Устройство контроля подлинности банкноты

 

Изобретение относится к технике распознавания изображений и может быть использовано при разработке и создании устройств, позволяющих определять подлинность денежных купюр, изображение на которых отпечатано с помощью краски, позволяющей создавать композицию из инфракрасных меток. Техническое решение направлено на усовершенствование электрической схемы устройства контроля подлинности, включающей в себя фотоэлектрический датчик инфракрасных меток на банкноте, выход которого подключен через фильтр верхних частот к первому входу компаратора, источник опорного напряжения, подключенный своим выходом ко второму входу компаратора, и исполнительный каскад. В предложенном устройстве контроля подлинности параллельно входу исполнительного каскада включены накопительный конденсатор и разрядный резистор, а выход компаратора подключен к входу исполнительного каскада через последовательно соединенные разделительный конденсатор и первый диод, при этом параллельно цепи, включающей в себя последовательно соединенные первый диод и накопительный конденсатор, подключен второй диод с полярностью, согласной полярности первого диода. Устройство контроля подлинности банкноты позволяет повысить достоверность ее контроля за счет исключения его ложных срабатываний. 13 ил.

Изобретение относится к технике распознавания изображений и может быть использовано при разработке и создании устройств, позволяющих определять подлинность денежных купюр, изображение на которых отпечатано с помощью краски, позволяющей создавать композицию из инфракрасных меток.

Известен аппарат для контроля подлинности документов, отпечатанных краской, содержащей люминофоры, возбуждаемые инфракрасным излучением. Энергия, излучаемая возбужденными люминофорами, воспринимается соответствующими датчиками этого аппарата и преобразуется в соответствующие ей электрические сигналы для дальнейшей их обработки и анализа с помощью электрической схемы [1] Известно устройство для распознавания банкнот, в котором имеются три тепловых (инфракрасных) датчика, сигналы с которых подаются для анализа на соответствующие компараторы [2] Вышеуказанные известные устройства для распознавания изображений позволяют с определенной достоверностью проводить контроль подлинности банкнот и ценных бумаг, но обладают рядом недостатков. В частности, достоверность результатов контроля с их помощью в значительной степени снижена из-за ложных срабатываний исполнительных каскадов электрической схемы, вызванных тем, что их схема реагирует одинаково, как на узоры в виде отдельных инфракрасных точек или линий, нанесенных с помощью краски, содержащей люминофоры, как правило на аналогичный по внешнему виду видимый рисунок у подлинной купюры, так и на узоры, выполненные краской, содержащей люминофоры, в виде сплошного инфракрасного пятна, схожего по внешнему очертанию и площади с видимым рисунком на фальшивой банкноте. Данное обстоятельство вызвано тем, что с одной стороны идет непрерывный процесс совершенствования элементов защиты банкнот от подделок, а с другой стороны также возрастает и уровень выполнения этих подделок (фальшивых банкнот), а это требует применения более совершенных средств контроля, позволяющих надежно отличать подлинную банкноту от фальшивой.

Предлагаемая электрическая схема устройства контроля подлинности банкноты направлена на решение следующей задачи повышение достоверности контроля банкнот и ценных бумаг за счет исключения ее ложных срабатываний.

Для решения вышеобозначенной задачи заявляется новая более совершенная электрическая схема устройства контроля подлинности банкноты, содержащая фотоэлектрический датчик инфракрасных меток на банкноте, выход которого подключен через фильтр верхних частот к первому входу компаратора, источник опорного напряжения, подключенный своим выходом ко второму входу компаратора и исполнительный каскад. В отличие от известных в предлагаемой электрической схеме устройства контроля подлинности параллельно входу исполнительного каскада включены накопительный конденсатор и разрядный резистор, а выход компаратора подключен к входу исполнительного каскада через, последовательно соединенные, разделительный конденсатор и первый диод, при этом параллельно цепи, включающей в себя, последовательно соединенные, накопительный конденсатор и первый диод, подключен второй диод с полярностью согласной полярности первого диода.

Электрическая блок-схема заявленного устройства контроля подлинности банкноты представлена на фиг. 1, где показаны: 1 фотоэлектрический датчик инфракрасных меток, 2 фильтр верхних частот, 3 компаратор, 4 источник опорного напряжения, 5 разделительный конденсатор, 6 первый диод, 7 - второй диод, 8 накопительный конденсатор, 9 разрядный резистор, 10 - исполнительный каскад.

