DE19507654A1 - Quantitatively checking metal parts in an object esp. document representing value e.g. banknote - Google Patents

Quantitatively checking metal parts in an object esp. document representing value e.g. banknote

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    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/04Testing magnetic properties of the materials thereof, e.g. by detection of magnetic imprint
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/101Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil

Abstract

The checking involves passing an object through an air gap in a magnetic field of a resonance circuit (1) with which the damping is reduced under closed loop control. The manipulated variable of the control loop is used to evaluate the conductivity of the metal parts. A time constant for the control loop can be selected so that at the intersection of metal part and magnetic field the control loop is momentarily unbalanced. The damping can be reduced to a level which produces resonance amplification.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur quantitativen Bestimmung auf Metallteile in einem Gegenstand, insbesondere zur Prüfung von mit einem metallischen Sicherheitsfaden ausgestatteten Wertpapier wie Banknoten, bei dem der Gegenstand durch einen Luftspalt eines magnetischen Feldes eines Resonanzkreises geführt wird. The invention is based on a method for quantitative determination on metal parts in one Subject, especially for testing with a metallic security thread Security such as banknotes, on which the object through an air gap of a magnetic field of a resonance circuit.  

Solche Verfahren sind vielfältig einsetzbar. Im folgenden wird beispielhaft das Verfahren für Wertpapiere, insbesondere Banknoten, beschrieben.Such methods can be used in many ways. in the The following is an example of the procedure for Securities, in particular banknotes.

Die Weiterentwicklung der Technik erlaubt es, von Vorlagen mit zum Teil nur geringem Aufwand verwechselbare Vervielfältigungsstücke anzufertigen. So kann heute beispielsweise mittels eines Farbkopierers sehr schnell das Bild eines Wertpapieres wie einer Banknote naturgetreu abgebildet werden. Entsprechende Fälschungen sind bekannt.The advancement of technology allows from Templates with little effort to make mix-up copies. Today, for example, using a Color copier very quickly the image of a Security like a banknote lifelike be mapped. Corresponding counterfeits are known.

Um ein Unterscheidungskriterium von echten und unechten Banknoten zu erhalten, weisen einige Banknoten einen Sicherheitsstreifen auf. Der Sicherheitsstreifen ist teilweise durchgehend metallisiert, teilweise beschränkt sich, wie bei dem US - Dollar, die Metallisierung auf sehr kleine metallische Flächen mit einer Dicke der Metallschicht von weniger als 40 nm. Als metallisierte Fläche ist lediglich der Wert der Banknote in Positivschrift vorgesehen.To make a distinction between real and Receiving fake banknotes is some evidence Banknotes on a security strip. Of the Security strip is partially continuous metallized, partially limited, as with the US dollars, the metallization on very small metallic surfaces with a thickness of Metal layer of less than 40 nm. As metallized area is just the value of the Banknote provided in positive writing.

Ferner sind bei einigen Banknoten ferromagnetische Bereiche vorgesehen, beispielsweise durch einen Auftrag magnetisierbarer Druckfarbe oder durch Einbringen eines magnetisierbaren Sicherheitsstreifens.Furthermore, some banknotes are ferromagnetic Areas provided, for example by a Application of magnetizable printing ink or by Introducing a magnetizable Security strip.

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Auswertung dieser Sicherheitskriterien, letztendlich zur Feststellung, ob eine Banknote echt oder unecht ist.The method and the device are used for Evaluation of these security criteria, ultimately  to determine whether a banknote is genuine or fake is.

Aus der gattungsbildenden EP 0 057 972 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Resonanzkreis vorgesehen ist. Der Resonanzkreis weist einen Kondensator und zwei Spulen auf und wird durch einen Oszillator angeregt. Zwischen den beiden Spulen bildet sich ein magnetisches Feld. Wird nun eine Banknote, die einen metallischen Sicherheitsstreifen aufweist, durch dieses magnetische Feld geführt, wird der Resonanzkreis dadurch bedämpft. Diese Bedämpfung wird detektiert und digitalisiert. Dieses Verfahren bringt brauchbare Ergebnisse bei einer Streifendicke von größer 20 µm. Bei geringeren Metallisierungen versagt das Verfahren, da das auswertbare Signal im Bereich des Rauschwertes des Schwingkreises liegt. So kann das Verfahren die Echtheit von US - Dollar - Scheinen, deren Dicke der Metallschicht kleiner als 40 nm ist, nicht erkennen.From the generic EP 0 057 972 A2 is a Method known in which a resonant circuit is provided. The resonant circuit has one Capacitor and two coils and is replaced by one Oscillator excited. Between the two coils a magnetic field is formed. Now becomes one Banknote that has a metallic security strip has passed through this magnetic field, this dampens the resonance circuit. These Attenuation is detected and digitized. This Process brings usable results in a Strip thickness greater than 20 µm. With less The process fails because of the metallization evaluable signal in the range of the noise value of the Resonant circuit. So the process can Authenticity of US dollar bills, the thickness of which Metal layer is smaller than 40 nm, do not recognize.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ausgehend von der gattungsbildenden Druckschrift ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem auch Metallteile geringer Dicke in einem Gegenstand zuverlässig erkannt werden.The present invention therefore has the problem based, starting from the generic Document a method and an apparatus To provide with the metal parts less Reliable detection of thickness in an object will.

