FR2531248A1

FR2531248A1 - Procede et appareil pour l'identification d'articles en feuilles par microondes

Info

Publication number: FR2531248A1
Application number: FR8312340A
Authority: FR
Inventors: Johan Samyn
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1982-07-29
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1984-02-03
Also published as: IT1173748B; IT8348761A0; GB2126398B; GB2126398A; LU84307A1; GB8320529D0; DE3327450A1; NL8302713A; FR2531248B1; BE897394A; BR8304003A; JPS5990036A; US4566122A

Abstract

APPAREIL POUR L'IDENTIFICATION D'UN ARTICLE SOUS FORME DE FEUILLE OU DE PLAQUE COMPOSEE D'UNE MATIERE NON CONDUCTRICE DE L'ELECTRICITE, L'ARTICLE ETANT MARQUE POUR L'IDENTIFICATION PAR L'INCORPORATION DE MATERIAUX FIBREUX CONDUCTEURS DE L'ELECTRICITE; LEDIT APPAREIL COMPRENANT UN CHASSIS 17 DANS LEQUEL SONT MONTES AU MOINS DEUX EMETTEURS DE MICROONDES L'UN A COTE DE L'AUTRE, UN DISPOSITIF DE SUPPORT DE L'ARTICLE DISPOSE EN FACE DES EMETTEURS, ET AU MOIS DEUX DETECTEURS 6 DES ONDES REFLECHIES PAR L'ARTICLE QUAND CELUI-CI EST AVANCE DEVANT CES EMETTEURS, CARACTERISE EN CE QUE LES EMETTEURS COMPRENNENT UN CIRCULATEUR OU UN CIRCUIT DIRECTIONNEL 3 DANS LEQUEL UNE PARTIE 5 DES ONDES ENTRANTES EST DEVIEE VERS LES DETECTEURS 6, ET EN CE QUE L'APPAREIL COMPREND EN OUTRE UN ECRAN 12 REFLECTEUR DES ONDES ET DISPOSE EN FACE D'AU MOINS UN DES EMETTEURS 1 A UNE DISTANCE PLUS ELEVEE QUE LA DISTANCE ENTRE L'EMETTEUR ET LE DISPOSITIF DE SUPPORT, AINSI QUE DES MOYENS D'AJUSTAGE 19 DES DISTANCES RESPECTIVES ENTRE CET EMETTEUR 1 ET L'ECRAN 12 D'UNE PART, ET CET EMETTEUR 1 ET LE DISPOSITIF DE SUPPORT 15 D'AUTRE PART. APPLICATION NOTAMMENT AU TRI DE BILLETS DE BANQUE.

Description

La présente invention se rapporte à un prodé et un apareil pour

l'identification par micro-ondes d'articles sous forme de

feuille ou de plaque, composés d'une matière non conduc-

trice de l'électricité, l'article étant marqué pour l'iden-

tification par l'incorporation de matériaux fibreux conduc-

teurs de l'électricité.

Il est connu de marquer des articles en feuilles,

par exemple des feuilles de papier avec des petites quanti-

tés de fibres métalliques très fines réparties dans les feuilles et capables d'absorber et de réfléchir certaines proportions de l'énergie d'un rayonnement à micro-ondes qui les frappe On envisage actuellement l'application de cette propriété notamment dans certaines sortes de papier

de sécurité, telles que des billets de banque, des passe-

ports et des titres qui peuvent être identifiés ou dont l'authenticité peut être vérifiée par leur passage avec un support devant un dispositif émetteur de micro-ondes, et par la détection et la mesure de la proportion de l'énergie

réfléchie et absorbée par les fibres conductrices de l'élec-

tricité incorporées dans les feuilles La quantité de fi-

bres conductrices doit rester petite pour ne pas trop alté-

rer l'apparence ni les propriétés des feuilles ou des pla-

ques De plus, on a décrit dans le brevet FR 80 09095, au nom de la demanderesse, que des fibres à surfaces assez lisses, possédant une conductivité inférieure à 10 % de celle du cuivre standard, un diamètre inférieur à 50 pm et une longueur de moins de 10 mm, produisent un excellent signal d'identification parmicro-ondes, à une quantité de par exemple 0,5 % en poids dans l'article Enfin, ces fibres

produisent une réponse spécifique qui ne peut être que dif-

ficilement imitée par d'autres matières, ce qui permet d'éviter une contrefaçon du marquage Par ailleurs, il est généralement souhaitable que le dispositif de détection par micro-ondes soit très sensible et qu'il soit capable

de fournir une réponse rapide pour permettre des identifi-

cations reproductibles d'un même article.

L'invention a pour objet un appareil simple et com-

pact, qui permet d'identifier les articles décrits ci-dessus par détection des ondes réfléchies par l'article lorsqu'il est frappé par des micro-ondes sortant d'an moins un énetteur placé devant lui Selon une caractéristique importante de l'inven-

tion, l'émetteur comprend un circulateur ou un circuit di-

rectionnel dans lequel une partie des-ondes est déviée vers le détecteur Outre l'émetteur, l'appareil comprend un écran réflecteur disposé en face d'un de ces émetteurs à une distanoe plus élevée que la distance entre cet émetteur et un dispositif de support pour l'article En vue d'augmenter (ou du moins d'optimaliser) la sensibilité du signal d'identification, il est nécessaire selon l'invention d'ajuster les distances respectives entre l'émetteur et l'écran, d'une part, et entre l'émetteur et le dispositif de support, d'autre part,

c'est-à-dire de positionner l'écran et le dispositif de sup-

port par rapport à cet émetteur L'appareil comprend donc,en plus,des moyens d'ajustage de ces distances respectives c'est-à-dire des moyens de positionnement de ses éléments

constitutifs Un autre objet de l'invention réside juste-

ment dans des procédés de réglage de l'appareil, notamment

de positionnement des éléments.

