Устройство контроля подлинности банкноты
Изобретение относится к устройствам для распознавания подлинности банкноты или ценной бумаги. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости за счет повышения порога чувствительности. Устройство включает источник ультрафиолетового излучения, подключенный к источнику переменного напряжения, блок защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения с осесимметрической камерой в виде трубы с тремя отверстиями, первое отверстие соединено со смотровым стеклом источника ультрафиолетового излучения, второе отверстие оптически связано с первым отверстием, к третьему отверстию подсоединен газовый баллон, фотоприемник переизлученного оптического излучения подключен через масштабный усилитель и фильтр верхних частот к демодулятору, к которому также подключен через усилитель-ограничитель фильтр нижних частот. Частота среза фильтра верхних частот не превышает наименьшего значения частоты сигнала на входе фотоприемника переизлученного оптического излучения энергии, а частота среза фильтра нижних частот выбрана меньше частоты источника переменного напряжения. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для распознавания подлинности банкноты или ценной бумаги и может быть использовано при разработке или при изготовлении различных устройств контроля подлинности банкнот или ценных бумаг для банковских работников. Техническим результатом предложения является совершенствование электромеханической схемы устройства контроля подлинности, включающей в себя источник ультрафиолетового излучения с газоразрядной лампой, подключенной к источнику переменного напряжения, фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения, фотоприемник энергии ультрафиолетового излучения, масштабный усилитель, усилитель-ограничитель, фильтр верхних частот, демодулятор, фильтр нижних частот, исполнительный блок. Отличительной особенностью вышеуказанной электромеханической схемы является то, что она содержит блок защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения от загрязнения, при этом блок защиты смотрового стекла содержит осесимметрическую камеру, выполненную в виде трубы с тремя отверстиями, при этом к первому отверстию герметично подсоединено смотровое стекло источника ультрафиолетового излучения, второе отверстие оптически связано с первым отверстием (центры обоих отверстий лежат на одной оптической оси, параллельно оптической оси источника ультрафиолетового излучения), к третьему отверстию подсоединен газовый баллон, который служит источником повышенного давления, притом фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения подключен через масштабный усилитель к входу фильтра верхних частот, выход последнего - к первому входу демодулятора, а фильтр нижних частот предназначен для прохождения полезного сигнала с демодулятора на вход исполнительного блока, а выход фотоприемника энергии ультрафиолетового излучения через усилитель-ограничитель - ко второму входу демодулятора, причем частота среза фильтра верхних частот не превышает наименьшего значения частоты сигнала на входе фотоприемника переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения энергии, а частота среза фильтра нижних частот выбрана меньше частоты источника переменного напряжения (Фиг.1). Данное предложение позволяет исключить ложные срабатывания исполнительного блока за счет повышения помехоустойчивости электромеханической схемы устройства контроля подлинности к воздействию на смотровое стекло источника ультрафиолетового излучения пылевых частиц (Фиг.2).
Изобретение относится к устройствам для распознавания подлинности банкноты или ценной бумаги и может быть использовано при разработке и изготовлении устройств преимущественно автоматизированного контроля подлинности банкнот или ценных бумаг банковскими работниками.
Известно устройство для распознания подлинности банкнот [G07D 7/00, №2097832], содержащее источник ультрафиолетового излучения с газоразрядной лампой, подключенной к источнику переменного напряжения, фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения, фотоприемник энергии ультрафиолетового излучения, масштабный усилитель, усилитель-ограничитель, фильтр верхних частот, демодулятор, фильтр нижних частот, исполнительный блок.
Вышеуказанное известное устройство позволяет в определенной степени контролировать подлинность, однако обладает существенным недостатком, а именно имеет недостаточную помехоустойчивость при воздействии на смотровое стекло ультрафиолетового источника излучения пылевых частиц, что приводит к ложным срабатываниям исполнительного устройства.
