RU2483276C1 - Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation - Google Patents

Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2483276C1
RU2483276C1 RU2011153673/28A RU2011153673A RU2483276C1 RU 2483276 C1 RU2483276 C1 RU 2483276C1 RU 2011153673/28 A RU2011153673/28 A RU 2011153673/28A RU 2011153673 A RU2011153673 A RU 2011153673A RU 2483276 C1 RU2483276 C1 RU 2483276C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
sheet
group
signal
subgroups
Prior art date
Application number
RU2011153673/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Валерьевич Минин
Максим Иванович Дюмин
Ирина Владимировна Ушкалова
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс")
Priority to RU2011153673/28A priority Critical patent/RU2483276C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2483276C1 publication Critical patent/RU2483276C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: sheet is moved in a tract through a device with transmitting electrodes on one side of the tract and a receiving electrode on the opposite side oppositely to transmitting electrodes. Transmitting electrodes are divided into groups, besides, one and the same transmitting electrode may belong to more than one group. Each group is divided into two subgroups. An exciting signal is sent to the first subgroup of electrodes, and the signal that is opposite to the exciting signal of the first subgroup is sent to the second subgroup. Correlation is determined between the exciting signal and the signal from the receiving electrode. Correlation is analysed, and on this basis availability of sheet irregularity in the specified area is specified.
EFFECT: improved validity of irregularity detection and reduced complexity of design.
24 cl, 6 dwg

Description

Группа изобретений относится к способам для обнаружения неоднородностей листового материала, а также к устройствам, реализующим этот способ, и может применяться при производстве листовых материалов, и, в особенности, в устройствах обработки документов, таких, как банкноты.The group of inventions relates to methods for detecting inhomogeneities of sheet material, as well as to devices implementing this method, and can be used in the production of sheet materials, and, in particular, in document processing devices, such as banknotes.

Обнаружение неоднородностей листового материала осуществляется, как правило, при его прохождении через листопроводный тракт. Неоднородности листа могут выражаться различием его толщины. Это различие толщины может быть изначально присущим листу, как в случае водяных знаков на бумаге, либо оно может отражать повреждения и дефекты изготовления листа. Помимо различия толщины листа неоднородности могут возникать из-за нахождения инородного материала в толще листа или на его поверхности.Detection of inhomogeneities of the sheet material is carried out, as a rule, when it passes through the sheet path. The heterogeneity of the sheet can be expressed by the difference in its thickness. This difference in thickness may be inherent in the sheet, as in the case of watermarks on paper, or it may reflect damage and manufacturing defects of the sheet. In addition to differences in sheet thickness, inhomogeneities can occur due to the presence of foreign material in the thickness of the sheet or on its surface.

При обработке документов устройство для обнаружения неоднородностей листового материала позволяет проконтролировать характеристики самого документа, влияющие на его идентификацию, выводы о подлинности и пригодности к применению.When processing documents, a device for detecting heterogeneities of sheet material allows you to control the characteristics of the document itself, affecting its identification, conclusions about the authenticity and suitability for use.

Современные банкноты представляют собой сложные структуры с переменной толщиной, часто состоящие из множества слоев. Банкнотная бумага имеет водяные знаки, выполняемые как локальные утолщения или утоньшения бумажного листа. В толщу бумажного листа встраиваются полимерные защитные ленты, что приводит не только к увеличению толщины банкноты в месте расположения ленты, но и к изменению других физических характеристик. Наиболее заметным отличием физических характеристик является изменение диэлектрической проницаемости. На банкноты наносятся специальные красочные слои, которые могут иметь достаточно большую толщину и заметные отличия физических характеристик по сравнению с исходным бумажным листом. На поверхность банкнот также наносятся пленочные аппликации, например голограммы или поляризационные пленки, что также увеличивает местную толщину и диэлектрическую проницаемость банкноты. Таким образом, контроль распределения неоднородностей по поверхности банкноты дает важную информацию для ее идентификации и подтверждения подлинности. С другой стороны, распределение неоднородностей по поверхности банкноты дает возможность судить о ее пригодности к дальнейшему применению. Контроль неоднородностей позволяет определить степень износа банкноты, выражающегося в истончении по линии сгиба. Кроме того, в обращении встречаются банкноты, которые были разорваны и затем склеены при помощи клейкой ленты. Такие банкноты должны изыматься из обращения. Слой клейкой ленты определяется устройством как недопустимая неоднородность листа, в результате чего банкнота направляется на утилизацию.Modern banknotes are complex structures with variable thickness, often consisting of many layers. Banknote paper has watermarks, performed as local thickening or thinning of the paper sheet. Polymeric protective tapes are embedded in the thickness of the paper sheet, which leads not only to an increase in the thickness of the banknote at the location of the tape, but also to a change in other physical characteristics. The most noticeable difference in physical characteristics is the change in dielectric constant. Special colorful layers are applied to the banknotes, which can have a sufficiently large thickness and noticeable differences in physical characteristics compared to the original paper sheet. Film applications, such as holograms or polarization films, are also applied to the surface of banknotes, which also increases the local thickness and dielectric constant of the banknote. Thus, monitoring the distribution of heterogeneities on the surface of the banknote provides important information for its identification and authentication. On the other hand, the distribution of heterogeneities over the surface of the banknote makes it possible to judge its suitability for further use. Control of heterogeneity allows you to determine the degree of wear of the banknote, expressed in thinning along the fold line. In addition, there are banknotes in circulation that were torn and then glued with adhesive tape. Such banknotes must be withdrawn from circulation. The layer of adhesive tape is defined by the device as an unacceptable heterogeneity of the sheet, as a result of which the banknote is sent for recycling.

Уровень техникиState of the art

Применяемые способы и устройства для обнаружения неоднородностей листа делятся на бесконтактные и контактные. Контактные устройства производят прямое измерение толщины банкноты за счет зажатия ее между двумя поверхностями, например поверхностями двух роликов, расположенных в листопроводном тракте. Бесконтактные устройства основываются на измерении определенного физического показателя листового материала, позволяющего выявить неоднородности листа, например оптической плотности или коэффициента ослабления ультразвукового импульса. Используются измерители денситометрического, емкостного или ультразвукового типа.The applied methods and devices for detecting sheet inhomogeneities are divided into non-contact and contact. Contact devices make a direct measurement of the thickness of a banknote by clamping it between two surfaces, for example, the surfaces of two rollers located in a sheet duct. Contactless devices are based on the measurement of a certain physical indicator of the sheet material, which makes it possible to detect inhomogeneities of the sheet, for example, optical density or attenuation coefficient of an ultrasonic pulse. Used densitometric, capacitive or ultrasonic type meters.

Заявленная группа изобретений относится к емкостному типу. В устройствах емкостного типа для контроля неоднородности листа, в зоне его расположения, используется один либо несколько измерительных электрических конденсаторов. Каждый конденсатор располагают таким образом, чтобы часть листа находилась в диэлектрическом зазоре конденсатора. Неоднородности листа приводят к различию электрической емкости измерительного конденсатора. Изменение емкости регистрируется как мера неоднородности листа.The claimed group of inventions relates to a capacitive type. In capacitive-type devices to control the heterogeneity of the sheet, in the zone of its location, one or more measuring electric capacitors is used. Each capacitor is positioned so that part of the sheet is in the dielectric gap of the capacitor. The inhomogeneities of the sheet lead to a difference in the electrical capacitance of the measuring capacitor. The change in capacity is recorded as a measure of sheet heterogeneity.

Известны различные принципы взаимного расположения листа и электродов конденсатора. В заявке EP 0097570 (опубл. 01.04.1984, МПК G01B 7/06) один электрод конденсатора расположен по одну сторону листа, а второй электрод - по другую сторону листа. Таким образом, силовые линии поля в конденсаторе, в основном, пересекают лист в перпендикулярном направлении. К достоинствам подобного расположения относится малая зависимость емкости от места расположения листа в зазоре между электродами, причем, сам по себе, зазор может быть сделан достаточно широким - в пределах нескольких крат от значения толщины листа. Поэтому такое устройство можно применять, когда лист перемещается в зазоре с высокой скоростью, и постоянный его контакт с электродами нежелателен по механическим соображениям. Недостатком является высокая чувствительность к нестабильности величины зазора между электродами. Это требует специальных механических мер по стабилизации зазора и подавления вибрации электродов.Various principles of the mutual arrangement of the sheet and the electrodes of the capacitor are known. In the application EP 0097570 (publ. 01.04.1984, IPC G01B 7/06), one capacitor electrode is located on one side of the sheet, and the second electrode on the other side of the sheet. Thus, the field lines in the capacitor mainly intersect the sheet in the perpendicular direction. The advantages of such an arrangement include the small dependence of the capacitance on the location of the sheet in the gap between the electrodes, and, by itself, the gap can be made quite wide - within a few times of the sheet thickness. Therefore, such a device can be used when the sheet moves in the gap at high speed, and its constant contact with the electrodes is undesirable for mechanical reasons. The disadvantage is the high sensitivity to instability of the gap between the electrodes. This requires special mechanical measures to stabilize the gap and suppress vibration of the electrodes.

В заявке SE 355428 (опубл. 16.04.1973 г., МПК G07D 7/00) используется измерительный конденсатор с электродами, расположенными по разные стороны от контролируемого документа. Один из электродов имеет специальную форму, соответствующую форме водяного знака на определенном типе защищенного документа. Изменение емкости конденсатора проявляется наиболее сильно при точном совмещении водяного знака на этом документе с электродом. Изменение емкости конденсатора пропорционально пространственной корреляции между формой электродов, с одной стороны, и формой неоднородности листа, с другой. На этом явлении основано подтверждение подлинности документа. Недостатком этого устройства является его пригодность для обнаружения неоднородностей одной определенной геометрической формы, а также высокая чувствительность к нестабильности величины зазора между электродами.In the application SE 355428 (publ. 04/16/1973, IPC G07D 7/00) a measuring capacitor is used with electrodes located on opposite sides of the document being monitored. One of the electrodes has a special shape corresponding to the shape of the watermark on a particular type of security document. A change in the capacitance of the capacitor manifests itself most strongly with the exact combination of the watermark on this document with the electrode. The change in capacitance is proportional to the spatial correlation between the shape of the electrodes, on the one hand, and the shape of the sheet inhomogeneity, on the other. The confirmation of the authenticity of the document is based on this phenomenon. The disadvantage of this device is its suitability for detecting inhomogeneities of one particular geometric shape, as well as high sensitivity to instability of the gap between the electrodes.

В патенте US 5,122,754 (опубл. 16.06.1992 г., МПК G01R 27/26) описывается использование пары измерительных конденсаторов. В каждом конденсаторе один из электродов расположен по одну сторону листа, а второй - по другую его сторону. Оба конденсатора расположены рядом друг с другом и также имеют специальную форму электродов, соответствующую форме водяного знака на определенном типе листов защищенной бумаги. Один из конденсаторов по форме электрода соответствует участку листа с утолщением бумаги, а второй конденсатор соответствует участку листа с утоньшением бумаги. При попадании водяного знака точно на место расположения пары конденсаторов емкость одного из конденсаторов существенно падает, а другого - возрастает. Разность в изменении их емкости пропорциональна пространственной корреляции между формой электродов, с одной стороны, и формой неоднородности листа, с другой. Она рассматривается как критерий для подтверждения подлинности водяного знака на листе. Как и предыдущее, данное устройство не является универсальным, так как оно предназначено для определения наличия водяных знаков конкретного вида.US Pat. No. 5,122,754 (published June 16, 1992, IPC G01R 27/26) describes the use of a pair of measuring capacitors. In each capacitor, one of the electrodes is located on one side of the sheet, and the second on the other side of the sheet. Both capacitors are located next to each other and also have a special shape of electrodes corresponding to the shape of the watermark on a certain type of sheets of security paper. One of the capacitors in the shape of the electrode corresponds to the portion of the sheet with thickening paper, and the second capacitor corresponds to the portion of the sheet with thinning paper. When a watermark hits exactly the location of a pair of capacitors, the capacitance of one of the capacitors drops significantly, while the other increases. The difference in the change in their capacitance is proportional to the spatial correlation between the shape of the electrodes, on the one hand, and the shape of the sheet heterogeneity, on the other. It is considered as a criterion for confirming the authenticity of the watermark on the sheet. Like the previous one, this device is not universal, since it is designed to determine the presence of watermarks of a particular type.

Другое решение описано в патенте US 5,899,313 (опубл. 04.05.1999 г., МПК G07D 7/00). Согласно этому патенту электроды конденсатора располагают вблизи друг друга, с одной и той же стороны листа. Силовые линии поля в конденсаторе проходят через материал листа по дуге. Главным недостатком этого решения является крайне высокая зависимость емкости от зазора между электродами и листом. Поэтому, как описано в известном патенте, оптимальным является прижатие листа непосредственно к поверхности электродов. Это ограничивает его применение теми устройствами, в которых лист неподвижен или движется очень медленно. К достоинствам описанного расположения электродов можно отнести компактность устройства, поскольку все электроды, даже для множества конденсаторов, могут быть размещены на общей пластине диэлектрика. На обратной стороне той же пластины, методом печатного монтажа, могут быть выполнены электронные схемы, обеспечивающие измерение электрической емкости.Another solution is described in US patent 5,899,313 (publ. 05/04/1999, IPC G07D 7/00). According to this patent, the capacitor electrodes are located close to each other, on the same side of the sheet. The field lines in the capacitor pass through the sheet material along an arc. The main disadvantage of this solution is the extremely high dependence of the capacitance on the gap between the electrodes and the sheet. Therefore, as described in the known patent, it is optimal to press the sheet directly to the surface of the electrodes. This limits its use to devices in which the sheet is stationary or moves very slowly. The advantages of the described arrangement of electrodes include the compactness of the device, since all electrodes, even for many capacitors, can be placed on a common dielectric plate. On the reverse side of the same plate, by printed wiring, electronic circuits can be made to measure the electrical capacitance.

Существует также решение, объединяющее положительные стороны обоих ранее описанных известных решений. В патенте US 6,229,317 (опубл. 08.05.2001 г., МПК G01R 27/28) используются три электрода, два из которых расположены рядом друг с другом по одну сторону листа, а третий находится по другую его сторону непосредственно напротив области расположения первого и второго электродов. При этом только первый и второй электрод включены в измерительную схему, в то время как третий электрод полностью изолирован. Функцией третьего, пассивного электрода является направление силовых линий по перпендикуляру к листу. Измерительный конденсатор, фактически, состоит из двух последовательно включенных конденсаторов, причем лист находится в диэлектрическом зазоре каждого из них. В этом решении компактность достигается за счет возможности расположения практически всех элементов устройства, кроме пассивного электрода, по одну сторону листа. Но этому решению свойственна также и высокая чувствительность к нестабильности зазора между первым и вторым электродами, с одной стороны, и пассивным электродом, с другой.There is also a solution combining the positive aspects of both previously described known solutions. In the patent US 6,229,317 (publ. 08.05.2001, IPC G01R 27/28) three electrodes are used, two of which are located next to each other on one side of the sheet, and the third is on its other side directly opposite the area of the first and second electrodes. In this case, only the first and second electrodes are included in the measuring circuit, while the third electrode is completely insulated. The function of the third, passive electrode is to direct the lines of force perpendicular to the sheet. The measuring capacitor, in fact, consists of two series-connected capacitors, and the sheet is in the dielectric gap of each of them. In this solution, compactness is achieved due to the possibility of arranging almost all elements of the device, except the passive electrode, on one side of the sheet. But this solution also has a high sensitivity to the instability of the gap between the first and second electrodes, on the one hand, and the passive electrode, on the other.

Для всех устройств, в которых электроды размещаются по разные стороны листа, свойственна общая зависимость емкости C от толщины листа h и ширины зазора L:

Figure 00000001
.For all devices in which the electrodes are placed on opposite sides of the sheet, the general dependence of the capacitance C on the thickness of the sheet h and the gap width L is characteristic:
Figure 00000001
.