Selon des formes d'exécution préférées, l'appareil

peut comprendre plusieurs émetteurs consécutifs à polarisa-

tion différente, devant lesquels passe l'article supporté

par son dispositif de support.

L'invention sera décrite maintenant à la lumière des dessins annexés qui se rapportent à des formes d'exécution

appropriées En même temps, des caractéristiques particu-

lières et des avantages de l'invention seront expliqués

plus en détail.

Sur ces dessins la Fig 1 représente schématiquement un agencement des éléments de base de l'appareil;

la Fig 2 est une vue en plan d'un système de dé-

tection continu comprenant deux émetteurs à polarisation différente; la Fig 3 est une autre forme d'exécution dans

laquelle un écran est remplacé par un capteur d'ondes trans-

mises par l'article; la Fig 4 montre des signaux détectés d'un exemple

de feuille comprenant des fibres métalliques.

L'appareil selon la Fig 1 comprend essentiellement un émetteur 1 de microondes Cet émetteur est constitué d'un générateur 2 de micro-ondes connecté à un circulateur

3 (auquel peut être branché une antenne 4).

Le générateur 2 de micro-ondes peut être un oscilla-

teur Gunn utilisant une diode Gunn montée dans une cavité

résonnante pour produire des micro-ondes d'une fréquence-

supérieure à 1 G Hz, par exemple 25 G Hz (longueur d'onde douze mm) Les oscillateurs de ce genre sont connus dans le commerce La sortie de la cavité résonnante est connectée

par exemple à un circulateur à ferrite 3, communément uti-

lisé dans les émetteurs-récepteurs à micro-ondes pour dis-

positifs de commande à réflexion de micro-ondes Un tel cir-

culateur 3 n'est pas idéal dans la mesure o une partie 5 des ondes entrantes est déviée vers un détecteur 6 relié au circulateur Un faisceau 7 de micro-ondes polarisé dans un plan est émis à la porte 8 du circulàteur et projeté contre

l'article en feuille ou plaque 9, dont la surface est dis-

posée perpendiculairement à la direction du faisceau 7 Une partie des ondes qui frappent l'article est réfléchie par

celui-ci à cause de la présence des matériaux fibreux con-

ducteurs de l'électricité dans l'article, et elle rentre

dans la porte 8 dans la direction opposée Ces ondes réflé-

chies 10 sont ensuite transmises par la porte hl du circu-

lateur vers le détecteur 6 des ondes réfléchies Le détec-

teur 6 peut être une diode Schottky, connue en soi Une autre partie des ondes qui frappent l'article est transmise

et projetée contre l'écran 12-constitué d'un matériau ré-

flecteur de micro-ondes, tel qu'une plaque métallique Les ondes réfléchies 13 sont transmises en partie par l'article et cette partie transmise s'ajoute aux ondes 10 réfléchies directement, qui rentrent à travers la porte 8 afin d'être

captée par le détecteur 6 Les éléments 2, 3 et 4 consti-

tuent l'émetteur et le détecteur 6, respectivement, l'arti-

cle 9 et l'écran 12 sont supportés dans des cadres respec-

tifs 14, 15 et 16 qui, eux, sont montés coulissants sur des

barres 19 dans un châssis 17, par exemple.

Dans un certain no-bre de cas, par exemple dans es systènes courants de contrôle et de tri automatique de billets de banque, on avait besoin de dispositifs de détection par micro-ondes de forme assez compacte Selon l'invention, on a réussi à concevoir un tel système simple et compact en éliminant des antennes en forme de cornes et des détecteurs

des ondes transmises directement par l'article, tel que sug-

géré dans le brevet FR 80 09095 au nom de la demanderesse.

Le détecteur de ces ondes transmisespeut donc être remplacé se-

lon l'invention, par un écran réflecteur 12 Cet écran offre en plus l'avantage qu'il blinde le système des réflexions (parfois variables) d'ondes par d'autres objets entourant le système parce qu'on travaille des distances courtes entre l'écran et le détecteur, c'est-à-dire dans le champ des ondes proches (near field wave region) L'enploi de micro-ondes à haute fréquence (par exemple 25 G Hz) favorise

la sensibilité de la détection.

L'emploi d'un circulateur 3 non idéal, tel que décrit ci-dessus, permet en outre de créer des ondes stationnaires dans la cavité du détecteur Ces ondes sont le résultat

d'une superposition des ondes déviées 5 et des ondes réflé-

chies 10, et le fait de créer ces ondes stationnaires per Liet

de produire un signal unique de détection dont la sensibi-

lité peut être réglée en fonction des besoins Le procédé de réglage de l'appareil et d'augmentation de la sensibilité

du signal d'identification par réflexion d'ondes de l'arti-

cle s'appuie sur le phénomène de ces ondes stationnaires.

