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REVENDICATIONS
1. Procédé de détection d'une zone absorbant le rayonnement infrarouge sur une feuille en mouvement, caractérisé en ce qu'on éclaire la feuille au moyen d'une source de lumière modulée par une fréquence de modulation de 103 à 105 Hz, filtre cette lumière de manière à ne laisser passer que le rayonnement infrarouge, capte le rayonnement infrarouge modulé réfléchi, filtre et démodule le signal capté.
2. Dispositif de détection d'une zone absorbant le rayonnement infrarouge sur une feuille en mouvement, mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une source de lumière, des moyens de modulation de cette source, un filtre infrarouge pour le filtrage de la lumière émise par cette source, au moins un capteur photo-électrique associé à un détecteur comportant un filtre de fréquence et un circuit de démodulation.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le filtre est monté sur un support comprenant un canal de ventilation formant un film d'air en mouvement sur la surface du filtre.
La présente invention a pour objets un procédé et un dispositif de détection d'une zone absorbant le rayonnement infrarouge sur une feuille en mouvement, par exemple une feuille ou un papier fiduciaire dont on désire contrôler l'authenticité par la détection d'une marque absorbant le rayonnement infrarouge ou pour le repérage ou le positionnement d'une feuille lors d'un processus d'impression.
Au moyen des dispositifs connus, il est difficile d'obtenir une détection sûre en raison de l'influence perturbatrice de la lumière du jour, évidemment variable, et de la lumière provenant des sources de lumière artificielle.
La présente invention a précisément pour but d'éliminer l'influence perturbatrice de la lumière du jour et des sources de lumières étrangères, de telle sorte qu'il ne soit pas nécessaire d'abriter le système de détection dans une enceinte ne laissant pénétrer aucune lumière extérieure, ce qui est difficile à réaliser dans une installation dans laquelle les feuilles à contrôler doivent se déplacer rapidement.
A cet effet, on éclaire la feuille au moyen d'une source de lumière modulée par une fréquence de modulation de 103 à 105 Hz, filtre cette lumière de manière à ne laisser passer que le rayonnement infrarouge, capte le rayonnement infrarouge modulé réfléchi, filtre et démodule le signal capté.
Le dispositif de détection selon l'invention pour la mise en oeuvre dudit procédé comprend au moins une source de lumière, des moyens de modulation de cette source, un filtre infrarouge pour le filtrage de la lumière émise par cette source, au moins un capteur photo-électrique associé à un détecteur comportant un filtre de fréquence et un circuit de démodulation.
La modulation du signal lumineux à une fréquence de 103 à 105 Hz et le filtrage de cette fréquence permettent d'éliminer l'influence de la lumière du jour, car cette lumière captée par l'élément photo-électrique donne un signal continu ou quasi continu. Quant à la lumière artificielle, elle est en principe modulée à la fréquence du réseau d'alimentation, c'est-à-dire 50 Hz.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 représente le schéma-bloc du dispositif.
La fig. 2 représente le circuit de modulation de la lumière.
La fig. 3 représente le circuit de détection.
La fig. 4 est une vue en élévation du support des émetteurs et capteurs de lumière.
La fig. 5 est une vue de face de ce support.
La fig. 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la fig. 4.
La fig. 7 est une vue en coupe selon VII-VII de la fig. 6.
Le dispositif, dont le schéma-bloc est représenté à la fig. 1, comprend une source de courant 1 modulée à 100 kHz alimentant deux diodes luminescentes 2 et 3 constituant deux sources de lumière modulées. La source 1 est stabilisée en température au moyen d'une résistance NTC 4 montée sur le détecteur 5. La lumière réfléchie par le papier 6 défilant devant le détecteur 5 est captée par deux photodiodes 7 et 8 associées chacune et respectivement à deux circuits de détection et de démodulation 9 et 10.
