeneidad establecida, es decir, que no se desvía más del 15%, preferiblemente 10% de su valor H1 dentro de la bobina 3.

De hecho, el requisito esencial para el trabajo correcto de la sonda de

medición divulgada es que el material magnético M dentro del área de detección de dicho sensor magnético esté en una región del campo magnético H3 de dicha bobina magnetizante 3 en la que la intensidad de campo magnético no se desvíe más del 15%, preferiblemente 10%, del valor H1 que tiene dentro de dicha bobina magnetizante 3. 5

El porta-sonda puede tener la función adicional de proporcionar un soporte de muestra no magnético de suficiente grosor, a fin de impedir la medición de perturbaciones magnéticas que no tienen origen en las características magnéticas de la muestra, en particular excluir perturbaciones magnéticas que tienen origen en materiales magnéticos localizados en la región de campo remoto de la bobina 10 magnetizante. El soporte de muestra puede ser de cualquier material no magnético, tal como plástico, madera, vidrio, etc. Sin embargo, se deberían evitar los soportes muy conductores eléctricamente, tales como aluminio u otros metales, puesto que pueden interferir con las mediciones magnéticas dinámicas por contribuciones de corrientes de Foucault. 15

Un dispositivo de autenticación que se ha de usar con el procedimiento de la presente invención comprende, con referencia a la Fig. 4, una sonda de medición (P) para medir o bien los valores de magnetización B o los valores de inducción dB/dt, que está acoplada a un sistema electrónico de accionamiento (2,6), detección (5), y procesamiento (1). Dicho dispositivo además comprende 20 por lo menos un algoritmo implementado en el programa informático para llevar a cabo el procedimiento según la invención. El valor medido de señal de magnetización o inducción, respectivamente, se digitaliza mediante el convertidor (1b) A/D del procesador, y se almacena en una memoria (1c, 1d) como valor digital VS. Una pluralidad de tales valores VS, adquiriendo para valores adicionales 25 del campo magnético H, forma finalmente una representación digital punto por punto de la curva de inducción o magnetización de la muestra, respectivamente.

En la forma de realización de un dispositivo de autenticación según la presente invención, que comprende una sonda de medición acoplada al sistema electrónico de accionamiento, detección, y procesamiento, según se muestra en la 30 Fig. 4, las respuestas eléctricas medidas, Us, Uc de la inducción detectora y compensadora de sensor de campo 4s, 4c; 8s, 8c, respectivamente, se contrapesan (restan) por medio de un regulador de equilibrio 5CS, amplificado por

un amplificador operacional 5, y finalmente se digitalizan mediante un convertidor 1b A/D del procesador, para obtener un valor VS digital de inducción o magnetización de la muestra. Al adquirir una pluralidad de valores VS de este tipo para valores adicionales del campo magnético H, se puede obtener una representación digital punto por punto de la curva de inducción o magnetización 5 de la muestra, respectivamente.

La autenticación del objeto 7 se consigue adquiriendo una pluralidad predeterminada de valores VS de inducción o magnetización de la muestra, formando una porción CS de curva de muestra de la curva de magnetización o inducción (por ejemplo, histéresis) de dicho material magnético de seguridad, y 10 comparando los valores de dicha porción de la curva de muestra CS con los valores previamente almacenados de la porción de curva de referencia correspondiente CR, usando un algoritmo de comparación predefinido y un criterio de tolerancia predeterminado. Dicho criterio de tolerancia puede ser en este caso o bien un criterio de valor-único o una conjunción de varias condiciones que se 15 tienen que cumplir.

