Пристрій і спосіб детектування флуоресцентного і фосфоресцентного світіння

Номер патенту: 48284

Опубліковано: 15.08.2002

Автори: Ліпковіч Ніколай, Вундерер Бернд, Хорнунг Хайнц-Філіпп

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій для детектування флуоресцентного і фосфоресцентного світіння, випромінюваного листовим матеріалом, як, наприклад, цінні папери або банкноти, що має освітлювальний блок, призначений для освітлення листового матеріалу тактованим збуджувальним світлом , щонайменше один датчик, призначений для детектування випромінюваного листовим матеріалом світіння, і подавальну систему, призначену для переміщення листового матеріалу у напрямку подачі повз освітлювальний блок і датчик, що при цьому реєструє інтенсивність випромінюваного світіння під час світлової фази та інтенсивність під час темнової фази тактованого збуджувального світла, який відрізняється наявністю блока обробки, призначеного для визначення інтенсивності флуоресцентного світіння та інтенсивності фосфоресцентного світіння на основі значень інтенсивності, яка реєструється під час світлової фази і темнової фази тактованого збуджувального світла, при цьому освітлювана освітлювальним блоком ділянка листового матеріалу в декілька разів перевищує необхідне розділення, та датчик виконаний з можливістю реєструвати інтенсивність випромінюваного світіння у межах і наприкінці, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки листового матеріалу.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим , що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла газорозрядну лампу, яка випромінює щонайменше ультрафіолетове випромінювання.

3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла люмінесцентну лампу.

4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла газорозрядну лампу без люмінофора.

5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла газорозрядну лампу, яка випромінює збуджувальне світло в результаті реакції збуджених інертних газів з галогенами.

6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має лампу збуджувального світла, розташовану у світлонепроникному корпусі, який має одне вікно і щонайменше один фільтр, що не пропускає світло в діапазоні довжин хвиль детектованого флуоресцентного і фосфоресцентного світіння.

7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що фільтри розташовані під постійним кутом відносно нормалі до напрямку подачі.

8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що датчик має фотоприймальну матрицю, за допомогою якої детектується інтенсивність випромінюваного світла.

9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що датчик має оптичну систему, яка виконана з можливістю проектувати на детектор фотоприймальної матриці ділянку листового матеріалу розміром менше необхідного розділення.

10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що оптична система має щонайменше один проекційний блок із світловодного матеріалу.

11. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що датчик має щонайменше один фільтр, який пропускає випромінювання тільки в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного світіння.

12. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що оптична вісь датчика розташована під певним кутом до напрямку подачі листового матеріалу.

13. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що передбачено щонайменше один другий датчик, який призначений для детектування інтенсивності випромінюваного світіння під час світлової фази та його інтенсивності під час темнової фази тактованого збуджувального світла.

14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що другі датчики за своєю конструкцією аналогічні першому датчику.

15. Пристрій за п. 13 або 14, який відрізняється тим, що перший датчик призначений для детектування інтенсивності випромінюваного світіння у межах і наприкінці, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки листового матеріалу, а другий датчик призначений для реєстрування інтенсивності випромінюваного випромінювання у межах і на початку, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки.

16. Пристрій за будь-яким з пп. 13-15, який відрізняється тим, що датчики розташовані симетрично стосовно освітлювального блока.

17. Пристрій за будь-яким з пп. 13-16, який відрізняється тим, що перший датчик має щонайменше один фільтр, який пропускає лише випромінювання в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного світіння, а другий датчик має щонайменше один фільтр, який пропускає лише частину діапазону довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного світіння.

18. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що освітлювальний блок і датчики розташовані у світлонепроникному корпусі, що має світлопропускне вікно, яке пропускає випромінювання як у діапазоні довжин хвиль збуджувального світла, так і в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного світіння.

19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що світлопропускне вікно виконано противідбивним щонайменше для падаючого під певним кутом світла.

