CH622369A5

CH622369A5 -

Info

Publication number: CH622369A5
Application number: CH413178A
Authority: CH
Inventors: Nicolas Favre
Original assignee: Radioelectrique Comp Ind
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1981-03-31
Also published as: FR2423773A1; ES489091A0; GB2018984A; GB2018984B; DE2915423A1; IT1112233B; FR2423773B1; JPS54140425A; US4275299A; IT7921742A0; ES8103413A1

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de détection, sur une feuille de papier en mouvement, d'une zone devenant fluorescente lorsqu'elle est exposée à un rayonnement ultraviolet, selon lequel on éclaire la feuille défilant devant un détecteur au moyen d'une source de lumière ultraviolette et détecte le rayonnement de fluorescence au moyen d'un élément photoélectrique.

Le procédé est notamment destiné à l'authentification de titres ou autres documents munis de marques imprimées ou apposées manuellement au moyen d'une encre présentant la propriété de devenir fluorescente sous un éclairage ultraviolet.

Il est connu du brevet US N° 2950799 de filtrer la lumière ultraviolette, de disposer un écran polarisant et un filtre passe-bande devant la cellule photoé'ectrique détectant le rayonnement de fluorescence. Le courant mesuré est amplifié et appliqué à un galvanomètre muni d'un contact. Toutefois, malgré la polarisation et le filtrage du rayonnement de fluorescence, la lumière du jour ou celle d'une source artificielle à gaz peut influencer la cellule photoélectrique de détection par réflexion et diffusion de la lumière dans la zone violette du spectre. En outre, des erreurs de détection peuvent se produire en raison de la variation de l'intensité de la source ultraviolette, par exemple lors d'un changement de lampe, l'intensité des raies spectrales pour un même courant d'alimentation variant d'une lampe à l'autre, et en raison du vieillissement important que présentent les lampes spectrales connues.

La présente invention vise à obvier à ces inconvénients, c'est-à-dire à assurer une détection correcte indépendante des sources de lumières étrangères et des variations d'intensité de la source ultraviolette.

A cet effet, selon l'invention, on module la source de lumière ultraviolette au moyen d'une fréquence comprise entre 1 et 10 kHz, capte, d'une part, le rayonnement de fluorescence modulé, l'amplifie et le démodule, mesure, d'autre part, l'intensité de la source ultraviolette et utilise cette mesure pour réguler le niveau du signal de sortie correspondant au rayonnement de fluorescence.

La valeur de 10 kHz pour la fréquence de modulation est une valeur maximale imposée par les caractéristiques des lampes spectrales au mercure connues à ce jour.

La modulation de la lumière ultraviolette a pour conséquence une modulation du rayonnement de fluorescence et une modulation du courant traversant l'élément photoélectrique. Il suffit dès lors de filtrer, détecter et démoduler le signal correspondant à la variation de ce courant pour obtenir également le signal utile, le rayonnement parasite capté par l'élément photoélectrique donnant soit un signal continu ou quasi continu ou un signal modulé à la fréquence du réseau, c'est-à-dire 50 Hz, ces signaux parasites étant éliminés par le détecteur.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.

La fig. 1 représente le schéma-bloc du dispositif.

La fig. 2 représente le schéma détaillé du circuit associé à l'élément photoélectrique pour le contrôle du rayonnement ultraviolet ainsi que les circuits de sortie.

Le dispositif comporte une source de lumière ultraviolette 1 constitué par une lampe spectrale à vapeur de mercure. Cette lampe est alimentée par une alimentation 2 constituée par une alimentation Elgar (Kontron) du commerce modulée par un oscillateur 3 à une fréquence de 10 kHz. Le courant de la lampe spectrale est stabilisé au moyen d'une self en série. Afin de ne pas avoir une charge trop inductive, car l'alimentation ne peut pas travailler avec un cos cp si faible, on relève celui-ci au moyen d'un circuit de compensation 4. La lampe spectrale 1 ne pouvant être rallumée directement quand elle est chaude, on a intercalé un circuit de temporisation 5. La lampe est refroidie par un ventilateur 6 alimenté par une alimentation T. La lumière de la lampe 1 est filtrée au moyen de deux filtres 7 et 8 de manière à obtenir un rayonnement approximativement monochromatique (longueur d'onde déterminée pour l'élément fluorescent). Le filtre 7 absorbe les rayons infrarouges. Les rayons filtrés sont concentrés au moyen de deux lentilles biconvexes 9 et 10. Le rayonnement concentré vient frapper la feuille à contrôler 11. Le rayonnement de fluorescence 12 est filtré au moyen d'un filtre passe-bande (bande déterminée pour l'élément fluorescent).