Erfindungsgemäß wird das Problem in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen dadurch gelöst, daß der Resonanzkreis entdämpft wird, daß die Entdämpfung in einem Regelkreis ausgeführt wird, und daß die Stellgröße des Regelkreises als Maß der Leitfähigkeit der Metallteile ausgewertet wird.According to the invention, the problem is associated with solved the generic features in that the resonance circuit is attenuated that the Damping is carried out in a control loop, and  that the manipulated variable of the control loop as a measure of Conductivity of the metal parts is evaluated.

Wie im Stand der Technik bekannt, wird auch hier der Gegenstand, insbesondere die Banknote, durch den Luftspalt eines magnetischen Kreises geführt, dessen Spule zusammen mit einem Kondensator einen Resonanzkreis bildet. Die zu einer Bedämpfung führende Leistungsaufnahme der im Luftspalt befindlichen Teile des Sicherheitsstreifens ist jedoch bei kleinen Abmessungen der metallischen Bereiche wesentlich niedriger, als die im Resonanzkreis auf Grund der Verluste in den Bauteilen aufgenommene Leistung. Die Erfindung geht daher von dem Grundgedanken aus, daß, um eine auswertbare Meßgröße zu erhalten, dieses Leistungsverhältnis wesentlich verbessert werden muß. Dafür ist die Entdämpfung vorgesehen. Die Entdämpfung ist in einem Regelkreis integriert. Der Schwingkreis wird mittels der Entdämpfung soweit entdämpft, bis eine vorgegebene Resonanzüberhöhung entsteht.As is known in the prior art, the Subject, in particular the banknote, by the Air gap of a magnetic circuit, the Coil one together with a capacitor Forms resonance circuit. That to a damping leading power consumption in the air gap parts of the security strip however with small dimensions of the metallic Areas significantly lower than those in Resonance circuit due to the losses in the Power consumed by components. The invention goes therefore from the basic idea that in order to to obtain evaluable measured variable, this Performance ratio can be significantly improved got to. Damping is provided for this. The Damping is integrated in a control loop. Of the The resonant circuit is so far by means of damping dampened until a predetermined resonance increase arises.

Eine Zeitkonstante des Regelkreises kann derart gewählt sein, daß bei einer Kreuzung der Metallteile und des magnetischen Feldes der Regelkreis kurzzeitig aus dem Gleichgewicht gebracht wird.A time constant of the control loop can be such be chosen that at a crossing of the metal parts and the magnetic field of the control loop is momentarily out of balance.

Die Stellgröße des Regelkreises, insbesondere deren Änderung, wird dabei als Maß der Leitfähigkeit herangezogen.The manipulated variable of the control loop, especially its Change is used as a measure of conductivity used.

Durch diese erfindungsgemäße Vorgehensweise werden Gütegrade im Resonanzkreis erhalten, die die Gütewerte bekannter Resonanzkreise um einige Zehnerpotenzen überschreiten. Dadurch wird erreicht, daß auch bei nur kleinen metallischen Bereichen in einem Gegenstand bei Durchführung des Gegenstandes durch das elektrische Feld des Schwingkreises ein gut auswertbares Signal erzeugt wird.Through this procedure according to the invention Maintain quality levels in the resonance circuit that the  Quality values of known resonance circuits around a few Exceed powers of ten. This ensures that even in small metallic areas in an object when the object is carried out through the electric field of the resonant circuit easily evaluable signal is generated.

Damit wird auch die Möglichkeit geschaffen, das erfindungsgemäße Verfahren in Zählgeräte wie in Handgeräte einzusetzen.This also creates the possibility that inventive method in counting devices as in Use handheld devices.