20. Спосіб детектування флуоресцентного і фосфоресцентного світіння, випромінюваного листовим матеріалом, як, наприклад, цінні папери або банкноти, який полягає у тому, що листовий матеріал освітлюють тактованим збуджувальним світлом, детектують випромінюване листовим матеріалом світло і листовий матеріал переміщають у напрямку подачі з проходженням його крізь збуджувальне світло і ділянку детектування випромінюваного листовим матеріалом світла, при цьому детектують інтенсивність випромінюваного світіння у світловій фазі та інтенсивність світіння у темновій фазі тактованого збуджувального світла і на основі інтенсивності, детектованої під час темнової і світлової фаз тактованого збуджувального світла, визначають інтенсивність флуоресцентного світіння та інтенсивність фосфоресцентного світіння, який відрізняється тим, що інтенсивність флуоресцентного світіння визначають за різницею інтенсивності у світловій фазі та інтенсивності у темновій фазі, при цьому інтенсивність фосфоресцентного світіння відповідає його інтенсивності під час темнової фази.

21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що як такт випромінювання збуджувального світла обирають частку від ділення швидкості подачі листового матеріалу на необхідне розділення.

22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що збуджувальне світло має певну кількість світлових імпульсів, що посилаються з початком такту.

23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що інтенсивність під час світлової фази такту вимірюють на останньому світловому імпульсі.

24. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що інтенсивність під час темнової фази такту вимірюють по закінченні постійного проміжку часу після останнього світлового імпульсу.

25. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що ділянку детектування випромінюваного листовим матеріалом світіння перед детектуванням освітлюють збуджувальним світлом протягом декількох тактів світлового збудження.

26. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що випромінюване листовим матеріалом світіння детектують в декількох різних діапазонах довжин хвиль.