La presente invención divulga un procedimiento basado en el uso o bien de una secuencia de valores de magnetización B(H), tal como se puede obtener mediante efecto-Hall o sensores magnetoresistivos gigantes (GMR), o bien de una secuencia de valores de inducción correspondientes de dB(H(t))/dt, tal como 20 se puede obtener mediante sensores de bobinas de inducción de un material magnético comprendido en, impreso sobre o aplicado a un documento o artículo de seguridad, como un medio de indicación de autenticidad de dicho documento o artículo de seguridad. Valores de inducción dB(H(t))/dt pueden notablemente obtenerse y usarse ventajosamente para autenticación si H(t) es una función del 25 tiempo conocida. La función de magnetización o inducción del material de prueba se representa finalmente como una tabla numérica que contiene una pluralidad de pares de valores (H, B) o (H, dB/dt), o simplemente una lista de valores de B o dB/dt en el caso en el que H varíe de una manera conocida.

El procedimiento de autenticación según la presente invención se 30 caracteriza porque se basa en el uso de un mismo tipo de dispositivo y de protocolo de medición para adquirir las características de magnetización de la muestra de referencia y las características de magnetización de la muestra de

prueba, dando soporte así a un "modo de aprendizaje" y a un "modo de prueba". Las características de las muestras de dicha referencia y dicha prueba se representan en este caso como tablas de valores digitales, que se comparan usando un algoritmo de comparación predefinido, de modo que se deduce una decisión sobre autenticidad o falsedad a partir del resultado de dicha 5 comparación, usando un criterio de autenticidad establecido previamente.

El procedimiento de autenticación según la presente invención trabaja enteramente sin modelo y no está afectado por los errores sistemáticos de medición que puedan ocurrir en el dispositivo de autenticación; el soporte físico de dicho dispositivo puede mantenerse por tanto considerablemente más simple de 10 lo que se hubiera requerido para mediciones absolutas precisas. Así, el procedimiento de la presente invención se basa en una comparación de "formas de curvas" de inducción o magnetización, representadas por secuencias de valores relativos tales como "son vistas" por el dispositivo de la invención, en lugar de medición y comparación de valores físicos individuales absolutos. 15

La comparación de dichas "formas de curvas" de magnetización o inducción de muestra con "formas de curvas" de referencia se hace sobre una base punto por punto, preferiblemente tras la normalización de dichas curvas. Normalización significa que ambas curvas de muestra y de referencia se modifican a escala linealmente, de tal manera que tengan un mismo valor de 20 intensidad máxima predefinida. Dicha normalización hace que la comparación sea independiente de la concentración; un rasgo que se demuestra particularmente útil en el contexto de la autenticación de billetes de banco, teniendo en cuenta el hecho de que el arrugado y el uso pueden disminuir la cantidad de material magnético presente en la impresión. La comparación de curvas normalizadas de 25 magnetización o inducción corresponde a una mera identificación del material magnético de seguridad como tal, independiente de la cantidad de material que está presente realmente en la impresión. También se demuestra que la normalización es útil con vistas a eliminar la influencia de pequeñas variaciones de distancia entre la muestra y la sonda de medición en la etapa de adquisición 30 (medición) de datos.

Dicha comparación se puede llevar a cabo según los procedimientos matemáticos estándar que se conocen en la técnica, tales como restando los

valores correspondientes de muestra y referencia, y usando las diferencias resultantes o una cantidad deducida de ellas como indicador de autenticidad o falsedad.

El procedimiento y el dispositivo de la invención se pueden aplicar a todo tipo de materiales magnéticos, sean o no coercitivos. En particular, también se 5 pueden usar para distinguir materiales magnéticos que tienen coercitividad cero (es decir sin bucle de histéresis) pero diferentes campos de saturación magnética. Se puede distinguir así, por el procedimiento de la invención, una gran diversidad de materiales magnéticos que tienen diferentes valores de coercitividad. Además, es posible preparar mezclas de materiales magnéticos de este tipo para producir 10 formas de curvas dB/dt todavía más complejas. Cualquier forma de curva puede notablemente autenticarse mediante el procedimiento y el dispositivo de la presente invención.

El máximo del campo de barrido Hmax se puede adaptar fácilmente a una aplicación específica, por ejemplo, se puede elegir tan bajo como 0,01 Tesla (100 15 Gauss) para discriminar entre diferentes materiales EAS, o tan alto como 1 Tesla para discriminar entre diferentes ferritas magnéticas duras.