Ein letztendlich den metallischen Bereich erfassender Sensor kann sowohl in einem rechten Winkel zu dem den metallischen Bereich aufweisenden Sicherheitsstreifen, als auch parallel dazu geführt werden. Selbst bei großen Lagetoleranzen des Sicherheitsstreifens, in den beispielsweise Banknoten, ist noch eine zuverlässige Erkennung möglich.Ultimately the metallic area sensing sensor can both in a right Angle to that having the metallic area Security strips, as well as parallel to it will. Even with large positional tolerances of the Security strip, in the example Banknotes is still a reliable detection possible.

Ein weitergehende Verbesserung kann erreicht werden, wenn die Entdämpfung bis zu einer Resonanzüberhöhung erfolgt.A further improvement can be achieved if the attenuation up to a resonance increase he follows.

Der Resonanzkreis wird vorzugsweise mit einer hochfrequenten Spannung angeregt.The resonance circuit is preferably with a high-frequency voltage.

Das Verfahren zur Prüfung von Wertpapieren wie Banknoten, die einen metallischen Sicherheitsstreifen und magnetisierbare Bereiche aufweisen, kennzeichnet sich dadurch, daß neben der oben beschriebenen quantitativen Bestimmung auf Metallteile weiterhin eine Bestimmung auf magnetisierbare Bereiche erfolgt. Damit werden beide Sicherheitskriterien bei einer Banknote überprüft und somit die Sicherheit des Ergebnisses weiter erhöht.The procedure for examining securities like Banknotes that have a metallic Security strips and magnetizable areas have, is characterized in that in addition to the quantitative determination described above Metal parts continue to have a provision  magnetizable areas. With that both Security criteria checked on a banknote and thus the security of the result further elevated.

Die quantitative Bestimmung erfolgt vorzugsweise gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung, wie sie von demselben Anmelder in der Patentanmeldung "Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung magnetisierbarer Bereiche auf einem Gegenstand", die am gleichen Tag eingereicht wurde, beschrieben ist. Diese Anmeldung wird hiermit ausdrücklich als Bestandteil dieser Anmeldung deklariert.The quantitative determination is preferably carried out according to the method and device as described by same applicant in the patent application "Procedure and device for quantitative determination magnetizable areas on an object ", the filed on the same day. This registration is hereby expressly referred to as Declared part of this application.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur quantitativen Bestimmung auf Metallteile in einem Gegenstand geht von einer Vorrichtung gemäß der oben bezeichneten gattungsbildenden Druckschrift für das Verfahren aus, mit einer durch eine Spule gebildeten Induktivität Lres und eine Kapazität Cres, die einen von einem Oszillator angeregten Resonanzkreis bilden und mit einer Auswerteeinheit.The device for carrying out the method for the quantitative determination on metal parts in an object is based on a device according to the generic document for the method described above, with an inductance L res formed by a coil and a capacitance C res which is excited by an oscillator Form resonance circuit and with an evaluation unit.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß eine Entdämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, daß die Entdämpfungsvorrichtung einen Regelkreis aufweist, und daß die Auswerteeinheit mit einer Stellgröße des Regelkreises verbunden ist.The device according to the invention is characterized in that a damping device is provided is that the damping device one Has control loop, and that the evaluation unit with a manipulated variable of the control loop is connected.

Der Regelkreis kann eine Zeitkonstante derart aufweisen, daß bei einer Kreuzung der Metallteile und eines magnetischen Feldes der Induktivität Lres der Regelkreis kurzzeitig aus dem Gleichgewicht gebracht wird.The control loop can have a time constant such that when the metal parts cross and a magnetic field of the inductance L res the control loop is briefly out of equilibrium.

Es kann ein Phasengleichrichter vorgesehen sein, der mit dem Oszillator, der den Resonanzkreis anregt, in Verbindung steht. Durch die sehr hohe Güte des Resonanzkreises ist dieser relativ schmalbandig. Es kann daher mittels des Phasengleichrichters die Oszillatorfrequenz ständig nachgeregelt werden. Diese Regelung wird derart ausgeführt, daß die Oszillatorausgangsspannung Uvco und die mittels eines Linearverstärkers bearbeitete Resonanzkreisspannung Ures zueinander in vorbestimmter Phasenlage bleiben.A phase rectifier can be provided which is connected to the oscillator which excites the resonance circuit. Due to the very high quality of the resonance circuit, it is relatively narrow-band. It is therefore possible to continuously readjust the oscillator frequency by means of the phase rectifier. This regulation is carried out in such a way that the oscillator output voltage U vco and the resonant circuit voltage U res processed by means of a linear amplifier remain in a predetermined phase position with respect to one another.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantageous configurations result from the further subclaims.