Les moyens de détection comprennent essentiellement un circuit de détection 15 composé d'une cellule «operational amplifier Silicon voltage HUV-1000 B EG & B». Ce circuit comprend une cellule photosensible 16 constituée par une photodiode montée en polarisation inverse afin d'avoir une information proportionnelle à l'intensité lumineuse. Cette photodiode est associée à un amplificateur opérationnel 17 monté dans le même boîtier que la photodiode 16. La cellule 15 est alimentée par l'alimentation 7 à travers un filtre RC 18. Le signal fourni par la cellule de détection 15 est filtré par un filtre passe-haut 19 composé d'une cellule RC dont la fréquence de coupure est aux environs de 20 kHs. Le

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

622 369

signal filtré est amplifié par un amplificateur 20 constitué de trois étages, chaque étage utilisant un amplificateur LM 318H de National. Le signal filtré est démodulé au moyen d'un circuit de démodulation 21 analogue au circuit de démodulation apparaissant dans la fig. 2 qui sera décrite plus loin. Le circuit de démodu- s lation 21 est suivi d'un étage 22 suiveur de tension permettant d'obtenir une basse impédance de sortie. Le signal de sortie est appliqué à trois triggers 23, 24 et 25. Le trigger 25 est utilisé pour l'étalonnage de la lampe. Le signal délivré par le trigger 24 est appliqué à une première porte ET 26 pour délivrer un signal io correspondant à la détection d'une première marque fluorescente, tandis que le signal issu du trigger 25 est appliqué à une seconde porte ET 27 représentative d'un niveau de fluorescence maximal. A la porte ET 26 est appliqué un signal 28 déterminant une fenêtre de lecture correspondant à la zone de la feuille 11 dans is laquelle doit se trouver la marque à l'encre fluorescente. A la porte ET 27 est appliqué un signal 29 déterminant une fenêtre de lecture correspondant à la présence d'une feuille 11 devant le détecteur. Ces fenêtres de lecture sont engendrées de manière connue en soi au moyen d'un codeur angulaire cinématiquement 20 solidaire des tambours d'entraînement de la machine et délivrant des impulsions à une fréquence de 10 kHz. La longueur d'une période correspond à un déplacement déterminé de la feuille 11, par exemple 0,562 mm. Les fenêtres de lecture permettent de limiter la lecture dans les zones à contrôler et réduisent ainsi les 25 risques d'erreurs et empêchent la détection de signaux corrects,

mais apparaissant dans des zones incorrectes.

D'une lampe à l'autre, l'intensité des raies spectrales pour un même courant d'alimentation n'est pas constante. D'autre part, les lampes spectrales connues présentent un vieillissement impor- 30 tant. De manière à tenir compte de ces variations, on varie le niveau de référence des triggers 23 à 25 en fonction des variations d'éclairement de la lampe 1. A cet effet, une cellule solaire photo-voltaïque 30 est disposée dans le rayonnement ultraviolet entre les lentilles 9 et 10. Le courant délivré par la cellule solaire 30 est 35 traité par un circuit 31 représenté en détail à la fig. 2 et délivrant une tension proportionnelle au courant délivré par la cellule solaire 30, c'est-à-dire à l'intensité du rayonnement ultraviolet. Le signal de sortie du circuit 31 est appliqué, d'une part, à un quatrième trigger 32 délivrant un signal permettant de contrôler l'état 40

de la lampe 1 et, d'autre part, aux trois autres triggers 23,24 et 25 pour la régulation du niveau de ces triggers en fonction de l'intensité du rayonnement ultraviolet.