Le signal démodulé provenant du circuit 9 est appliqué à un premier trigger 11, tandis que l'autre signal démodulé est appliqué à un second trigger 12. Les signaux délivrés par les triggers 11 et 12 sont appliqués à deux fenêtres de lecture permettant de valider l'information de chaque capteur dans une zone précise du papier 6 dans laquelle doit se trouver la zone absorbante à détecter. Ces fenêtres de lecture sont réalisées au moyen de deux portes ET 13 et 14 et d'impulsions délivrées par un codeur angulaire solidaire du dispositif d'entraînement à tambours de la feuille 6 à contrôler. Les impulsions délivrées par le codeur permettent d'obtenir, de manière connue en soi, les distances, exprimées en intervalles de temps, à partir du début de la feuille 6 jusqu'au début et à la fin d'une zone dans laquelle se trouve la zone à détecter.
Ces signaux sont appliqués en 15, 16 aux portes 13 et 14. Le signal de sortie utile est délivré à travers une porte OU. On utilise deux détecteurs 7 et 8 pour des raisons de tolérances, la feuille 6 se déplaçant perpendiculairement au plan du dessin, et tant la position de la zone à détecter sur la feuille que la position de la feuille par rapport au détecteur pouvant varier.
L'émetteur de lumière représenté à la fig. 2 est modulé par le signal appliqué à l'entrée de l'inverseur 18 (MC 140 49 CP) qui délivre une onde carrée à 100 kHz. Cette fréquence de modulation est appliquée à un circuit de modulation alimenté par une source de courant de 15 V constituée par l'élément de référence 19 associé à deux transistors T1 et T2, deux résistances Rl, R5, un condensateur Cl et un potentiomètre Pl. La résistance NTC 4 est montée dans le circuit de base du transistor de l'élément de référence 19. Celui-ci peut être réalisé par exemple au moyen d'un circuit MCA 1912 N. Les deux diodes luminescentes 2 et 3 sont montées en série.
L'un des circuits de détection 8 et 9 est représenté à la fig. 3.
La photodiode 7 est branchée en série entre la source d'alimentation + 15 V et la masse à travers une résistance R6. Elle est montée en polarisation inverse afin de fournir une information proportionnelle à l'intensité lumineuse. La tension modulée apparaissant au bord de la résistance R6 est filtrée à travers un filtre passe-haut constitué par une cellule C2-R7 dont la fréquence de coupure est aux environs de 100 kHz. Ce signal filtré est amplifié par une chaîne d'amplification composée de trois étages 20, 21 et 22, constitués chacun par un circuit intégré associé à des condensateurs et des résistances. Le premier et le deuxième étage ont un gain fixe, tandis que le troisième étage 22 a un gain réglable par le potentiomètre Pl. La fréquence de coupure hautede l'ensemble est déterminée par les condensateurs C3, C4 et C5.
Le signal amplifié est filtré encore une fois à travers un filtre passe-haut constitué par un condensateur C6 et une résistance R8, puis démodulé au moyen d'un circuit de démodulation composé d'une diode Dl, d'un condensateur C7 et d'une résistance R9. Le circuit de démodulation est suivi d'un étage suiveur de tension 23 constitué par un circuit intégré. La sortie 24 est reliée au trigger 11.
Etant donné qu'on détecte une zone absorbante, le détecteur doit réagir à l'absence, c'est-à-dire à la cessation du signal modulé correspondant à la détection de la lumière réfléchie.
Les fig. 4, 5, 6 et 7 représentent le support mécanique du
détecteur. Les diodes luminescentes 2 et 3 et les photodiodes 7 et 8 sont montées dans un bloc 25 porté par un bâti 26. Les diodes luminescentes 2 et 3 sont dirigées horizontalement, tandis que les photodiodes 7 et 8 sont inclinées à 30 . Devant les diodes s'étend un support 27 pour un filtre infrarouge 28. De chaque côté du bâti 26 est fixé un circuit imprimé 28, respectivement 29. A la fig. 4, le circuit 29 a été enlevé pour montrer le bloc 25 et la résistance NTC 4. Chacun des circuits imprimés correspond au circuit représenté à la fig. 3. Le module 26 est monté sur deux barres verticales 30 et 31 sur lesquelles il peut coulisser pour son positionnement en hauteur. Le support de filtre 27 est muni d'un embout 32 (fig. 7) débouchant dans un canal 33 communiquant avec une creusure rectangulaire 34 entourant le filtre 28.