Eine Vorrichtung zur Prüfung von Wertpapieren wie Banknoten, die einen metallischen Sicherheitsstreifen und magnetisierbare Bereiche aufweisen, kennzeichnet sich dadurch, daß neben der Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung auf Metallteile, wie sie oben beschrieben ist, eine Frequenzdetektorschaltung vorgesehen ist.A device for testing securities such as Banknotes that have a metallic Security strips and magnetizable areas have, is characterized in that in addition to the Device for quantitative determination Metal parts as described above, one Frequency detector circuit is provided.

Die Ausgestaltung der Detektorschaltung erfolgt vorzugsweise derart, wie sie in der vom gleichen Anmelder und am gleichen Tag eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist.The detector circuit is designed preferably such as that of the same Applicant and filed on the same day Patent application is described.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is based on exemplary embodiments explained in more detail.  

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Prinzipschaltung der Vorrichtung und Fig. 1 shows a basic circuit of the device and

Fig. 2 eine Prinzipschaltung einer Entdämpfungsvorrichtung. Fig. 2 shows a basic circuit of a damping device.

In der Fig. 1 ist ein Resonanzkreis 1 vorgesehen, der aus einer Induktivität Lres 2 und einer Kapazität Cres 3 gebildet ist. Der Resonanzkreis wird mittels eines Oszillators 4 angeregt. Zwischen dem Oszillator 4 und dem Resonanzkreis 1 ist eine weitere Kapazität 5 angeordnet. Dem Resonanzkreis 1 nachgeschaltet ist ein Linearverstärker 6, dessen Ausgang 7 mit einem Gleichrichter 8 verschaltet ist. Ein Operationsverstärker 9 steht mit einem ersten Eingang 10 mit einem Ausgang 11 des Gleichrichters 8 in Verbindung. An einem zweiten Eingang 12 des Operationsverstärkers 9 liegt eine Referenzspannung Uref an. Ein Reglerausgang 13 des Operationsverstärkers 9 ist mit einer Auswerteeinheit 14 und mit einem Verzögerungsglied 15 verbunden. Dem Verzögerungsglied 15 ist eine Entdämpfungsvorrichtung 16 nachgeschaltet, deren Ausgang 17 mit einem Eingang 18 des Linearverstärkers 6 elektrisch verbunden ist.In FIG. 1, a resonance circuit 1 is provided which consists of an inductance L and a capacitance C 2 res res 3 is formed. The resonance circuit is excited by means of an oscillator 4 . A further capacitance 5 is arranged between the oscillator 4 and the resonance circuit 1 . Downstream of the resonant circuit 1 is a linear amplifier 6 , the output 7 of which is connected to a rectifier 8 . An operational amplifier 9 is connected with a first input 10 to an output 11 of the rectifier 8 . A reference voltage U ref is present at a second input 12 of the operational amplifier 9 . A controller output 13 of the operational amplifier 9 is connected to an evaluation unit 14 and to a delay element 15 . The delay element 15 is followed by an attenuation device 16 , the output 17 of which is electrically connected to an input 18 of the linear amplifier 6 .

Dem Ausgang 7 des Linearverstärkers 6 ist ein Phasengleichrichter 19 nachgeschaltet, der über eine Verbindung 20 mit dem Oszillator 4 gekoppelt ist. The output 7 of the linear amplifier 6 is followed by a phase rectifier 19 which is coupled to the oscillator 4 via a connection 20 .

Es ist weiterhin eine Frequenzdetektorschaltung 21 vorgesehen, die dem Linearverstärker 6 nachgeschaltet ist.A frequency detector circuit 21 is also provided, which is connected downstream of the linear amplifier 6 .

In der Fig. 2 ist die regelbar ausgeführte Entdämpfungsvorrichtung 16 näher dargestellt. Es ist offensichtlich, daß hier nur ein Ausschnitt der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung wiedergegeben ist.The controllable damping device 16 is shown in more detail in FIG. 2. It is obvious that only a section of the circuit shown in FIG. 1 is shown here.

Die Kapazität 3 des Resonanzkreises 1 ist aufgeteilt in eine erste Kapazität 22 und eine zweite Kapazität 23. Zwischen den Kapazitäten 22 und 23 liegt eine Verbindung 24 über einen Rückkopplungswiderstand 25 mit dem Ausgang 7 des Linearverstärkers 6 an.The capacitance 3 of the resonant circuit 1 is divided into a first capacitance 22 and a second capacitance 23 . Between the capacitors 22 and 23 there is a connection 24 via a feedback resistor 25 to the output 7 of the linear amplifier 6 .