Pour ce réglage de l'appareil, on procède de la façon suivante On commence par l'ajustage de la distance A entre l'émetteur 1 et l'écran 12 en l'absence de l'article,-afin de produire dans le détecteur 6 un niveau prédéterminé du signal de réflexion, et on fixe l'écran à cet endroit par l'intermédiaire du positionnement (par coulissement) de son support 16 sur les barres 19 Le changement de la distance

A amènera notamment un décalage de phase des ondes réflé-

chies 13 rentrant dans la porte 8 du circulateur par rapport à la phase des ondes émises La superposition de ces ondes décalées 13 et des ondes 5 créera des ondes stationnaires en fonction de la distance A Ainsi, par l'ajustage de la distance A, on peut fixer (choisir) le niveau du signal de réflexion détecté qui, par la suite, servira de niveau de

référence Si on préfère un niveau minimal du signal de ré-

flexion, on peut positionner l'écran de façon que l'enre-

gistrement par le détecteur se produise dans un noeud de

l'onde stationnaire D'autre part, il est possible de choi-

sir un endroit pour l'écran o il produit un niveau du si-

gnal de réflexion maximal qui coïncide avec un ventre dans

l'onde stationnaire.

Quand la distance A est déterminée et l'écran fixé, on règle la distance B entre l'émetteur 1 et le support 15 portant l'article 9 (et qui se trouve entre l'émetteur et l'écran) de façon à produire dans le détecteur un niveau de signal de réflexion sensiblement différent de celui produit auparavant(lors du réglage de la distance A); on fixe le support 15 dans cette position L'interposition de l'article

comprenant les matériaux fibreux conducteurs de l'électri-

cité produit un signal encore plus complexe résultant des réflexions directes et des réflexions réitérées, aussi bien

de l'article que de l'écran (tel que décrit en général ci-

dessus) Une partie de l'énergie incidente est réfléchie,

notamment directement par les fibres conductrices de l'élec-

tricité dans l'article;une autre partie est transmise à travers l'article et projetée contre l'écran qui réfléchit

cette partie.

Une autre partie encore est absorbée par les fibres.

La partie de l'énergie réfléchie par l'écran frappe à son.

tour l'article dans la direction opposée (ondes 13) et se

divise encore une fois en une portion absorbée par les fi-

bres conductrices, une portion transmise vers le détecteur et une portion sous forme de réflexions réitérées, dirigées

vers l'écran, et ainsi de suite L'onde résultante 10 ren-

tre dans la porte 8 du circulateur et se superpose à l'onde Toutefois, l'onde résultante présentera une forme diffé-

rente et sera déphasée par rapport à celle produite en l'ab-

sence de l'article entre l'émetteur et l'écran En plus, un

changement de la distance B apportera un décalage supplémen-

taire de la phase de l'onde résultante Il sera donc possi-

ble d'ajuster la distance B de façon à enregistrer un niveau de signal qui présente une différence maximale par rapport

au niveau signalé en l'absence de l'article.

L'appareil montré à la Fig 2 concerne un exemple

d'un dispositif comprenant des moyens de passage de l'arti-

cle par le dispositif de support C'est en général ce genre

de dispositif qui est applicable aux machines de tri automa-

tique et continu de documents, tels que des billets de ban-

que Deux disques parallèles 21, 22 sont montés sur un même axe et sur un châssis 20, avec un espace intermédiaire entre eux Dans cet espace intermédiaire se trouvent, d'une part

la poulie qui entraîne les disques et qui est mise en rota-

tion au moyen d'une courroie 23, et d'autre part des plaques

métalliques 24 et 25 servant d'écransde réflexion Les pla-

ques métalliques 24 et 25 sont fixées à l'une de leurs ex-

trémitès dans des dispositifs de positionnement 26 et 27

sous forme, par exemple, de micromètres montés sur le chas-

sis 20.

En face d'une partie de la circonférence des disques 21, 22, respectivement, se trouvent des éléments fixes 28 et

29, à surface courbée concentriquement à cette circonférence.

Les disques et ces éléments définissent un passage de gui-

dage 30 pour les documents 31 à contrôler Ces documents 31,

comprenant des fibres conductrices de l'électricité sont in-

troduits dans ce passage entre les disques 21 et 22 et un rouleau 32, et déplacés successivement devant les émetteurs

de micro-ondes 33, 34 respectivement Chaque émetteur com-

prend un oscillateur 35, un circulateur 36 et un détecteur

37, 43 respectivement.

Toutefois, le plan de polarisation des ondes émises

par l'un des émetteurs 33 et 34 est de préférence essentiel-

lement parallèle à la direction d'avancement du document 31, tandis que le plan de polarisation de l'autre émetteur est

essentiellement perpendiculaire à cette direction.

EXEMPLE

On a préparé un prototype de billet de banque 31 en

papier selon un procédé décrit dans le brevet FR 78 14617.