Lorsqu'on envoie de l'air dans cette creusure 34 par le tubulaire 32, il se forme un film d'air en mouvement qui empêche le dépôt de poussière sur le filtre 28, ce qui contribue à maintenir une intensité constante de lumière. Il convient en outre de souligner que les axes des tubes 2 et 8 sont alignés verticalement, de même que les axes des diodes 3 et 7, les deux plans verticaux ainsi définis étant décalés de 6 mm.
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CLAIMS
1. A method of detecting an area absorbing infrared radiation on a moving sheet, characterized in that the sheet is illuminated by means of a light source modulated by a modulation frequency of 103 to 105 Hz, filters this light so as to let pass only the infrared radiation, captures the reflected modulated infrared radiation, filters and demodulates the received signal.
2. Device for detecting an area absorbing infrared radiation on a moving sheet, implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises at least one light source, means for modulating this source , an infrared filter for filtering the light emitted by this source, at least one photoelectric sensor associated with a detector comprising a frequency filter and a demodulation circuit.
3. Device according to claim 2, characterized in that the filter is mounted on a support comprising a ventilation channel forming a film of air in motion on the surface of the filter.
The subject of the present invention is a method and a device for detecting an area absorbing infrared radiation on a moving sheet, for example a sheet or a fiduciary paper whose authenticity is to be checked by detecting an absorbing mark. infrared radiation or for locating or positioning a sheet during a printing process.
Using known devices, it is difficult to obtain reliable detection due to the disturbing influence of daylight, which is obviously variable, and of light coming from artificial light sources.
The present invention specifically aims to eliminate the disturbing influence of daylight and foreign light sources, so that it is not necessary to house the detection system in an enclosure that does not allow any outside light, which is difficult to achieve in an installation in which the sheets to be checked must move quickly.
For this purpose, the sheet is illuminated by means of a light source modulated by a modulation frequency of 103 to 105 Hz, filters this light so as to allow only the infrared radiation to pass, captures the reflected modulated infrared radiation, filters and demodulates the signal received.
The detection device according to the invention for implementing said method comprises at least one light source, means for modulating this source, an infrared filter for filtering the light emitted by this source, at least one photo sensor -electric associated with a detector comprising a frequency filter and a demodulation circuit.
Modulating the light signal at a frequency of 103 to 105 Hz and filtering this frequency eliminates the influence of daylight, since this light picked up by the photoelectric element gives a continuous or almost continuous signal . As for artificial light, it is in principle modulated at the frequency of the supply network, that is to say 50 Hz.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the device for implementing the method according to the invention.
Fig. 1 shows the block diagram of the device.
Fig. 2 shows the light modulation circuit.
Fig. 3 shows the detection circuit.
Fig. 4 is an elevational view of the support of the light emitters and sensors.
Fig. 5 is a front view of this support.
Fig. 6 is a sectional view along VI-VI of FIG. 4.
Fig. 7 is a sectional view along VII-VII of FIG. 6.
The device, the block diagram of which is shown in FIG. 1, comprises a current source 1 modulated at 100 kHz supplying two light-emitting diodes 2 and 3 constituting two modulated light sources. The source 1 is stabilized in temperature by means of an NTC resistor 4 mounted on the detector 5. The light reflected by the paper 6 passing in front of the detector 5 is picked up by two photodiodes 7 and 8 each associated respectively with two detection circuits and demodulation 9 and 10.
