CN104049003A - 一种阵列电容式感应传感器及有价证券防伪检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阵列电容式感应传感器及有价证券防伪检测方法，属于防伪检测领域。本发明的传感器包括发射层、屏蔽层、接收层以及两层绝缘层，其中发射层、屏蔽层、接收层利用绝缘层相互隔离，形成竖直结构型电容器，所述接收层分为若干个接收单元，形成阵列结构，每个接收单元分别输出对应检测位置的导电信号。本发明传感器电容结构极大地减小了传感器的安装尺寸和与票面接触面积，有利于检测机具的安装和降低传感器磨损，提高传感器的使用寿命；其接收层的阵列式结构使之具有若干个检测通道，可对扫描范围内的导电材料印刷分布特征进行有效的检测。采用本发明的传感器的防伪检测方法可有效的获得检测范围内导电材料印刷分布特征。

Description

一种阵列电容式感应传感器及有价证券防伪检测方法

技术领域

本发明涉及一种新型检测传感器，属于防伪检测领域。

背景技术

目前，对于有价证券、文档的防伪检测方式主要通过磁性、荧光、红外等方式，其中磁性方式主要是通过采用磁头获得磁性部位的磁信号并转化成电信号，经放大和比较处理后进行判别；红外和荧光工作原理为获得特定区域在特定光照射下的光特性从而进行判别。近年来随着之家造假技术的提高，采用以上几种鉴伪方式已经不能完全满足当前识别假钞和伪造的有价证券的需求。

近年来，世界主流货币如美元和欧元在其票面安全线中采用了导电机读防伪技术，同时，某些有价证劵也使用了具有导电特征的印刷材料以增强其防伪水平。目前，普遍使用平面结构型电容式传感器，利用电容传感器的边缘效应对于导电特征进行检测。但现有的电容式传感器存在以下问题：

1、传感器尺寸较大：为保证传感器达到一定的检测灵敏度，传感器发射极板和接收极板需达到一定面积，由于是水平放置结构，因此，水平尺寸较大，不利于检测机具的安装。

2、耐磨性较差：由于在检测过程中该电容传感器几乎要与需要与纸张全面积接触，尤其在长时间、连续检测的情况下，传感器磨损严重，将严重降低传感器的使用寿命。

3、检测空间分辨率低：单组电容式传感无法对扫描范围内的导电材料印刷分布特征进行有效的检测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种阵列电容式传感器。

本发明的技术方案如下：

一种阵列电容式感应传感器，包括发射层、屏蔽层、接收层以及两层绝缘层，其中发射层、屏蔽层、接收层利用绝缘层相互隔离，形成竖直结构型电容器，所述接收层分为若干个接收单元，形成阵列结构，每个接收单元分别输出对应检测位置的导电信号。

优选的所述发射层、屏蔽层和接收层同一侧形成检测边。

优选的所述屏蔽层接地。

所述接收单元优选为5-8个，进一步优选为6个。

所述发射层、接收层、屏蔽层优选的最小宽度为1mm,最小厚度为18ｕm；绝缘层最小厚度为40ｕm。

所述发射层和接收层层间距优选为0.12-0.18mm；进一步优选为0.15mm。

一种有价证券防伪检测方法，采用上述的阵列电容式感应传感器，对接收层各接收单元输出端口输出的信号进行放大、检波和滤波处理，并经过AD转换至单片机或数据采集分析系统量化分析获得检测范围内导电材料印刷分布特征。

技术效果：

本发明的一种阵列电容式感应传感器，包括发射层、屏蔽层、接收层以及两层绝缘层，其中，发射层、屏蔽层、接收层利用绝缘层相互隔离，形成竖直结构型电容器。发射层、屏蔽层和接收层同一侧形成检测面。接收层由若干个相互独立的接收单元组成阵列结构，每个接收单元即为一个检测通道，分别输出对应检测位置的导电信号,形成多通道检测方式。

高频信号通过端口接入电容传感器的发射层，接收层各接收单元接收到相同频率的高频信号；当具有导电特征的待检物经过传感器检测面时，根据电容传感器的边缘效应原理，导电材料导致电容工作区间的介电常数发生相应变化，电容值也随之发生变化；通过对接收层各接收单元输出端口输出的信号进行放大、检波和滤波处理，并经过AD转换至单片机或数据采集分析系统量化分析后可获得检测范围内导电材料印刷分布特征。