Dans la surface entière du papier de ce billet, on a dis-

persé 4 % en poids de fibres d'acier inoxydable d'un diamètre équivalent de 12 micromètres et d'une longueur de 5 mm Au

courant de la fabrication continue du papier sur une instal-

lation industrielle, les fibres conductrices de l'électri-

cité ont été légèrement orientées dans la direction d'avan-

cement de la couche fraîche de papier à travers la machine de fabrication Ce phénomène semble être caractéristique pour la fabrication industrielle du papier et il est quasi

non-imitable par une fabrication manuelle ou semi-indus-

trielle Le papier a été coupé en billets rectangulaires avec la longueur du rectangle parallèle à la direction

d'avancement du papier lors de sa fabrication O Le billet-

mesurait 18,5 cm sur 7,5 cm Le billet a été introduit dans le passage-30 autour d'un tambour à disques 21 et 22 d'une machine de tri automatique du type Crossfield à une vitesse

de 10 m/sec et les deux signaux de détection ont été enre-

gistrés successivement par les détecteurs 37 et 43 et com-

parés Les oscillateurs 35 étaient du type MA 86790 (Micro-

wave Associates) et les circulateurs 36 étaient du type MA 8 K 221, tandis que des détecteurs 37 et 43 comportaient des diodes-Shottlcy du type MA 86561 Les portes rectangulaires

8 des circulateurs mesuraient 4,1 mm de long sur 2 mm de large.

Le plan de polarisation des ondes émises était perpendicu-

laire à la longueur de la porte rectangulaire Les micro-

ondes émises avaient une fréquence de 25 G Hz (longueur

d'onde 12 mm).

La distance A entre les circulateurs 36 et les pla-

ques 24 et 25 a été déterminée en l'absence du billet au moyen des micromètres de positionnement 26 et 27, de façon

à produire dans les détecteurs 37 et 43 un signal de réfé-

rence minimal-correspondant à un noeud dans l'onde station-

naire produit à la porte des détecteurs Une fois que la distance A était connue, on a posé le billet à contrôler dans son passage 30, juste en face des émetteurs 33 et 34

2 Z 531248

et on a déterminé la distance B de façon à obtenir un signal

maximal dans les détecteurs 37 et 43 En respectant la dis-

tance A fixée auparavant, les plaques 24, 25 respectivement

et les émetteurs 34, 33 respectivement ont été déplacés en-

semble selon une direction perpendiculaire à celle du pas- sage 30, jusqu'à la position désirée pour produire le signal maximal Cette position correspondait alors à la distance B souhaitée Dans l'exemple, la distance A était de 25,5 mm et la distance B était de 10,5 min Le plan de polarisation

des ondes émises par l'émetteur 33 était parallèle à la di-

rection d'avancement des billets dans le passage 30 (et donc

parallèle à l'orientation prépondérante des fibres conduc-

trices de l'électricité, incorporées), tandis que le plan de polarisation des ondes émises par l'émetteur 34 était

perpendiculaire à cette directiorn d'avancement.

Les signaux obtenus sur oscilloscope sont représentés sur la Fig 4 Ce graphique présente en abscisse le temps et en ordonnées une mesure proportionnelle à l'énergie réflé

chie La ligne 44 représente le signal de réflexion enre-

gistré par llintermédiaire du détecteur 37 et la ligne 46

représente le signal de réflexion enregistré par l'intermé-

diaire du détecteur 43 On remarque tout de suite que l'am-

plitude ou la hauteur du pic 45 est plus élevée que celle du

pic 47, ce qui indique qu'il y a une orientation préféren-

tielle des fibres d'acier inoxydable dans le papier, dans le sens d'avancement du billet 31 autour des disques 21 et

22 Le pic 47 est inversé dans le dessin.

Il est clair notamment que des fibres conductrices de l'électricité, orientées dans la direction d'avancement

du papier, coincident avec le plan de polarisation des on-

des émises du premier émetteur 37 et provoquent donc (ou du moins contribuent à) un niveau de réflexion élevé (donc un

signal ou pic 45 important) dans le détecteur 37 Au con-

traire, lors du passage devant l'émetteur 34, ces fibres ne réfléchissent que très peu de l'énergie projetée sur eux

puisque le plan de polarisation des ondes émises par l'émet-

teur 34 est perpendiculaire à la direction de ces fibres Un

signal ou pic 47 sera donc beaucoup plus faible, sinon né-

gligeable, pour ces fibres Cependant, dans la pratique, l'orientation des fibres est plus un effet du hasard On peut donc toujours s'attendre à un certain signal 47 non

négligeable, à moins qu'on force les fibres dans une direc-

tion appropriée lors de la fabrication de l'article, par

exemple au moyen d'aimants, quand les fibres sont magnéti-

sables. La largeur 48 des pics correspond à un intervalle de temps d'environ 20 millisecondes, ce qui indique l'aptitude

exceptionnelle de l'appareil à détecter à très grande vi-

tesse.

L'invention concerne aussi une forme d'exécution il-

lustrée à la Fig 3, comprenant la combinaison très avanta-

geuse dans la pratique d'au moins deux émetteurs 33 et 34

d'ondes, l'un à côté de l'autre, dans un appareil qui com-

prend en outre un écran 25 disposé en face d'un premier émet-

teur, et un capteur d'ondes 38 disposé en face d'un second émetteur Les moyens de support de l'article 21, 22, 28 et 29 sont situés en face des émetteurs et entre les émetteurs

33 et 34, l'écran 25 et le capteur 38, respectivement.