Текст

1 Пристрій для детеїсгування флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ, випромінюваного листовим матеріалом, як, наприклад, ЦІННІ папери або банкноти, що має освітлювальний блок, призначений для освітлення листового матеріалу тактованим збуджувальним світлом , щонайменше один датчик, призначений для детектування випромінюваного листовим матеріалом СВІТІННЯ, І подавальну систему, призначену для переміщення листового матеріалу у напрямку подачі повз освітлювальний блок і датчик, що при цьому реєструє інтенсивність випромінюваного СВІТІННЯ ПІД час світлової фази та інтенсивність під час темнової фази тактованого збуджувального світла, який відрізняється наявністю блока обробки, призначеного для визначення інтенсивності флуоресцентного СВІТІННЯ та інтенсивності фосфоресцентного СВІТІННЯ на основі значень інтенсивності, яка реєструється під час світлової фази і темнової фази тактованого збуджувального світла, при цьому освітлювана освітлювальним блоком ділянка листового матеріалу в декілька разів перевищує необхідне розділення, та датчик виконаний з можливістю реєструвати інтенсивність випромінюваного СВІТІННЯ у межах і наприкінці, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки листового матеріалу 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим , що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла газорозрядну лампу, яка випромінює щонайменше ультрафіолетове випромінювання 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має як лампу збуджувально го світла люмінесцентну лампу 4 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла газорозрядну лампу без люмінофора 5 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має як лампу збуджувального світла газорозрядну лампу, яка випромінює збуджувальне світло в результаті реакції збуджених інертних газів з галогенами 6 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що освітлювальний блок має лампу збуджувального світла, розташовану у світлонепроникному корпусі, який має одне вікно і щонайменше один фільтр, що не пропускає світло в діапазоні довжин хвиль детектованого флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ 7 Пристрій за п 6, який відрізняється тим, що фільтри розташовані під постійним кутом відносно нормалі до напрямку подачі 8 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що датчик має фотоприймальну матрицю, за допомогою якої детектується інтенсивність випромінюваного світла 9 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що датчик має оптичну систему, яка виконана з можливістю проектувати на детектор фотоприймальноі матриці ділянку листового матеріалу розміром менше необхідного розділення 10 Пристрій за п 9, який відрізняється тим, що оптична система має щонайменше один проекційний блок із світловодного матеріалу 11 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що датчик має щонайменше один фільтр, який пропускає випромінювання тільки в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ 12 Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що оптична вісь датчика розташована під певним кутом до напрямку подачі листового матеріалу 13 Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що передбачено щонайменше один другий датчик, який призначений для детектування інтенсивності випромінюваного СВІТІННЯ ПІД час світлової фази та його інтенсивності під час темнової фази тактованого збуджувального світла 14 Пристрій за п 13, який відрізняється тим, що О 00 00 48284 другі датчики за своєю конструкцією аналогічні першому датчику 15 Пристрій за п 13 або 14, який відрізняється тим, що перший датчик призначений для детектування інтенсивності випромінюваного СВІТІННЯ у межах і наприкінці, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки листового матеріалу, а другий датчик призначений для реєстрування інтенсивності випромінюваного випромінювання у межах і на початку, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки 16 Пристрій за будь-яким з пп 13-15, який відрізняється тим, що датчики розташовані симетрично стосовно освітлювального блока 17 Пристрій за будь-яким з пп 13-16, який відрізняється тим, що перший датчик має щонайменше один фільтр, який пропускає лише випромінювання в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ, а другий датчик має щонайменше один фільтр, який пропускає лише частину діапазону довжин хвиль флуоресцентного алом світло і листовий матеріал переміщають у напрямку подачі з проходженням його крізь збуджувальне світло і ділянку детектування випромінюваного листовим матеріалом світла, при цьому детектують інтенсивність випромінюваного СВІТІННЯ у СВІТЛОВІЙ фазі та інтенсивність СВІТІННЯ у тем 18 Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що освітлювальний блок і датчики розташовані у світлонепроникному корпусі, що має світлопропускне вікно, яке пропускає випромінювання як у діапазоні довжин хвиль збуджувального світла, так і в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ 19 Пристрій за п 18, який відрізняється тим, що світлопропускне вікно виконано противідбивним щонайменше для падаючого під певним кутом світла 20 Спосіб детектування флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ, випромінюваного листовим матеріалом, як, наприклад, ЦІННІ папери або банкноти, який полягає утому, що листовий матеріал освітлюють тактованим збуджувальним світлом, детектують випромінюване листовим матері новій фазі тактованого збуджувального світла і на основі інтенсивності, детектованої під час темновоі і світлової фаз тактованого збуджувального світла, визначають інтенсивність флуоресцентного СВІТІННЯ та інтенсивність фосфоресцентного СВІТІННЯ, який відрізняється тим, що інтенсивність флуоресцентного СВІТІННЯ визначають за різницею інтенсивності у СВІТЛОВІЙ фазі та інтенсивності у темновій фазі, при цьому інтенсивність фосфоресцентного СВІТІННЯ відповідає його інтенсивності під частемнової фази 21 Спосіб за п 20, який відрізняється тим, що як такт випромінювання збуджувального світла обирають частку від ділення швидкості подачі листового матеріалу на необхідне розділення 22 Спосіб за п 21, який відрізняється тим, що збуджувальне світло має певну КІЛЬКІСТЬ СВІТЛОВИХ імпульсів, що посилаються з початком такту 23 Спосіб за п 22, який відрізняється тим, що інтенсивність під час світлової фази такту вимірюють на останньому світловому імпульсі 24 Спосіб за п 22, який відрізняється тим, що інтенсивність під час темнової фази такту вимірюють по закінченні постійного проміжку часу після останнього світлового імпульсу 25 Спосіб за п 20, який відрізняється тим, що ділянку детектування випромінюваного листовим матеріалом СВІТІННЯ перед детектуванням освітлюють збуджувальним світлом протягом декількох тактів світлового збудження 26 Спосіб за п 20, який відрізняється тим, що випромінюване листовим матеріалом СВІТІННЯ детектують в декількох різних діапазонах довжин хвиль Даний винахід відноситься до пристрою і способу детектування флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ, що випромінює листовий матеріал, як, наприклад, ЦІННІ папери або банкноти Пристрій такого типу вже відомий з патенту US 3473027 Описаний в цьому патенті пристрій має освітлювальний блок, який освітлює листовий матеріал ультрафіолетовим збуджувальним світлом Освітлення листового матеріалу ультрафіолетовим збуджувальним світлом більш прийнятно здійснюють безперервно При необхідності листовий матеріал можна також освітлювати у тактовому режимі з певною частотою Випромінюване листовим матеріалом СВІТІННЯ реєструється датчиком З цією метою випромінюване при СВІТІННІ СВІТЛО проектується лінзовою системою на призму, яка у свою чергу розкладає це випромінюване світло на складові, довжини хвиль яких перебувають у певних діапазонах Після цього наступною лінзовою системою ці окремі складові, розділені за діапазо нами довжин хвиль, проектуються на ВІДПОВІДНИЙ детектор, який потім видає електричний сигнал, пропорційний інтенсивності світлового випромінювання в даному діапазоні довжин хвиль 3 метою забезпечити при перевірці листового матеріалу потрібне розділення вздовж певної контрольованої на ньому доріжки або смужки цей листовий матеріал переміщується подавальною системою у напрямку подачі повз освітлювальний блок і датчик Недоліком цього відомого пристрою є неможливість розділення випромінюваного листовим матеріалом СВІТІННЯ на флуоресцентну і фосфоресцентну складові З патенту US 3592326 ВІДОМІ пристрій і спосіб детектування флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ ідентифікаційної марки або мітки на поштовому відправленні У цьому патенті описано працюючий разом з системою відокремлення поштових відправлень від пачки та їх вирівнювання оптичний сканер, до складу якого входить освіт і фосфоресцентного СВІТІННЯ 48284 лювальний блок і в якому поштові відправлення у процесі їх переміщення стрічковими транспортерами освітлюються в тактовому режимі з певною частотою лампами, випромінювання яких сфокусоване на ЛІНІЮ сканування Випромінюване поштовим відправленням, ВІДПОВІДНО передбаченою на ньому ідентифікаційною маркою світло відбивається системою дзеркал, що обертається, вісь обертання якої є паралельною напрямку транспортування і яка розташована точно над ЛІНІЄЮ сканування, через дві призми і ВІДПОВІДНІ фільтри на один з двох ВІДПОВІДНИХ датчиків При цьому перший датчик реєструє відбиття світла і флуоресценцію при