该传感器电容结构由水平变为竖直，极大地减小了传感器的安装尺寸和与票面接触面积，有利于检测机具的安装和降低传感器磨损，提高传感器的使用寿命；该电容器屏蔽层通过端口接入电路地后可提高传感器检测灵敏度，通过增加激励信号强度也可保证足够的检测灵敏度，同时本发明所选择的各层及各层之间优选的尺寸是经过对具有导电特征的有价证券进行研究和实验所选择的最适合于同时保证尺寸要求、形成电容器的检测要求和检测灵敏度的优选尺寸；其接收层的阵列式结构使之具有若干个检测通道，与单一检测通道电容感应传感器相比可对扫描范围内的导电材料印刷分布特征进行有效的检测，且在满足传感器对票面满幅面检测的原则下，接收单元数量越多，检测分辨率越高，对于导电特征在纵向有细节变化的有价证券来说能够获得更加准确和具体的检测波形。结合一般的有价票据上的特征分布，5-8个接收单元为优选。特别适于对美元、欧元等具有导电特征的有价证券进行检测。

附图说明

图1为本发明实施例中的电容式传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例中电容式传感器的检测原理框图；

图3为实施例1的票样导电材料分布示意图；

图4为实施例1的检测结果波形示意图；

图5为实施例2的票样导电材料分布示意图；

图6为实施例2的检测结果波形示意图。

图中各标号列示如下：

1-发射层；2-屏蔽层；3-接收层；4-1、4-2—绝缘层；

C1-发射层输入端口；C2～C7-接收层各接收单元输出端口；C8-屏蔽层端口。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，下面结合实施例对本发明进行进一步的解释。

实施例1

本实施例的电容式感应传感器包括发射层1、屏蔽层2、接收层3以及两层绝缘层4-1、4-2，其中，发射层1、屏蔽层2、接收层3利用绝缘层相互隔离，形成竖直结构型电容器，如图1所示。发射层1、屏蔽层2和接收层3同一侧形成检测面。接收层3由6个相互独立的接收单元C2～C7组成阵列结构，每个接收单元即为一个检测通道，分别输出对应检测位置的导电信号,形成多通道检测方式，屏蔽层通过屏蔽层端口C8接地。本实施例的发射层1、接收层2、屏蔽层3的宽度为2mm,厚度为20mm；绝缘层厚度为45ｕm；所述发射层1和接收层3层间距为0.15mm。

检测过程如图2所示，高频信号通过发射层输入端口C1接入电容传感器的发射层1，接收层3各接收单元接收到相同频率的高频信号；当具有导电特征的待检物经过传感器检测面时，与传感器表面的距离为小于0.2mm，根据电容传感器的边缘效应原理，导电材料导致电容工作区间的介电常数发生相应变化，电容值也随之发生变化；通过对接收层3各接收单元输出端口(C2～C7)输出的信号进行放大、检波和滤波处理，并经过AD转换至单片机或数据采集分析系统量化分析后可获得检测范围内导电材料印刷分布特征。

本实施例所检测票面上的导电材料如图3所示分布，票样以X方向通过图1所示的电容式传感器，通过如图2所示的检测过程后，获得的检测波形如图4所示，能够反映出导电材料的印刷分布特征。

实施例2

本实施例结构及检测方法如实施例1，所检测票面上的导电材料如以图5所示分布，票样以X方向通过图1所示的电容式传感器，其检测结果波形如图6所示。由于采用了阵列式的电容器，因此对于导电特征在纵向有细节变化(如图5中第3列导电材料)的票样来说能够获得更加精确的检测结果，例如在图6中第3列导电材料对应接收单元输出端口C2、C4、C6所输出的波形与C3、C5、C7的不同。因此在满足传感器对票面满幅面检测的原则下，接收单元在合理的范围内数量越多，检测分辨率越高，根据具体有价证券对接收单元的数量可做合理的设定，当接收单元设置为5-8个特别是6个时，特别适于对美元、欧元等有价证券进行检测。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，例如发射层、接收层、屏蔽层、绝缘层的尺寸和间距，接收单元数量的选择等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种阵列电容式感应传感器，其特征在于包括发射层、屏蔽层、接收层以及两层绝缘层，其中所述发射层、屏蔽层、接收层竖直平行排布且利用绝缘层相互隔离，形成竖直结构型电容器，所述接收层分为若干个接收单元，形成阵列结构，每个接收单元分别输出对应检测位置的导电信号。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述发射层、屏蔽层和接收层同一侧形成检测边。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述屏蔽层接地。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述接收单元为5-8个。

5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于所述接收单元为6个。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述发射层、接收层、屏蔽层最小宽度为1mm,最小厚度为18μm。

7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述绝缘层最小厚度为40μm。

8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述发射层和接收层层间距为0.12-0.18mm。

9.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于所述发射层和接收层层间距为0.15mm。

10.一种有价证券防伪检测方法，其特征在于采用权利要求1-9任一所述的阵列电容式感应传感器，对接收层各接收单元输出端口输出的信号进行放大、检波和滤波处理，并经过AD转换至单片机或数据采集分析系统量化分析获得检测范围内导电材料印刷分布特征。