The demodulated signal from circuit 9 is applied to a first trigger 11, while the other demodulated signal is applied to a second trigger 12. The signals delivered by triggers 11 and 12 are applied to two reading windows enabling validation of the information from each sensor in a specific area of the paper 6 in which the absorbent area to be detected must be located. These reading windows are produced by means of two AND gates 13 and 14 and pulses delivered by an angular encoder integral with the drum drive device of the sheet 6 to be checked. The pulses delivered by the coder make it possible to obtain, in a manner known per se, the distances, expressed in time intervals, from the start of sheet 6 to the start and at the end of an area in which is located the area to be detected.
These signals are applied at 15, 16 to gates 13 and 14. The useful output signal is delivered through an OR gate. Two detectors 7 and 8 are used for reasons of tolerances, the sheet 6 moving perpendicular to the plane of the drawing, and both the position of the area to be detected on the sheet and the position of the sheet relative to the detector may vary.
The light emitter shown in fig. 2 is modulated by the signal applied to the input of the inverter 18 (MC 140 49 CP) which delivers a square wave at 100 kHz. This modulation frequency is applied to a modulation circuit supplied by a 15 V current source constituted by the reference element 19 associated with two transistors T1 and T2, two resistors R1, R5, a capacitor Cl and a potentiometer Pl. The NTC resistor 4 is mounted in the base circuit of the transistor of the reference element 19. This can be achieved for example by means of an MCA 1912 N circuit. The two light-emitting diodes 2 and 3 are connected in series .
One of the detection circuits 8 and 9 is shown in FIG. 3.
Photodiode 7 is connected in series between the + 15 V power source and ground through a resistor R6. It is mounted in reverse polarization in order to provide information proportional to the light intensity. The modulated voltage appearing at the edge of the resistor R6 is filtered through a high-pass filter constituted by a cell C2-R7 whose cut-off frequency is around 100 kHz. This filtered signal is amplified by an amplification chain composed of three stages 20, 21 and 22, each consisting of an integrated circuit associated with capacitors and resistors. The first and second stages have a fixed gain, while the third stage 22 has a gain adjustable by the potentiometer P1. The high cutoff frequency of the assembly is determined by the capacitors C3, C4 and C5.
The amplified signal is again filtered through a high-pass filter consisting of a capacitor C6 and a resistor R8, then demodulated by means of a demodulation circuit composed of a diode Dl, a capacitor C7 and resistance R9. The demodulation circuit is followed by a voltage follower stage 23 constituted by an integrated circuit. Output 24 is connected to trigger 11.
Since an absorbent zone is detected, the detector must react to the absence, that is to say to the cessation of the modulated signal corresponding to the detection of the reflected light.
Figs. 4, 5, 6 and 7 represent the mechanical support of the
detector. The light-emitting diodes 2 and 3 and the photodiodes 7 and 8 are mounted in a block 25 carried by a frame 26. The light-emitting diodes 2 and 3 are directed horizontally, while the photodiodes 7 and 8 are inclined at 30. In front of the diodes extends a support 27 for an infrared filter 28. On each side of the frame 26 is fixed a printed circuit 28, respectively 29. In FIG. 4, the circuit 29 has been removed to show the block 25 and the NTC resistor 4. Each of the printed circuits corresponds to the circuit shown in FIG. 3. The module 26 is mounted on two vertical bars 30 and 31 on which it can slide for its height positioning. The filter support 27 is provided with a nozzle 32 (FIG. 7) opening into a channel 33 communicating with a rectangular recess 34 surrounding the filter 28.
When air is sent into this recess 34 through the tubular 32, a film of moving air is formed which prevents the deposition of dust on the filter 28, which contributes to maintaining a constant intensity of light. It should also be emphasized that the axes of the tubes 2 and 8 are aligned vertically, as are the axes of the diodes 3 and 7, the two vertical planes thus defined being offset by 6 mm.