Weiterhin ist aus der Fig. 2 ersichtlich, daß das Verzögerungsglied 15 über einen Mosfet 26 mit der Induktivität 2 in Verbindung steht.Furthermore, it can be seen from FIG. 2 that the delay element 15 is connected to the inductor 2 via a MOSFET 26 .

Im folgenden wird die Funktion näher erläutert.The function is explained in more detail below.

Eine auf Echtheit zu untersuchende, hier nicht dargestellte, Banknote wird mit einem zu detektierenden Sicherheitsstreifen durch einen Luftspalt eines magnetischen Kreises geführt, dessen Induktivität 2 zusammen mit der Kapazität 3 den Resonanzkreis 1 bildet. Dieser Resonanzkreis wird mit einer hochfrequenten Spannung angeregt und es wird eine Bedämpfung dieses Resonanzkreises 1 beim Durchgang des Sicherheitsstreifens durch den Luftspalt ausgewertet. Die zu einer Bedämpfung führende Leistungsaufnahme der im Luftspalt befindlichen Teile des Sicherheitsstreifens ist jedoch bei geringer Abmessungen der metallischen Bereiche mit einer Fläche kleiner 1 mm² und einer Dicke von etwa 20 nm um einige Zehnerpotenzen niedriger, als die im Resonanzkreis aufgrund der Verluste in den Bauelemente aufgenommene Leistung. Um eine auswertbare Meßgröße zu erhalten, muß dieses Leistungsverhältnis wesentlich verbessert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß mittels der Entdämpfungsvorrichtung 16 der Resonanzkreis 1 soweit entdämpft wird, daß eine vorgegebene Resonanzüberhöhung entsteht. Die Entdämpfungsvorrichtung 16 ist regelbar ausgeführt mit einer Zeitkonstante, die so groß ist, daß beim Durchgang des Sicherheitsstreifens dieser Regelkreis kurzzeitig aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Die den Resonanzkreis 1 anregende Frequenz wird immer in Übereinstimmung mit der Resonanzfrequenz gehalten.A banknote to be examined for authenticity, not shown here, is guided with a security strip to be detected through an air gap of a magnetic circuit, the inductance 2 of which, together with the capacitance 3, forms the resonance circuit 1 . This resonance circuit is excited with a high-frequency voltage and a damping of this resonance circuit 1 is evaluated when the security strip passes through the air gap. The power consumption of the parts of the security strip located in the air gap, however, leads to a damping, given the small dimensions of the metallic areas with an area smaller than 1 mm² and a thickness of approximately 20 nm, which is a few orders of magnitude lower than that absorbed in the resonance circuit due to the losses in the components Power. In order to obtain an evaluable measurand, this performance ratio must be significantly improved. This is achieved in that by means of the damping device 16, the resonance circuit 1 is damped to such an extent that a predetermined resonance increase occurs. The damping device 16 is designed to be controllable with a time constant which is so great that this control circuit is briefly imbalanced when the security strip passes through. The frequency exciting the resonance circuit 1 is always kept in accordance with the resonance frequency.

Die Frequenzdetektorschaltung 21 registriert eine Veränderung der Resonanzfrequenz beim Durchgang magnetisierbarer Bereiche durch den Luftspalt der Induktivität 2 und wird zu einer quantitativen Bewertung der Magnetisierbarkeit genutzt.The frequency detector circuit 21 registers a change in the resonance frequency when magnetizable areas pass through the air gap of the inductor 2 and is used for a quantitative evaluation of the magnetizability.

Im einzelnen wird eine Ausgangsspannung Uosz des Oszillators 4 über einen aus der Kapazität 5 und der Kapazität 3 gebildeten Spannungsteiler dem Resonanzkreis 1 zugeführt. Die am Resonanzkreis 1 entstehende Spannung gelangt über den Linearverstärker 6 an den Gleichrichter 8. Die gleichgerichtete Spannung wird in dem Operationsverstärker 9 mit einem vorgegebenen Sollwert 27 (Uref) verglichen und das verstärkte Ergebnis dieses Vergleiches steuert über das Verzögerungsglied 15 die regelbare Entdämpfungsvorrichtung 16. Diese Regelung erfolgt derart, daß der durch den vorgegebenen Sollwert 27 bestimmte Spannungswert am Resonanzkreis 1 eingehalten wird. Die Schwingkreisgüte Q des Resonanzkreises wird damit auf einen WertIn particular, an output voltage U osz of the oscillator 4 is fed to the resonance circuit 1 via a voltage divider formed from the capacitance 5 and the capacitance 3 . The voltage generated at the resonant circuit 1 reaches the rectifier 8 via the linear amplifier 6 . The rectified voltage is compared in the operational amplifier 9 with a predetermined target value 27 (U ref ) and the amplified result of this comparison controls the controllable damping device 16 via the delay element 15 . This regulation is carried out in such a way that the voltage value at the resonant circuit 1 determined by the predetermined setpoint 27 is maintained. The resonance circuit quality Q of the resonance circuit is thus at one value