увімкненому освітленні, а другий датчик визначає наявність фосфоресцентного СВІТІННЯ при вимкненому освітленні Цей відомий пристрій не тільки має складну конструкцію, але й потребує використання щонайменше двох датчиків, що пов'язане з необхідністю проведення ВІДПОВІДНИХ робіт з юстування, калібрування і технічного обслуговування Через чітку спрямованість освітлення та сканування на ЛІНІЮ сканування збуджується лише незначне фосфоресцентне СВІТІННЯ ідентифікаційної марки, в результаті чого це СВІТІННЯ має настільки малу для виявлення інтенсивність, якої не достатньо для проведення вимірів з одержанням точних і відтворюваних результатів Виходячи з вищевикладеного, в основу даного винаходу було покладено завдання розробити високоточний вимірювальний пристрій і спосіб детектування флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ листового матеріалу, які за допомогою одного спільного датчика дозволяли б розділяти випромінюване листовим матеріалом СВІТІННЯ на флуоресцентну і фосфоресцентну складові Зазначене завдання вирішується за допомогою ВІДМІТНИХ ознак незалежних і залежних пунктів формули винаходу ВІДПОВІДНО ДО винаходу один датчик детектує інтенсивність випромінюваного СВІТІННЯ ОДИН раз під час світлової фази, а інший раз під час темновоі фази тактованого збуджувального світла Блок обробки даних на основі значень інтенсивності, отриманих під час світлової і темнової фаз тактованого збуджувального світла, визначає інтенсивності флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІНЬ При цьому інтенсивність фосфоресцентного СВІТІННЯ відповідає інтенсивності утемновіи фазі, а інтенсивність флуоресцентного СВІТІННЯ відповідає різниці інтенсивності у СВІТЛОВІЙ фазі та інтенсивності у темновій фазі Крім того, датчик детектує інтенсивність СВІТІННЯ в межах і наприкінці, якщо дивитися в напрямку подачі, освітлюваної освітлювальним блоком ділянки листового матеріалу Додатково розміри освітлюваної освітлювальним блоком ділянки листового матеріалу обирають таким чином, щоб вона у декілька разів перевищувала величину необхідного розділення Завдяки цьому фосфоресцентне СВІТІННЯ має відносно високу інтенсивність, оскільки листовий матеріал піддається попередньому освітленню світлом високої інтенсивності протягом максимально можливого за тривалістю інтервалу часу Більш прийнятні варіанти виконання запропонованого у винаході пристрою, а також здійснення запропонованого у винаході способу більш докладно пояснюються нижче з посиланням на креслення, що додаються, на яких показано на фіг 1а - 1г - принципова схема пристрою, включаючи характеристики інтенсивності світла, що випромінюється освітлювальним блоком, на фіг 2 - діаграма, що пояснює взаємозалежність різних тактів, і на фіг За - 36 - характеристики інтенсивності СВІТІННЯ На фіг 1а показана принципова схема більш прийнятного варіанта виконання запропонованого у винаході пристрою У світлонепроникному корпусі 10, що має одне світлопропускне вікно 11, розташовані освітлювальний блок 20, а також два датчики ЗО і 40 Вікно 11 пропускає як випромінювання в діапазоні довжин хвиль збуджувального світла, так і випромінювання в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного та фосфоресцентного СВІТІННЯ Освітлювальний блок 20 має світлонепроникний корпус 21 з фільтром 22, що не пропускає випромінювання в діапазоні довжин хвиль детектованого флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ У корпусі 21 розташована лампа 23 збуджувального світла, що працює в тактовому, або імпульсному, режимі з частотою, яка задається не показаним на схемі блоком управління Випромінюване лампою 23 світло має такий діапазон довжин хвиль, який необхідний щонайменше для збудження флуоресцентного і фосфоресцентного СВІТІННЯ Як лампу 23 переважно використовувати газорозрядну лампу, що випромінює щонайменше УФ-випромінювання Проте загалом як лампу 23 збуджувального світла можна використовувати і люмінесцентні лампи, ВІДПОВІДНО газорозрядні лампи без люмінофора Крім того, можна використовувати газорозрядні лампи, які випромінюють світло на основі реакції збуджених інертних газів з галогеном Датчики ЗО і 40 конструктивно в основному виконані однаково Вони переважно мають фотоприймальну матрицю 31, 41, за допомогою якої випромінюване листовим матеріалом світло перетворюється в електричний сигнал пропорційно інтенсивності цього випромінюваного світла Як фотоприймальна матриця 31, 41 можуть використовуватися, наприклад, фотодюдні матриці або ПЗС-матриці При необхідності контролювати листовий матеріал, наприклад, тільки уздовж однієї смужки фотоприймальну матрицю 31, 41 можна також замінити одним єдиним детектором Фотоприймальну матрицю 31, 41 більш прийнятне