Подобная формула может быть легко получена из эквивалентной схемы последовательного включения двух плоских конденсаторов и известна, например, из заявки SE 55428. Здесь ε0 обозначает диэлектрическую проницаемость вакуума (и практически равна проницаемости воздуха, ε обозначает относительную диэлектрическую проницаемость материала листа, a S - площадь электрода. Изменение емкости конденсатора отражает как изменение толщины листа, так и изменение его диэлектрической проницаемости за счет внедрения инородного материала или наложения его на поверхность листа. Так как по изменению емкости нельзя определить, каким из названных факторов вызвано это изменение, то удобно говорить об изменении эквивалентной толщины листа he, предполагая неизменным диэлектрическую проницаемость εp. В такой трактовке формула (1) преобразуется к виду:

Figure 00000002
.A similar formula can be easily obtained from an equivalent series circuit of two flat capacitors and is known, for example, from SE 55428. Here, ε 0 denotes the dielectric constant of vacuum (and is almost equal to the permeability of air, ε denotes the relative dielectric constant of the sheet material, and S is the area The change in capacitance of a capacitor reflects both a change in sheet thickness and a change in its dielectric constant due to the introduction of foreign material or its imposition on Since the change in capacity cannot determine which of these factors caused this change, it is convenient to talk about a change in the equivalent sheet thickness h e , assuming the dielectric constant ε p to be unchanged. In this interpretation, formula (1) is transformed to:
Figure 00000002
.

Изменение эквивалентной толщины листа отражает как реальное изменение толщины, так и появление инородного материала на поверхности либо в толще листа.A change in the equivalent sheet thickness reflects both the actual change in thickness and the appearance of foreign material on the surface or in the thickness of the sheet.

Если зазор между электродами конденсатора, в котором проходит лист, превышает толщину листа в несколько раз, то неоднородности листа приводят к очень малому изменению емкости конденсатора. Например, если толщина бумажного листа равна 0,1 мм, а зазор равен 0,5 мм, то уменьшение толщины листа в 2 раза изменит емкость всего лишь приблизительно на 5%. Столь небольшая величина изменения предъявляет высокие требования к схеме измерения емкости. Напротив, относительное изменение ширины зазора практически совпадает по абсолютной величине с вызванным им относительным изменением емкости и противоположно ему по знаку. Так, в приведенном примере, изменение зазора на 0,1 мм вызывает изменение емкости на 20%. Отсюда видно, что стабильность зазора должна выдерживаться на уровне 10-20 микрон, что представляет собой серьезную конструкторскую задачу, особенно, если тракт должен периодически открываться для обслуживания.If the gap between the electrodes of the capacitor in which the sheet passes exceeds the thickness of the sheet by several times, then the inhomogeneities of the sheet lead to a very small change in the capacitance of the capacitor. For example, if the thickness of the paper sheet is 0.1 mm and the gap is 0.5 mm, then reducing the sheet thickness by 2 times will change the capacity by only about 5%. Such a small amount of change makes high demands on the capacitance measurement scheme. On the contrary, the relative change in the width of the gap practically coincides in absolute value with the relative change in capacitance caused by it and is opposite in sign. So, in the above example, a 0.1 mm gap change causes a 20% change in capacitance. This shows that the stability of the gap should be maintained at the level of 10-20 microns, which is a serious design problem, especially if the path should be periodically opened for maintenance.

Быстродействие емкостного датчика ограничивается длительностью процесса измерения емкости. Сам по себе измерительный конденсатор практически моментально меняет свою емкость и не вносит дополнительного вклада в длительность процесса измерения.The performance of a capacitive sensor is limited by the duration of the capacitance measurement process. The measuring capacitor itself changes its capacitance almost instantly and does not make an additional contribution to the duration of the measurement process.

Для измерения электрической емкости измерительного конденсатора используются разные методы. Они различаются физическим принципом и длительностью процесса измерения, которая, в свою очередь, определяет общее время, затрачиваемое на обмер неоднородностей всего листа. Исторически, первыми были решения, в которых измерительный конденсатор включался в колебательный контур автогенераторной схемы, как, например, описанное в US 3,764,899 (опубл. 09.10.1973 г., МПК G01R 7/26). Изменение емкости конденсатора приводит к изменению частоты автогенерации, которая регистрируется частотомером. Относительное изменение частоты, для малых величин, составляет половину относительного изменения емкости. Недостатком подобных схем является низкое быстродействие, поскольку надежное измерение малых изменений частоты требует большого времени. В более поздних решениях, к которым, в частности, относится патент US 5,122,754, измерительный конденсатор включается в схему одновибратора и задает время его срабатывания. Измеряемым параметром в этом случае является длительность импульса, что позволяет быстрее получить результат.Different methods are used to measure the electrical capacitance of the measuring capacitor. They differ in the physical principle and the duration of the measurement process, which, in turn, determines the total time spent measuring the inhomogeneities of the entire sheet. Historically, the first were solutions in which a measuring capacitor was included in the oscillatory circuit of a self-oscillating circuit, such as described in US 3,764,899 (published on 10/09/1973, IPC G01R 7/26). A change in the capacitance of the capacitor leads to a change in the frequency of self-generation, which is recorded by the frequency meter. The relative change in frequency, for small quantities, is half the relative change in capacitance. The disadvantage of such schemes is the low speed, since reliable measurement of small frequency changes requires a lot of time. In later solutions, to which, in particular, US Pat. No. 5,122,754 relates, the measuring capacitor is included in the single-shot circuit and sets the response time. The measured parameter in this case is the pulse duration, which allows you to quickly get the result.

Известно устройство для проверки наличия полимерной металлизированной защитной полосы в листе банкнотной бумаги, описанное в патенте US 5,394,969. В этом устройстве применяются два передающих электрода в виде плоских пластин, размещенных с одной и той же стороны банкноты, приемный электрод в виде проволоки, размещенный с той же стороны банкноты между плоскими пластинами, и защитный электрод в форме полуцилиндра, окружающего приемный электрод. Способ проверки листов, реализуемый данным устройством, позволяет обнаружить металлизированную защитную ленту и предусматривает следующую последовательность действий. Лист перемещают вдоль передающих электродов, при этом на передающие электроды подаются противофазные электрические сигналы, а с приемного электрода снимается результирующий сигнал. В отсутствие защитной полосы вблизи приемного электрода сигнал на приемном электроде отсутствует, поскольку емкостные токи, протекающие в приемный электрод от первого и второго передающего электрода, взаимно вычитаются. Когда же защитная полоса располагается непосредственно вблизи приемного электрода, но смещена в сторону одного из передающих электродов, то на приемном электроде возникает сигнал разбаланса. Этот сигнал далее усиливается и детектируется синхронным детектором. Отклонение напряжения на выходе детектора от нейтрального уровня указывает на наличие защитной полосы вблизи приемного электрода. Защитный электрод имеет нейтральный потенциал и ограничивает проникновение электрического поля на приемный электрод через банкнотную бумагу в отсутствии защитной полосы. Металлизация, имеющаяся на защитной полосе, выполняет роль моста над защитным электродом и способствует проникновению электрического поля к приемному электроду. Таким образом, этот способ позволяет определить наличие только металлизированной защитной ленты. При этом неоднородности листа, имеющие другое происхождение и размещенные по всей поверхности листа, не могут быть обнаружены. Данный способ проверки выбран в качестве ближайшего аналога для заявленного способа обнаружения неоднородности листов.A device for checking the presence of a polymer metallized protective strip in a sheet of banknote paper is described in US Pat. No. 5,394,969. This device employs two transmitting electrodes in the form of flat plates placed on the same side of the banknote, a receiving electrode in the form of a wire placed on the same side of the banknote between the flat plates, and a protective electrode in the form of a half cylinder surrounding the receiving electrode. The method of checking sheets implemented by this device allows you to detect a metallized protective tape and provides the following sequence of actions. The sheet is moved along the transmitting electrodes, while the phase-shifting electrical signals are applied to the transmitting electrodes, and the resulting signal is removed from the receiving electrode. In the absence of a protective strip near the receiving electrode, there is no signal at the receiving electrode, since capacitive currents flowing into the receiving electrode from the first and second transmitting electrodes are mutually subtracted. When the protective strip is located directly near the receiving electrode, but is shifted towards one of the transmitting electrodes, an unbalance signal appears on the receiving electrode. This signal is further amplified and detected by a synchronous detector. The deviation of the voltage at the detector output from the neutral level indicates the presence of a protective strip near the receiving electrode. The protective electrode has a neutral potential and limits the penetration of an electric field onto the receiving electrode through banknote paper in the absence of a protective strip. The metallization on the protective strip acts as a bridge over the protective electrode and facilitates the penetration of the electric field to the receiving electrode. Thus, this method allows you to determine the presence of only a metallized protective tape. Moreover, sheet inhomogeneities having a different origin and located over the entire surface of the sheet cannot be detected. This verification method is selected as the closest analogue for the claimed method for detecting heterogeneity of sheets.

Прогресс в области высокочастотной электроники позволил, в последнее время, перейти к прямому измерению тока, протекающего через измерительный конденсатор и пропорционального его емкости. Высокочастотное напряжение от генератора, частотой в десятки или сотни мегагерц, прикладывается к первому электроду измерительного конденсатора, называемому передающим электродом. Объектом измерения является ток возврата, протекающий через второй электрод конденсатора назад в генератор. Этот электрод называется приемным электродом. Для измерения тока применяется схема, состоящая из усилителя и детектора, выход детектора подключен к аналого-цифровому преобразователю. Данный метод дает наибольшее быстродействие и относительно малую чувствительность к электрическим помехам. Он использован в устройстве, описанном в патенте US 6,229,317, а также в патенте US 8,028,990 (опубл. 04.10.2011, МПК В65Н 7/02), выбранном в качестве прототипа для заявленного устройства.Progress in the field of high-frequency electronics has recently made it possible to switch to direct measurement of the current flowing through a measuring capacitor and proportional to its capacitance. The high-frequency voltage from the generator, with a frequency of tens or hundreds of megahertz, is applied to the first electrode of the measuring capacitor, called the transmitting electrode. The measurement object is the return current flowing through the second capacitor electrode back to the generator. This electrode is called the receiving electrode. To measure current, a circuit consisting of an amplifier and a detector is used; the detector output is connected to an analog-to-digital converter. This method gives the highest speed and relatively low sensitivity to electrical noise. It is used in the device described in US patent 6,229,317, as well as in US patent 8,028,990 (publ. 04.10.2011, IPC B65H 7/02), selected as a prototype for the claimed device.

Положительной стороной прототипа устройства является использование множества измерительных конденсаторов, расположенных вдоль прямой линии перпендикулярно направлению хода листа. За счет этого одновременно контролируется неоднородность листа вдоль целой полосы, пересекающей лист. Это позволяет полностью обследовать весь лист при высокой скорости его перемещения в тракте. Так как прототип использует измерительные конденсаторы, электроды которых находятся по разные стороны листа, то ему свойственна высокая чувствительность к нестабильности зазора между электродами. В прототипе устройства применяются общий генератор и общий передающий электрод для всех измерительных конденсаторов в полосе. Для каждого конденсатора используются отдельный приемный электрод и отдельные схемы измерения тока. Из-за ранее упомянутой малой относительной величины изменения емкости схемы измерения тока оказываются достаточно сложными. Их повторение по числу используемых измерительных конденсаторов приводит к существенному увеличению сложности всего устройства.The positive side of the prototype device is the use of many measuring capacitors located along a straight line perpendicular to the direction of travel of the sheet. Due to this, the heterogeneity of the sheet along the whole strip intersecting the sheet is simultaneously controlled. This allows you to fully examine the entire sheet at a high speed of its movement in the tract. Since the prototype uses measuring capacitors, the electrodes of which are located on opposite sides of the sheet, it is characterized by a high sensitivity to the instability of the gap between the electrodes. In the prototype of the device, a common generator and a common transmitting electrode are used for all measuring capacitors in the strip. For each capacitor, a separate receiving electrode and separate current measurement circuits are used. Due to the previously mentioned small relative value, changes in the capacitance of the current measurement circuit are quite complex. Their repetition in the number of used measuring capacitors leads to a significant increase in the complexity of the entire device.

Задачей при разработке заявленной группы изобретений являлась разработка эффективного способа обнаружения неоднородности листов и создание простого и быстродействующего устройства для этого, способного надежно работать при большой нестабильности зазора между его частями.The task in the development of the claimed group of inventions was the development of an effective method for detecting heterogeneity of sheets and the creation of a simple and fast device for this, capable of reliable operation with great instability of the gap between its parts.

Техническим результатом группы изобретений является повышение достоверности обнаружения неоднородности листов и снижение сложности конструкции.The technical result of the group of inventions is to increase the reliability of detection of heterogeneity of sheets and reduce the complexity of the design.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Заявленный технический результат достигается тем, что в соответствии со способом обнаружения неоднородности листа лист перемещают в тракте через устройство, содержащее передающие электроды на одной стороне тракта, и приемный электрод, размещенный на противоположной стороне тракта напротив области расположения передающих электродов, разделяют передающие электроды на группы, причем один и тот же передающий электрод может принадлежать более чем к одной группе, каждую группу разделяют на две подгруппы, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один электрод, проводят анализ наличия неоднородностей листа в области расположения передающих электродов каждой группы, для чего на первую подгруппу электродов в группе подают возбуждающий сигнал, а на вторую подгруппу электродов в группе подают сигнал, противофазный возбуждающему сигналу первой подгруппы, и определяют корреляцию между возбуждающим сигналом и сигналом с приемного электрода, анализируют корреляцию и по ней судят о наличии неоднородности листа в указанной области, и на основе суждений, полученных для каждой группы, судят о наличии неоднородности листа в области расположения электродов.The claimed technical result is achieved by the fact that in accordance with the method for detecting sheet inhomogeneity, the sheet is moved in the path through a device containing transmitting electrodes on one side of the path, and a receiving electrode located on the opposite side of the path opposite the location of the transmitting electrodes divides the transmitting electrodes into groups, moreover, the same transmitting electrode may belong to more than one group, each group is divided into two subgroups, each of which contains at least at least one electrode, an analysis is made of the presence of sheet inhomogeneities in the location of the transmitting electrodes of each group, for which an excitation signal is supplied to the first subgroup of electrodes in the group, and an antiphase excitation signal to the first subgroup is supplied to the second subgroup of electrodes, and the correlation is determined between the exciting signal and the signal from the receiving electrode, analyze the correlation and it is judged on the presence of heterogeneity of the sheet in the specified area, and based on the judgments obtained for each g uppy, judged on the presence of heterogeneity in the sheet electrode arrangement.

В отличие от прототипа в заявленном способе лист пропускают между нескольких групп электродов, в каждую из которых одновременно подается возбуждающий сигнал и противофазный ему, при этом каждый электрод может принадлежать более чем к одной группе.Unlike the prototype, in the claimed method, a sheet is passed between several groups of electrodes, each of which is simultaneously supplied with an exciting signal and antiphase to it, while each electrode can belong to more than one group.

В заявленном способе при анализе наличия неоднородностей листа в области расположения передающих электродов каждой группы может быть проведено дополнительное измерение, при котором меняют местами сигналы, прикладываемые к двум подгруппам электродов группы, и вычитают получаемую при этом корреляцию между возбуждающим сигналом и сигналом с приемного электрода из первоначально полученной корреляции.In the inventive method, when analyzing the presence of sheet inhomogeneities in the area of the location of the transmitting electrodes of each group, an additional measurement can be carried out, in which the signals applied to the two subgroups of the group electrodes are interchanged and the resulting correlation between the exciting signal and the signal from the receiving electrode is subtracted from the original the resulting correlation.

В заявленном способе может одновременно возбуждаться, по меньшей мере, две группы электродов, а возбуждающий сигнал для каждой из таких групп выбирают таким образом, чтобы он не имел корреляции с возбуждающими сигналами, применяемыми для других одновременно возбуждаемых групп.In the inventive method, at least two groups of electrodes can be simultaneously excited, and the excitation signal for each of such groups is selected so that it does not correlate with excitation signals used for other simultaneously excited groups.

