Способ детектирования электропроводящего элемента в документе и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способу детектирования электропроводящих элементов в документе при контроле их подлинности. Техническим результатом является разработка простого и надежного способа детектирования. Способ детектирования электропроводящего элемента в документе предусматривает подачу сигнала с модулированной частотой несущей по крайней мере на один передающий электрод. Затем этот сигнал передается через электропроводящий элемент по крайней мере на один принимающий электрод и принятый модулированный сигнал оценивается на предмет наличия электропроводящего элемента. Имеющийся в документе электропроводящий элемент представляет собой элемент емкостной связи, расположенный между передающим и принимающим электродами. 2 с. и 8 з. п.ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к способу детектирования электропроводящего элемента в документе и к устройству для его осуществления.

Способ детектирования электропроводящего элемента в документе, в частности, заделанной в банкноту металлической защитной нити, известен, например, из DE 4339417 A1. В соответствии с этим способом на передающий электрод подают создаваемый генератором высокочастотный сигнал. После прохождения через имеющуюся в документе электропроводящую защитную нить этот сигнал принимается через электропроводящий элемент, выполняющий функцию элемента емкостной связи, принимающим электродом и поступает на схему оценки сигнала. После оценки сигнала документ признается подлинным, если амплитуда и фаза принятого сигнала точно совпадают с амплитудой и фазой сигнала, подаваемого на передающий электрод.

Устройство для осуществления способа, известное из того же источника, имеет генератор для формирования сигнала, а также по крайней мере один передающий электрод для передачи этого сигнала по крайней мере на один принимающий электрод через электропроводящий элемент, выполняющий функцию элемента емкостной связи, расположенного между передающим и принимающим электродами, которые расположены на одной линии.

Проблема проверки документов с нитями защиты заключается в том, что при проверке, например, влажного документа, несмотря на отсутствие в нем защитной нити в схему оценки из-за электролитической проводимости влаги может поступить определенный сигнал. Вследствие высокого емкостного сопротивления в зазоре между передающим и принимающим электродами оказывается достаточно сложным отличить сигнал, который передается от передающего электрода к принимающему при наличии между ними электропроводящей защитной нити, от сигнала, который передается от одного электрода к другому из-за электролитической проводимости самого влажного документа. При рабочей частоте порядка 100 кГц емкостное сопротивление зазора между электродами достигает, например, нескольких мегом и намного превышает сопротивление металлической нити защиты, величина которого может, например, измеряться в килоомах. Высокое емкостное сопротивление зазора между электродами существенно затрудняет во время измерений возможность точного определения, какой именно вклад в принимаемый сигнал вносит имеющаяся в документе защитная нить. Очевидно, что в результате этого снижается и степень надежности детектирования защитной нити в документе.

На решение именно этой проблемы направлено настоящее изобретение, задачей которого является разработка простого и надежного способа детектирования электропроводящего элемента в документе.

Эта задача решается с помощью предложенного способа детектирования электропроводящего элемента в документе, в частности, заделанной в банкноту металлической защитной нити, заключающегося в том, что подают высокочастотный сигнал по крайней мере на один передающий электрод, предназначенный для передачи этого сигнала по крайней мере на один принимающий электрод через электропроводящий элемент, который выполняет функцию элемента емкостной связи, расположенного между указанными передающим и принимающим электродами. Согласно изобретению указанный высокочастотный сигнал представляет собой сигнал с модулированной частотой несущей, а принятый принимающим электродом сигнал с модулированной частотой несущей оценивают на предмет наличия в документе электропроводящего элемента.

Предпочтительно принятый сигнал с модулированной частотой несущей смешивать с сигналом той же частоты, что и частота несущей.

При этом смешанный сигнал усиливают, фильтруют, а затем оценивают по амплитуде.

Предпочтительно для модуляции несущей частоты сигнала использовать амплитудную модуляцию, в частности, обеспечивающую 200%-ную модуляцию амплитуды сигнала.

Целесообразно, когда несущая частота лежит в мегагерцевом диапазоне и составляет, например, приблизительно 220 МГц, а частота модуляции указанной несущей частоты лежит в килогерцовом диапазоне и составляет, например, приблизительно 455 кГц.

Задача решается также с помощью предложенного устройства для осуществления способа, имеющего генератор для формирования сигнала, а также по крайней мере один передающий электрод для передачи этого сигнала по крайней мере на один принимающий электрод через электропроводящий элемент, который выполняет функцию элемента емкостной связи, расположенного между указанными передающим и принимающим электродами, причем передающий и принимающий электроды расположены на одной линии. Согласно изобретению генератор для формирования сигнала представляет собой генератор несущей частоты, а устройство также имеет генератор для формирования модулирующего сигнала, который предназначен для подачи вместе с сигналом от генератора несущей частоты в смеситель, выходной сигнал которого представляет собой сигнал с модулированной частотой несущей, предназначенный для подачи на передающий электрод.

В устройстве согласно изобретению предусмотрен фазовращатель, предназначенный для подачи через него в смеситель сигнала от генератора несущей частоты.