обирати з таким розрахунком, щоб випромінюване світло можна було виявляти уздовж прилягаючих одна до одної контрольних смужок по всій ширині листового матеріалу Крім того, кожний датчик ЗО, 40 має оптичну систему 33, 43, що проектує відповідну ділянку листового матеріалу, яка має переважно розмір менше необхідного розділення, на детектор фотоприймальної матриці 31,41 Як оптичну систему 33,43 можна використовувати, наприклад, ЛІНЗОВІ системи Однак більш прийнятне використовувати оптичні системи 33, 43, що мають щонайменше один проекційний оптичний блок із світловодного 48284 8 матеріалу Перевага використання проекційного Для виявлення флуоресцентного і фосфоресблока із світловодного матеріалу полягає у тому, центного СВІТІННЯ, випромінюваного листовим мащо він у порівнянні з лінзовими системами має теріалом 50, останній спочатку освітлюють збуістотно більш компактну конструкцію джувальним світлом, що випромінює освітлювальний блок 20 у тактовому режимі з певКрім того, на оптичній осі 34, 44 датчика ЗО, 40 ною частотою Випромінюване листовим матеріаможна встановити фільтр 32, 42 ВІДПОВІДНИЙ вибір лом 50 СВІТІННЯ детектується датчиком ЗО у межах смуг пропускання фільтрів 32, 42 розглянуто нижосвітлюваної ділянки В, а саме в и КІНЦІ, ЯКЩО ДИче ВИТИСЯ в напрямку подачі, більш прийнятно за маДля забезпечення компактності конструкції ксимумом інтенсивності збуджувального світла пристрою оптичні осі 34, 44 датчиків ЗО, 40 повернені на кут а відносно нормалі до напрямку подачі Оскільки розмір освітлюваної ділянки В значно V 3 метою запобігти появі небажаних відблисків перевищує величину необхідного розділення А, від світлопропускного вікна 11 останнє виконано кожна ділянка листового матеріалу 50, що відповіпротивідбивним щонайменше для падаючого під дає величині розділення А при переміщенні цього кутом а світла Крім того, фільтр 22 має два плеча, матеріалу, освітлюється імпульсним збуджувальрозташованих ВІДПОВІДНО ПІД ПОСТІЙНИМ кутом р ним світлом від освітлювального блока 20 протявідносно нормалі до напрямку подачі Величина гом декількох періодів повторення тактових імпукута р розраховується як р = 90°-а льсів Т Завдяки тому, що датчик ЗО детектує інтенсивність СВІТІННЯ лише наприкінці, якщо дивиПереміщення листового матеріалу 50 повз тися у напрямку подачі, освітлюваної ділянки В, освітлювальний блок 20 та датчики ЗО і 40 забезпереважно за максимумом інтенсивності збуджупечується не показаною на кресленні подавальвального світла, забезпечується відносно тривале ною системою, що переміщає цей листовий матеі високоштенсивне попереднє освітлення кожної ріал у показаному стрілкою напрямку із заданою ділянки А листового матеріалу 50 до моменту вишвидкістю V явлення датчиком ЗО зазначеного СВІТІННЯ На фіг 16 в умовних одиницях показаний граТривале попереднє освітлення з високою інтефік залежності забезпечуваної освітлювальним нсивністю обумовлює наявність відносно високої блоком інтенсивності збуджувального світла від початкової інтенсивності Іо фосфоресцентного просторової протяжності цього блока в напрямку випромінювання матеріалу Оскільки інтенсивність подачі Інтенсивність збуджувального світла на СВІТІННЯ фосфоресціюючих матеріалів залежить освітлюваній освітлювальним блоком ДІЛЯНЦІ В від початкової інтенсивності Іо і з часом спадає за спочатку зростає до максимуму, а потім знову експонентою, для точного виміру необхідна висока спадає на іншому КІНЦІ ЦІЄЇ ДІЛЯНКИ Датчики ЗО, 40 початкова інтенсивність Іо Інтенсивність СВІТІННЯ розташовані симетрично стосовно максимуму інфосфоресціюючих матеріалів в залежності від тенсивності збуджувального світла, детектуючи часу відповідає наступному рівнянню l(t) = Іо/(1 + інтенсивність СВІТІННЯ у межах освітлюваної ділян(t/x)a) Величина х, що являє собою час ослабленки В У поданому на кресленні варіанті виконання ня інтенсивності ПІСЛЯСВІТІННЯ наполовину, а також датчики ЗО і 40 детектують інтенсивність СВІТІННЯ В величина а визначаються властивостями фосфотому МІСЦІ, де інтенсивність збуджувального світла ресціюючого матеріалу знизилася наполовину З тією метою, щоб детектовану одним з датчиків ЗО, 40 інтенсивність можна була зіставити у напрямку подачі з певною точкою на листовому матеріалі, генерують ПОСЛІДОВНІСТЬ тактових імпульсів Т з частотою, дорівнюючою частці від ділення швидкості подачі V листового матеріалу подавальною системою на необхідне просторове розділення А у напрямку подачі, тобто такої, що визначається за формулою Т = V/A Наприклад, при швидкості подачі V = 10м/с і необхідному просторовому розділенні 2мм тактова частота дорівнює Т = 5кГц Більш прийнятно, щоб одній половині тривалості тактового імпульсу, тобто його напівперюду Р = 