Предложенное устройство контроля подлинности банкноты направлено на решение следующей задачи - исключение ложных срабатываний исполнительного устройства за счет повышения помехоустойчивости электромеханической схемы устройства контроля подлинности к воздействию на смотровое стекло ультрафиолетового источника излучения пылевых частиц.
В предложенном устройстве контроля подлинности поставленная задача решена за счет нового выполнения его электромеханической схемы, а именно в электромеханическую схему, содержащую источник ультрафиолетового излучения с газоразрядной лампой, подключенной к источнику переменного напряжения, фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения, фотоприемник энергии ультрафиолетового излучения, масштабный усилитель, усилитель-ограничитель, фильтр верхних частот, демодулятор, фильтр нижних частот, исполнительный блок, введены: блок защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения от загрязнения. Блок защиты смотрового стекла содержит осесимметрическую камеру, выполненную в виде трубы с тремя отверстиями, при этом к первому отверстию герметично подсоединено смотровое стекло источника ультрафиолетового излучения, второе отверстие оптически связано с первым отверстием (центры обоих отверстий лежат на одной оптической оси, параллельно оптической оси источника ультрафиолетового излучения), к третьему отверстию подсоединен газовый баллон, который служит источником повышенного давления.
Сопоставительный анализ известной и предложенной электромеханической схемы показал, что помехоустойчивость предложенной схемы достигнута за счет повышения энергетического порога для проникновения пылевых частиц и сужения диапазона углов их возможного падения на смотровое стекло источника ультрафиолетового излучения, что позволяет отстраниться от влияния погрешности воздействия пылевых частиц и тем самым существенно улучшить отношение сигнал/помеха.
Блок-схема устройства подлинности банкноты представлена на чертежах, где на Фиг.1 осуществлена общая электромеханическая схема работы устройства, а на Фиг.2 представлена схема блока защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения от загрязнения.
На Фиг.1 показаны источник ультрафиолетового излучения 1, источник переменного напряжения 2, газоразрядная лампа 3, блок защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения 4, контролируемая банкнота 5, фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения 6, масштабный усилитель 7, фильтр верхних частот 8, фотоприемник энергии ультрафиолетового излучения 9, усилитель-ограничитель 10, демодулятор 11, фильтр нижних частот 12, исполнительный блок 13.
Работает устройство контроля подлинности банкноты следующим образом.
Во время контроля подлинности банкноты 5 энергия источника ультрафиолетового излучения 1, излученная газоразрядной лампой 3 и прошедшая через блок защиты смотрового стекла 4, затем промодулированная по яркости с частотой, равной частоте источника переменного напряжения 2, поглощается материалом контролируемой банкноты 5 и переизлучается ею в видимом диапазоне световых волн. Переизлученная контролируемой банкнотой 5 энергия преобразуется фотоприемником 6 в соответствующий ей электрический сигнал, который после усиления в масштабном усилителе 7 поступает через фильтр верхних частот 8 на первый вход демодулятора 11. Одновременно с этим излучаемая источником ультрафиолетового излучения 1 энергия поглощается фотоприемником 9 и преобразуется им в электрический сигнал, который в усилителе-ограничителе 10 нормируется, а затем поступает на вход (второй) демодулятора 11. Причем электрический сигнал на выходе фотоприемника 9 будет так же, как и на выходе фотоприемника 6, промодулирован с одной и той же частотой, равной частоте источника переменного напряжения 2. С учетом этого обстоятельства полезный сигнал, пройдя через демодулятор 11, а затем через фильтр нижних частот 12, поступит на вход исполнительного блока 13, работа которого будет определяться объемом информации, имеющейся в поступившем на его вход полезном сигнале. Поскольку частота среза фильтра нижних частот 12 выбрана меньше частоты источника переменного напряжения 2, а частота среза фильтра верхних частот 8 не превышает наименьшего значения частоты полезного сигнала на выходе фотоприемника 6 переизлученной энергии, отрицательное воздействие на информативность полезного сигнала во время его прохождения через фильтры 8 и 12 практически отсутствует.