В заявленном способе по мере продвижения листа в тракте возможно дополнительно, по меньшей мере, один раз, повторить обнаружение неоднородностей листа.In the inventive method, as the sheet advances in the path, it is possible to additionally at least once repeat the detection of sheet inhomogeneities.

В заявленном способе подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, могут располагаться в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, и для обнаружения неоднородности в ходе анализа устанавливают порог абсолютной величины корреляции, которая вычисляется для каждой группы, а при превышении порога принимают решение о наличии неоднородности листа в области расположения передающих электродов группы.In the claimed method, subgroups of transmitting electrodes included in one group can be located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and the threshold for the absolute value of correlation is set in order to detect heterogeneity, which is calculated for each group, and when the threshold is exceeded, a decision is made on the presence of sheet inhomogeneity in the area of the group's transmitting electrodes.

В заявленном способе на основе полученных значений корреляции может быть восстановлено приближенное распределение эквивалентной толщины листа по его поверхности, а затем проанализировано названное распределение для обнаружения неоднородности, при этом группы электродов могут быть пространственно скомпонованы таким образом, чтобы результат измерения корреляции по каждой группе соответствовал определенной компоненте разложения распределения эквивалентной толщины по поверхности листа по определенному функциональному базису.In the claimed method, based on the obtained correlation values, the approximate distribution of the equivalent sheet thickness over its surface can be restored, and then the named distribution can be analyzed to detect heterogeneity, while the groups of electrodes can be spatially arranged so that the correlation measurement result for each group corresponds to a specific component decomposition of the distribution of equivalent thickness over the surface of the sheet on a specific functional basis.

В качестве функционального базиса может быть выбрана система вейвлетов Хаара или система функций Уолша-Адамара. Для варианта способа, в котором группы электродов могут быть пространственно скомпонованы таким образом, чтобы результат измерения корреляции по каждой группе соответствовал определенной компоненте разложения распределения эквивалентной толщины по поверхности листа по определенному функциональному базису, подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, могут быть расположены в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, а значения величины корреляции, вычисляемые для каждой группы, рассматривают как величины, пропорциональные производной эквивалентной толщины листа по направлению между центрами тяжести первой и второй подгрупп передающих электродов.As a functional basis, the Haar wavelet system or the Walsh-Hadamard function system can be chosen. For a variant of the method in which groups of electrodes can be spatially arranged so that the correlation measurement result for each group corresponds to a certain component of the expansion of the distribution of equivalent thickness over the sheet surface over a specific functional basis, subgroups of transmitting electrodes included in one group can be located in immediate proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and The values of correlation values calculated for each group, considered as a value proportional to the derivative equivalent plate thickness in the direction between the centers of gravity of the first and second subgroups of transmitting electrodes.

Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для обнаружения неоднородности листа содержит: передающие электроды, размещенные с одной стороны листа, разделенные на группы, каждая из которых состоит из двух подгрупп, каждая из подгрупп содержит, по меньшей мере, один электрод, при этом, по меньшей мере, один передающий электрод может принадлежать более чем к одной группе; приемный электрод, размещенный с противоположной стороны листа и охватывающий область расположения передающих электродов; блок управления передающими электродами и синхронизированный с ним блок обработки сигнала с приемного электрода, при этом блок управления передающими электродами выполнен с возможностью возбуждения электродов каждой группы с подачей возбуждающего сигнала на первую подгруппу электродов и одновременной подачей сигнала, противофазного возбуждающему, на вторую подгруппу электродов, а блок обработки сигнала с приемного электрода содержит устройство для определения величины корреляции возбуждающего сигнала.The claimed technical result is achieved in that the device for detecting inhomogeneity of the sheet comprises: transmitting electrodes placed on one side of the sheet, divided into groups, each of which consists of two subgroups, each of the subgroups contains at least one electrode, while at least one transmitting electrode may belong to more than one group; a receiving electrode placed on the opposite side of the sheet and covering the area of location of the transmitting electrodes; the transmitting electrode control unit and a signal processing unit from the receiving electrode synchronized with it, while the transmitting electrode control unit is configured to excite the electrodes of each group by supplying an excitation signal to the first subgroup of electrodes and simultaneously supplying an antiphase excitation signal to the second subgroup of electrodes, and the signal processing unit from the receiving electrode comprises a device for determining the correlation value of the exciting signal.

В отличие от прототипа в заявленном устройстве используются группы передающих электродов и один приемный электрод, при этом группы передающих электродов дополнительно делятся на подгруппы, причем каждый электрод может принадлежать более чем одной группе.Unlike the prototype, the claimed device uses groups of transmitting electrodes and one receiving electrode, while the groups of transmitting electrodes are further divided into subgroups, and each electrode can belong to more than one group.

В заявленном устройстве передающие электроды могут быть выполнены в виде неперекрывающихся участков поверхности, приемный электрод может быть выполнен в виде участка поверхности и равноудален от передающих электродов, при этом блок управления передающими электродами может быть выполнен с возможностью обеспечения соотношения амплитуд возбуждающего и противофазного ему сигнала, подаваемых на подгруппы электродов, пропорционального отношению суммарных площадей электродов второй и первой подгрупп.In the claimed device, the transmitting electrodes can be made in the form of non-overlapping surface areas, the receiving electrode can be made in the form of a surface area and equidistant from the transmitting electrodes, while the control unit of the transmitting electrodes can be configured to provide a ratio of the amplitudes of the exciting and antiphase signals supplied to it subgroups of electrodes proportional to the ratio of the total electrode areas of the second and first subgroups.

В заявленном устройстве блок обработки сигнала с приемного электрода может содержать усилитель сигнала с приемного электрода, при этом для такого устройства блок обработки сигнала может быть снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным устройством для определения корреляции возбуждающего сигнала и сигнала с приемного электрода так, что сигнал возбуждения каждой из одновременно возбуждаемых групп подается на вход отдельного устройства для определения корреляцииIn the claimed device, the signal processing unit from the receiving electrode may include a signal amplifier from the receiving electrode, while for such a device, the signal processing unit may be equipped with at least one additional device for determining the correlation of the exciting signal and the signal from the receiving electrode so that the signal the excitation of each of the simultaneously excited groups is fed to the input of a separate device to determine the correlation

В заявленном устройстве, в том числе для варианта с передающими электродами в виде неперекрывающихся участков поверхности, устройство для определения величины корреляции может являться синхронным детектором.In the claimed device, including for the variant with transmitting electrodes in the form of non-overlapping surface sections, the device for determining the correlation value can be a synchronous detector.

Применение двух подгрупп электродов, которые возбуждаются противофазными напряжениями, позволяет существенно снизить вредное влияние зазора на обнаружение неоднородностей листа. Фактически электроды первой подгруппы и второй подгруппы передающих электродов образуют, вместе с приемным электродом, два независимых измерительных конденсатора. Ток, протекающий через общий приемный электрод, содержит сумму тока от первой подгруппы и тока от второй подгруппы. Величина каждого из этих токов практически обратно пропорциональна величине зазора. За счет подачи противофазных напряжений на эти подгруппы, в отсутствии неоднородности листа, происходит взаимное ослабление указанных токов, что ослабляет вредное влияние нестабильности зазора. В то же время появление неоднородности листа в области, покрываемой электродами группы, приводит к увеличению тока от той подгруппы электродов, которая покрывает участок с увеличенной эквивалентной толщиной, и к уменьшению тока от подгруппы, которая покрывает участок с уменьшенной эквивалентной толщиной. Следовательно, при сложении противофазных токов происходит увеличение регистрируемого изменения тока приемного электрода, в сравнении с изменениями токов от каждой из подгрупп в отдельности. Таким образом, первая компонента тока приемного электрода, которая протекает даже в отсутствии неоднородностей листа и зависит от нестабильности зазора, уменьшается, а вторая компонента, характеризующая неоднородность листа, увеличивается. Это позволяет использовать более простую механическую конструкцию устройства, допускающую увеличенную нестабильность зазора, без потери точности обнаружения неоднородностей листа.The use of two subgroups of electrodes that are excited by antiphase voltages can significantly reduce the harmful effect of the gap on the detection of sheet inhomogeneities. In fact, the electrodes of the first subgroup and the second subgroup of transmitting electrodes form, together with the receiving electrode, two independent measuring capacitors. The current flowing through the common receiving electrode contains the sum of the current from the first subgroup and the current from the second subgroup. The magnitude of each of these currents is almost inversely proportional to the magnitude of the gap. Due to the supply of antiphase stresses to these subgroups, in the absence of sheet heterogeneity, there is a mutual weakening of these currents, which weakens the harmful effect of gap instability. At the same time, the appearance of sheet inhomogeneity in the region covered by the electrodes of the group leads to an increase in current from the subset of electrodes that covers the area with increased equivalent thickness, and to a decrease in current from the subgroup that covers the area with reduced equivalent thickness. Consequently, when adding antiphase currents, an increase in the recorded change in the current of the receiving electrode occurs, in comparison with changes in currents from each of the subgroups separately. Thus, the first current component of the receiving electrode, which flows even in the absence of sheet inhomogeneities and depends on the instability of the gap, decreases, and the second component characterizing the sheet inhomogeneity increases. This allows you to use a simpler mechanical design of the device, allowing increased instability of the gap, without loss of accuracy in detecting inhomogeneities of the sheet.

В предпочтительном варианте реализации электроды первой и второй подгруппы выполняют в виде неперекрывающихся участков поверхности, а приемный электрод выполняют в виде участка поверхности, равноудаленного от передающих электродов. При этом отношение амплитуд возбуждающего сигнала и противофазного ему сигнала, подаваемых на подгруппы электродов группы, выбирают пропорциональным отношению суммарных площадей электродов второй подгруппы и первой подгруппы. Такая конфигурация электродов обеспечивает равенство токов, протекающих в приемный электрод от первой подгруппы электродов и от второй подгруппы электродов, при условии отсутствия неоднородности листа. Так как эти токи находятся в противофазе, то описанная выше вредоносная первая компонента тока приемного электрода сводится к нулю. Вторая, полезная компонента, характеризующая наличие неоднородности, все же сохраняет зависимость от величины зазора L. Однако негативное влияние этой зависимости в существенной степени проявляется только при больших относительных изменениях зазора и искажает только измеряемую величину перепада эффективной толщины листа. Сам факт наличия определяемого перепада и его знак не искажаются.In a preferred embodiment, the electrodes of the first and second subgroups are made in the form of non-overlapping sections of the surface, and the receiving electrode is made in the form of a section of the surface equidistant from the transmitting electrodes. In this case, the ratio of the amplitudes of the exciting signal and the signal out of phase with it, applied to the subgroups of the electrodes of the group, is selected proportional to the ratio of the total areas of the electrodes of the second subgroup and the first subgroup. This configuration of the electrodes ensures the equality of currents flowing into the receiving electrode from the first subgroup of electrodes and from the second subgroup of electrodes, provided that there is no inhomogeneity of the sheet. Since these currents are in antiphase, the malicious first component of the current of the receiving electrode described above is reduced to zero. The second, useful component characterizing the presence of heterogeneity, nevertheless, remains dependent on the size of the gap L. However, the negative effect of this dependence is manifested to a significant degree only with large relative changes in the gap and distorts only the measured value of the difference in the effective sheet thickness. The very fact of the presence of a defined difference and its sign are not distorted.

Поясним приведенные рассуждения анализом тока через электроды. Будем полагать, что h много меньше L. Емкость между каждым из передающих электродов и приемным электродом, в отсутствие неоднородностей листа, равна

Figure 00000003
. Если же в одном из измерительных конденсаторов появляется дополнительная неоднородность эффективной толщины Δhe, то его емкость становится равной
Figure 00000004
При приложении напряжения U частотой f к каждому из конденсаторов ток будет пропорционален емкости: I=2πfCU. С учетом противофазной подачи напряжения на электроды подгрупп результирующий ток приемного электрода равен
Figure 00000005
Let us explain the above reasoning by analyzing the current through the electrodes. We assume that h is much less than L. The capacitance between each of the transmitting electrodes and the receiving electrode, in the absence of sheet inhomogeneities, is
Figure 00000003
. If, in one of the measuring capacitors, an additional heterogeneity of the effective thickness Δh e appears, then its capacity becomes equal
Figure 00000004
When voltage U is applied with frequency f to each of the capacitors, the current will be proportional to the capacitance: I = 2πfCU. Given the antiphase voltage supply to the electrodes of the subgroups, the resulting current of the receiving electrode is
Figure 00000005

Таким образом, ток приемного электрода пропорционален Δhe и, в отсутствии неоднородности, равен нулю. Коэффициент пропорциональности определяется напряжением, частотой, зазором между приемным и передающим электродами и диэлектрической проницаемостью материала листа.Thus, the current of the receiving electrode is proportional to Δh e and, in the absence of heterogeneity, is equal to zero. The proportionality coefficient is determined by the voltage, frequency, the gap between the receiving and transmitting electrodes and the dielectric constant of the sheet material.

Важно, что взаимное вычитание токов происходит непосредственно в приемном электроде, то есть для нахождения разности емкостей измерительных конденсаторов, не требуются дополнительные электронные схемы. Это отличает заявленное изобретение от схем измерения разности емкости, известных из уровня техники, где емкости сначала измеряются электронными схемами по отдельности и лишь затем вычитаются одна из другой. Такая схема реализована, например, в US 5,122,754. Заявленное изобретение позволяет избежать искажений, вносимых электронными схемами при работе с большим уровнем тока, проходящего через отдельный измерительный конденсатор, на фоне которого требуется выявить малые изменения, обусловленные неоднородностями.It is important that the mutual subtraction of currents occurs directly in the receiving electrode, that is, to find the difference in capacitance of the measuring capacitors, additional electronic circuits are not required. This distinguishes the claimed invention from circuitry for measuring the difference in capacitance, known from the prior art, where the capacitance is first measured individually by electronic circuits and only then subtracted from one another. Such a scheme is implemented, for example, in US 5,122,754. The claimed invention allows to avoid distortions introduced by electronic circuits when working with a large level of current passing through a separate measuring capacitor, against which small changes due to inhomogeneities are required to be detected.

Включение одного и того же электрода более чем в одну группу позволяет повысить достоверность обнаружения неоднородностей. Это происходит потому, что эффективная толщина листа в области расположения такого электрода учитывается в данных более чем одного измерения, за счет чего уменьшается влияние погрешности каждого отдельного измерения на общий результат.The inclusion of the same electrode in more than one group can improve the reliability of detecting inhomogeneities. This is because the effective sheet thickness in the region where such an electrode is located is taken into account in the data of more than one measurement, thereby reducing the influence of the error of each individual measurement on the overall result.

Малая величина тока приемного электрода и его высокая частота не позволяют существенно упростить схему обработки сигнала от приемного электрода. Упрощение устройства достигается за счет использования только одной такой схемы в блоке обработки сигнала. В сравнении с прототипом, в котором количество схем обработки сигнала равно количеству измерительных конденсаторов, это существенно уменьшает общее число электронных элементов.The small value of the current of the receiving electrode and its high frequency do not significantly simplify the processing circuit of the signal from the receiving electrode. The simplification of the device is achieved through the use of only one such circuit in the signal processing unit. Compared with the prototype, in which the number of signal processing circuits is equal to the number of measuring capacitors, this significantly reduces the total number of electronic elements.