La memoria del dispositivo de autenticación puede proporcionar espacio para almacenar uno o más conjuntos de datos de referencia, a fin de permitir que el dispositivo realice la autenticación (e identificación) de uno o más materiales 20 magnéticos diferentes. Además, dicho "modo de aprendizaje" y dicho "modo de prueba" no necesitan ser implementados en el mismo dispositivo físico; en la práctica, se puede proporcionar un dispositivo de autenticación exclusivamente para autenticar muestras, usando conjuntos de datos de referencia proporcionados por un "dispositivo de definición de referencia" separado. Estos 25 datos de referencia se pueden descargar en la memoria permanente del dispositivo autenticador o, como alternativa, pueden ser transferidos al dispositivo de autenticación en forma de una unidad de memoria física que los contiene. También es posible mantener los datos de referencia en un lugar seguro tal como un servidor seguro y cargar al menos un valor medido de inducción o 30 magnetización de la muestra para comparación segura e independiente sobre dicho servidor seguro.

Forma de realización a título de ejemplo

Según una forma de realización de la sonda de medición para la detección de valores de inducción dB/dt, y con referencia a la Fig. 3a, el cuerpo de bobina es de resina fenólica reforzada con fibra y tiene una longitud total de 10 mm y un 5 diámetro total de 30 mm. Las bobinas detectora y compensadora 4s y 4c, se localizan dentro del perímetro interior de la bobina magnetizante 3 en sus dos extremos, y tienen diámetros interiores y longitudes de 7,5 mm y 1,5 mm, respectivamente. Cada una de ellas está compuesta de 100 vueltas de cable de cobre aislado con "esmalte" de 0,1 mm . La bobina magnetizante 3 tiene un 10 diámetro interior de 10 mm y está compuesta por 200 vueltas de cable de cobre aislado con "esmalte" de 0,6 mm . Está dispuesta por encima de las bobinas detectora y compensadora, llenando el espacio restante del cuerpo de bobina. Los tres arrollamientos de bobina están rígidamente empotrados en resina epóxido, a fin de impedir inestabilidades de bobina que pudieran ser debidas a 15 deformaciones mecánicas o electromecánicas.

Según una forma de realización de la invención, un dispositivo de autenticación que comprende dicha sonda de medición P se ensambla con referencia a la Fig. 4. Dicho dispositivo de autenticación comprende además un dispositivo de proceso 1, realizado por el ADuC812 MicroConverterTM de Analog 20 Devices. El chip ADuC812 comprende una CPU 1a microprocesadora 8052, un convertidor 1b analógico/digital (A/D) de 12 bits, así como una memoria 1c RAM interna y EE/Flash permanente borrable eléctricamente para almacenamiento de programa y datos. El dispositivo de autenticación también comprende una memoria 1d de 32 K externa de acceso aleatorio (RAM). 25

El dispositivo de autenticación comprende adicionalmente un convertidor 6 elevador de voltaje con capacitor de almacenamiento para producir el necesario voltaje de accionamiento de bobina; un dispositivo 2 de accionamiento de bobina implementado como un puente conmutador y controlado por el microprocesador, para accionar la bobina magnetizante 3 de la sonda con una rampa de corriente 30 triangular o con una secuencia de voltaje {+U(t); -U(2t); +U(t)} simplificada, donde t es un intervalo de tiempo básico; y un amplificador 5 operacional que resta bobina detectora/bobina compensadora, cuya salida se alimenta al

convertidor 1b A/D del micro-controlador La entrada del amplificador operacional 5 se conecte notablemente a un regulador de equilibrio 5cs, que permita el afinamiento del punto de compensación ("inducción cero"). El sistema electrónico de procesamiento 1 se conecta adicionalmente a un conmutador de modo SLT para la selección de modo aprendizaje/prueba L/T, a un botón B para iniciar el 5 ciclo de medición, así como a unos LEDs 81, 82, 83 amarillo, verde y rojo para que indiquen los estados conectado/desconectado y aprobación/fallo. El botón B es para encender el suministro de energía eléctrica principal Vcc del circuito. Se proporciona un conmutador 9 de suministro de energía eléctrica controlado por el procesador, que permite que el procesador tenga su propia energía eléctrica para 10 terminar el ciclo de medición y para apagar él mismo en buenas condiciones.

La corriente máxima requerida para accionar dicha bobina magnetizante 3 es típicamente del orden de 20 A o más para una bobina de 200 vueltas, produciendo un campo magnético del orden de 0,2 Tesla (2000 Gauss). El ciclo de medición completo dura del orden de un milisegundo o menos y está seguido 15 por un período de espera mucho más largo, de tal manera que no se requiere refrigeración de la bobina. Se ha encontrado que la circuitería electrónica se puede simplificar considerablemente accionando la bobina con una secuencia de voltaje rectangular de la forma {0 / +U(durante t) / -U(durante 2t) / +U(durante t) / 0}, que se proporciona mediante un dispositivo conmutador simple. En este 20 caso t es un intervalo de tiempo básico que se elige apropiadamente corto. En estas circunstancias la corriente en la bobina sigue una forma de onda aproximadamente triangular, debida a la ley de inducción d(I(t)) = (U/L)dt.

En un ejemplo, se muestrea la curva de inducción, se digitaliza y se almacena a una velocidad de 200 kHz. También se pueden usar otras 25 velocidades de muestreo más rápidas o más lentas. El tratamiento de los datos crudos puede incluir preferiblemente corrección de fondo (cero), y si es necesario, filtro de ruido. En el caso de señales débiles, se pueden acumular los resultados de dos o más barridos de medición y obtener el promedio del conjunto para mejorar la relación de señal a ruido. 30

Según una forma de realización de la invención, se implementa un procedimiento en dicho dispositivo de proceso 1a, para autenticar un documento o artículo de seguridad, que lleva una capa delgada de material magnético, por

medio del dispositivo de autenticación y la sonda de medición que se han divulgado. Dicho procedimiento de autenticación comprende las etapas de:

a) proporcionar, en una memoria digital, una representación digital punto por punto de al menos parte de la curva de magnetización B(H) o de la curva de 5 inducción dB(H(t))/dt de un material magnético de referencia como datos de referencia (VR);

b) proporcionar un documento o artículo de seguridad que se ha de autenticar, comprendiendo dicho documento o artículo de seguridad una capa delgada de material magnético dentro o sobre al menos parte de su 10 superficie;

c) adquirir en una memoria digital, usando el dispositivo de autenticación y la sonda de medición según la invención, una representación digital punto por punto de al menos parte de la curva de magnetización B(H) o de la curva de inducción dB(H(t))/dt de dicha capa delgada de material magnético dentro o 15 sobre dicho documento o artículo, proporcionado en la etapa b), como datos de muestra (VS);

d) procesar los datos digitales adquiridos en la etapa c) para corregirlos respecto a las circunstancias relacionadas a las mediciones;

e) comparar los datos obtenidos en la etapa d) con los datos de referencia 20 almacenados que se proporcionaron en la etapa a), usando un algoritmo de comparación predefinido y un criterio de tolerancia predefinido, obteniendo de esta manera un indicador de autenticidad "si/no".

Según la invención, se puede usar el mismo tipo de soporte físico para la 25 definición de dichos datos de referencia (VR) y dichos datos de muestra (VS): en el "modo de aprendizaje", se adquieren y almacenan los datos de una muestra de referencia como dichos datos de referencia. En el "modo de prueba", se adquieren los datos de un documento o artículo que ha de ser autenticado, se procesan y se comparan con dichos datos de referencia para obtener un indicador de 30 autenticidad/falsedad.