На Фиг.2 показаны осесимметрическая камера, выполненная в виде трубы 14 с тремя отверстиями 15, 16, 17, смотровое стекло 18 и источник ультрафиолетового излучения 1.
Работает блок защиты смотрового стекла 4 источника ультрафиолетового излучения от загрязнения следующим образом.
От источника повышенного давления газ подается в трубу 14. При этом в начале работы устройства газ заполняет объем трубы и давление в ней повышается до наступления динамического равновесия между поступающим в трубу газом от источника и истекающего из нее через отверстие 16. Поскольку поступление газа в трубу происходит не по оси трубы и достаточно далеко от ее торцов, а один конец трубы герметично закрыт смотровым стеклом 18, то в определенном диапазоне чисел Рейнольдса (Re≤2·105) перед смотровым стеклом 18 образуются следующие зоны: застойная, непосредственно у смотрового стекла, турбулентная из двух участков, последовательно расположенных от смотрового стекла до и после места поступления газа (отверстие 17), и зона ламинарного истечения при достаточном удалении места поступления газа от открытого торца трубы 14. Полное сопротивление движению загрязняющих частиц, поступающих через открытое отверстие 16 трубы 14, в турбулентном потоке выше, чем в ламинарном и зависит от числа Рейнольдса.
Так, если при значении коэффициента полного сопротивления в турбулентном потоке по сравнению с ламинарным при интенсивности турбулентности только 3% увеличивается при Re=200 на 5%, то при Re≥1000 увеличение достигает 25%. Для устойчивой работы устройства (формирования относительно устойчивого поля скоростей и образования указанных зон) необходимо, чтобы расстояние от места поступления газа в трубу до ее торцов удовлетворяло указанным условиям.
Таким образом наличие обширной турбулентной зоны в трубе повышает энергетический порог для проникновения частиц к смотровому стеклу. Реальный поток загрязняющих частиц имеет поле скоростей с равномерным распределением по углу относительно оптической оси источника ультрафиолетового излучения 1 (оси трубы 14). Поэтому пролететь через трубу и достичь смотрового стекла 18 могут лишь частицы, вектор скорости которых находится в пределах апертурного угла окна источника ультрафиолетового излучения 1. Другим частицам, проникшим через отверстие 15, препятствуют стенки трубы 14. Поэтому уменьшение апертурного угла при прочих равных условиях также позволяет уменьшить долю частиц, которые могут проникнуть к смотровому стеклу 18.
Все изложенное выше обуславливает большую надежность защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения от загрязнения пылевыми частицами.
Устройство контроля подлинности банкнот, содержащее источник ультрафиолетового излучения с газоразрядной лампой, подключенной к источнику переменного напряжения, фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения, фотоприемник энергии ультрафиолетового излучения, масштабный усилитель, усилитель-ограничитель, фильтр верхних частот, демодулятор, фильтр нижних частот, исполнительный блок, отличающееся тем, что в устройство введены блок защиты смотрового стекла источника ультрафиолетового излучения от загрязнения, при этом блок защиты смотрового стекла содержит осесимметрическую камеру, выполненную в виде трубы с тремя отверстиями, при этом к первому отверстию герметично подсоединено смотровое стекло источника ультрафиолетового излучения, второе отверстие оптически связано с первым отверстием (центры обоих отверстий лежат на одной оптической оси, параллельно оптической оси источника ультрафиолетового излучения), к третьему отверстию подсоединен газовый баллон, который служит источником повышенного давления, притом фотоприемник переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения подключен через масштабный усилитель к входу фильтра верхних частот, выход последнего - к первому входу демодулятора, а фильтр нижних частот предназначен для прохождения полезного сигнала с демодулятора на вход исполнительного блока, а выход фотоприемника энергии ультрафиолетового излучения через усилитель-ограничитель - ко второму входу демодулятора, причем частота среза фильтра верхних частот не превышает наименьшего значения частоты сигнала на входе фотоприемника переизлученного от контролируемой банкноты оптического излучения энергии, а частота среза фильтра нижних частот выбрана меньше частоты источника переменного напряжения.