В заявленном устройстве используется множество передающих электродов, при этом обеспечение подачи сигнала на них может быть реализовано простым оборудованием. Фактически от блока управления передающими электродами требуется обеспечить коммутацию сигнала от генератора возбуждающего сигнала, чтобы передать его на тот или иной электрод. Эту функцию может выполнять либо многоканальный аналоговый коммутатор, либо программируемая логическая матрица (классов CPLD или FPGA). Оба названных вида электронных узлов массово производятся и широко доступны в виде одной микросхемы. Сложность подобного блока управления передающими электродами несопоставимо меньше сложности блока обработки сигнала, состоящего из множества отдельных схем обработки сигнала с приемных электродов, применяемого в прототипе. Таким образом, переход от схемы «один передающий и множество приемных электродов» к схеме «множество передающих электродов и один приемный» существенно упрощает устройство.The claimed device uses many transmitting electrodes, while providing a signal to them can be implemented with simple equipment. In fact, it is required from the control unit of the transmitting electrodes to provide switching of the signal from the generator of the exciting signal in order to transmit it to one or another electrode. This function can be performed either by a multichannel analog switch, or by a programmable logic matrix (classes CPLD or FPGA). Both of these types of electronic components are mass-produced and widely available as a single chip. The complexity of such a control unit of the transmitting electrodes is incomparably less than the complexity of the signal processing unit, consisting of many separate signal processing circuits from the receiving electrodes used in the prototype. Thus, the transition from the circuit "one transmitting and many receiving electrodes" to the scheme "many transmitting electrodes and one receiving" greatly simplifies the device.

В предпочтительном варианте реализации блока обработки сигнала с приемного электрода используется усилитель. Величина тока приемного электрода весьма мала, и она падает при уменьшении напряжения на передающих электродах и при увеличении зазора между передающими и приемным электродом. Малая величина тока приемного электрода, при непосредственной подаче на коррелятор, может оказаться недостаточной для его устойчивой работы. Применение усилителя позволяет уменьшить амплитуду сигнала, подаваемого на передающие электроды, увеличить размер зазора для облегчения транспортировки листа через устройство и уменьшить погрешности при нахождении корреляции.In a preferred embodiment, an amplifier is used to process the signal processing unit from the receiving electrode. The magnitude of the current of the receiving electrode is very small, and it decreases with decreasing voltage at the transmitting electrodes and with increasing gap between the transmitting and receiving electrode. A small current of the receiving electrode, when directly fed to the correlator, may be insufficient for its stable operation. The use of an amplifier allows one to reduce the amplitude of the signal supplied to the transmitting electrodes, increase the gap size to facilitate the transport of the sheet through the device, and reduce errors in finding correlations.

Применение коррелятора в качестве детектора переменного напряжения обеспечивает высокую помехоустойчивость и снижает требования к экранированию приемного электрода от помех, в сравнении с другими видами детекторов (например, пиковым амплитудным детектором).The use of a correlator as an AC voltage detector provides high noise immunity and reduces the requirements for shielding the receiving electrode from interference, in comparison with other types of detectors (for example, a peak amplitude detector).

Коррелятор может быть выполнен различными способами, при которых реализуются перемножение входных сигналов и интеграция получаемого результата. Одним из самых простых и достаточно точных устройств подобного типа является синхронный детектор, выполненный на основе стандартной микросхемы балансного смесителя с дополнительным RC-фильтром на выходе.The correlator can be performed in various ways in which multiplication of input signals and integration of the result are realized. One of the simplest and most accurate devices of this type is a synchronous detector, made on the basis of a standard microcircuit of a balanced mixer with an additional RC filter at the output.

Определенную проблему может создать проникновение возбуждающего сигнала на вход коррелятора через паразитные связи в устройстве. В результате сигнал на выходе коррелятора получает смещение, которое может быть ошибочно воспринято как признак неоднородности листа. К тому же результату приводит внутреннее смещение нуля, практически неизбежное при использовании аналоговых корреляторов, таких как балансный смеситель. Чтобы исключить влияние смещения выходного сигнала коррелятора, вне зависимости от его происхождения, проводят дополнительное измерение, при котором меняют местами сигналы, прикладываемые к двум подгруппам электродов группы, и вычитают получаемую при этом корреляцию между возбуждающим сигналом и сигналом с приемного электрода, из первоначально полученной корреляции. Таким образом, за счет вычитания смещение выходного сигнала полностью нейтрализуется, а полезный результат определения корреляции увеличивается в два раза. В результате повышается достоверность обнаружения неоднородности листа.A certain problem can be caused by the penetration of the exciting signal to the correlator input through spurious communications in the device. As a result, the signal at the output of the correlator receives an offset, which may be mistaken as a sign of sheet heterogeneity. The internal zero offset, which is almost inevitable when using analog correlators, such as a balanced mixer, leads to the same result. To exclude the influence of the offset of the correlator output signal, regardless of its origin, an additional measurement is carried out, in which the signals applied to two subgroups of the group electrodes are interchanged, and the resulting correlation between the excitation signal and the signal from the receiving electrode is subtracted from the originally obtained correlation . Thus, by subtracting the offset of the output signal is completely neutralized, and the useful result of determining the correlation is doubled. As a result, the reliability of detecting sheet heterogeneity is increased.

Возбуждение групп электродов может производиться как последовательно, группа за группой, так и по нескольку групп одновременно. Одновременное возбуждение нескольких групп позволяет быстрее получить результат со всех групп в устройстве, что увеличивает его быстродействие. Поскольку приемный электрод является общим для всех групп, то, для того, чтобы отличить друг от друга токи от различных групп, применяется по одному коррелятору на каждую из одновременно возбуждаемых групп. Например, если одновременно возбуждают по две группы, то требуются два коррелятора. Возбуждающий сигнал для каждой из таких групп выбирают таким образом, чтобы он не имел корреляции с возбуждающими сигналами, применяемыми для других одновременно возбуждаемых групп. На каждый из корреляторов, в качестве опорного сигнала, подают сигнал возбуждения отдельной группы. На выходе коррелятора формируется сигнал, пропорциональный только той составляющей тока приемного электрода, которая пришла от этой же группы. Ток от других одновременно возбуждаемых групп не имеет корреляции с опорным сигналом и не вносит вклада в выходной сигнал коррелятора. Таким образом, обеспечивается раздельное измерение тока от каждой из одновременно возбуждаемых групп.Excitation of groups of electrodes can be carried out both sequentially, group by group, and several groups simultaneously. Simultaneous excitation of several groups allows you to quickly get the result from all groups in the device, which increases its speed. Since the receiving electrode is common to all groups, in order to distinguish currents from different groups from each other, one correlator is used for each of the simultaneously excited groups. For example, if two groups are simultaneously excited, then two correlators are required. The excitation signal for each of these groups is chosen so that it does not correlate with excitation signals used for other simultaneously excited groups. For each of the correlators, as a reference signal, an excitation signal of a separate group is supplied. A signal is generated at the output of the correlator, which is proportional only to that component of the current of the receiving electrode that came from the same group. The current from other simultaneously excited groups has no correlation with the reference signal and does not contribute to the output signal of the correlator. Thus, a separate measurement of the current from each of the simultaneously excited groups is provided.

В качестве возбуждающих сигналов для одновременного возбуждения разных групп могут применяться разные системы ортогональных функций, известные из теории радиосвязи. В случае двух одновременно возбуждаемых групп наиболее предпочтительным является использование квадратурных сигналов одной и той же частоты. Для большего количества групп можно, дополнительно, использовать несколько различных частот. Оба этих подхода оптимально сочетаются с применением синхронных детекторов в качестве корреляторов. Если же в устройстве используется нахождение корреляции при помощи цифровой обработки сигнала, то оптимальным может оказаться одновременное возбуждение всех групп при помощи набора некоррелированных между собой псевдошумовых сигналов.As exciting signals for the simultaneous excitation of different groups, different systems of orthogonal functions known from the theory of radio communications can be used. In the case of two simultaneously excited groups, it is most preferable to use quadrature signals of the same frequency. For more groups, you can optionally use several different frequencies. Both of these approaches are optimally combined with the use of synchronous detectors as correlators. If the device uses correlation detection using digital signal processing, then it may be optimal to simultaneously excite all groups using a set of uncorrelated pseudo-noise signals.

Заявленное устройство позволяет измерить различие в эффективной толщине листа для каждой группы электродов, при этом различие измеряется между областью расположения электродов первой подгруппы и электродов второй подгруппы. Если электроды устройства, в каждый момент времени, покрывают только часть поверхности листа, то имеется возможность провести измерения для существенно большей области листа. Для этого нужно повторять измерения по мере продвижения листа и перемещения очередных его участков под электроды устройства. Таким образом, можно обеспечить увеличение обмеряемой области листа без увеличения числа электродов. Типовым является расположение передающих электродов в виде полосы, пересекающей тракт перпендикулярно направлению перемещения листа. В этом случае регистрация неоднородностей листа начинается в момент его захода в указанную полосу и полностью завершается в момент выхода из данной полосы.The claimed device allows you to measure the difference in the effective sheet thickness for each group of electrodes, while the difference is measured between the region of the electrodes of the first subgroup and the electrodes of the second subgroup. If the electrodes of the device, at each moment of time, cover only part of the surface of the sheet, then it is possible to take measurements for a significantly larger area of the sheet. To do this, you need to repeat the measurements as the sheet moves and its next sections move under the electrodes of the device. Thus, it is possible to provide an increase in the measured region of the sheet without increasing the number of electrodes. Typical is the arrangement of the transmitting electrodes in the form of a strip crossing the path perpendicular to the direction of movement of the sheet. In this case, the registration of sheet inhomogeneities begins at the moment of its entry into the indicated strip and completely ends at the moment of exit from this strip.

Рассмотрим случай, когда подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, расположены в непосредственной близости друг от друга, и электроды в каждой из этих подгрупп также расположены в непосредственной близости друг от друга. Такую группу электродов мы будем далее называть локальной. Тогда измеряемое различие в эффективной толщине листа отражает местный перепад толщины, расположенный в области листа, покрываемой электродами группы. Если задать порог абсолютной величины корреляции, которая вычисляется для каждой группы, то, по превышению этого порога можно обнаружить местный перепад толщины, расположенный в области, покрываемой электродами той или иной группы. Этот способ особенно эффективен для поиска неоднородностей, имеющих резкую границу, например, полоски клейкой ленты, наклеенной на лист. Его преимуществом является малый объем вычислений.Consider the case when the subgroups of the transmitting electrodes included in one group are located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other. We will call this group of electrodes local. Then, the measured difference in the effective sheet thickness reflects the local thickness difference located in the area of the sheet covered by the group electrodes. If you set a threshold for the absolute value of the correlation, which is calculated for each group, then, exceeding this threshold, you can find a local thickness difference located in the region covered by the electrodes of one or another group. This method is especially effective for finding heterogeneities having a sharp boundary, for example, strips of adhesive tape glued to a sheet. Its advantage is the small amount of computation.

Для исследования неоднородностей, не имеющих резкой границы, более предпочтительным является восстановление приблизительного распределения эффективной толщины листа по его поверхности. Для этого необходимо произвести измерение разности толщины между различными областями листа и использовать подходящий математический алгоритм для восстановления распределения. При этом области по краям тракта, не перекрытые листом, могут использоваться в качестве известных граничных условий.To study heterogeneities that do not have a sharp boundary, it is more preferable to restore the approximate distribution of the effective sheet thickness over its surface. To do this, it is necessary to measure the difference in thickness between different areas of the sheet and use the appropriate mathematical algorithm to restore the distribution. In this case, the areas along the edges of the tract that are not covered by a sheet can be used as known boundary conditions.

В одной из возможных реализаций используются измерения при помощи набора локальных групп электродов, позволяющих провести измерения разности эффективной толщины по всей площади листа. Результат измерения при помощи группы электродов дает местное значение производной толщины листа по направлению, задаваемому между центрами тяжести подгрупп электродов. На основе этих значений, а также известных граничных условий, можно восстановить распределение толщины. Методы численного интегрирования, применимые для этой цели, хорошо известны специалистам.In one of the possible implementations, measurements are used using a set of local groups of electrodes, which make it possible to measure the difference in effective thickness over the entire area of the sheet. The measurement result using a group of electrodes gives the local value of the derivative of the sheet thickness in the direction specified between the centers of gravity of the subgroups of electrodes. Based on these values, as well as the known boundary conditions, the thickness distribution can be restored. Numerical integration methods applicable for this purpose are well known to those skilled in the art.

В других возможных реализациях группы электродов пространственно компонуют таким образом, чтобы выходной сигнал блока обработки сигнала по каждой группе соответствовал определенной компоненте разложения распределения эквивалентной толщины по поверхности листа по определенному функциональному базису. При этом используется возможность определять пространственную корреляцию между областями, где расположены электроды подгрупп, и распределением эффективной толщины по поверхности листа, известная из уровня техники и ранее упомянутая. Здесь следует отметить, что пространственную корреляцию, о которой здесь идет речь, не следует путать с временной корреляцией сигналов, которую определяет коррелятор в блоке обработки сигнала.In other possible implementations, the groups of electrodes are spatially arranged in such a way that the output signal of the signal processing unit for each group corresponds to a certain component of the expansion of the distribution of equivalent thickness over the sheet surface over a specific functional basis. In this case, the opportunity is used to determine the spatial correlation between the regions where the electrodes of the subgroups are located and the distribution of the effective thickness over the sheet surface, known from the prior art and previously mentioned. It should be noted here that the spatial correlation in question here should not be confused with the temporal correlation of signals, which is determined by the correlator in the signal processing unit.

Наиболее удобны для реализации системы функций, принимающих два либо три дискретных значения. В одном из таких вариантов каждую группу составляют из электродов таким образом, что занимаемая ими область соответствует определенному вейвлету Хаара. Участки вейвлета с положительным значением соответствуют первой подгруппе электродов, а участки с отрицательным значением - второй подгруппе электродов. На участках с нулевым значением электроды группы не размещают. В другом варианте электроды той или иной группы располагают в соответствии со значениями периодической прямоугольной функции (меандра) той или иной частоты. Еще одним возможным базисом является система функций Уолша-Адамара. Величины различия толщины, получаемые в каждой группе, соответствуют коэффициенту разложения по той базисной функции, в соответствии со значениями которой расположены электроды в подгруппах. Важно, чтобы применяемая система функций была полной, иначе неизбежны потери информации о распределении эффективной толщины листа.The most convenient for implementing a system of functions that take two or three discrete values. In one of these options, each group is made up of electrodes in such a way that the area they occupy corresponds to a specific Haar wavelet. The sections of the wavelet with a positive value correspond to the first subgroup of electrodes, and the sections with a negative value correspond to the second subgroup of electrodes. In areas with a zero value, group electrodes are not placed. In another embodiment, the electrodes of one or another group are arranged in accordance with the values of the periodic rectangular function (meander) of one or another frequency. Another possible basis is the Walsh-Hadamard system of functions. The thickness difference values obtained in each group correspond to the decomposition coefficient for that basic function, in accordance with the values of which the electrodes are located in subgroups. It is important that the applied system of functions be complete, otherwise the loss of information about the distribution of the effective sheet thickness is inevitable.

Коэффициенты разложения по заданному функциональному базису могут быть использованы для обратного преобразования с целью получения приближенного распределения эффективной толщины по поверхности листа. Далее это распределение может анализироваться известными методами обработки изображений. Примером обработки могут быть поиск контрастного объекта, построение и анализ гистограммы для общей оценки наличия неоднородностей, а также поиск водяного знака методом пространственной корреляции с образцом. Однако коэффициенты разложения могут быть использованы для непосредственного анализа неоднородностей без преобразования к распределению эффективной толщины. Такие способы также известны из технологии обработки изображений. Например, поиск корреляции водяного знака на листе и на известном образце, с использованием коэффициентов разложения, при определенных условиях, требует меньших вычислений, чем с использованием распределения толщины.The expansion coefficients for a given functional basis can be used for the inverse transformation in order to obtain an approximate distribution of the effective thickness over the sheet surface. Further, this distribution can be analyzed by known image processing methods. An example of processing can be the search for a contrasting object, the construction and analysis of a histogram for a general assessment of the presence of heterogeneities, as well as the search for a watermark by spatial correlation with a sample. However, the decomposition coefficients can be used to directly analyze inhomogeneities without conversion to the distribution of the effective thickness. Such methods are also known from image processing technology. For example, searching for a watermark correlation on a sheet and on a known sample, using decomposition coefficients, under certain conditions, requires less computation than using a thickness distribution.