На фиг. 2 изображен схематический вариант контролируемого рисунка на подлинной банкноте; на фиг. 3 временная диаграмма напряжения на выходе фотоэлектрического датчика инфракрасных меток; на фиг. 4 временная диаграмма напряжения на выходе фильтра верхних частот; на фиг. 5 временная диаграмма напряжения на выходе компаратора; на фиг. 6 временная диаграмма напряжения на накопительном конденсаторе; на фиг. 7 временная диаграмма напряжения срабатывания исполнительного каскада; на фиг. 8 схематический вариант контролируемого рисунка на фальшивой банкноте; на фиг. 9 временная диаграмма напряжения на выходе фотоэлектрического датчика инфракрасных меток; на фиг. 10 временная диаграмма напряжения на выходе фильтра верхних частот; на фиг. 11 временная диаграмма напряжения на выходе компаратора; на фиг. 12 временная диаграмма напряжения на накопительном конденсаторе; на фиг. 13 временная диаграмма напряжения несрабатывания исполнительного каскада.

Электрическая блок-схема устройства контроля подлинности банкноты содержит фотоэлектрический датчик инфракрасных меток 1, выход которого через фильтр верхних частот 2 подключен к первому входу компаратора 3, источник опорного напряжения 4, подключенный своим выходом ко второму входу компаратора 3. Выход компаратора 3 подключен к входу исполнительного каскада 10 через, последовательно соединенные, разделительный конденсатор 5 и первый диод 6, включенный в прямом направлении. Параллельно входу исполнительного каскада 10 включены накопительный конденсатор 8 и разрядный резистор 9. Кроме этого параллельно цепи из, последовательно соединенных, первого диода 6 и накопительного конденсатора 8 включен второй диод 7 полярностью согласной полярности первого диода 6.

Для пояснения работы устройства контроля на фиг. 2 изображен схематично возможный вариант контролируемого рисунка подлинной банкноты, на котором светлой полосой изображено продольное сечение банкноты, а темными отрезками участки поверхности банкноты, покрытые веществом, испускающим при определенных условиях инфракрасные лучи. Во время перемещения датчика инфракрасных меток 1 вдоль банкноты (направление движения датчика 1 на фиг. 2 показано стрелкой) с его выхода на вход фильтра верхних частот 2 будет поступать сигнал в виде переменного напряжения U_д, временная диаграмма которого представлена на фиг. 3. Максимальные значения амплитуды у этого напряжения будут расположены напротив темных отрезков, изображенных на фиг. 2, а минимальные в промежутках между этими отрезками. После прохождения сигналом фильтра верхних частот 2 его временная диаграмма напряжения U_ф будет иметь вид, изображенный на фиг. 4. Напряжение U_ф с выхода фильтра верхних частот 2 поступит на первый вход компаратора 3. Одновременно с этим напряжением U_ф на второй вход этого компаратора 3 подается напряжение U_оп от источника опорного напряжения 4, диаграмма которого изображена на фиг. 4 пунктирной линией. По результатам сравнения напряжений U_ф и U_оп в компараторе 3 с его выхода поступят в схему импульсы напряжения U_к, временная диаграмма которых представлена на фиг. 5. Импульсы напряжения U_к с выхода компаратора 3, пройдя через разделительный конденсатор 5 и первый диод 6, будут заряжать накопительный конденсатор 8, а в промежутках между импульсами напряжения накопленный заряд на обкладках конденсатора 8 будет разряжаться через разрядный резистор 9. Параметры электрической схемы и частота поступления импульсов напряжения U_к в случае контроля подлинной банкноты обеспечивают постепенное нарастание напряжения U_с на обкладках накопительного конденсатора 8 с приходом каждого последующего импульса напряжения U_к. Временная диаграмма увеличения напряжения U_с на обкладках накопительного конденсатора 8 показана на фиг. 6. Одновременно с этим на фиг. 6 показано пунктирной линией пороговое значение напряжения U_п срабатывания исполнительного каскада 10. Из временных диаграмм напряжений на фиг. 5 и 6 видно, что напряжение на зарядном конденсаторе 8 достигает порогового значения U_п в течение заданного отрезка времени (t₂ t₁) (см. фиг. 5) при поступлении с выхода компаратора 3 не менее чем трех нормированных по амплитуде импульсов напряжения U_к. Второй диод 7 обеспечивает разряд переходного конденсатора 5 в промежутках времени между импульсами напряжения U_к, поступающими с выхода компаратора 3. Временная диаграмма напряжения U_и на фиг. 7 иллюстрирует переход исполнительного каскада 10 из нулевого состояния в единичное после достижения напряжением U_с на зарядном конденсаторе 8 порогового значения U_п. Сработав, исполнительный каскад 10 обеспечит выдачу светового, звукового или иного информационного сигнала о подлинности контролируемой банкноты. На электрической блок-схеме фиг. 1 это показано, так как для решаемой в рамках данной заявки задачи это не существенно и для каждого конкретного случая определяется совершенно иными обстоятельствами, не связанными с существом заявленного изобретения.