L'appareil comprend aussi des moyens d'ajustage des dis-

tances respectives entre les différents éléments c'est-à-dire: les distanoes entre n'importe quel second émetteur et capteur 38, entre n'importe quel premier émetteur et écran 25 et entre N 'importe quel premrier ou second émetteur et les moyens de support L'ajustage est suggéré par les

flèches 39, 40, 41 et 42.

En vue de créer des signaux distinctifs permettant de mieux recon-

nattre la nature, les dimensions et la disposition desfibres conductrices de l'électricité dans les articles, il est avantageux de choisir la direction

dc plan de polarisation des ondes émises par au moins un des premiers émet-

teurs, différente de la direction du plan de polarisation d'un second

émetteur Par e>nple, le plan de polarisation des ondes d'un premier émet-

teur peut être parallèle à la direction de passage de l'article, tandis que le plan de polarisation d'un second émetteur:peut'être perpendiculaire

à cette direction de passage.

Une autre possibilité consiste à choisir la direc-

tion du plan des ondes captées par au moins l'un des cap-

teurs différente de celle du plan de polarisation des ondes émises par un second émetteur 34 disposé en face de ce capteuk Par

contre, on peut préférer dans certains cas que ces deux di-

rections soient parallèles Si la direction du plan des on-

des captées par un capteur est choisie différente de celle du plan de polarisation des ondes d'un second émetteur en face de ce capteur, il est préférable que ces deux plans se croisent

à un angle de 90 afin de créer un contraste de signal maxi-

mal dans les détecteurs respectifs des ondes réfléchies et des ondes transmises au capteur L'un ou l'autre des plans peut alors être orienté essentiellement parallèlement a la direction de

pàssaçje de l'article tandis que l'autre est alors orienté perpendiculairement.

Si, au contraire, la direction du plan des ondes cap-

tées coïncide avec celle du plan de polarisation des ondes émises en face de ce capteur 38, alors ces deux plans peuvent être orientés soit parallèlement à la direction de passage

de l'article, soit perpendiculairement à cette direction.

Une forme d'exécution pratique comprendra, par exem-

ple, un premier émetteur 33 émettant des ondes polarisées

dans un plan parallèle à la direction de passage ou d'avan-

cement de l'article 31 et un écran métallique 25 en face de cet émetteur Un deuxième émetteur 34 aura alors le plan de

polarisation de ses ondes émises orienté perpendiculaire-

ment à la direction de passage de l'article Le capteur 38 en face de cet émetteur 34 sera alors orienté de façon qu'il recevra 1 ' entière portion de l'énergie transmise dans un plan également perpendiculaire à la direction d'avancement

de l'article.

Dans une autre forme d'exécution pratique favorable,

un premier émetteur 33, disposé en face de l'écran 25, émet-

tra des ondes polarisées dans un plan perpendiculaire à la

direction d'avancement de l'article D'autre part, le cap-

teur 38, placé en face de l'émetteur 34, sera orienté de

façon qu'il recevra seulement la portion de l'énergie trans-

mise dans un plan parallèle à la direction d'avancement de l'article, tandis que le plan de polarisation des ondes

émises par l'émetteur 34 sera, lui aussi, orienté parallè-

lement à cette direction de passage.

En vue de régler les orientations respectives dési-

*1 l

rées des plans de polarisation des ondes émisses des diffé-

rents émetteurs ainsi que des ondes transmises aux capteurs, l'appareil peut comprendre des moyens conventionnels,et non représentés, d'ajustage de la position angulaire de rotation des émetteurs et/ou des capteurs autour d'un axe parallèle à

la direction de propagation des ondes émises.

On décrira ci-dessousle réglage d'appareils compre-

nant une combinaison d'au moins deux émetteurs d'ondes 33, 34 respectivement, l'un à côté de l'autre, d'un écran 25

disposé en face d'un des premiers émetteurs 33 et d'un capteur d'on-

des 38 disposé en face d'un des seconds émetteurs 34 avec-un sup-

port 21, 22 et 29 de l'article 31 interposé entre ces élé-

ments Ce réglage, c'est-à-dire le positionnement des élé-

ments, a pour but d'augmenter la sensibilité du signal d'identification En général, on commence par le réglage de la distance A entre un premier émetteur 33 et l'écran 25 en l'absence de l'article 31, de façon à produire dans le détecteur 37 un niveau prédéterminé du signal de réflexion, et on fixe

l'écran 25 dans cette position Ensuite, on règle la dis-

tance B entre un premier émetteur 33 et le dispositif de support 21, 22 et 29 de l'article pendant que ce dispositif, portant

l'article 31, se trou 7 ue entre cet émetteur et l'écran posi-

tionné auparavant, afin de produire dans le détecteur 37 un

niveau du signal de réflexion sensiblement différent de ce-

lui produit en l'absence de l'article, et on fixe le dispo-

sitif de support dans cette position.

Puis on règle la distance C entre un second émetteur 34

et le capteur 38 en l'absence de l'article, de façon à pro-

duire dans le capteur 38 un niveau prédéterminé du signal de transmission, et on réajuster cette hé

distance C en l'absence de l'article par un déplacement mi-

nimalde façon à produire dans un second détecteur 43 un niveau de signal de réflexion prédéterminé On fixe le capteur 38 et l'émetteur 34 à cette distance entre les deux Enfin, après avoir mis l'article 31 dans le passage 30 du dispositif de support, entre le capteur 38 et l'émetteur 34, on règle la distance D entre l'émetteur 34 et le dispositif-de support portant l'article 31, afin de produire dans le détecteur 43 un niveau du signal de réflexion sensiblement différent de

celui produit en l'absence de l'article, et on fixe le dis-

positif de support dans cette position.

