Устройство проверки подлинности ценных бумаг, имеющих магнитный отпечаток

 

Изобретение относится к области контроля и дефектоскопии материалов, имеющих магнитные включения, и может быть применено для проверки подлинности ценных бумаг, в частности бумажных купюр, имеющих магнитную защиту от подделки, а также магнитных карточек. Сущность изобретения состоит в использовании магнитооптических кристаллов для визуализации магнитных отпечатков. Поля рассеяния "магнитных рисунков" создают пространственную намагниченность кристалла, пропорционально которой происходит поворот плоскости поляризации проходящего через кристалл линейно поляризованного света. Свет от монохроматического источника 1 проходит коллиматор 2 и поляризатор 3 и попадает на прямоугольную призму 4, на отражающей (гипотенузной) грани которой на оптическом контакте закреплен магнитооптический кристалл 5, к которому прижимается проверяемый объект 6. Отраженный от кристалла 5 свет проходит анализатор 7 и формирующий объектив 8 и наблюдается визуально либо с помощью телевизионной камеры 9 и монитора 10. Проверяемый объект 6 с помощью узла 11 прижима максимально приближается к кристаллу 5. Электромагнитная катушка 12 создает магнитное поле в области кристалла 5 с помощью подсоединенного к ней генератора 13 переменного тока. Транспортировка проверяемого объекта 6 осуществляется с помощью механического привода 14. Предварительное намагничивание проверяемого объекта 6 производится источником 15 постоянного магнитного поля, который может быть выполнен в виде электромагнита с питанием от источника постоянного тока или в виде постоянного магнита. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области контроля и дефектоскопии материалов, имеющих магнитные включения и может быть применено для проверки подлинности ценных бумаг, в частности бумажных купюр, имеющих магнитную защиту от подделки, а также магнитных карточек.

Для предотвращения подделки ценных бумаг их снабжают некоторыми видами защиты, одной из которых является магнитная. Суть магнитной защиты заключается в том, что на бумагу наносят систему штрихов или рисунок краской, содержащей ферромагнитные частицы. На стадии проверки таких бумаг необходимо выявить наличие и местонахождение ферромагнитных частиц, а затем сравнить эти данные с эталонными. При наличии рисунков, букв или цифр, нанесенных "магнитной" краской, необходима визуализация таких отпечатков.

Известно устройство [1] в котором чувствительным элементом для такой проверки является магнитная индукционная головка. При сканировании бумаги относительно индукционной головки по наличию и величине тока, наведенного в ее катушке, судят о присутствии ферромагнитных частиц. Однако такое устройство не обеспечивает визуализацию магнитного отпечатка, а следовательно, не может с достоверностью отделять подлинные ценные бумаги от поддельных, в которые каким-либо образом внедрены магнитные частицы, даже в произвольном порядке, не формируя рисунков.

Наиболее близким к изобретению является устройство [2] содержащее источник света и фотоприемник в оптическом датчике, постоянный магнит и компенсирующие элементы в магнитном датчике. Оптических датчиков в устройстве может быть два, один из которых работает в отраженном от объекта проверки свете, а другой в проходящем. Магнитный датчик регистрирует суммарные поля рассеяния от обеих сторон объекта. Оптический датчик расположен на той же геометрической оси, что и магнитный, и считывает элементы рисунка. В процессе проверки сигналы от обоих датчиков сопоставляются с эталонными значениями. Считывание происходит локально при сканировании ценных бумаг относительно датчиков. Таким образом, передвигая объект или датчика по двум направлениям, можно получить "магнитный рисунок", который сравнивается с "оптическим рисунком". Совпадение этих рисунков в местах, где "оптический рисунок" нанесен "магнитной краской", говорит с большой степенью вероятности о подлинности проверяемой ценной бумаги.

Недостатками описанного устройства являются сложности восстановления и интерпретации магнитного отпечатка и малое быстродействие.