1/Т, відповідала логічна " 1 " , а другій половині його тривалості відповідав логічний "0" На фіг 1 в і 1 г показана банкнота 50 і ПОСЛІДОВНІСТЬ тактових імпульсів Т ВІДПОВІДНО ДО наведеного вище визначення тактової частоти тактових імпульсів Т забезпечуються такі умови, при яких незалежно від швидкості подачі V банкноти логічна "1", ВІДПОВІДНО логічний "0" тактового імпульсу Т в кожному випадку відповідають певній точці на банкноті 50 Необхідне розділення А відповідає в кожному випадку відстані, яку проходить листовий матеріал за один період тактового імпульсу Т Діаграма проходження у часі зазначених процесів при детектуванні СВІТІННЯ показана на фіг 2 Такти Ті - Тз являють собою такти, що відповідають різним швидкостям подачі V і визначаються за вищенаведеним рівнянням Світлова фаза, ВІДПОВІДНО темнова фаза тактованого збуджувального світла задається ПОСЛІДОВНІСТЮ тактових імпульсів L Під час світлової фази лампу 23 збуджувального світла тактують за допомогою ПОСЛІДОВНОСТІ певних, таких, що довільно задаються, тактових імпульсів L, частота яких, проте, вище частоти тактових імпульсів Т 3 встановленням високого рівня тактового імпульсу Т, що відповідає ЛОГІЧНІЙ "1", у блок управління лампи 23 збуджувального світла надсилається певна КІЛЬКІСТЬ ЛОГІЧНИХ " 1 " , що відповідають високому рівню ПОСЛІДОВНОСТІ тактових імпульсів L При появі кожної логічної " 1 " у ПОСЛІДОВНОСТІ тактових імпульсів L лампа 23 збуджувального світла генерує один світловий імпульс Таким чином, під час світлової фази збуджувальне випромінювання складається з певної КІЛЬКОСТІ світлових імпульсів, що посилаються з моменту початку тактового імпульсу Т У час, що залишився, тактового імпульсу Т тактові імпульси L встановлюються на низький рівень, що відповідає логічному "0", і лампа 23 не випромінює збуджувальне світло 48284 Інтенсивність R випромінюваного під час світлової фази СВІТІННЯ залишається, таким чином, приблизно постійною і включає усі довжини хвиль випромінюваного світла У більш прийнятному варіанті на оптичній осі 34 датчика ЗО встановлюють фільтр 32, який пропускає тільки випромінювання в діапазоні довжин хвиль флуоресцентного та фосфоресцентного СВІТІННЯ ПІД частемнової фази, що настає після останнього збуджувального світлового імпульсу, присутня лише інтенсивність фосфоресцентного СВІТІННЯ, яка загасає в залежності від обраного матеріалу ВІДПОВІДНО ДО вищенаведеної степеневої функції Тактові імпульси D управляють моментом реєстрації СВІТІННЯ датчиком ЗО У ПОСЛІДОВНОСТІ ЦИХ тактових імпульсів D є дві ділянки високого рівня, що відповідають ЛОГІЧНІЙ " 1 " Перша ділянка управляє реєстрацією СВІТІННЯ у межах світлової фази, а друга ділянка управляє реєстрацією у межах темнової фази Часовий інтервал між першою і другою ділянками ПОСЛІДОВНОСТІ тактових імпульсів D встановлюють постійним Часовий інтервал від початку першої ділянки в тактовому імпульсі Т до початку тактового імпульсу D також є постійним Час встановлення високого рівня тактових імпульсів D, а також їхнє положення у межах світлової, ВІДПОВІДНО темнової фази в принципі можуть обиратися довільно Проте у більш прийнятному варіанті положення і ширину першої ділянки у ПОСЛІДОВНОСТІ тактових імпульсів D обирають таким чином, щоб вимір інтенсивності випромінюваного світла у СВІТЛОВІЙ фазі тактового імпульсу Т відбувався під час останнього світлового імпульсу Положення другої ділянки у ПОСЛІДОВНОСТІ тактових імпульсів D обирають таким чином, щоб вимірювати інтенсивність СВІТІННЯ у темповій фазі по закінченні певного постійного проміжку часу після останнього світлового імпульсу Цей постійний проміжок часу обирають з таким розрахунком, щоб реєстрація інтенсивності СВІТІННЯ у темповій фазі все ще відбувалася у межах періоду максимально короткого тактового імпульсу Т Оскільки тактовий імпульс Т, як зазначено вище, залежить від швидкості подачі V листового матеріалу, із зміною цієї швидкості V він також змінюється Через те що вищеописаний метод визначення інтенсивності СВІТІННЯ ПІД час світлової, ВІДПОВІДНО темнової фази залежить виключно від моменту появи тактового імпульсу Т, то у певних межах можна допустити уповільнення тактового імпульсу Т, тобто уповільнення швидкості подачі V Вимір СВІТІННЯ під час темнової фази по закінченні певного постійного проміжку часу після останнього світлового імпульсу забезпечує також необхідну відтворюваність інтенсивності СВІТІННЯ у темповій фазі незважаючи на експоненціальний закон згасання інтенсивності фосфоресцентного СВІТІННЯ На основі значень інтенсивності, що реєструються під частемнової і світлової фаз тактованого збуджувального світла, ВІДПОВІДНО визначають інтенсивності флуоресцентного та фосфоресцентного СВІТІНЬ При цьому інтенсивність фосфоресцентного СВІТІННЯ може, наприклад, відповідати інтенсивності СВІТІННЯ під час темнової фази Інте 10 нсивність флуоресцентного СВІТІННЯ можна визначити за різницею інтенсивностей у СВІТЛОВІЙ І темновій фазах Для спеціалістів уданій галузі техніки очевидно, що для визначення інтенсивності флуоресцентного, ВІДПОВІДНО фосфоресценого СВІТІННЯ в цьому випадку можна використовувати й ІНШІ арифметичні операції Використання другого датчика 40 дозволяє реєструвати випромінюване листовим матеріалом світло в декількох різних діапазонах довжин хвиль З цією метою у датчику 40 на оптичній осі 44 встановлюють фільтр 42, який пропускає лише частину діапазону довжин хвиль випромінюваного при флуоресцентному і фосфоресцентному СВІТІННІ світла Оскільки датчики ЗО, 40 розташовані симетрично відносно максимуму інтенсивності випромінювання, яке випромінює освітлювальний блок 20, датчик 40 реєструє інтенсивність СВІТІННЯ на початку, якщо дивитися у напрямку подачі, освітлюваної ділянки, більш прийнятне до максимуму інтенсивності збуджувального світла Іншими словами, датчик 40 реєструє СВІТІННЯ В тому МІСЦІ, де фосфоресціюючий матеріал ще настільки мало піддавався попередньому освітленню, що цим можна зневажити Таким чином, СВІТІННЯ, ЩО реєструється датчиком 40 під частемнової фази, може бути в основному лише небажаним розсіяним світлом, що дозволяє використовувати інтенсивність СВІТІННЯ, яке реєструється датчиком 40 під частемнової фази, наприклад, для нормування всіх інших вимірюваних значень інтенсивності В результаті у спектрі випромінюваного світла, що реєструється датчиком 40 під час світлової фази, є присутнім флуоресцентне СВІТІННЯ, діапазон довжин хвиль якого звужений фільтром 42 до певних меж Таким чином, під час світлової фази збуджувального світла датчик ЗО дозволяє визначити загальну інтенсивність флуоресцентного СВІТІННЯ, а датчик 40 дозволяє визначити інтенсивність флуоресцентного СВІТІННЯ у певному діапазоні довжин хвиль Наприклад, за різницею значень загальної інтенсивності, визначеної датчиком ЗО, та інтенсивності, визначеної датчиком 40, можна також визначити інтенсивність флуоресцентного СВІТІННЯ у діапазоні довжин хвиль, який є доповненням діапазону довжин хвиль випромінювання, детектованого датчиком 40 Під час темнової фази датчик ЗО визначає інтенсивність фосфоресцентного СВІТІННЯ Тактовий імпульс Т дозволяє здійснювати прив'язку отриманих значень інтенсивності до визначеної точки з необхідним розділенням А на банкноті 50 В результаті здійснення запропонованого способу для кожного датчика ЗО, 40, що здійснює перевірку вздовж кожної контрольованої по всій довжині листового матеріалу смужки, одержують показаний на фіг За графік інтенсивності СВІТІННЯ З розбивкою за діапазонами довжин хвиль При цьому датчик ЗО під час світлової фази реєструє зміну інтенсивності IF ПО всьому діапазону довжин хвиль випромінюваного світла Датчик 40 реєструє під час світлової фази зміну інтенсивності IR, ЩО охоплює у даному прикладі лише СВІТІННЯ В діапазоні довжин хвиль червоної ділянки спектра Форму кривої інтенсивності Ь СВІТІННЯ у жовто-зеленій ДІЛЯНЦІ спектра одержують у вигляді різниці зна 12 11 48284 чень на графіку інтенсивності IF І графіку інтенсивфлуоресцентного СВІТІННЯ в різних діапазонах доності IR Крім того, одержують показану на фіг 36 вжин хвиль характеристику інтенсивності Ір СВІТІННЯ ПІД час Як згадувалося вище, ВІДПОВІДНИЙ вибір конттемнової фази Потім на основі вказаних характерольованих на листовому матеріалі смужок дозвористик інтенсивності визначають, як описано виляє з необхідним розділенням детектувати флуоще, значення інтенсивності фосфоресцентного і ресцентне і фосфоресцентне СВІТІННЯ по всій поверхні листового матеріалу гілшшишштшттлжшілл 5 0 Г) плшшяплжшМлшііишллші Фіг. 1 48284 13 "ТІ 1 4 л ШШЯШШЛЛШІ п. Фіг 2 І юн G.5б) Фіг З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул СІМІХОХЛОВИХ 15 м Київ 04119 Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ Міжнародний науковий комітет вул Артема 77 м Київ 04050 Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for determination of fluorescent and phosphorescent emitted light and relevant device

Назва патенту російською

Устройство и способ определения флуоресцентного и фосфоресцентного свечения

МПК / Мітки

МПК: G07D 7/12, G01N 21/64

Мітки: фосфоресцентного, флуоресцентного, пристрій, детектування, світіння, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-48284-pristrijj-i-sposib-detektuvannya-fluorescentnogo-i-fosforescentnogo-svitinnya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій і спосіб детектування флуоресцентного і фосфоресцентного світіння</a>

Подібні патенти