La distance A peut être réglée et l'écran 25 fixé de façon à produire dans le détecteur 37 soit un signal minimal soit un signal maximal, selon le désir De toute façon, il sera avantaceux de fixer l'article 31 dans soi support dans une position de façon à produire dans le détecteur 37 un niveau de signal

de réflexion qui présente une différence maximale par rap-

port au niveau signalé en l'absence de l'article.

Pour le réglage de la distance C, on tient compte du

fait que la présence du capteur 38 en métal a pour consé-

quence qu'une partie des ondes émises par l'émetteur 34 est

réfléchie par les parties métalliques du capteur La super-

position des ondes émises et réfléchies (dont les phases sont différentes les unes des autres) donne naissance à une onde stationnaire Par changement de la distance C, on peut donc choisir le niveau du signal enzegistré de transmission

dans le détecteur 38 fixé dans le capteur.

De préference, on fixera la distanca C de façon à produireun

niveau de signal maximal de transmission Lors du réajuste-

ment de cette distance C, on déplace de préférence le cap-

teur 38 (ou l'émetteur 34) sur une distance minimale, de façon à produire un niveau minimal du signal de réflexion dans le détecteur 43 Ce signal de réflexion est considéré

ci-après comme signal de référence de réflexions Le réajus-

tement a pour effet supplémentaire que le niveau maximal de transmission fixé auparavant (à la distance C) a diminué un peu Le niveau du signal de transmission enregistré dans le détecteur 49 à cette distance réajustée est considéré comme

signal de référence de transmission.

Enfin, on met l'article 31 dans son dispositif de support 21, 22 et 29, entre le capteur 38 et l'émetteur 34, et on règle de préférence la distance D entre l'émetteur 34

et l'article (en respectant évidemment la distance C réa-

justée entre l'émetteur 34 et le capteur 38) de façon à produire dans le détecteur 43 un niveau maximal de signal de réflexion De façon analogue à celle décrite ci-dessus, l'interposition de l'article 31 entre l'émetteur34 et le

capteur 38 crée des phénomènes de superposition d'un ensem-

ble complexe d'ondes directes, d'ondes réfléchies et d'on-

des transmises à phases différentes Le résultat de cette superposition produit une onde stationnaire qui permet de fixer le niveau de signal de réflexion en fonction de la distance D.

L'invention ayant été décrite à la lumière des appa-

reils montrés dans les Figures, il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à ces formes d'exécution La fréquence des micro-ondes peut différer d'un émetteur à l'autre Un premier émetteur peut fonctionner, par exemple, à 25 G Hz et un deuxième, par exemple, à 10 G Hz Une fréquence plus élevée implique notamment un positionnement plus précis et plus délicat puisque la longueur d'onde dans les ondes stationnaires est la moitié de celle des ondes émises Au lieu de faire passer l'article successivement devant deux émetteurs d'ondes, on peut imaginer par exemple de le faire passer deux fois devant le même émetteur en changeant entre les deux passages soit l'orientation de l'article, soit

l'orientation du plan de polarisation de l'émetteur.

Il est évident aussi que le signal de détection peut générer une commande par l'intermédiaire d'un relais, ou

autre élément, afin de faire éliminer dans une série conti-

nue d'articles examinés ceux qui ne correspondent pas aux normes prédéterminées Dans la pratique de tri automatique de billets de banque, par exemple, cette mesure permettrait

d'éliminer automatiquement les billets falsifiés.

Les articles sous forme de feuille ou de plaque peu-

vent être soit des structures fibreuses, telles que des pa-

piers, des non-tissés, des tissus, des filets, ou des struc-

tures non-fibreuses, par exemple à base de matières plas-

tiques ou céramiques, soit des combinaisons stratifiées de ces structures Lors de leur fabrication, ils peuvent être

marqués localement, seulement par l'incorporation des maté-

riaux fibreux électroconducteurs.

L'utilisation de matériaux fibreux, autres que les

fibres BEKINOX (marque déposée de la demanderesse), est pos-

sible Cependant, la conductivité électriaue-des fibres en acier inoxydable BEKINOX est quasi idéale pour le système d'identification

selon l'invention, puisqu'elle implique des capacités d'ab-

sorption et de réflexion du même ordre de grandeur Par con- séquent, ces valeurs peuvent être détectées par un même type

de détecteurs En plus, le petit diamètre permet une capa-

cité d'absorption maximale dans les circonstances de détec-

tion appliquées selon l'invention, c'est-à-dire en choisis-

sant une bonne combinaison de géométrie et de (basse) concen-

tration des fibres en fonction de la fréquence des émetteurs.

Le petit diamètre des fibres favorise en plus l'aspect de l'article, par exemple du papier de sécurité Une surface régulière des fibres évite à son tour des variations dans

le signal de détection.