Рассмотрим работу устройства в случае контроля фальшивой банкноты, схематический вариант рисунка которой показан на фиг. 8. На ней светлой полосой в рамке изображено продольное сечение самой банкноты, а темным отрезком сверху рамки продольное сечение сплошного инфракрасного пятна, схожего по площади с видимым аналогичным рисунком, напечатанным на той же поверхности банкноты. При перемещении датчика инфракрасных меток 1 вдоль банкноты (направление движения датчика 1 на фиг. 8 показано стрелкой) с его выхода на вход фильтра верхних частот 2 будет поступать сигнал, временная диаграмма напряжения которого представлена на фиг. 9. Максимальное значение амплитуды этого напряжения U_д будет расположено вдоль всей длины темного отрезка, изображенного на фиг. 8, а минимальное за его пределами. После прохождения сигналом, временная диаграмма напряжения U_д которого представлена на фиг. 9, фильтра верхних частот 2 форма временной диаграммы напряжения U_ф будет иметь вид, изображенный на фиг. 10, где также показана пунктирной линией временная диаграмма опорного напряжения U_оп. Временная диаграмма напряжения U_к на выходе компаратора 3 представлена на фиг. 11, из которой видно, что в рассматриваемом случае с выхода компаратора 3 поступит в электрическую схему только один нормированный по амплитуде импульс напряжения U_к. За счет этого импульса напряжения U_к произойдет заряд конденсатора 8 до некоторого значения U_с, которое будет ниже порогового значения напряжения U_п. Диаграммы изменения этих напряжений во времени показаны на фиг. 12. После окончания прохождения импульса напряжения U_к с выхода компаратора 3, благодаря протеканию тока через резистор 9, накопленная энергия в конденсаторе 8 будет постепенно убывать до нуля. Поскольку напряжение на зарядном конденсаторе 8 в случае контроля фальшивой банкноты не может достигнуть значения порогового напряжения U_п исполнительного каскада 10, последний не изменит своего прежнего состояния, что видно из рассмотрения временных диаграмм напряжений на фиг. 12 и фиг. 13. На основании полученного результата исполнительный каскад 10 выдаст информацию о том, что контролируемая банкнота не является подлинной.

Рассмотренные выше оба случая контроля подлинности банкноты характеризуют заявленную новую электрическую блок-схему как работоспособную, позволяющую исключить ложные срабатывания исполнительного каскада при контроле узора на фальшивой банкноте в виде сплошного инфракрасного пятна, схожего некоторым образом по площади и форме с видимым рисунком.

Заявленное устройство контроля подлинности банкноты может быть серийно изготовлено в условиях производства с применением стандартного оборудования и современных материалов. По результатам проведения работ были изготовлены и испытаны с положительными результатами несколько опытных образцов изделия, реализующего заявленное изобретение.

Формула изобретения

Устройство контроля подлинности банкноты, содержащее фотоэлектрический датчик инфракрасных меток на банкноте, выход которого подключен через фильтр верхних частот к первому входу компаратора, источник опорного напряжения, подключенный своим выходом к второму входу компаратора, и исполнительный блок, который и компаратор соединены с клеммой нулевого потенциала, отличающееся тем, что в устройство введены последовательно соединенные разделительный конденсатор и первый диод, катод которого и одни выводы накопительного конденсатора и разрядного резистора соединены с входом исполнительного блока, катод второго диода подключен к аноду первого диода, анод второго диода и другие выводы накопительного конденсатора и разрядного резистора соединены с клеммой нулевого потенциала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13