Q = Uref/Uosz, Cres/Ck Q = U ref / U osz , C res / C k

gehalten.held.

Wird nun im Gleichgewichtszustand des Entdämpfungsregelkreises der regelbaren Entdämpfungsvorrichtung 16 in den Luftspalt der Induktivität 2 des Resonanzkreises 1 der zu detektierende Sicherheitsfaden eingebracht, sinkt die Resonanzspannung aufgrund der Bedämpfung ab und führt zu einer vorübergehenden Veränderung einer Stellgröße am Reglerausgang 13. Diese Änderung der Stellgröße ist ein Maß für die Leitfähigkeit des Sicherheitsstreifens bzw. der metallischen Elemente des Sicherheitsstreifens.If the security thread to be detected is now introduced into the air gap of the inductance 2 of the resonance circuit 1 in the equilibrium state of the damping control circuit of the controllable damping device 16 , the resonance voltage drops due to the damping and leads to a temporary change in a manipulated variable at the controller output 13 . This change in the manipulated variable is a measure of the conductivity of the security strip or of the metallic elements of the security strip.

Da durch die sehr hohe Güte des Resonanzkreises 1 dieser sehr schmalbandig wird, muß die Frequenz des Oszillators 4 permanent nachgeregelt werden. Dies wird bewirkt durch den Phasengleichrichter 19, der den Oszillator 4 derart regelt, das die Ausgangsspannung des Oszillators 4 und die Ausgangsspannung des Linearverstärkers 6 zueinander in einer vorbestimmten Phasenlage bleiben. Since the very high quality of the resonant circuit 1 makes it very narrow-band, the frequency of the oscillator 4 must be readjusted permanently. This is effected by the phase rectifier 19 , which controls the oscillator 4 in such a way that the output voltage of the oscillator 4 and the output voltage of the linear amplifier 6 remain in a predetermined phase position with respect to one another.

Die Ausgangsspannung des Linearverstärkers 6 wird weiterhin der Frequenzdetektorschaltung 21 zur Auswertung der durch magnetisierbare Bereiche verursachten Frequenzänderung zugeführt.The output voltage of the linear amplifier 6 is also fed to the frequency detector circuit 21 for evaluating the frequency change caused by magnetizable areas.