En utilisant des fibres présentant une conductivité assez élevée et en respectant les dimensions des fibres (diamètre inférieur à 25 microns, longueur inférieure à 10 mm), ainsi que l'ordre de grandeur de concentration de ces

fibres dans l'article (inférieure à 5 % en poids), les arti-

cles présenteront des valeurs d'absorption trop faibles et de réflexion trop élevées, de sorte qu'ils ne peuvent plus être distingués de plaques ou de couches de recouvrement

métalliques avec le système selon l'invention.

Par contre, en utilisant des fibres à conductivité très faible (plus basse que celle des fibres BEKINOX) il sera nécessaire d'incorporer des fibres plus grosses (afin d'atteindre un niveau d'absorption non négligeable), ce qui

nuit à l'aspect de l'article.

Si la surface des articles est assez grande et le marquage limité, par exemple, à des endroits limités dans

la surface, il va de soi que plusieurs combinaisons émet-

teurs-récepteurs (écran, resp capteur d'ondes) seront mon-

tés les uns à côté des autres dans l'appareil, afin de per-

mettre un examen convenable de la surface entière -

Toutes ces variantes ainsi que d'autres à la portée

de l'homme du métier font partie de l'invention et sont con-

sidérées comme étant couvertes par les revendications sui-

vantes.

Claims

_,EVENDICATIONS - l Appareil pour l'identification d'un article sous forme de feuille ou de plaque composée dlune matière non conductrice de l'électricité, l'article étant marqué pour l'identification par l'incorporation de matériaux fi- breux conducteurs de l'électricité; ledit appareil compre- nant un châssis ( 17) dans lequel sont montés au moins deux émetteurs de micro-ondes l'un à côté de l'autre, un dispo- sitif de support de l'article disposé en face des émetteurs, et au moins deux détecteurs ( 6) des ondes réfléchies par l'article quand celui-ci est avancé devant ces émetteurs, caractérisé en ce que les émetteurs comprennent un circula- teur ou un circuit directionnel ( 3) dans lequel une partie ( 5) des ondes entrantes est déviée vers les détecteurs ( 6), et en ce que l'appareil comprend en outre un écran ( 12) réflecteur des ondes et disposé en face d'au moins un des émetteurs ( 1) à une distance plus élevée que la distance entre l'émetteur et le dispositif de support, ainsi que des moyens d'ajustage ( 19) des distances respectives entre cet émetteur ( 1) et l'écran ( 12) d'une part, et cet émetteur ( 1) et le dispositif de support ( 15) d'autre part.

2 Appareil selon la revendication l, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de passage

( 21, 22, 23, 32) de l'article ( 31) par le dispositif de sup-

port ( 21, 22, 28, 29).
3 Appareil selon l'une quelconque des reven-

dications 1 et 2, caractérisé en ce que le plan de polari-

sation des ondes émises par au moins un émetteur est diffé-

rent du plan de polarisation des ondes émises par un autre

émetteur ( 1).
4 Appareil selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que le plan de polarisation des ondes émises par

l'un des émetteurs est essentiellement parallèle à la direc-

tion de passage de l'article ( 31), tandis que le plan de

polarisation d'un autre émetteur est essentiellement perpen-

diculaire à cette direction.

Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux émetteurs d'ondes ( 33 resp 34) l'un à côté de l'autre, un écran ( 25) disposé en face d'au moins un premier émetteur ( 33), et un capteur d'ondes disposé en face d'au moins un second éetteur ( 34) à une distance plus élevée que celle entre ledit second émetteur ( 34) et le moyen de support ( 21, 22, 29) de l'article, ainsi que des moyens d'ajustage des distances respectives, d'une part

entre ce premier émetteur ( 33) et l'écran ( 25) et entre ce second émet-

teur ( 34) et le capteur ( 38), et d'autre part entre le dis-

positif de support et les premiers, resp seconds ànettèurs ( 34, resp 33).
6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plan de polarisation des ondes émises par au moins 1 'un, des premiers émetteurs ( 33) présente une direction différenbte de celle du plan de polarisation d'un seond émetteur ( 34)
7 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 5 et 6, caractérisé en ce que la direction du plan des

ondes captées par au moins un des capteurs ( 38) est diffé-

rente de celle du plan de polarisation des ondes émises par

lun second émetteur ( 34) disposé en face de ce capteur.
8 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 5 et 6,; caractérisé en ce que le plan des ondes cap-

tées par au moins l'un des capteurs ( 38) est parallèle au plan de polarisation des ondes éses par un second émetteur ( 34)

disposé en face de ce capteur.
9 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le plan de polarisation des ondes émises par au moins l 'un des premiers émetteurs ( 33) est essentiellement parallèle à la direction de passage de l'article ( 31), tandis que le plan

de polarisation d'au moins un second émetter ( 34) est essentielle-

ment perpendiculaire à cette direction.