Малое быстродействие обусловлено тем, что измерения должны проводится с большим пространственным разрешением (порядка долей миллиметра) и полная картина распределения намагниченности может получиться только при двумерном сканировании ценной бумаги датчиками при числе проходов, достигающем нескольких сотен (что, впрочем, зависит от требуемого пространственного разрешения, т.е. от качества магнитной защиты). Сложность восстановления и интерпретации магнитного отпечатка обусловлена, во-первых, необходимостью формирования с достаточным разрешением двумерной картины по одномерному сигналу и, во-вторых, тем, что с магнитного датчика снимается суммарный сигнал и, следовательно, происходит наложение магнитных отпечатков с обеих сторон проверяемой ценной бумаги.

Устранению указанных недостатков служит настоящее изобретение.

Сущность изобретения состоит в использовании магнитооптических кристаллов для визуализации магнитных отпечатков. Поля рассеяния "магнитных рисунков" создают пространственную намагниченность кристалла, пропорционально которой происходит поворот плоскости поляризации проходящего через кристалл линейно поляризованного света.

Устройство содержит источник монохроматического света (лазер, светодиод, лампа накаливания с узкополосным оптическим фильтром). Монохроматичность источника света, а также все признаки, упоминаемые ниже, являются отличительными от наиболее близкого аналога [2] настоящего изобретения. Далее устройство содержит расположенные по ходу луча коллиматор, поляризатор, прямую оптическую призму с основанием в виде равнобедренного прямоугольного треугольника, магнитооптический кристалл, расположенный на оптическом контакте на гипотенузной грани призмы, анализатор и формирующий объектив. При этом источник света выбран монохроматическим, оптическая ось источника света, коллиматора и поляризатора перпендикулярна второй грани призмы, а оптическая ось анализатора и формирующего объектива перпендикулярна третьей грани призмы.

Указанная выше конструкция позволяет наблюдать картину распределения намагниченности ценных бумаг непосредственно глазом либо на матовом экране.

Для уменьшения зазора между кристаллом и объектом проверки возможно введение в устройство узла прижима. Это увеличивает намагниченность кристалла, а следовательно, и контрастность изображения.

Чтобы в изображении не присутствовали контуры доменов, увеличивающие шумы картины, устройство может содержать электромагнитную катушку, подсоединенную к генератору переменного тока. Размеры катушки должны быть сравнимы с размерами кристалла, а ее ось перпендикулярна оси кристалла. При этом катушку следует располагать максимально близко к кристаллу, что позволит уменьшить в ней ток и увеличить однородность магнитного поля.

Вместо непосредственного наблюдения глазом картины намагниченности можно использовать телевизионную камеру и монитор, на котором изображение можно регулировать по яркости и контрастности.

При необходимости устройство можно дополнить механическим приводом для транспортировки объекта проверки относительно кристалла. Привод можно установить в таком положении, чтобы в поле зрения попадали наиболее информативные участки объекта проверки.

В том случае, когда объект проверки по каким-либо причинам оказался размагниченным, в устройстве предусмотрен источник постоянного магнитного поля, расположенный в плоскости кристалла по ходу передвижения ценной бумаги. С помощью этого источника проверке будут подвергаться только намагниченные объекты.

В некоторых случаях контакт объекта и кристалла может нарушать условия полного внутреннего отражения света от поверхности кристалла, противоположной призме. Во избежание такого нарушения эта поверхность может покрываться отражающим покрытием.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства.

Свет от монохроматического источника 1 проходит коллиматор 2 и поляризатор 3 и попадает на прямоугольную призму 4, на отражающей (гипотенузной) грани которой на оптическом контакте закреплен магнитооптический кристалл 5, к которому прижимается проверяемый объект 6. Отраженный от кристалла 5 свет проходит анализатор 7 и формирующий объектив 8 и наблюдается визуально либо с помощью телевизионной камеры 9 и монитора 10. Проверяемый объект 6 с помощью узла 11 прижима максимально приближается к кристаллу 5. Электромагнитная катушка 12 создает магнитное поле в области кристалла 5 с помощью подсоединенного к ней генератора 13 переменного тока. Транспортировка проверяемого объекта 6 осуществляется с помощью механического привода 14. Предварительное намагничивание проверяемого объекта 6 производится источником 15 постоянного магнитного поля, который может быть выполнен в виде электромагнита с питанием от источника постоянного тока или в виде постоянного магнита.