Отметим, что применение только локальных групп электродов имеет дополнительное преимущество в условиях малой жесткости конструкции устройства и сильных вибраций. В указанных условиях зазор между приемным и передающими электродами не только нестабилен, он еще и по-разному изменяется во времени для различных передающих электродов. Это вносит особенно сильные погрешности в работу устройства, так как ухудшает компенсацию первой, вредоносной компоненты тока приемного электрода. Однако при локальном расположении электродов в группе, указанная нестабильность зазора для электродов, в пределах группы, минимизируется за счет близкого расположения электродов.Note that the use of only local groups of electrodes has an additional advantage in conditions of low rigidity of the device structure and strong vibrations. Under these conditions, the gap between the receiving and transmitting electrodes is not only unstable, it also varies differently in time for different transmitting electrodes. This introduces especially strong errors in the operation of the device, since it worsens the compensation of the first, harmful component of the current of the receiving electrode. However, with a local arrangement of the electrodes in the group, the indicated instability of the gap for the electrodes within the group is minimized due to the close arrangement of the electrodes.

Из перечисленных способов размещения электродов, локальные группы получаются в случае сравнения местного перепада с порогом, определения производной по направлению, а также в случае вейвлетов Хаара. Они являются предпочтительными для использования в условиях малой жесткости конструкции и сильных вибраций.Of the above methods of electrode placement, local groups are obtained in the case of comparing the local difference with the threshold, determining the derivative in direction, as well as in the case of Haar wavelets. They are preferred for use in conditions of low structural rigidity and strong vibrations.

Следует отметить, что под противофазными сигналами в инженерной практике подразумевают как сигналы, имеющие относительный сдвиг на половину периода колебаний, так и периодические сигналы, имеющие противоположную полярность. Для сигналов, у которых положительная полуволна симметрична отрицательной полуволне, обе указанные трактовки термина «противофазные» одинаково правомочны. Для целей описания заявленного изобретения может применяться любая из указанных трактовок, поскольку различие между ними не отражается на сути изобретения.It should be noted that antiphase signals in engineering practice mean both signals having a relative shift by half the oscillation period and periodic signals having the opposite polarity. For signals in which the positive half-wave is symmetric to the negative half-wave, both of these interpretations of the term “antiphase” are equally valid. For the purpose of describing the claimed invention, any of these interpretations may be applied, since the difference between them does not affect the essence of the invention.

На Фиг.1 устройство показано сечением в плоскости, параллельной направлению движения листа.In Fig.1, the device is shown in cross section in a plane parallel to the direction of movement of the sheet.

На Фиг.2 устройство показано сечением в плоскости, перпендикулярной направлению движения листа.In Fig.2, the device is shown in cross-section in a plane perpendicular to the direction of movement of the sheet.

На Фиг.3 показана упрощенная принципиальная электрическая схема устройства.Figure 3 shows a simplified circuit diagram of the device.

Фиг.4 иллюстрирует группировку передающих электродов устройства в соответствии со значениями вейвлетов Хаара.Figure 4 illustrates the grouping of the transmitting electrodes of the device in accordance with the values of the Haar wavelets.

На Фиг.5 показан вариант упрощенной принципиальной электрической схемы устройства, в которой обеспечивается компенсация смещения нуля балансного смесителя.Figure 5 shows a variant of a simplified circuit diagram of a device in which compensation for the zero offset of a balanced mixer is provided.

Фиг.6 иллюстрирует вариант устройства, в котором для увеличения быстродействия используется одновременное возбуждение двух групп.6 illustrates an embodiment of a device in which simultaneous excitation of two groups is used to increase speed.

Практическая реализацияPractical implementation

Практическая реализация устройства предназначена для использования в счетчике банкнот. Оно состоит из двух печатных плат 1 и 2, установленных по разные стороны от пути перемещения банкнот 3 на направляющих 4, 5 тракта. Печатная плата 1 содержит блок 6 управления передающими электродами, и сами передающие 7 электроды, размещенные по прямой линии перпендикулярно направлению перемещения банкнот. Передающие 7 электроды представляют собой одинаковые прямоугольники металлизации печатной платы, разделенные узкими промежутками. Для уменьшения скорости износа электродов поверх них ламинирован тонкий слой 8 защитного износостойкого полимера.The practical implementation of the device is intended for use in a banknote counter. It consists of two printed circuit boards 1 and 2, installed on different sides of the path of movement of banknotes 3 on the guides 4, 5 of the path. The printed circuit board 1 contains a control unit 6 of the transmitting electrodes, and the transmitting electrodes 7 themselves, placed in a straight line perpendicular to the direction of movement of the banknotes. The transmitting electrodes 7 are the same metallization rectangles of the printed circuit board, separated by narrow gaps. To reduce the wear rate of the electrodes, a thin layer 8 of a protective wear-resistant polymer is laminated on top of them.

Печатная плата 2 содержит блок 9 обработки сигнала с приемного электрода и сам приемный 10 электрод. Приемный 10 электрод, аналогично передающим 7 электродам, выполнен металлизацией печатной платы и также ламинирован слоем 8 защитного износостойкого полимера. Платы 1 и 2 соединены кабелем 11, по которому передаются напряжение питания блока 9 обработки сигнала, а также опорный и выходной сигналы коррелятора. Плата 1 соединена кабелем 12 с контроллером счетчика банкнот (на Фиг.1 и Фиг.2 не показан). По кабелю 12 от контроллера подается напряжение питания устройства и, в виде двоичного параллельного кода, номер активируемой группы. По тому же кабелю от устройства к контроллеру подается выходной аналоговый сигнал коррелятора. Контроллер содержит аналого-цифровой преобразователь и процессор, которые позволяют проводить математическую обработку этого сигнала для обнаружения неоднородностей листа.The printed circuit board 2 comprises a signal processing unit 9 from the receiving electrode and the receiving electrode 10 itself. The receiving 10 electrode, similarly to the transmitting 7 electrodes, is made by metallization of the printed circuit board and is also laminated by a layer 8 of a protective wear-resistant polymer. The boards 1 and 2 are connected by a cable 11, through which the supply voltage of the signal processing unit 9 is transmitted, as well as the reference and output signals of the correlator. Board 1 is connected by cable 12 to the banknote counter controller (not shown in FIG. 1 and FIG. 2). The cable 12 from the controller is supplied with the supply voltage of the device and, in the form of a binary parallel code, the number of the activated group. On the same cable from the device to the controller, an output analog signal of the correlator is supplied. The controller contains an analog-to-digital converter and a processor that allow mathematical processing of this signal to detect sheet inhomogeneities.

Приемный 10 электрод и передающие 7 электроды отделены от внешних полей при помощи экранирующих 13 электродов, размещенных в плоскости расположения электродов и во внутреннем слое печатных плат 1 и 2. Экранирующие 13 электроды не позволяют электрическому полю в конденсаторе выходить за пределы зазора 14 между печатными платами 1, 2 и защищают устройство от проникновения внешних полей к приемному 10 электроду. Шестнадцать передающих 7 электродов имеют обозначения Е0-Е15 (Фиг.3). Блок 6 управления передающими электродами содержит кварцевый генератор 15 частотой 50 МГц, счетный триггер 16 с прямым Q и инверсным /Q входами и мультиплексор 17. С выходов триггера 16 поступают противофазные прямоугольные меандры с частотой 25 МГц, равной половине частоты кварцевого генератора 15. По линиям GN0-GN3 на мультиплексор от контроллера счетчика банкнот передается номер группы электродов, которая должна возбуждаться в данный момент. Мультиплексор 17 является комбинационной логической схемой, которая, в каждый момент времени разводит сигналы Q и /Q на выходы Е0-Е15, соединенные с одноименными передающими электродами. Логика разводки сигналов, реализуемая мультиплексором, определяется принципом объединения электродов в группы и будет рассмотрена далее. Мультиплексор 17 реализован в виде программируемой логической матрицы, изготовленной по технологии CMOS. Сигналы, поступающие на передающие 7 электроды, имеют форму прямоугольных меандров, и размах 3,3 B. Если на электрод не подается сигнал, на него подается уровень логического 0. Платы 1 и 2 установлены с постоянным зазором, достаточным для свободного прохождения банкноты, в том числе изношенной, помятой либо слипшейся с другой банкнотой. Передающие 7 электроды Е00-Е15 образуют, совместно с приемным 10 электродом, ряд измерительных конденсаторов. Емкость паразитного конденсатора, образованного приемным 10 и экранирующими 13 электродами, многократно превышает емкости каждого из измерительных конденсаторов. Блок 9 обработки сигнала с приемного 10 электрода содержит усилитель 18 с резонансной входной цепью 19, настроенной близко к половинной частоте кварцевого генератора 15. С выхода усилителя 18 сигнал подается на балансный смеситель 20. На опорный вход балансного модулятора подается возбуждающий сигнал с выхода Q счетного триггера 16. Балансный смеситель 20 выполняет функцию аналогового перемножения сигналов, поданных на его входы. На выходе балансного смесителя 20 подключен RC-фильтр 21, которым задается постоянная времени интегрирования коррелятора. С выхода RC-фильтра выходной сигнал устройства для обнаружения неоднородностей листа направляется в контроллер 22 счетчика банкнот для проведения аналого-цифрового преобразования и последующей вычислительной обработки. Входная резонансная цепь 19 обеспечивает преобразование тока приемного 10 электрода во входное напряжение усилителя 18. Так как это напряжение оказывается многократно меньше напряжения возбуждения на передающих электродах, то при расчете тока приемного электрода через зазор можно считать, что его потенциал равен 0. Резонансный характер входной 19 цепи обеспечивает выделение основной гармоники частоты возбуждения. Наоборот, высшие гармоники частоты возбуждения, а также внешние радиочастотные помехи, подавляются этой цепью. Индуктивность в резонансной цепи 19 позволяет избежать потери сигнала из-за влияния паразитных конденсаторов между приемным 10 электродом, с одной стороны, экранирующими 13 электродами и неактивированными передающими 7 электродами, с другой стороны. Сигнал на пути от триггера 16 через мультиплексор 17, электроды 7 и 10, резонансную входную цепь 19 и усилитель 18 приобретает сдвиг по фазе. Для того чтобы обеспечить наиболее эффективное детектирование балансным смесителем 20, этот сдвиг должен быть равен 0 или кратен 180 градусам. Такую величину можно подобрать за счет параметров элементов усилителя 18 и резонансной цепи 19. Если же, наоборот, этот сдвиг приблизится к 90 градусам, то полезный сигнал на выходе смесителя упадет до 0. То же самое будет происходить и при сдвигах, смещенных на 180 градусов от этой точки: 270, 550 градусов и т.д. Постоянная времени RC-фильтра 21 должна быть многократно больше периода возбуждающего сигнала, но существенно меньше времени проведения измерения перепада эффективной толщины. Это время задается контроллером в виде интервала Т, в течение которого на входы GN0-GN3 подается номер определенной группы электродов. RC-фильтр подавляет пульсации на выходе балансного смесителя и выделяет среднее значение произведения входных сигналов. К концу интервала проведения измерения на выходе устройства стабилизируется уровень, пропорциональный коэффициенту корреляции между сигналом с приемного электрода и опорным сигналом.The receiving 10 electrode and the transmitting 7 electrodes are separated from the external fields by means of 13 shielding electrodes located in the plane of the electrodes and in the inner layer of printed circuit boards 1 and 2. The shielding 13 electrodes do not allow the electric field in the capacitor to go beyond the gap 14 between the printed circuit boards 1 , 2 and protect the device from the penetration of external fields to the receiving 10 electrode. Sixteen transmitting 7 electrodes are designated E0-E15 (Figure 3). The transmitting electrode control unit 6 comprises a crystal oscillator 15 with a frequency of 50 MHz, a counting trigger 16 with direct Q and inverse / Q inputs, and a multiplexer 17. Antiphase rectangular meanders with a frequency of 25 MHz equal to half the frequency of the crystal oscillator 15 are received from the outputs of the trigger 16. Along the lines GN0-GN3 to the multiplexer from the banknote counter controller, the number of the electrode group to be excited at the moment is transmitted. The multiplexer 17 is a combinational logic circuit, which, at each moment of time, outputs the signals Q and / Q to the outputs E0-E15 connected to the transmitting electrodes of the same name. The logic of signal wiring, implemented by the multiplexer, is determined by the principle of combining the electrodes into groups and will be considered later. The multiplexer 17 is implemented in the form of a programmable logic matrix made by CMOS technology. The signals arriving at the transmitting 7 electrodes are in the form of rectangular meanders and have a span of 3.3 B. If the signal is not supplied to the electrode, the logic level 0 is applied to it. The cards 1 and 2 are installed with a constant gap sufficient for free passage of the banknote, in including worn, wrinkled, or stuck with another banknote. The transmitting 7 electrodes E00-E15 form, together with the receiving 10 electrode, a series of measuring capacitors. The capacitance of the parasitic capacitor formed by the receiving 10 and shielding 13 electrodes is many times higher than the capacitance of each of the measuring capacitors. The signal processing unit 9 from the receiving electrode 10 contains an amplifier 18 with a resonant input circuit 19 tuned close to half the frequency of the crystal oscillator 15. From the output of the amplifier 18, the signal is supplied to the balanced mixer 20. An excitation signal from the output Q of the counting trigger is supplied to the reference input of the balanced modulator 16. The balance mixer 20 performs the function of analogously multiplying the signals supplied to its inputs. At the output of the balanced mixer 20, an RC filter 21 is connected, which sets the correlator integration time constant. From the output of the RC filter, the output signal of the device for detecting sheet inhomogeneities is sent to the banknote counter controller 22 for analog-to-digital conversion and subsequent computational processing. The input resonant circuit 19 converts the current of the receiving electrode 10 into the input voltage of the amplifier 18. Since this voltage is many times less than the excitation voltage at the transmitting electrodes, when calculating the current of the receiving electrode through the gap, we can assume that its potential is 0. The resonant nature of the input 19 circuit provides the allocation of the fundamental harmonic of the excitation frequency. Conversely, higher harmonics of the excitation frequency, as well as external RF interference, are suppressed by this circuit. The inductance in the resonant circuit 19 avoids signal loss due to the influence of stray capacitors between the receiving 10 electrode, on the one hand, the shielding 13 electrodes and the inactive transmitting 7 electrodes, on the other hand. The signal on the way from the trigger 16 through the multiplexer 17, the electrodes 7 and 10, the resonant input circuit 19 and the amplifier 18 acquires a phase shift. In order to provide the most efficient detection with a balanced mixer 20, this shift must be 0 or a multiple of 180 degrees. This value can be selected due to the parameters of the elements of the amplifier 18 and the resonant circuit 19. If, on the contrary, this shift approaches 90 degrees, then the useful signal at the output of the mixer will drop to 0. The same will happen with shifts shifted by 180 degrees from this point: 270, 550 degrees, etc. The time constant of the RC filter 21 should be many times greater than the period of the exciting signal, but significantly less than the time it takes to measure the difference in effective thickness. This time is set by the controller in the form of an interval T, during which the number of a specific group of electrodes is supplied to the inputs GN0-GN3. The RC filter suppresses ripple at the output of the balanced mixer and extracts the average value of the product of the input signals. By the end of the measurement interval, the output stabilizes the level proportional to the correlation coefficient between the signal from the receiving electrode and the reference signal.