Кроме того, в устройстве по изобретению имеется еще один смеситель, предназначенный для смешения поступившего на принимающий электрод сигнала с модулированной частотой несущей с сигналом той же частоты несущей, а также предусилитель, предназначенный для подачи через него смешанного сигнала на узкополосный фильтр, который предназначен для подавления шума и обеспечения возможности узкополосного усиления указанного сигнала в усилителе, выходной сигнал которого предназначен для оценки по его амплитуде в блоке оценки сигнала.

В соответствии с изобретением в устройстве может быть использовано несколько передающих и принимающих электродов.

Основная идея изобретения заключается в том, что для детектирования электропроводящего элемента в документе сигнал с модулированной частотой несущей подают по крайней мере на один передающий электрод для его передачи через электропроводящий элемент по крайней мере на один принимающий электрод, после чего принятый модулированный сигнал оценивают на предмет наличия электропроводящего элемента. При этом электропроводящий элемент выполняет функцию элемента емкостной связи, расположенного между передающим и принимающим электродами.

Модулированную несущую частоту передаваемого через емкостную связь сигнала предпочтительно смешивают на приемной стороне с частотой модуляции. Оценивая амплитуду полученного сигнала с модулированной несущей, детектируют имеющийся в документе электропроводящий элемент. До этого сигнал можно подвергать фильтрации и усилению. По соображениям доступности и цены в качестве частоты модуляции предпочтительно выбирать обычно применяемую в радиотехнике частоту, например, 455 кГц. Для модуляции несущей сигнала можно использовать амплитудную модуляцию, при этом частота несущей может лежать в мегагерцевом диапазоне, а частота модуляции - в килогерцовом диапазоне.

Используя очень высокую по сравнению с частотой модуляции частоту несущей можно значительно уменьшить, например, в 10 раз, емкостное сопротивление зазора между передающим и принимающим электродами, обеспечив тем самым более точное детектирование электропроводящих элементов. Благодаря низкому емкостному сопротивлению зазора между электродами, которое обычно лежит в диапазоне килоом, предлагаемый в изобретении способ позволяет осуществлять проверку влажных документов.

Поскольку модулированная несущая частота сигнала смешивается с той же самой несущей частотой, то для передающего и принимающего электродов достаточно иметь только один генератор ультравысокой частоты (УВЧ-генератор). В качестве такого генератора можно, например, использовать простой LC-генератор. Такое решение позволяет существенно упростить практическую реализацию предлагаемого в изобретении способа.

В другом варианте для детектирования электропроводящего элемента в документе можно использовать несколько передающих и принимающих электродов. Образующие электродную пару передающие и принимающие электроды располагаются при этом в линию относительно друг друга. Каждая пара электродов образует один измерительный канал. Пары электродов располагаются таким образом, чтобы отдельные измерительные каналы не влияли друг на друга. Преимущество, которое достигается при наличии нескольких измерительных каналов, заключается в том, что при этом обеспечивается надежное детектирование электропроводящего элемента даже в тех документах, которые во время проверки расположены с определенным перекосом. Благодаря увеличению количества измерительных каналов снижается вероятность искажения результатов при наличии каких-либо трещин в защитных нитях непосредственно в том месте, где производится проверка. Тем самым во время измерений также снижается чувствительность к наличию трещин, образовавшихся в защитных нитях.

Другие преимущества изобретения будут более подробно рассмотрены в приведенном ниже описании одного из примеров его выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показаны: на фиг. 1 - схема расположения передающих и принимающих электродов; на фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого в изобретении способа.

На фиг. 1 показаны предназначенные для детектирования электропроводящего элемента в документе две пары электродов, каждая из которых состоит из передающего электрода 30 и принимающего электрода 40. Документом 10 может служить, например, банкнота, с заделанной в нее обычным способом металлической защитной нитью 20. Электроды 30, 40 предпочтительно имеют точно такую же ширину, что и защитная нить. В рассматриваемом примере ширина электродов составляет 1,5 мм. Расстояние между передающим и принимающим электродами каждой пары составляет, например, 5 мм. Пары электродов располагаются по всей ширине проверяемого документа. Расположение пар электродов должно быть таким, чтобы при попадании защитной нити в зону действия электродов измеряемые сигналы, передаваемые через элемент емкостной связи от передающего электрода одной из пар на ее принимающий электрод, не создавали взаимных помех. Использование нескольких пар электродов, увеличивающих количество измерительных каналов, позволяет также осуществлять проверку документов, расположенных с определенным перекосом. С помощью многоканальной измерительной системы, состоящей из нескольких перекрывающих всю ширину документа электродов, можно контролировать также длину имеющейся в документе защитной нити.

Очевидно, однако, что в ряде случаев, в частности, когда не требуется проверять длину защитной нити, для детектирования электропроводящего элемента в документе можно использовать устройство только с одной парой электродов, состоящей из одного передающего электрода и одного принимающего электрода. При этом передающий и принимающий электроды предпочтительно расположить таким образом, чтобы через них проходила центральная часть проверяемого документа, что обеспечивало бы прохождение сигнала от передающего к принимающему электроду через защитную нить даже при перекосе документа.