En un ejemplo preferido, usando dichos modos de aprendizaje y prueba del dispositivo, se podía distinguir entre un gran número de diferentes impresiones

magnéticas de muestra. Un conjunto de cuatro pigmentos magnéticos estándar M1 a M4, que tienen coercitividades que oscilaban de cero a 700 Oersted, se mezclaron en diferentes relaciones en tintas de imprenta para obtener un sistema magnético de seguridad:

5

Pigmento Coercitividad [Oe]

M1: -1 (hierro magnético suave)

M2: -100

M3: -300

M4: -700 10

Se prepararon 15 muestras de tinta de huecograbado S1 a S15, que contenían los pigmentos magnéticos M1 a M4 con relaciones diferentes y usando un peso total de pigmento en la tinta del orden de 40 a 50 por ciento. Se mezclaron los pigmentos en un barniz de huecograbado del tipo conocido por los 15 expertos en la técnica:

M1:M2 M1:M3 M1:M4 M2:M3 M2:M4 total [% peso]

S1

1,00 40,00

S2

1,03 47,20

S3

1,00 40,00

S4

4,00 40,00

S5

4,13 42,57

S6

4,00 40,00

S7

0,25 40,00

S8

0,26 53,09

S9

0,25 40,00

S10

1,03 47,20

S11

0,26 53,09

S12

4,13 42,57

S13

1,00 40,00

S14

0,25 40,00

S15

4,00 40,00

Las tintas resultantes se imprimieron en papel de moneda usando una prensa de huecograbado estándar y una placa de grabado con 100 µm de profundidad de grabado, para dar como resultado impresiones magnéticas de huecograbado que tenían diferentes características magnéticas. Todas las impresiones de huecograbado producidas con dichas muestras de tinta S1 a S15 se pudieron 5 distinguir unas de otras mediante el procedimiento y el dispositivo que se divulgan en la presente invención.

Claims (13)

1. Reivindicaciones

   1. Sonda de medición magnética para la adquisición de datos de magnetización de un objeto magnético (7), en particular un documento o artículo de seguridad que comprende al menos una impresión o 5 recubrimiento magnético, comprendiendo dicha sonda de medición una bobina magnetizante (3), caracterizada porque

   se disponen al menos dos sensores magnéticos (4s, 4c, 8s, 8c) dentro de dicha bobina magnetizante (3) cerca de los polos magnéticos de la bobina magnetizante (3), respectivamente, y que tienen sus ejes magnéticos 10 sustancialmente alineados con el campo magnético dentro de la bobina (3), y

   se puede hacer que dicha bobina magnética (3) funcione de modo que aplique un campo magnético variable con el tiempo, y

   dicha sonda de medición magnética comprende adicionalmente un porta-15 sonda para mantener el objeto magnético (7) en una posición y una distancia apropiadas con respecto a la bobina magnetizante (3) y los sensores (4s, 4c, 8s, 8c), de modo que un material magnético M que lleva el objeto magnético (7) dentro del área de detección de dichos sensores magnéticos esté en una región de campo magnético (H3) de 20 homogeneidad de campo práctica de dicha bobina magnetizante (3), donde la intensidad de campo magnético no se desvía más del 15%, preferiblemente 10%, de su valor (H1) dentro de dicha bobina magnetizante (3).

   25
2. 2. Sonda de medición magnética según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha bobina magnetizante (3) es una bobina magnética sin núcleo.
3. 3. Sonda de medición magnética según una cualquiera de las 30 reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque dicha bobina magnetizante (3) es una bobina cilíndrica.
4. 4. Sonda de medición magnética según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dichos sensores magnéticos son sensores de inducción en forma de una bobina detectora (4s) y una bobina compensadora (4c), respectivamente, en la que los diámetros exteriores de dichas bobina detectora (4s) y bobina compensadora (4c) son 5 más pequeños que el diámetro interior de dicha bobina magnetizante (3).
5. 5. Sonda de medición magnética según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dichos sensores magnéticos son sensores de campo magnético en forma de un componente detector 10 (8s) y un componente compensador (8c), respectivamente, en la que los diámetros exteriores de dichos componente detector (8s) y componente compensador (8c) son más pequeños que el diámetro interior de dicha bobina magnetizante (3).