Группы составляют из соседних электродов по следующему принципу. Группа Gi состоит из двух передающих электродов: электрода Ei, составляющего первую подгруппу, и электрода Ei+1, составляющего вторую подгруппу. Полное число групп на единицу меньше числа передающих электродов и равно 15. Описанный принцип реализован в виде логической функции мультиплексора 17, обеспечивающей разводку сигналов Q и /Q по передающим электродам Е0-Е15. Электрод Е0 находится в крайней области тракта, куда лист при своем движении никогда не попадает. Этот электрод используется в качестве опорной точки, относительно которой будет вычисляться эффективная толщина листа. Считается, что в области расположения электрода Е0 эффективная толщина листа равна 0. Контроллер 22 управляет процессом регистрации неоднородностей листа. Этот процесс начинается, как только лист, по мере своего движения, входит в область расположения электродов. Контроллер 22 определяет этот момент на основе информации с оптических датчиков, расположенных в тракте и позволяющих отслеживать продвижение листа (не показаны). Регистрация неоднородностей на всей поверхности листа идет последовательно, полоса за полосой, по мере продвижения листа в тракте. Регистрация начинается с полосы, обозначаемой номером 0. Контроллер 22 последовательно получает результат измерения различия эффективной толщины листа для каждой группы электродов. Для этого он выставляет номер начальной группы (G0) на входы GN0-GN3 мультиплексора и начинает отсчет интервала времени измерения T. По окончании интервала контроллер 22 производит аналого-цифровое преобразование напряжения на выходе RC-фильтра 21 и запоминает его значение D0 0 во внутренней памяти. Здесь первый индекс обозначает номер группы, а второй - номер полосы в последовательности измерений. Далее контроллер 22 переходит к измерению при помощи следующей (G1) группы электродов, которое производится совершенно аналогичным образом. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будут запомнены результаты измерения D0 0-D14 0 по всем пятнадцати группам электродов (G0-G14). По его окончании в памяти процессора находятся данные о разностях эффективной толщины листа по пятнадцати парам областей, относящиеся к полосе на листе, покрываемой электродами устройства. Области в каждой из этих пар являются зонами, покрываемыми первой и второй подгруппами электродов соответствующей группы. Ширина полосы равна размеру передающего электрода L в направлении перемещения листа по тракту. Как только лист в тракте продвигается на величину, примерно равную длине передающего электрода L, процесс измерения повторяется, в результате чего в памяти контроллера 22 сохраняются данные о разностях эффективной толщины D0 1-D14 1, относящиеся к следующей (по ходу листа) полосе. Эти действия повторяют до тех пор, пока лист не выйдет из зоны расположения электродов устройства. К этому моменту в памяти контроллера хранятся данные D0 0-D14 N o разностях эффективной толщины листа, относящиеся к всей его поверхности. Здесь буквой N обозначен максимальный номер полосы, зарегистрированной на листе.Groups are composed of neighboring electrodes according to the following principle. Group Gi consists of two transmitting electrodes: an electrode E i constituting the first subgroup, and an electrode E i + 1 constituting the second subgroup. The total number of groups is one less than the number of transmitting electrodes and equal to 15. The described principle is implemented as a logical function of multiplexer 17, which provides the wiring of Q and / Q signals along the transmitting electrodes E0-E15. The E0 electrode is located in the extreme area of the path where the sheet never gets when it moves. This electrode is used as a reference point relative to which the effective sheet thickness will be calculated. It is believed that in the region of the location of the electrode E0, the effective sheet thickness is 0. The controller 22 controls the process of recording sheet inhomogeneities. This process begins as soon as the sheet, as it moves, enters the electrode location area. The controller 22 determines this moment based on information from optical sensors located in the path and allowing to track the progress of the sheet (not shown). Inhomogeneities are recorded on the entire surface of the sheet sequentially, strip after strip, as the sheet moves in the path. Registration begins with a strip indicated by number 0. The controller 22 sequentially obtains the result of measuring the difference in effective sheet thickness for each group of electrodes. To do this, he sets the number of the initial group (G0) to the inputs GN0-GN3 of the multiplexer and starts the countdown of the measurement time interval T. At the end of the interval, the controller 22 performs an analog-to-digital voltage conversion at the output of the RC filter 21 and stores its value D 0 0 in the internal memory. Here, the first index indicates the group number, and the second indicates the number of the strip in the measurement sequence. Next, the controller 22 proceeds to the measurement using the following (G1) group of electrodes, which is produced in a very similar way. This process is repeated until the results of measuring D 0 0 -D 14 0 for all fifteen electrode groups (G0-G14) are remembered. At its end, the processor’s memory contains data on the differences in the effective sheet thickness over fifteen pairs of areas related to the strip on the sheet covered by the electrodes of the device. The areas in each of these pairs are zones covered by the first and second subgroups of electrodes of the corresponding group. The width of the strip is equal to the size of the transmitting electrode L in the direction of movement of the sheet along the path. As soon as the sheet in the path advances by an amount approximately equal to the length of the transmitting electrode L, the measurement process is repeated, as a result of which the data on the differences in the effective thickness D 0 1 -D 14 1 related to the next (along the sheet) strip are stored in the memory of the controller 22 . These steps are repeated until the sheet leaves the zone of arrangement of the electrodes of the device. At this point, the controller stores data D 0 0 -D 14 N o the differences in the effective sheet thickness related to its entire surface. Here, the letter N denotes the maximum number of the strip registered on the sheet.

Обнаружение неоднородностей листа производится на основе распределения эффективной толщины листа, которое строится на основе данных о разностях эффективной толщины, сохраненных контроллером 22. Распределение эффективной толщины, с точки зрения теории обработки изображений, является двумерным образом с размером пикселей, равным размеру передающего электрода. Значение пикселя Pij в распределении эффективной толщины листа пропорционально средней эффективной толщине листа в пределах этого пикселя.The heterogeneity of the sheet is detected based on the distribution of the effective thickness of the sheet, which is based on the data on the differences in the effective thickness stored by the controller 22. The distribution of the effective thickness, from the point of view of the theory of image processing, is a two-dimensional image with a pixel size equal to the size of the transmitting electrode. The value of the pixel Pij in the distribution of the effective sheet thickness is proportional to the average effective sheet thickness within this pixel.

Отметим, что величины Dij пропорциональны производной эффективной толщины листа по направлению, перпендикулярному направлению перемещения листа. Значение пикселей Pij восстанавливают по полосам методом численного интегрирования. Индекс i обозначает номер пикселя в пределах полосы, отсчитываемый аналогично передающим электродами Е0-Е15. Восстановление начинают с нулевого пикселя, соответствующего электроду E0, в области расположения которого в тракте лист никогда не появляется. Полагают P0 0 =0. Затем вычисляют следующий пиксель: Р1 00 0+D0 0. Процесс повторяют последовательно для всех пикселей в полосе, так что последний пиксель в ней вычисляется как Р15 0=P14 0+D14 0. Восстановление следующей полосы начинают аналогичным образом, с нулевого пикселя Р0 1=0, и заканчивают последним Р15 114 1+D14 1. После повторения для всех N+1 полос распределение эффективной толщины листа полностью восстановлено. Естественно, что оно является приближенным, так как ограничено дискретностью разбиения поверхности листа на пиксели.Note that the values of Dij are proportional to the derivative of the effective sheet thickness in the direction perpendicular to the direction of movement of the sheet. The value of the pixels Pij is restored in strips by the method of numerical integration. Index i denotes the pixel number within the strip, counted similarly to the transmitting electrodes E0-E15. Recovery begins with a zero pixel corresponding to the E0 electrode, in the region of which the sheet never appears in the path. Suppose P 0 0 = 0. Then calculate the following pixel: P 1 0 = P 0 0 + D 0 0 . The process is repeated sequentially for all pixels in the strip, so that the last pixel in it is calculated as P 15 0 = P 14 0 + D 14 0 . The restoration of the next strip starts in the same way, from the zero pixel P 0 1 = 0, and ends with the last P 15 1 = P 14 1 + D 14 1 . After repeating for all N + 1 bands, the distribution of the effective sheet thickness is completely restored. Naturally, it is approximate, since it is limited by the discreteness of dividing the sheet surface into pixels.

Дальнейшая обработка полученного распределения определяется тем, какие именно неоднородности должно обнаруживать устройство. Одной из актуальных задач анализа пригодности банкнот к дальнейшему обороту является обнаружение склеенных банкнот. Для обнаружения кусочков клейкой ленты на листе достаточно задать определенный порог абсолютной разности между соседними пикселями, и искать участки распределения, где этот порог превышен. Если этот порог превышен в каком-либо месте листа, кроме его краев, то в этом месте находится кусочек клейкой ленты либо иной чужеродный объект с резкими границами.Further processing of the resulting distribution is determined by what kind of heterogeneity the device should detect. One of the urgent tasks of analyzing the suitability of banknotes for further circulation is the detection of glued banknotes. To detect pieces of adhesive tape on a sheet, it is enough to set a certain threshold for the absolute difference between adjacent pixels, and look for distribution areas where this threshold is exceeded. If this threshold is exceeded in any place of the sheet, except for its edges, then in this place there is a piece of adhesive tape or another foreign object with sharp boundaries.

Для более сложного анализа, включающего в себя определение правильности структуры водяного знака, необходимо применять корреляционный анализ. А именно следует вычислять коэффициент корреляции между полученным распределением эффективной толщины и известным распределением эффективной толщины эталонного листа. При совпадении рисунка водяного знака коэффициент корреляции будет иметь положительное значение, близкое к единице. Если же водяные знаки различаются, то коэффициент корреляции будет иметь отрицательное либо малое положительное значение. Такая задача обработки изображения является типовой при анализе подлинности банкнот. Аналогичным образом можно анализировать наличие полимерных защитных элементов, таких как ленточки или аппликации.For a more complex analysis, which includes determining the correctness of the structure of the watermark, it is necessary to apply correlation analysis. Namely, the correlation coefficient between the obtained distribution of the effective thickness and the known distribution of the effective thickness of the reference sheet should be calculated. If the watermark pattern coincides, the correlation coefficient will have a positive value close to unity. If the watermarks are different, then the correlation coefficient will have a negative or a small positive value. This task of image processing is typical in the analysis of the authenticity of banknotes. Similarly, the presence of polymer security elements such as ribbons or appliqués can be analyzed.

Возможно использование иного принципа разбиения электродов на группы для непосредственного получения коэффициентов вейвлетного преобразования в результате регистрации. Вейвлетному преобразованию подвергается распределение эквивалентной толщины листа вдоль полосы. Выбранный полный базис из 15 вейвлетов Хаара показан на Фиг.4. Каждая из 15 групп электродов соответствует определенному вейвлету. Вейвлет Хаара, по определению, принимает значения 1, -1 и 0. Для каждого вейвлета мы включаем в первую подгруппу те электроды, в области расположения которых он принимает значение 1, а во вторую - те электроды, на которых значение вейвлета равно -1. В зависимости от частотного параметра вейвлета каждая подгруппа может включать от 1 до 8 электродов. Комбинационная логика подключения сигналов Q и /Q, соответствующая описанному разбиению электродов на группы, реализована в мультиплексоре 17.It is possible to use a different principle of dividing the electrodes into groups to directly obtain the wavelet transform coefficients as a result of registration. The distribution of the equivalent sheet thickness along the strip is subjected to wavelet transform. The selected complete basis of the 15 Haar wavelets is shown in FIG. 4. Each of the 15 groups of electrodes corresponds to a specific wavelet. Haar wavelet, by definition, takes the values 1, -1 and 0. For each wavelet, we include in the first subgroup those electrodes in the region where it takes the value 1, and in the second one those electrodes on which the wavelet value is -1. Depending on the frequency parameter of the wavelet, each subgroup may include from 1 to 8 electrodes. The combination logic of connecting the Q and / Q signals corresponding to the described splitting of the electrodes into groups is implemented in the multiplexer 17.

Процесс регистрации набора значений D0 K-D14 K для каждой полосы не отличается от ранее описанного. Индексом К обозначен номер полосы. Значения в полученном наборе пропорциональны коэффициентам вейвлетного преобразования эквивалентной толщины листа вдоль полосы и с дискретизацией по размеру передающего электрода. Действительно, это значение Di K пропорционально разности между толщиной листа на площади, покрываемой электродами первой подгруппы, и на площади, покрываемой электродами второй подгруппы. Но так как первая подгруппа относится к зоне со значением вейвлета 1, а вторая со значением -1, то Di K пропорционально результату численного интегрирования (суммирования) произведения распределения эквивалентной толщины листа в полосе K на вейвлет, соответствующий индексу i.The process of registering a set of values D 0 K -D 14 K for each band does not differ from the previously described. The index K indicates the number of the strip. The values in the resulting set are proportional to the coefficients of the wavelet transform of the equivalent sheet thickness along the strip and with sampling by the size of the transmitting electrode. Indeed, this value of D i K is proportional to the difference between the sheet thickness in the area covered by the electrodes of the first subgroup and the area covered by the electrodes of the second subgroup. But since the first subgroup refers to the zone with the value of wavelet 1, and the second with the value -1, then D i K is proportional to the result of numerical integration (summation) of the product of the distribution of the equivalent sheet thickness in the strip K by the wavelet corresponding to index i.

Как известно специалистам, дискретное вейвлетное преобразование реализует последовательное уточнение за счет последовательного двухкратного повышения частоты вейвлета. Группы, изображенные на Фиг.4, реализуют последовательное уточнение разности эффективной толщины в полосе, контролируемой устройством. Группа G0 обеспечивает наиболее грубое измерение разности эффективной толщины между двумя половинами полосы: первая половина покрывается электродами Е0-Е7, а вторая - электродами Е8-Е15. Разность эффективной толщины в пределах этих половин уточняется группами G1, G8, имеющими в два раза более высокую пространственную частоту вейвлета, что обеспечивает пространственную разрешающую способность в четверть полосы. А именно определяется разность эффективной толщины по участкам Е0-E3 и Е4-Е7, а также Е8-Е11 и Е12-Е15, соответственно. В пределах этих участков в ¼ полосы, дальнейшее уточнение обеспечивают группы G2, G5, G9, G12. В результате реализуется разрешающая способность в 1/8 полосы. И, наконец, группы G3, G4, G6, G7, G10, G11, G13, G14 производят последний шаг уточнения, обеспечивая разрешающую способность в 1/16 полосы.As is known to specialists, a discrete wavelet transform implements a sequential refinement due to a sequential twofold increase in the wavelet frequency. The groups depicted in FIG. 4 implement sequential refinement of the difference in effective thickness in the strip controlled by the device. The G0 group provides the coarsest measurement of the difference in effective thickness between the two halves of the strip: the first half is covered with E0-E7 electrodes, and the second with E8-E15 electrodes. The difference in effective thickness within these halves is specified by groups G1, G8, which have twice the spatial frequency of the wavelet, which provides a spatial resolution of a quarter band. Namely, the difference in the effective thickness in the sections E0-E3 and E4-E7, as well as E8-E11 and E12-E15, respectively, is determined. Within these sections in the ¼ band, further refinement is provided by groups G2, G5, G9, G12. As a result, a resolution of 1/8 band is realized. And finally, the groups G3, G4, G6, G7, G10, G11, G13, G14 perform the last refinement step, providing a resolution of 1/16 band.

После завершения регистрации для всего листа матрица результатов

Figure 00000006
может быть использована для восстановления дискретизированного распределения
Figure 00000007
эффективной толщины листа по известным алгоритмам обратного вейвлетного преобразования. Отметим, что, без применения дополнительной информации, набор из 15 вейвлетных коэффициентов недостаточен для восстановления дискретизированного распределения по 16 площадкам, соответствующим областям покрытия электродов. В качестве такой дополнительной информации могут быть использованы известные граничные условия, как, например, нулевая толщина листа в области электрода Е0 (куда лист не может попасть из-за конструкции тракта). Либо, в качестве дополнительной информации может использоваться среднее значение эффективной толщины листа по всей площади полосы, которую можно измерить, подав один и тот же сигнал Q на все электроды Е0-E15. В этом, последнем, случае конфигурация электродов и принцип измерения будет соответствовать простому емкостному датчику толщины листа, подобно описанному в EP 0097570. Однако многие из алгоритмов обработки и распознавания изображения работают непосредственно с коэффициентами вейвлетного преобразования. В качестве примера можно назвать алгоритмы фильтрации или обнаружения границ. Для этих алгоритмов матрица результатов регистрации
Figure 00000008
, содержащая эти коэффициенты, может быть использована непосредственно, в качестве входных данных. Таким образом, исключается дополнительный этап вычислений для прямого вейвлетного преобразования, что повышает быстродействие способа обнаружения неоднородностей листа.After registration for the whole sheet, the results matrix
Figure 00000006
can be used to restore the discretized distribution
Figure 00000007
effective sheet thickness according to well-known inverse wavelet transform algorithms. Note that, without the use of additional information, a set of 15 wavelet coefficients is insufficient to reconstruct the discretized distribution over 16 sites corresponding to the electrode coverage areas. As such additional information, known boundary conditions can be used, such as, for example, zero sheet thickness in the region of the E0 electrode (where the sheet cannot get due to the design of the path). Or, as additional information, the average value of the effective sheet thickness over the entire area of the strip, which can be measured by applying the same signal Q to all electrodes E0-E15, can be used. In this last case, the configuration of the electrodes and the measurement principle will correspond to a simple capacitive sheet thickness sensor, similar to that described in EP 0097570. However, many of the image processing and recognition algorithms work directly with wavelet transform coefficients. Examples include filtering or border detection algorithms. For these algorithms, the registration results matrix
Figure 00000008
containing these coefficients can be used directly as input. Thus, an additional calculation step for direct wavelet transform is excluded, which increases the speed of the method for detecting sheet inhomogeneities.