В соответствии с изобретением модулированный сигнал подается на передающий электрод, а затем измеряется при его поступлении на принимающий электрод после прохождения через элемент емкостной связи между этими электродами. При этом модулированный сигнал будет проходить от одного электрода к другому только в том случае, если на участке между передающим и принимающим электродами будет находиться электропроводящий элемент.

На фиг. 2 показан генератор 50, вырабатывающий сигнал с частотой несущей, равной, например, приблизительно 220 МГц, и генератор 60 модулирующего сигнала, работающий на фиксированной частоте, например, 455 кГц. Сигнал от генератора несущей частоты проходит через фазовращатель 90, который, например, устраняет возникающий из-за наличия паразитных емкостей нежелательный сдвиг фазы, поступает в смеситель 70, в котором частота этого сигнала умножается на частоту модуляции. В процессе модуляции происходит 200%-ная модуляция амплитуды сигнала. Полученный в смесителе сигнал с модулированной частотой несущей подается на передающий электрод 30 и передается на принимающий электрод 40 через не показанный на схеме электропроводящий элемент. Сигнал, принятый принимающим электродом 40, подается в смеситель 80, в котором его частота смешивается с той же самой несущей частотой, восстанавливая тем самым частоту модуляции, равную 455 кГц. Сигнал с модулированной частотой несущей можно смешивать, например, перемножением совпадающих по фазе сигнала с модулированной частотой несущей на сигнал с той же самой частотой несущей. Сигнал, имеющий частоту модуляции, можно подавать через предусилитель 100 на узкополосный фильтр 110. Фильтр предназначен для подавления шума и обеспечивает возможность узкополосного усиления измеренного сигнала в усилителе 120. Выходящий из усилителя 120 сигнал, который пропорционален логарифму амплитуды сигнала и имеет ширину полосы частот около 3 кГц, подается затем на блок 130, который производит оценку усиленного измеренного сигнала, например, по его амплитуде. Для получения наиболее достоверного выдаваемого сигнала из него можно исключить ту его часть, которая определяется прохождением сигнала от передающего электрода к принимающему по цепи, в которой отсутствует электропроводящий элемент. Для этого, например, можно использовать цепь 140 обратной связи, соединив дополнительный выход смесителя 70 с принимающим электродом 40.

Формула изобретения

1. Способ детектирования электропроводящего элемента в документе, в частности заделанной в банкноту металлической защитной нити, заключающийся в том, что подают высокочастотный сигнал по крайней мере на один передающий электрод, предназначенный для передачи этого сигнала по крайней мере на один принимающий электрод через электропроводящий элемент, который выполняет функцию элемента емкостной связи, расположенного между указанными передающим и принимающим электродами, отличающийся тем, что указанный высокочастотный сигнал представляет собой сигнал с модулированной частотой несущей, а принятый принимающим электродом сигнал с модулированной частотой несущей оценивают на предмет наличия в документе электропроводящего элемента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что принятый сигнал с модулированной частотой несущей смешивают с сигналом той же частоты, что и частота несущей.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что смешанный сигнал усиливают, фильтруют, а затем оценивают по амплитуде.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для модуляции несущей частоты сигнала используют амплитудную модуляцию, в частности обеспечивающую 200%-ную модуляцию амплитуды сигнала.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что несущая частота лежит в мегагерцевом диапазоне и составляет, например, приблизительно 220 МГц, а частота модуляции указанной несущей частоты лежит в килогерцовом диапазоне и составляет, например, приблизительно 455 кГц.

6. Устройство для осуществления способа по п.1, имеющее генератор (50) для формирования сигнала, а также по крайней мере один передающий электрод (30) для передачи этого сигнала по крайней мере на один принимающий электрод (40) через электропроводящий элемент, который выполняет функцию элемента емкостной связи, расположенного между указанными передающим и принимающим электродами, причем передающий (30) и принимающий (40) электроды расположены на одной линии, отличающееся тем, что генератор (50) для формирования сигнала представляет собой генератор несущей частоты, а устройство также имеет генератор (60) для формирования модулирующего сигнала, который предназначен для подачи вместе с сигналом от генератора (50) несущей частоты в смеситель (70), выходной сигнал которого представляет собой сигнал с модулированной частотой несущей, предназначенный для подачи на передающий электрод (30).

7. Устройство по п.6, отличающееся наличием фазовращателя (90), предназначенного для подачи через него в смеситель (70) сигнала от генератора (50) несущей частоты.

8. Устройство по п.7, отличающееся наличием еще одного смесителя (80), предназначенного для смешения поступившего на принимающий электрод (40) сигнала с модулированной частотой несущей с сигналом той же частоты несущей.

9. Устройство по п.8, отличающееся наличием предусилителя (100), предназначенного для подачи через него смешанного сигнала на узкополосный фильтр (110), который предназначен для подавления шума и обеспечения возможности узкополосного усиления указанного сигнала в усилителе (120), выходной сигнал которого предназначен для оценки по его амплитуде в блоке (130) оценки сигнала.

10. Устройство по п.6, отличающееся наличием нескольких передающих (30) и принимающих (40) электродов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2