Die regelbare Entdämpfungsvorrichtung 16 muß sehr hohen Ansprüchen an die Linearität genügen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kapazität 3 des Resonanzkreises 1 durch die erste und zweite Kapazität 22, 23 gebildet wird. Durch den Rückkopplungswiderstand 25 wird dem Resonanzkreis 1 mehr Energie zugeführt, als in den verlustbehafteten Bauteilen verbraucht wird. Durch einen zusätzlichen Serienwiderstand der Induktivität 2, der hier durch den steuerbaren Widerstand des Mosfet′s 26 realisiert ist, wird die Balance zwischen Be- und Entdämpfung entsprechend geregelt.The controllable damping device 16 must meet very high linearity requirements. This is achieved in that the capacitance 3 of the resonant circuit 1 is formed by the first and second capacitors 22 , 23 . The feedback resistor 25 supplies the resonance circuit 1 with more energy than is consumed in the lossy components. By an additional series resistance of the inductor 2 , which is realized here by the controllable resistance of the Mosfet's 26 , the balance between damping and damping is regulated accordingly.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 kann selbst als Oszillator betrieben werden. Der Rückkopplungszweig, im wesentlichen gebildet aus dem Gleichrichter 8, dem Operationsverstärker 9 und dem Verzögerungsglied 15, regelt dabei den Ein - Widerstand des Mosfet′s 26, also den Widerstand im eingeschalteten Zustand des Mosfet′s, derart, daß der aus der ersten und zweiten Kapazität 22, 23 und der Induktivität 2 sowie dem Linearverstärker 6 gebildete Oszillator an der Grenze des Schwingungseinsatzes gehalten wird. Ein Durchgang des Sicherheitsstreifens durch den Luftspalt der Induktivität 2 bewirkt ein vorübergehendes Abklingen der Schwingung, bis durch die regelbare Entdämpfungsvorrichtung 16 der schwingfähige Zustand wieder hergestellt ist. Die Abklingzeitkonstante hängt ab vom Leitwert des Sicherheitsfadens und bewirkt entsprechende Ausgangsspannungen am Ausgang des Operationsverstärkers 9.The circuit of FIG. 2 can be operated as an oscillator itself. The feedback branch, essentially formed from the rectifier 8 , the operational amplifier 9 and the delay element 15 , regulates the on-resistance of the Mosfet's 26 , that is, the resistance in the switched-on state of the Mosfet's, such that the one from the first and second capacitance 22 , 23 and the inductance 2 and the linear amplifier 6 formed oscillator is kept at the limit of the use of vibrations. A passage of the security strip through the air gap of the inductor 2 causes the oscillation to subside temporarily until the oscillatable state is restored by the controllable damping device 16 . The decay time constant depends on the conductance of the security thread and causes corresponding output voltages at the output of the operational amplifier 9 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Resonanzkreis
2 Induktivität
3 Kapazität
4 Oszillator
5 Kapazität
6 Linearverstärker
7 Ausgang
8 Gleichrichter
9 Operationsverstärker
10 erster Eingang
11 Ausgang
12 zweiter Eingang
13 Reglerausgang
14 Auswerteeinheit
15 Verzögerungsglied
16 Entdämpfungsvorrichtung
17 Ausgang
18 Eingang
19 Phasengleichrichter
20 Verbindung
21 Frequenzdetektorschaltung
22 erste Kapazität
23 zweite Kapazität
24 Verbindung
25 Rückkopplungswiderstand
26 Mosfet
27 vorgegebener Sollwert
1 resonance circuit
2 inductance
3 capacity
4 oscillator
5 capacity
6 linear amplifiers
7 exit
8 rectifiers
9 operational amplifiers
10 first entrance
11 exit
12 second entrance
13 controller output
14 evaluation unit
15 delay element
16 damping device
17 exit
18 entrance
19 phase rectifier
20 connection
21 frequency detector circuit
22 first capacity
23 second capacity
24 connection
25 feedback resistor
26 Mosfet
27 specified setpoint

Claims (14)