Устройство работает следующим образом. Свет от источника 1 монохроматического излучения расширяется коллиматором 2 и после прохождения поляризатора 3 становится плоскополяризованным. Далее свет направляется на оптическую призму 4, к гипотенузной грани которой на оптическом контакте крепится магнитооптический кристалл 5. К кристаллу 5 подводится проверяемый объект 6 в той его части, где необходимо визуализировать магнитный отпечаток. Для обеспечения лучшего контакта кристалла 5 и объекта 6 служит узел 11 прижима.

При необходимости перемещения объекта 6 относительно кристалла 5 в устройстве предусмотрен механический привод 14. В случае, когда ценная бумага, содержащая ферромагнитные частицы оказывается размагниченной, используется источник 15 постоянного магнитного поля. Им может быть постоянный магнит или электромагнит.

Намагниченный объект 6 своей информативной частью подводится к кристаллу 5 и наводит в нем намагниченность своими полями рассеяния. Плоскополяризованный свет, проходя кристалл, 4 испытывает полное внутреннее отражение от поверхности кристалла 5, противоположной призме 4. При этом в соответствии с эффектом Фарадея в сечении пучка света происходит вращение плоскости поляризации, пропорциональное намагниченности участков кристалла 5. Фазовая поляризация света переводится анализатором 7 в амплитудную в точном соответствии с распределением намагниченности в "магнитном рисунке". Формирующим объективом 8 можно спроецировать полученное изображение на экран или наблюдать его непосредственно глазом. Применение телевизионной камеры 9 и монитора 10 позволяет электронными методами управлять яркостью и контрастностью полученного изображения и делает процесс контроля менее утомительным.

На изображении "магнитного" рисунка могут наблюдаться доменные стенки, что снижает его качество. Во избежание этого в устройство могут быть введены электромагнитная катушка 12 и генератор 13 переменного тока, питающий катушку 12. Катушка 12 имеет размеры, сравнимые с размерами кристалла 5. При этом катушка 12 должна располагаться в непосредственной близости к кристаллу 5 для получения более однородного поля в его плоскости при малых значениях тока, протекающего через эту катушку 12. Последняя конструктивно может быть связана с узлом 11 прижима, либо намотана вокруг кристалла 5 или гипотенузной грани призмы 4. Прижим объекта 6 к кристаллу 5 может нарушить условия полного внутреннего отражения, возникающие на границе кристалл-воздух, что приводит к возникновению дополнительных шумов в изображении магнитного отпечатка. Для предотвращения этого явления поверхность кристалла 5, к которой прижимается объект 6, может быть снабжена отражающим покрытием.

Формула изобретения

1. Устройство проверки подлинности ценных бумаг, имеющих магнитный отпечаток, включающее корпус и источник света, отличающееся тем, что в него дополнительно введены расположенные по ходу луча коллиматор, поляризатор, прямая оптическая призма с основанием в виде равнобедренного прямоугольного треугольника, магнитооптический кристалл, расположенный на оптическом контакте на гипотенузной грани призмы, анализатор и формующий объектив, при этом источник света выбран монохроматическим, оптическая ось источника света, коллиматора и поляризатора перпендикулярна второй грани призмы, а оптическая ось анализатора и формующего объектива перпендикулярна третьей грани призмы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен узел прижима объекта проверки к кристаллу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введены электромагнитная катушка и подсоединенный к ней генератор переменного тока, при этом катушка расположена в непосредственной близости к кристаллу, ее ось перпендикулярна плоскости кристалла, а размеры сравнимы с размерами кристалла.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введены телевизионная камера, расположенная за формирующим объективом на оптической оси отраженного от кристалла света и монитор, электрически связанный с телевизионной камерой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен механический привод для транспортировки объекта проверки относительно кристалла.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен источник постоянного магнитного поля, расположенный в плоскости кристалла по ходу передвижения объекта проверки.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сторона кристалла, противоположная призме, снабжена отражающим покрытием.

РИСУНКИ

Рисунок 1