Appareil selon la revendication 7, caractérisé en

ce que le plan des ondes captées est essentiellement paral-

lèle à la direction de passage de l'article, tandis que le plan de polarisation des ondes émises par un second émetteur ( 34)

disposé en face de ce capteur est essentiellement perpendi-

culaire à cette direction de passage.
11 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en

ce que le plan de polarisation des ondes é,ises par un second émet-

teur ( 34) est essentiellement parallèle à la direction de passage de l'article, tandis que le plan des ondes captées

est essentiellement perpendiculaire à cette direction.
12 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la direction du plan des ondes captées est essen-

tiellement parallèle à la direction de passage de l'article.
13 Appareil selon la revendication 8, caractérisé

en ce que la direction du plan des ondes captées est essen-

tiellement perpendiculaire à la direction de passage de

l'article.
14 Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le plan de polarisation des ondes émises -par un premier émetteur ( 33), disposé en face de l'écran de réflexion

( 25), est parallèle à la direction de passage de l'article.
15 Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que le plan de polarisation des ondes émises par un premier émetteur ( 33), disposé en face de l'écran de réflexion

( 25), est perpendiculaire à la direction de passage de l'ar-

ticle.
16 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'ajustage de la position angulaire de rotation des émetteurs et/ou des capteurs autour d'un axe parallèle

à la direction de propagation des ondes émises.
17 Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des

éléments de commande qui répondent aux signaux d'identifica-

tion produits par les premiers et les seconds détecteurs ( 37 resp 43) et capteur ( 38) afin d'éliminer des articles

non standardisés dans une série continue d'articles examinés.
18 Procédé de réglage de l'appareil d'identifica-

tion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 en vue

d'augmenter la sensibilité du signal d'identification par réflexion d'ondes de l'article, caractérisé en ce que: a) on règle la distance A entre l'émetteur ( 1) et l'écran ( 12) en l'absence de l'article, de façon à produire dans

le détecteur ( 6) un niveau prédéterminé du signal de ré-

flexion, et on fixe l'écran dans cette position; b) puis on règle la distance B entre l'émetteur ( 1) et le

dispositif de support de l'article pendant que ce dispo-

sitif ( 15), portant l'article ( 9), se trouve entre l'émetteur et l'écran positionné comme sous a) afin de produire dans le détecteur ( 6) un niveau du signal de réflexion sensiblement différent de celui produit sous a)

et on fixe le dispositif ( 15) dans cette position.
19 Procédé de réglage selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'écran est fixé dans une position

-qui produit dans le détecteur un signal minimal.

Procédé de réglage selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'écran est fixé dans une position

qui produit dans le détecteur un signal maximal.
21 Procédé de réglage selon l'une quelconque des

revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le dispositif

de support ( 15) de l'article est fixé dans une position qui produit dans le détecteur un niveau de signal qui présente une différence maximale par rapport au niveau détecté en

l'absence de l'article.
22 Procédé de réglage de l'appareil d'identifica-

tion selon l'une quelconque des revendications 5 à 16, en

vue d'augmenter la sensibilité du signal d'identification, caractérisé en ce que: a) on règle la istance A entre un premier émetteur ( 33) et un écran ( 25) en l'absence de l'articla,de faon à Produire dans un premier détecteur ( 37) des ondes réfléchdies d'un niveau prédétermné du sicnal de réflexion,et on fixe l'écran ( 25) dans cette position;

b) on règle la distance B entre cet émetteur ( 33) et le dis-

positif de support de l'article ( 21, 22, 29) pendant que ce dispositif portant l'article ( 31) se trouve entre cet émetteur et l'écran positionné comme sous a), afin de produire dans le détecteur ( 37) un niveau du signal de réflexion sensiblement différent de celui produit sous

a), et on fixe le dispositif de support dans cette posi-

tion;

c) on règle la distance C entre un second émetteur ( 34) et un cap-

teur ( 38) des ondes transmises eri l'absence de l'articlede façon à produire dans ce capteur un niveau prédéterminé du signal de transmission; d) on réajuste cette distance C en l'absence de l'article de façon à produire dans un seoond détecteur( 43) des ondes 'réfléchies d'un niveau du signal de réflexion prédéterminé, et on fixe le capteur ( 38) et l'émetteur ( 34) à cette distance entre les deux; e) on met l'article ( 31) dans son dispositif de support ( 21, 22, 29) entre le capteur et l'émette-ur, et

f) on règle la distance D entre le second émetteur ( 34) et le disoo-

sitif de support portant l'article, afin de produire dans

ce second détecteur ( 43) des ondes réfléchies d'un niveau du signal de ré-

fléxion sensiblement différent 'de celui produit sous d), et on fixe le

dispositif de support dans cette position.
23 Procédé de réglage selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'on fixe l'écran ( 25) dans une position qui produit dans le premier détecteur ( 37) un signal minimal 24 Procédé de réglage selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'on fixe l'écran dans une position qui

produit dans le détecteur ( 37) un signal maximal.

Procédé de réglage-selon l'une quelconque des

revendications 21 à 23, caractérisé en ce que le support de

l'article est fixé dans une position qui produit dans oe premier détecteur ( 37) un niveau de signal de réflexion qui présente une différence maximale par rapport au niveau détecté en

l'absence de l'article.
26 Procédé de réglage selon l'une quelconque des

revendications 21 à 24, caractérisé en ce qu'on règle la

distance C de façon à produire dans le détecteur des ondes

transmises un niveau maximal du signal de transmission.
27 Procédé de réglage selon l'une quelconque des

revendications 21 à 25, caractérisé en ce qu'on réajuste la

distance C de façon à produire un niveau minimal du signal de réflexion dans ce second détecteur ( 43) 28 Procédé de réglage selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'on règle la distance D afin de produire dans ce second détecteur ( 43) un niveau maximal de signal

de réflexion.