   15
6. 6. Sonda de medición magnética según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque comprende un soporte de muestra hecho de material no magnético de conductividad eléctrica baja.
7. 7. Procedimiento para medir características de magnetización de al menos 20 parte de un objeto magnético (7) para autenticar dicho objeto magnético (7), específicamente un documento o artículo de seguridad, comprendiendo dicho objeto magnético (7) al menos un material magnético M, estando caracterizado dicho procedimiento por las etapas de

   25

   a) colocar dicho objeto magnético (7) sobre un porta-sonda y situar una sonda de medición (P) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 sobre dicho objeto magnético (7), de modo que dicho material (M) esté dentro de la región H3 de homogeneidad de campo práctica de la bobina magnetizante (3) de la sonda donde la intensidad de campo 30 magnético no se desvía más del 15%, preferiblemente 10%, de su valor (H1) dentro de dicha bobina magnetizante (3),

   b) aplicar por medio de dicha bobina magnetizante (3) un campo

   magnético que varía con el tiempo al objeto magnético (7), y

   c) medir al menos un valor de una característica magnética de dicho material (M), usando dichos sensores magnéticos (4s; 4c; 8s; 8c).
8. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que se mide el 5 correspondiente valor de magnetización B (VS) de dicho material (M) tras aplicar dicho campo magnético H que varía con el tiempo a dicho material (M).
9. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que se mide el 10 correspondiente valor de inducción dB/dt (VS) de dicho material (M) tras aplicación de dicho campo magnético que varía con el tiempo a dicho material (M).
10. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, comprendiendo 15 además dicho procedimiento las etapas de

    a) proporcionar, en una memoria digital de un dispositivo de autenticación, valores de características magnéticas de un objeto magnético de referencia, como datos de referencia; 20

    b) adquirir en una memoria digital de dicho dispositivo de autenticación, valores de características magnéticas de dicho objeto magnético (7);

    c) procesar los datos digitales adquiridos en la etapa b) un dispositivo de procesamiento de dicho dispositivo de autenticación para corregirlos en relación a circunstancias vinculadas a las mediciones; 25

    d) comparar los datos obtenidos en la etapa c) con los correspondientes datos de referencia almacenados que se proporcionaron en la etapa a) en dicho dispositivo de procesamiento, usando un algoritmo de comparación predefinido y un criterio de tolerancia predefinido, obteniendo de esta manera un indicador de 30 autenticidad "si/no".
11. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dichos datos de

    referencia se adquieren por medio de dicho dispositivo de autenticación.
12. 12. Dispositivo de autenticación para autenticar al menos un objeto magnético (7), específicamente un documento de seguridad, comprendiendo dicho objeto magnético (7) al menos un material magnético (M), comprendiendo 5 dicho dispositivo de autenticación:

    a) una sonda de medición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, junto con el correspondiente sistema electrónico de accionamiento y muestreo; 10

    b) un dispositivo de procesamiento (1) con un algoritmo implementado para accionar dicha sonda y muestrear, digitalizar, procesar y comparar valores de características magnéticas;

    c) al menos un dispositivo de memoria (1c, 1d) para almacenar valores de características magnéticas de muestra y referencia, dando soporte 15 dicho dispositivo de autenticación a un "modo de aprendizaje" para adquirir y almacenar características magnéticas de referencia de un objeto magnético de referencia (7R), y a un "modo de prueba" para adquirir, almacenar y comparar valores de características magnéticas de dicho objeto magnético (7), para obtener una señal de autenticidad. 20
13. 13. Dispositivo de autenticación según la reivindicación 12, que comprende adicionalmente medios de transferencia de datos para llevar a cabo dicha comparación de los valores de características magnéticas medidos de la muestra con los correspondientes valores de referencia previamente 25 almacenados y obtener dicho indicador de autenticidad "si/no" en un lugar remoto y para transmitir de vuelta dicho indicador de autenticidad al sitio de autenticación.