В зависимости от особенностей решаемой задачи обнаружения неоднородностей аналогичным образом может быть реализовано получение коэффициентов разложения по иному функциональному базису. Например, при использовании базиса функций Уолша-Адамара в первую подгруппу включают те электроды, в области расположения которых функция Уолша-Адамара принимает значение 1, а во вторую - те электроды, на которых ее значение равно 0.Depending on the particularities of the problem of detecting inhomogeneities, the decomposition coefficients can be realized in a similar way on a different functional basis. For example, when using the basis of the Walsh-Hadamard functions, the first subgroup includes those electrodes in the region where the Walsh-Hadamard function takes the value 1, and the second includes those electrodes on which its value is 0.

Первоначально рассмотренный способ регистрации при помощи локальных групп, состоящих только из двух электродов, также можно рассматривать и с позиции вейвлетного преобразования. А именно в этом случае каждая группа соответствует вейвлету Хаара одной и той же частоты, и эти вейвлеты различаются только расположением. Для компенсации сдвига нуля балансного смесителя, а также проникновения его опорного сигнала на вход усилителя 18, в устройство вводятся логические элементы 23 и 24 типа «исключающее ИЛИ», включенные между выходами триггера 16 и входами мультиплексора 17, как показано на Фиг.5. Сигнал GN4, подаваемый на входы этих логических элементов с выхода контроллера 22, позволяет, при необходимости, инвертировать оба сигнала Q и /Q. Если на GN4 подан низкий логический уровень, инверсии не происходит, и устройство работает идентично тому, которое показано на Фиг.3. При подаче на GN4 высокого логического уровня сигналы возбуждения, подаваемые на электроды первой и второй подгруппы в соответствии с номером группы на линиях GN0-GN3, меняются местами. Соответственно, при такой инверсии, изменяется полярность выходного сигнала на выходе коррелятора (выходе RC-фильтра 21).The originally considered registration method using local groups consisting of only two electrodes can also be considered from the perspective of a wavelet transform. Namely, in this case, each group corresponds to a Haar wavelet of the same frequency, and these wavelets differ only in location. To compensate for the zero shift of the balanced mixer, as well as the penetration of its reference signal to the input of the amplifier 18, exclusive-OR logic elements 23 and 24 are included in the device, which are connected between the outputs of the trigger 16 and the inputs of the multiplexer 17, as shown in FIG. 5. The GN4 signal supplied to the inputs of these logic elements from the output of the controller 22 allows, if necessary, to invert both signals Q and / Q. If a low logic level is applied to GN4, inversion does not occur, and the device operates identically to that shown in Figure 3. When GN4 is supplied with a high logical level, the excitation signals supplied to the electrodes of the first and second subgroups in accordance with the group number on the GN0-GN3 lines are interchanged. Accordingly, with this inversion, the polarity of the output signal at the output of the correlator (output of the RC filter 21) changes.

Чтобы реализовать указанную компенсацию, для каждого номера группы на линиях GN0-GN3, под управлением контроллера измерение производится два раза подряд - один раз с низким уровнем на GN4, а второй раз - с высоким. Из первого полученного результата измерений вычитается второй, и эта разность считается результатом измерения разности эффективной толщины между участками листа, определяемыми расположением электродов той группы, номер которой выдавался на GN0-GN3. При этой операции постоянный уровень сдвига нуля полностью вычитается, а полезный сигнал, соответствующий разности эффективной толщины, увеличивается в 2 раза.To implement the specified compensation, for each group number on the GN0-GN3 lines, under the control of the controller, the measurement is performed twice in a row - once with a low level on GN4, and a second time with a high one. The second is subtracted from the first obtained measurement result, and this difference is considered the result of measuring the difference in effective thickness between the sections of the sheet, determined by the location of the electrodes of the group whose number was issued on GN0-GN3. In this operation, a constant level of zero shift is completely subtracted, and the useful signal corresponding to the difference in effective thickness is increased by 2 times.

Отметим, что, в этом случае, на вход АЦП контроллера можно подавать сигнал через емкостную развязку, исключающую постоянную составляющую. Действительно, сигнал на выходе RC-фильтра 21 представляет собой переменное напряжение, на который наложен постоянный уровень. Положительной полуволне соответствует низкий уровень GN4, а отрицательной - высокий уровень на этой линии. При регистрации ценность имеет только размах переменного напряжения, в то время, как постоянный уровень все равно сводится к нулю при вычитании. Однако постоянный уровень на входе АЦП может ограничивать возможность полезного использования его рабочего диапазона, поэтому постоянный уровень желательно исключить также и при помощи емкостной развязки. Если же полезный уровень на выходе RC-фильтра 21 имеет малую амплитуду, то для передачи его на АЦП, возможно применение дополнительного усилителя переменного напряжения.Note that, in this case, a signal can be supplied to the ADC input of the controller through capacitive isolation, which excludes the DC component. Indeed, the signal at the output of the RC filter 21 is an alternating voltage, to which a constant level is superimposed. A positive half-wave corresponds to a low GN4 level, and a negative half corresponds to a high level on this line. When registering, only the magnitude of the alternating voltage has value, while the constant level is still reduced to zero when subtracted. However, a constant level at the input of the ADC can limit the usefulness of its operating range, so it is advisable to exclude a constant level using capacitive isolation. If the useful level at the output of the RC filter 21 has a small amplitude, then to transfer it to the ADC, it is possible to use an additional AC voltage amplifier.

Если же к устройству предъявляются повышенные требования по быстродействию, то имеется возможность ускорить его работу практически в 2 раза. Это достигается за счет одновременной подачи возбуждающих сигналов на электроды двух групп, причем возбуждающие сигналы этих групп имеют взаимный фазовый сдвиг 90 градусов. Для этого, как показано на Фиг.6, триггер 16 заменен на сдвиговый 4-разрядный регистр 25, замкнутый в кольцо. Начальная загрузка регистра 25 происходит по сигналу RESET, подаваемому при включении устройства. При загрузке через входы PD0-PD3 в регистре 25 устанавливается двоичное число 0011. Выходы регистра подаются на мультиплексор 17, причем мультиплексор имеет входные сигналы Q0 и /Q0 для возбуждения первой из двух групп, и сигналы Q1 и /Q1 для возбуждения второй из двух групп. Генератор 15 вырабатывает частоту 100 МГц, подаваемую на тактовый вход сдвига содержимого регистра 25. В результате этого на входах Q0 и /Q0 мультиплексора 17 формируются противофазные сигналы частотой 25 МГц. На входах Q1 и /Q1 также формируются противофазные сигналы с той же частотой, однако сигнал Q1 сдвинут относительно Q0 на 90 градусов.If the device has high performance requirements, then it is possible to speed up its work by almost 2 times. This is achieved due to the simultaneous supply of exciting signals to the electrodes of two groups, moreover, the exciting signals of these groups have a mutual phase shift of 90 degrees. For this, as shown in Fig.6, the trigger 16 is replaced by a shift 4-bit register 25, closed in a ring. The initial loading of the register 25 occurs on the signal RESET, issued when the device is turned on. When loading through the inputs PD0-PD3, the binary number 0011 is set in the register 25. The outputs of the register are supplied to the multiplexer 17, the multiplexer having input signals Q0 and / Q0 to excite the first of two groups, and signals Q1 and / Q1 to excite the second of two groups . The generator 15 generates a frequency of 100 MHz supplied to the clock input of the shift of the contents of the register 25. As a result, at the inputs Q0 and / Q0 of the multiplexer 17 are formed antiphase signals with a frequency of 25 MHz. At the inputs Q1 and / Q1, antiphase signals are also formed with the same frequency, but the signal Q1 is shifted 90 degrees relative to Q0.

Мультиплексор 17 имеет три входа GN0-GN2 для выбора возбуждаемых групп, что соответствует 8 различным состояниям. Его комбинационная логика обеспечивает одновременную подачу возбуждения на группы, не имеющие общих электродов. Используются группы, соответствующие вейвлетному разложению, показанные на Фиг.4. В нулевом состоянии возбуждается только группа G0, так как она задействует все передающие электроды. В состоянии 1 возбуждаются группы G1 и G8, в состоянии 2 - G2 и G5, 3 - G3 и G4, 4 - G6 и G7, 5 - G9 и G12, 6 - G10 и G11, 7 - G13 и G14. Группы могут быть связаны с состоянием мультиплексора и по-другому. Важно, что одновременно возбуждаются две группы, не имеющие общих электродов, и при смене состояний от 0 до 7 будут, в итоге, возбуждены все имеющиеся группы.The multiplexer 17 has three inputs GN0-GN2 for selecting the excited groups, which corresponds to 8 different states. Its combination logic provides the simultaneous supply of excitation to groups that do not have common electrodes. The groups corresponding to the wavelet decomposition shown in FIG. 4 are used. In the ground state, only the group G0 is excited, since it involves all the transmitting electrodes. In state 1, groups G1 and G8 are excited, in state 2, G2 and G5, 3 - G3 and G4, 4 - G6 and G7, 5 - G9 and G12, 6 - G10 and G11, 7 - G13 and G14. Groups can be related to the state of the multiplexer in a different way. It is important that at the same time two groups are excited that do not have common electrodes, and when the states change from 0 to 7, as a result, all available groups will be excited.

В блок 6 обработки сигнала с приемного электрода вводятся дополнительный балансный смеситель 26 и дополнительный RC-фильтр 27. На опорный вход смесителя 26 подается сигнал Q1. Так как сигналы на приемном электроде, получаемые от двух одновременно возбуждаемых групп, имеют фазовый сдвиг 90 градусов (являются квадратурными), то они независимо детектируются смесителями 20 и 26. После сглаживания RC-фильтрами 21 и 27 результаты детектирования подаются на два отдельных канала АЦП контроллера. Таким образом, устройство производит регистрацию при помощи 15 групп электродов всего за 8 отдельных интервалов измерения, в сравнении с 15 интервалами у устройства, изображенного на Фиг.3. Такой результат достигается за счет небольшого усложнения блока 6 управления передающими электродами и блока 9 обработки сигнала с приемного электрода. Отметим, что требования к электродам 7 и 10, входной цепи 19 и усилителю 18 не изменяются. Дальнейшая обработка полученных результатов не отличается от описанной ранее.An additional balanced mixer 26 and an additional RC filter 27 are introduced into the signal processing unit 6 from the receiving electrode. An Q1 signal is supplied to the reference input of the mixer 26. Since the signals at the receiving electrode received from two simultaneously excited groups have a 90 degree phase shift (are quadrature), they are independently detected by mixers 20 and 26. After smoothing by RC filters 21 and 27, the detection results are fed to two separate channels of the controller's ADC . Thus, the device registers with 15 groups of electrodes in just 8 separate measurement intervals, compared with 15 intervals in the device shown in Fig.3. This result is achieved due to a slight complication of the transmitting electrode control unit 6 and the signal processing unit 9 from the receiving electrode. Note that the requirements for the electrodes 7 and 10, the input circuit 19 and the amplifier 18 are not changed. Further processing of the obtained results does not differ from that described previously.

Несовершенства механического исполнения устройства, выражающиеся в непостоянном зазоре между электродами или отклонении их площади от расчетной, могут привести к неполной компенсации тока приемного электрода, протекающего в случае отсутствия неоднородностей листа. Для исключения этого тока из результатов регистрации необходимо, при включении устройства, провести регистрацию в отсутствии листа в тракте. Полученные значения для каждой группы запоминаются в памяти контроллера 22 и, в дальнейшем, всегда вычитаются из результатов регистрации. Таким образом, влияние упомянутых несовершенств компенсируется. Регистрация в отсутствии листа в тракте может проводиться периодически для учета механических отклонений, изменяющихся в ходе работы устройства.Imperfections in the mechanical design of the device, expressed in an unstable gap between the electrodes or deviation of their area from the calculated one, can lead to incomplete compensation of the current of the receiving electrode, which occurs in the absence of sheet inhomogeneities. To exclude this current from the registration results, it is necessary, when the device is turned on, to register in the absence of a sheet in the path. The obtained values for each group are stored in the memory of the controller 22 and, subsequently, are always subtracted from the registration results. Thus, the influence of the mentioned imperfections is compensated. Registration in the absence of a sheet in the path can be carried out periodically to take into account mechanical deviations that change during the operation of the device.

Описанные здесь устройство и способ представляют собой одну из многих реализаций, возможных в соответствии с формулой изобретения.The apparatus and method described herein is one of many implementations possible in accordance with the claims.

Claims (24)