1. Verfahren zur quantitativen Bestimmung auf Metallteile in einem Gegenstand, insbesondere zur Prüfung von mit einem metallischen Sicherheitsfaden ausgestatteten Wertpapier wie Banknoten, bei dem der Gegenstand durch einen Luftspalt eines magnetischen Feldes eines Resonanzkreises geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzkreis (1) entdämpft wird, daß die Entdämpfung in einem Regelkreis ausgeführt wird, und daß die Stellgröße des Regelkreises als Maß der Leitfähigkeit der Metallteile ausgewertet wird.1. A method for quantitative determination of metal parts in an object, in particular for testing securities equipped with a metallic security thread, such as banknotes, in which the object is guided through an air gap of a magnetic field of a resonance circuit, characterized in that the resonance circuit ( 1 ) is damped is that the damping is carried out in a control loop, and that the manipulated variable of the control loop is evaluated as a measure of the conductivity of the metal parts. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitkonstante des Regelkreises (1) derart gewählt ist, daß bei einer Kreuzung der Metallteile und des magnetischen Feldes der Regelkreis (1) kurzzeitig aus dem Gleichgewicht gebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a time constant of the control loop ( 1 ) is selected such that when the metal parts and the magnetic field cross the control loop ( 1 ) is briefly out of balance. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdämpfung bis zu einer Resonanzüberhöhung erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that the damping up to there is an increase in resonance. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzkreis (1) mit einer hochfrequenten Spannung angeregt wird.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the resonant circuit ( 1 ) is excited with a high-frequency voltage. 5. Verfahren zur Prüfung von Wertpapieren wie Banknoten, die einen metallischen Sicherheitsstreifen und magnetisierbare Bereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine quantitative Bestimmung auf Metallteile gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 und eine quantitative Bestimmung auf magnetisierbare Bereiche erfolgt.5. Procedure for examining securities such as Banknotes that have a metallic Security strips and magnetizable Have areas, characterized in that a quantitative determination on metal parts according to one or more of claims 1 to 4 and a quantitative determination magnetizable areas. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit einer durch eine Spulen gebildeten Induktivität Lres (2) und eine Kapazität Cres (3), die einen von einem Oszillator (4) angeregten Resonanzkreis (1) bilden und mit einer Auswerteeinheit (14), dadurch gekennzeichnet, daß eine Entdämpfungsvorrichtung (16) vorgesehen ist, daß die Entdämpfungsvorrichtung (16) einen Regelkreis aufweist, und daß die Auswerteeinheit (14) mit einer Stellgröße des Regelkreises verbunden ist.6. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 4, with an inductance formed by a coil L res ( 2 ) and a capacitance C res ( 3 ), which is excited by an oscillator ( 4 ) resonant circuit ( 1 ) and with an evaluation unit ( 14 ), characterized in that a damping device ( 16 ) is provided, that the damping device ( 16 ) has a control loop, and that the evaluation unit ( 14 ) is connected to a manipulated variable of the control loop. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis eine Zeitkonstante derart aufweist, daß bei einer Kreuzung der Metallteile und eines magnetischen Feldes der Induktivität Lres (2) der Regelkreis kurzzeitig aus dem Gleichgewicht gebracht wird. 7. The device according to claim 6, characterized in that the control loop has a time constant such that at a crossing of the metal parts and a magnetic field of inductance L res ( 2 ) the control loop is briefly out of equilibrium. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdämpfungsvorrichtung (16) einen Linearverstärker (6) aufweist, daß dem Linearverstärker (6) eine an dem Resonanzkreis (1) anliegende Resonanzkreisspannung zugeführt wird, und daß ein Ausgang (7) des Linearverstärkers (6) mit einem Gleichrichter (8) verschaltet ist.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the damping device ( 16 ) has a linear amplifier ( 6 ), that the linear amplifier ( 6 ) is applied to the resonant circuit ( 1 ) applied resonant circuit voltage, and that an output ( 7 ) the linear amplifier ( 6 ) is connected to a rectifier ( 8 ). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichter (8) ein Operationsverstärker (9) nachgeschaltet ist, und daß dem Operationsverstärker (9) ein Sollwert Uref (27) zugeführt ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the rectifier ( 8 ) is followed by an operational amplifier ( 9 ), and that the operational amplifier ( 9 ) is supplied with a setpoint U ref ( 27 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reglerausgang (13) des Operationsverstärkers (9) mit der Auswerteeinheit (14) elektrisch verbunden ist.10. The device according to claim 9, characterized in that a controller output ( 13 ) of the operational amplifier ( 9 ) with the evaluation unit ( 14 ) is electrically connected. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Operationsverstärker (9) ein Verzögerungsglied (15) nachgeschaltet ist, und daß ein Ausgang des Verzögerungsgliedes (15) mit einem Eingang der Entdämpfungsvorrichtung (16) verbunden ist.11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the operational amplifier ( 9 ) is followed by a delay element ( 15 ), and that an output of the delay element ( 15 ) is connected to an input of the damping device ( 16 ). 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasengleichrichter (19) vorgesehen ist, und daß der Phasengleichrichter (19) mit dem Oszillator (4) in Verbindung steht. 12. The device according to one or more of claims 6 to 11, characterized in that a phase rectifier ( 19 ) is provided, and that the phase rectifier ( 19 ) is connected to the oscillator ( 4 ). 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungswiderstand Rf (25) vorgesehen ist, und daß der Rückkopplungswiderstand (25) derart dimensioniert ist, daß dem Resonanzkreis (1) mehr Energie zugeführt wird, als in den verlustbehafteten Bauteilen verbraucht wird.13. The device according to one or more of claims 6 to 12, characterized in that a feedback resistor R f ( 25 ) is provided, and that the feedback resistor ( 25 ) is dimensioned such that the resonant circuit ( 1 ) is supplied with more energy than is consumed in the lossy components. 14. Vorrichtung zur Prüfung von Wertpapieren wie Banknoten, die einen metallischen Sicherheitsstreifen und magnetisierbare Bereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung auf Metallteile gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13 ausgebildet ist und daß eine Frequenzdetektorschaltung (21) vorgesehen ist.14. A device for checking securities such as banknotes which have a metallic security strip and magnetizable areas, characterized in that the device for quantitative determination on metal parts is designed according to one or more of claims 6 to 13 and that a frequency detector circuit ( 21 ) is provided .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3408086A1 (en) * 1984-02-14 1985-09-05 Sodeco-Saia AG, Genf/Genève Method and device for checking the authenticity of documents
DE4325027A1 (en) * 1993-07-26 1995-02-02 Helmut Werner Method and arrangement for testing the authenticity of bank notes

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