La fig. 2 représente le circuit associé à la cellule solaire 30,

ainsi que les trois triggers 23, 24 et 25 et leurs moyens de régulation. Le courant délivré par la cellule solaire 30 est converti en une tension au moyen d'un convertisseur courant/tensioh 33 constitué par un amplificateur opérationnel Al et une résistance RI montée en réaction. Le signal est ensuite filtré au moyen d'un filtre passe-haut 34 constitué par un condensateur C2 et une résistance R2. Ce filtre élimine les signaux parasites dus à la lumière solaire, qui se traduisent par un signal continu, ainsi que les signaux parasites dus à des sources de lumières extérieures à une fréquence de 50 ou 60 Hz. Le signal est ensuite amplifié au moyen d'un amplificateur 35 constitué d'un amplificateur opérationnel A2, de deux résistances R3 et R4, d'un potentiomètre PI pour l'ajustement du gain et de quatre condensateurs C3, C4, C5 et C6. Le condensateur C6 détermine la fréquence de coupure haute. Le signal modulé à 10 kHz, une fois amplifié, est détecté et démodulé au moyen d'un circuit de démodulation 36 composé d'une diode Dl, de deux résistances R5 et R6 et d'un condensateur C7. Le circuit comprend en outre un étage suiveur de tension 37 constitué par un amplificateur opérationnel A3 permettant d'obtenir une basse impédance de sortie pour la régulation des triggers 23, 24 et 25. A cet effet, le courant du signal de sortie traverse trois potentiomètres P2, P3 et P4 associés respectivement à chacun des triggers 23, 24 et 25 et utilisés en diviseurs de tension pour l'établissement du niveau de commutation de ces triggers. Le courant traversant les potentiomètres P2, P3, P4 variant en fonction de l'intensité de la lumière ultraviolette, il en sera de même du niveau de commutation des triggers. Les triggers transforment le signal analogique démodulé en un signal digital utilisable pour la commande de dispositifs d'éjection.

A chaque changement de la lampe spectrale 1, il est nécessaire d'ajuster la régulation, car aucune lampe ne possède la même intensité en fonction du courant. Pour ce faire, on ajuste le gain de la cellule de régulation au moyen d'un potentiomètre PI de façon que l'on soit au point de commutation d'une diode LED associée au trigger 23 et servant de lampe témoin.

R

2 feuilles dessins

Claims

622 369

1. Procédé de détection, sur une feuille de papier, d'une zone devenant fluorescente lorsqu'elle est exposée à un rayonnement ultraviolet, selon lequel on éclaire la feuille défilant devant un détecteur au moyen d'une source de lumière ultraviolette et détecte le rayonnement de fluorescence au moyen d'un élément photoélectrique, caractérisé en ce qu'on module la source de lumière ultraviolette au moyen d'une fréquence comprise entre 1 et 10 kHz, capte, d'une part, le rayonnement de fluorescence modulé, l'amplifie et le démodule, mesure, d'autre part, l'intensité de la source ultraviolette et utilise cette mesure pour réguler le niveau du signal de sortie correspondant au rayonnement de fluorescence.

2. Dispositif de détection, pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une source de lumière ultraviolette, des moyens de filtrage de cette lumière ultraviolette, des moyens de filtrage du rayonnement de fluorescence, un élément photoélectrique sensible au rayonnement de fluorescence et un circuit de traitement du signal dérivé du courant traversant l'élément photoélectrique, caractérisé par le fait qu'il comprend une source de courant modulée entre 1 et 10 kHz pour l'alimentation de la source ultraviolette, un circuit de détection et de démodulation du courant traversant l'élément photoélectrique recevant le rayonnement de fluorescence, un second élément photoélectrique placé devant la source ultraviolette, après filtrage, associé à un circuit de détection et de démodulation délivrant un second signal, et au moins un trigger commandé par le premier signal détecté et dont le niveau est régulé par le second signal.

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le second élément photoélectrique est une cellule photovol-taïque.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque trigger est régulé par une tension proportionnelle à l'intensité du courant du second signal démodulé.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un premier trigger associé à une première fenêtre de lecture délivrant un signal mesuré sur une première zone déterminée de la feuille, un deuxième trigger associé à une deuxième fenêtre de lecture délivrant un signal mesuré sur une deuxième zone déterminée de la feuille, un troisième trigger associé à une lampe témoin et un potentiomètre pour l'étalonnage de la lampe ultraviolette et un quatrième trigger commandé uniquement par le second signal délivrant un signal de contrôle de la lampe ultraviolette.