1. Способ обнаружения неоднородности листа, в соответствии с которым лист перемещают в тракте через устройство, содержащее передающие электроды на одной стороне тракта, и приемный электрод, размещенный на противоположной стороне тракта напротив области расположения передающих электродов, разделяют передающие электроды на группы, причем один и тот же передающий электрод может принадлежать более чем к одной группе, каждую группу разделяют на две подгруппы, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один электрод, проводят анализ наличия неоднородностей листа в области расположения передающих электродов каждой группы, для чего на первую подгруппу электродов в группе подают возбуждающий сигнал, а на вторую подгруппу электродов в группе подают сигнал, противофазный возбуждающему сигналу первой подгруппы, и определяют корреляцию между возбуждающим сигналом и сигналом с приемного электрода, анализируют корреляцию и по ней судят о наличии неоднородности листа в указанной области, и на основе суждений, полученных для каждой группы, судят о наличии неоднородности листа в области расположения электродов.1. A method for detecting sheet inhomogeneity, according to which the sheet is moved in the path through a device containing transmitting electrodes on one side of the path, and a receiving electrode placed on the opposite side of the path opposite the location of the transmitting electrodes, the transmitting electrodes are divided into groups, one and the same transmitting electrode may belong to more than one group, each group is divided into two subgroups, each of which contains at least one electrode, an analysis of the presence inhomogeneities of the sheet in the region of the location of the transmitting electrodes of each group, for which a stimulating signal is supplied to the first subgroup of electrodes in the group, and an antiphase signal to the first subgroup is supplied to the second subgroup of electrodes in the group, and the correlation between the exciting signal and the signal from the receiving electrode is determined, analyze the correlation and judge by it the presence of heterogeneity of the sheet in the specified area, and based on the judgments obtained for each group, judge the presence of heterogeneity of the sheet in Asti electrode arrangement. 2. Способ по п.1, в котором при анализе наличия неоднородностей листа в области расположения передающих электродов каждой группы проводят дополнительное измерение, при котором меняют местами сигналы, прикладываемые к двум подгруппам электродов группы, и вычитают получаемую при этом корреляцию между возбуждающим сигналом и сигналом с приемного электрода из первоначально полученной корреляции.2. The method according to claim 1, in which when analyzing the presence of inhomogeneities of the sheet in the location of the transmitting electrodes of each group, an additional measurement is carried out, in which the signals applied to the two subgroups of the electrodes of the group are interchanged, and the resulting correlation between the exciting signal and the signal is subtracted from the receiving electrode from the originally obtained correlation. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором одновременно возбуждают, по меньшей мере, две группы электродов, а возбуждающий сигнал для каждой из таких групп выбирают таким образом, чтобы он не имел корреляции с возбуждающими сигналами, применяемыми для других одновременно возбуждаемых групп.3. The method according to any one of claims 1 and 2, in which at least two groups of electrodes are simultaneously excited, and the excitation signal for each of these groups is selected so that it does not correlate with the excitation signals used for the others simultaneously excited groups. 4. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором, по мере продвижения листа в тракте, дополнительно, по меньшей мере, один раз повторяют обнаружение неоднородностей листа.4. The method according to any one of claims 1 and 2, in which, as the sheet moves in the path, the detection of sheet inhomogeneities is repeated at least once more. 5. Способ по п.3, в котором, по мере продвижения листа в тракте, дополнительно, по меньшей мере, один раз повторяют обнаружение неоднородностей листа.5. The method according to claim 3, in which, as the sheet moves in the path, the detection of sheet inhomogeneities is repeated at least once more. 6. Способ по любому из пп.1, 2, 5, в котором подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, располагают в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, и для обнаружения неоднородности в ходе анализа устанавливают порог абсолютной величины корреляции, которая вычисляется для каждой группы, а при превышении порога принимают решение о наличии неоднородности листа в области расположения передающих электродов группы.6. The method according to any one of claims 1, 2, 5, in which subgroups of transmitting electrodes included in one group are located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and To detect heterogeneity during the analysis, a threshold for the absolute value of correlation, which is calculated for each group, is set, and when the threshold is exceeded, a decision is made on the presence of sheet inhomogeneity in the area of the group's transmitting electrodes. 7. Способ по п.3, в котором подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, располагают в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, и для обнаружения неоднородности в ходе анализа устанавливают порог абсолютной величины корреляции, которая вычисляется для каждой группы, а при превышении порога принимают решение о наличии неоднородности листа в области расположения передающих электродов группы.7. The method according to claim 3, in which subgroups of transmitting electrodes included in one group are located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and to detect heterogeneity during analysis set the threshold for the absolute value of the correlation, which is calculated for each group, and when the threshold is exceeded, a decision is made on the presence of sheet inhomogeneity in the region where the group’s transmitting electrodes are located. 8. Способ по п.4, в котором подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, располагают в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, и для обнаружения неоднородности в ходе анализа устанавливают порог абсолютной величины корреляции, которая вычисляется для каждой группы, а при превышении порога принимают решение о наличии неоднородности листа в области расположения передающих электродов группы.8. The method according to claim 4, in which subgroups of transmitting electrodes included in one group are located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and to detect heterogeneity during analysis set the threshold for the absolute value of the correlation, which is calculated for each group, and when the threshold is exceeded, a decision is made on the presence of sheet inhomogeneity in the region where the group's transmitting electrodes are located. 9. Способ по любому из пп.1, 2, 5, в котором на основе полученных значений корреляции восстанавливают приближенное распределение эквивалентной толщины листа по его поверхности, а затем анализируют названное распределение для обнаружения неоднородности.9. The method according to any one of claims 1, 2, 5, in which, based on the obtained correlation values, the approximate distribution of the equivalent sheet thickness over its surface is restored, and then the named distribution is analyzed to detect heterogeneity. 10. Способ по п.3, в котором на основе полученных значений корреляции восстанавливают приближенное распределение эквивалентной толщины листа по его поверхности, а затем анализируют названное распределение для обнаружения неоднородности.10. The method according to claim 3, in which, based on the obtained correlation values, the approximate distribution of the equivalent sheet thickness over its surface is restored, and then the named distribution is analyzed to detect heterogeneity. 11. Способ по п.4, в котором на основе полученных значений корреляции восстанавливают приближенное распределение эквивалентной толщины листа по его поверхности, а затем анализируют названное распределение для обнаружения неоднородности.11. The method according to claim 4, in which, based on the obtained correlation values, the approximate distribution of the equivalent sheet thickness over its surface is restored, and then the named distribution is analyzed to detect heterogeneity. 12. Способ по п.9, в котором группы электродов пространственно компонуют таким образом, чтобы результат измерения корреляции по каждой группе соответствовал определенной компоненте разложения распределения эквивалентной толщины по поверхности листа по определенному функциональному базису.12. The method according to claim 9, in which the groups of electrodes are spatially arranged so that the correlation measurement result for each group corresponds to a certain component of the decomposition of the distribution of equivalent thickness over the sheet surface according to a specific functional basis. 13. Способ по любому из пп.10 и 11, в котором группы электродов пространственно компонуют таким образом, чтобы результат измерения корреляции по каждой группе соответствовал определенной компоненте разложения распределения эквивалентной толщины по поверхности листа по определенному функциональному базису.13. The method according to any one of claims 10 and 11, in which the groups of electrodes are spatially arranged so that the correlation measurement result for each group corresponds to a certain component of the decomposition of the distribution of equivalent thickness over the sheet surface according to a specific functional basis. 14. Способ по п.12, в котором в качестве функционального базиса выбрана система вейвлетов Хаара.14. The method of claim 12, wherein the Haar wavelet system is selected as the functional basis. 15. Способ по п.13, в котором в качестве функционального базиса выбрана система вейвлетов Хаара.15. The method according to item 13, in which the Haar wavelet system is selected as the functional basis. 16. Способ по п.12, в котором в качестве функционального базиса выбрана система функций Уолша-Адамара.16. The method according to item 12, in which the system of Walsh-Hadamard functions is selected as the functional basis. 17. Способ по п.13, в котором в качестве функционального базиса выбрана система функций Уолша-Адамара.17. The method according to item 13, in which the system of Walsh-Hadamard functions is selected as the functional basis. 18. Способ по п.9, в котором подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, располагают в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, а значения величины корреляции, вычисляемые для каждой группы, рассматривают как величины, пропорциональные производной эквивалентной толщины листа по направлению между центрами тяжести первой и второй подгрупп передающих электродов.18. The method according to claim 9, in which the subgroups of the transmitting electrodes included in one group are located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and the values of the correlation calculated for of each group are considered as values proportional to the derivative of the equivalent sheet thickness in the direction between the centers of gravity of the first and second subgroups of transmitting electrodes. 19. Способ по любому из пп.10 и 11, в котором подгруппы передающих электродов, входящие в одну группу, располагают в непосредственной близости друг от друга, причем электроды в каждой из этих подгрупп также располагают в непосредственной близости друг от друга, а значения величины корреляции, вычисляемые для каждой группы, рассматривают как величины, пропорциональные производной эквивалентной толщины листа по направлению между центрами тяжести первой и второй подгрупп передающих электродов.19. The method according to any one of claims 10 and 11, in which the subgroups of the transmitting electrodes included in one group are located in close proximity to each other, and the electrodes in each of these subgroups are also located in close proximity to each other, and the values correlations calculated for each group are considered as proportional to the derivative of the equivalent sheet thickness in the direction between the centers of gravity of the first and second subgroups of transmitting electrodes. 20. Устройство для обнаружения неоднородности листа, содержащее передающие электроды, размещенные с одной стороны листа, разделенные на группы, каждая из которых состоит из двух подгрупп, каждая из подгрупп содержит, по меньшей мере, один электрод, при этом, по меньшей мере, один передающий электрод может принадлежать более, чем к одной группе, приемный электрод, размещенный с противоположной стороны листа и охватывающий область расположения передающих электродов, блок управления передающими электродами, и синхронизированный с ним блок обработки сигнала с приемного электрода, при этом блок управления передающими электродами выполнен с возможностью возбуждения электродов каждой группы с подачей возбуждающего сигнала на первую подгруппу электродов и одновременной подачей сигнала, противофазного возбуждающему, на вторую подгруппу электродов, а блок обработки сигнала с приемного электрода содержит устройство для определения величины корреляции возбуждающего сигнала и сигнала с приемного электрода.20. A device for detecting inhomogeneity of the sheet, containing transmitting electrodes placed on one side of the sheet, divided into groups, each of which consists of two subgroups, each of the subgroups contains at least one electrode, at least one a transmitting electrode may belong to more than one group, a receiving electrode placed on the opposite side of the sheet and covering the area of location of the transmitting electrodes, the control unit of the transmitting electrodes, and the synchronized block about it the signal from the receiving electrode, while the control unit of the transmitting electrodes is configured to excite the electrodes of each group with the supply of the exciting signal to the first subgroup of electrodes and simultaneously supplying a signal in antiphase exciting to the second subgroup of electrodes, and the signal processing unit from the receiving electrode contains a device for determine the correlation value of the exciting signal and the signal from the receiving electrode. 21. Устройство по п.20, в котором передающие электроды выполнены в виде неперекрывающихся участков поверхности, приемный электрод выполнен в виде участка поверхности и равноудален от передающих электродов, при этом блок управления передающими электродами выполнен с возможностью обеспечения соотношения амплитуд возбуждающего сигнала и противофазного ему сигнала, подаваемых на подгруппы электродов группы, пропорционального отношению суммарных площадей электродов второй подгруппы и первой подгруппы.21. The device according to claim 20, in which the transmitting electrodes are made in the form of non-overlapping surface sections, the receiving electrode is made in the form of a surface section and is equidistant from the transmitting electrodes, while the transmitting electrode control unit is configured to provide a ratio of the amplitudes of the exciting signal and its antiphase signal applied to the subgroups of the electrodes of the group, proportional to the ratio of the total areas of the electrodes of the second subgroup and the first subgroup. 22. Устройство по п.20, в котором блок обработки сигнала с приемного электрода содержит усилитель сигнала с приемного электрода.22. The device according to claim 20, in which the signal processing unit from the receiving electrode comprises a signal amplifier from the receiving electrode. 23. Устройство по любому из пп.20 и 21, в котором устройство для определения величины корреляции представляет собой синхронный детектор.23. The device according to any one of paragraphs.20 and 21, in which the device for determining the magnitude of the correlation is a synchronous detector. 24. Устройство по п.22, в котором блок обработки сигнала снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным устройством для определения корреляции возбуждающего сигнала и сигнала с приемного электрода, так что сигнал возбуждения каждой из одновременно возбуждаемых групп подается на вход отдельного устройства для определения корреляции. 24. The device according to item 22, in which the signal processing unit is equipped with at least one additional device for determining the correlation of the excitation signal and the signal from the receiving electrode, so that the excitation signal of each of the simultaneously excited groups is supplied to the input of a separate device for determining the correlation .
RU2011153673/28A 2011-12-28 2011-12-28 Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation RU2483276C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153673/28A RU2483276C1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153673/28A RU2483276C1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2483276C1 true RU2483276C1 (en) 2013-05-27

Family

ID=48791988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153673/28A RU2483276C1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2483276C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683623C2 (en) * 2013-09-13 2019-03-29 Гизеке+Девриент Каренси Текнолоджи Гмбх Method and device for checking valuable documents for irregularity presence
RU2721099C1 (en) * 2019-12-26 2020-05-15 Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс") Device for detecting inhomogeneity with sharp boundaries of a thin object, and a method for use thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1452273A (en) * 1972-10-26 1976-10-13 Kodak Ltd Monitoring web conductivity
DE2812388A1 (en) * 1978-03-21 1979-10-04 Juergen Ing Grad Machate Capacitive scanning for recording media - has conducting areas which are charged by transmitter electrode, and transfer their charges to receiving electrode
US4355300A (en) * 1980-02-14 1982-10-19 Coulter Systems Corporation Indicia recognition apparatus
SU1017907A1 (en) * 1982-01-12 1983-05-15 Специальное Конструкторское Бюро С Экспериментальным Производством Института Ядерных Исследований Ан Усср Dielectric material thickness meter
WO1989008898A1 (en) * 1988-03-10 1989-09-21 Inter Marketing Oy Sensor for verification of genuineness of security paper
WO1994020932A1 (en) * 1993-03-08 1994-09-15 Authentication Technologies, Inc. A capacitance-based verification device for a security thread embedded within currency paper
RU2107257C1 (en) * 1996-06-14 1998-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "ИТАР" (малое научно-производственное предприятие) Device for measuring of flat article thickness and method of its realization
US6072318A (en) * 1996-10-11 2000-06-06 Brown & Sharpe Tesa S.A. Capacitive device for measuring dimension
WO2000046760A1 (en) * 1999-02-01 2000-08-10 Cashcode Company Inc. Sensor for evaluating dielectric properties of specialized paper
WO2009013787A1 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Fujitsu Limited Paper sheet thickness detection device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1452273A (en) * 1972-10-26 1976-10-13 Kodak Ltd Monitoring web conductivity
DE2812388A1 (en) * 1978-03-21 1979-10-04 Juergen Ing Grad Machate Capacitive scanning for recording media - has conducting areas which are charged by transmitter electrode, and transfer their charges to receiving electrode
US4355300A (en) * 1980-02-14 1982-10-19 Coulter Systems Corporation Indicia recognition apparatus
SU1017907A1 (en) * 1982-01-12 1983-05-15 Специальное Конструкторское Бюро С Экспериментальным Производством Института Ядерных Исследований Ан Усср Dielectric material thickness meter
WO1989008898A1 (en) * 1988-03-10 1989-09-21 Inter Marketing Oy Sensor for verification of genuineness of security paper
WO1994020932A1 (en) * 1993-03-08 1994-09-15 Authentication Technologies, Inc. A capacitance-based verification device for a security thread embedded within currency paper
RU2107257C1 (en) * 1996-06-14 1998-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "ИТАР" (малое научно-производственное предприятие) Device for measuring of flat article thickness and method of its realization
US6072318A (en) * 1996-10-11 2000-06-06 Brown & Sharpe Tesa S.A. Capacitive device for measuring dimension
WO2000046760A1 (en) * 1999-02-01 2000-08-10 Cashcode Company Inc. Sensor for evaluating dielectric properties of specialized paper
WO2009013787A1 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Fujitsu Limited Paper sheet thickness detection device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683623C2 (en) * 2013-09-13 2019-03-29 Гизеке+Девриент Каренси Текнолоджи Гмбх Method and device for checking valuable documents for irregularity presence
RU2721099C1 (en) * 2019-12-26 2020-05-15 Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс") Device for detecting inhomogeneity with sharp boundaries of a thin object, and a method for use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5654643A (en) Dielectric sensor apparatus
US4972154A (en) Apparatus and method for measuring wood grain angle
US10872219B2 (en) Fingerprint sensor employing an integrated noise rejection structure
EP2174899B1 (en) Paper sheet thickness detection device
US5617031A (en) Buried pipe locator utilizing a change in ground capacitance
Avila et al. A novel dual modality sensor with sensitivities to permittivity, conductivity, and permeability
EP0861438B1 (en) Sensor interrogation
NL8000631A (en) METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING MOVING AND ELECTRICALLY DEPENDENT DOMAINS.
WO2006009048A1 (en) Magnetism sensing apparatus and material determining apparatus
CN103363887A (en) Novel material thickness measuring method
CN104597328B (en) The capacitance measurement circuit and measuring method of a kind of anti-static electricity interference
CN101311715A (en) Method and apparatus for digital measurement of an eddy current signal
CN101981442A (en) A method and apparatus for phase sensitive detection of eddy current measurements
RU2483276C1 (en) Method for detection of sheet irregularities and device for its realisation
CN105144049A (en) An apparatus comprising a flexible substrate and a component supported by the flexible substrate
US9104273B1 (en) Multi-touch sensing method
US20040129771A1 (en) Device for accepting banknotes
EP3287992A1 (en) Sensor for detecting thickness of paper sheets, and banknote-differentiating unit
US20030231024A1 (en) Capacitive media resistivity, dialectic constant, and thickness sensor
JPH06241928A (en) Method and apparatus for measuring tension and/or moving speed of insulating filament without contact
CN101788611A (en) Resistivity measuring device and method
CN1187719C (en) Sensor for evaluating dielectric properties of specialized paper
RU2721099C1 (en) Device for detecting inhomogeneity with sharp boundaries of a thin object, and a method for use thereof
RU2723971C1 (en) Electrostatic sensor for controlling a movable thin object
Shull et al. Characterization of capacitive array for NDE applications