CZ83698A3 - Zařízení a způsob zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách - Google Patents

Description

. n<r& ft) 22>β-°&

• ·· · ·♦ M • *·· · · · · • i · « · · · * · φ#·· · # * ···· · ··· « · • · · · ♦ · · • # ·· · #f *· - i

Zařízeni a způsob zjišťováni tloušťky filmu a kryti vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách

Oblast techniky Předložený vynález se týká určování tlouštky vodivých kovových vrstev nanesených na izolačních površích a zejména měření tlouštky kovového filmu použitého při výrobě kreditních buněk na indukčních platebních kartách, jak je popsáno v patentových dokumentech PX(BR) 7804885, PX(BR) 9201380-5 a PI(BR) 9304503-4, které sem jsou začleněné odkazem.

Dosavadní stav techniky

Způsoby měření tloušťky kovových vrstev založené na rentgenové difrakci jsou již dobře známé, avšak náklady na ně, stejně jako potřebný čas, omezují jejich použití na měření s vysokou přesností v laboratořích.

Současně známé metody navíc nezjišťují dostatečně chyby ve vzoru, které se objevují při výrobě karty, to jest špatné spojení polohy vzoru kovových buněk připlátovaných na kartě vzhledem k jejím okrajům. Z hlediska výše uvedeného je hlavním cílem předloženého vynálezu vytvoření zařízení schopného rychlého měření tlouštky uvedených kovových filmů s minimální možností chyby a při nízkých nákladech.

Dalším předmětem je zjišťování špatného vzoru během umisťování buněk, to jest, špatného spojení mezi reálnou polohou těchto buněk a ideální polohou vzhledem k okrajům karty, přičemž uvedené špatné spojení činí kartu neupotřebitelnou.

Podstat vynálezu Výše uvedených cílů se podle vynálezu dosáhne pomocí zařízení, které zahrnuje snímací skupinu sestávající z 2 2 • · é ft

·· · • · * • · · * ♦

» * ··♦* * několika snímacích modulů, kde každý modul sestává z oscilátoru, u kterého je indukčnost zajištěná snímací cívkou umístěnou koincidenčně ve správné poloze její odpovídající kreditní buňky, přičemž každý snímač je, vždy jeden v nějaké době, otevřený impulzem vyvolaným počítacím prostředkem, který řídí proces, přičemž výstupní napětí oscilátoru je přivedeno k prostředku pro jeho převedení na číselnou hodnotu pro zpracování uvedeným počítacím prostředkem podle koeficientů uložených v paměťovém prostředku, aby oznámil tlouštku kovové vrstvy.

Podle dalšího znaku vynálezu se zmíněné koeficienty stanoví předem pro každou jednu z poloh v sestavě buněk s pomocí individuální kalibrace za použití standardních karet o známé tloušťce kovového filmu.

Podle dalšího znaku vynálezu jsou navržené snímače umístěné vně matrice buněk, aby umožnily měření chyb krytí v připlátovaném vzoru buněk.

Podle ještě dalšího znaku vynálezu umožňuje zařízení kontrolu všech buněk na kartě jako celku a tak dovoluje odmítnuté těch karet, u kterých je díky výrobním vadám přerušená jedna nebo více buněk. Přehled obrázků na výkresech Předchozí charakteristiky a také další stránky tohoto vynálezu budou ozřejměny z popisu charakteristických provedení, která jsou chápána jako příklad a nikoli ve smyslu omezení a jsou znázorněna na připojených výkresech, na kterých ukazuje: obrázek 1 - blokové schéma testovacího zařízení vytvořeného podle principu vynálezu a také jeho připojení k vnějšímu kontrolnímu vybavení, jako je mikropočítač kompatibilní k fotoodporu; obrázek 2 - detailnější pohled na navržené zařízení - 3 - ·· ♦ podle vynálezu; obrázek 3 - kalibrační křivku pro jeden snímači modul ukazující elementy, které dovolují přeměnu naměřených napěťových hodnot na tloušťky kovové vrstvy podle vynálezu a obrázek 4 - princip zjišťování špatného vyrovnání vzoru podle vynálezu. Příklady konkrétního provedeni

Jak je nyní podrobněji zřejmé z blokového diagramu na obrázku 1, zahrnuje navržené zařízení 20 následující bloky: - Kontrolní panel 21 - CPU-A/D, který sestává z mikroregulátoru, analogového k digitálnímu převodníku (A/D), pamětí a příslušenství; - dekódovací karty CEO 22, která sestává z dekodérů adres, které řídí činnost každého oscilátoru v matrici sensorů prostřednictvím jednotlivých linek 23; - snímací skupinu 27, která sestává z tolika snímacích modulů, kolik je počet buněk na kartě, přičemž každý z těchto modulů zahrnuje navíc k oscilátoru dvojici kolineárních snímacích snímacích cívek 24a - 24b, kde vnitřní konce jejich jader vytvářejí mezeru, do které se vkládá kreditní buňka 25, přičemž šířka uvedené mezery je mírně větší než tloušťka karty, aby se vzaly v úvahu nahodilé nerovnosti.

Stále ještě podle obrázku 1 je zařízení 20 připojené k PC mikropočítači 11* který řídí proces měření přes sériovou komunikační linku 46 využívající standardizovaný protokol, jako například RS 232. S odvoláním na obrázek 2 může být nyní vidět, že snímací skupina 2J_ zahrnuje několik zkušebních modulů 30, z nichž jeden každý sestává z Collpittova oscilátoru, u kterého jsou cívky, které tvoří rezonanční výkonový obvod, indukční snímače 24a a 24b. Takovéto oscilátory mají schopnost - 4 - • · · »*« 4 vytvářet střídavý signál, jehož amplituda je proporcionální k zatížení indukční cívky. Za předpokladu, že uvedené zatížení závisí na vlastnostech (tloušťce, vodivosti) kovové vrstvy a také na stavu buňky (přerušená nebo zkratovaná), vyplývá z toho, že pro známou slitinu bude amplituda signálu mezi přívody snímací cívky nepřímo úměrná k tloušťce kovového filmu.

Tranzistor 31 ve všech oscilátorech je normálně uzavřený a kmitání je umožněno individuálně blokem CEO 22 přes kladný napěťový impulz 32_ aplikovaný na bázi tranzistoru přes jednu z linek skupiny 23.. Trvání 33 tohoto impulzu je podstatně větší než doba, kterou oscilátor potřebuje, aby dosáhl činnosti v ustáleném stavu a takto se eliminují účinky jakýchkoli možných přechodných jevů. Část kmitavého napětí přítomného na kolektoru tranzistoru 31^ se usměrňuje diodou 34 a filtruje kondensátorem 35, což má za následek čistě obdélníkový impulz 36 s trváním rovným výše zmíněnému povelovému impulzu 32.

Velikost impulzu 36 je mnohem větší než maximální napětí, které může být přivedeno do A/D převodníku 40. Z tohoto důvodu je v sérii se vstupem převodníku zapojená Zenerova dioda 3Ί_, aby odečítala z uvedeného impulzu 36 konstantní napětí, což se projeví v impulzu 38 o menší amplitudě, který se dodává na vstup uvedeného převodníku 40 pro přeměnu na numerickou hodnotu.

Uvedený přenos je provedený přes digitálně řízený potenciometr 39, jehož hodnota je nastavována CPU 21 prostřednictvím signálu aplikovaného na řídící svorku 3^9' . Toto nastavení je individuální pro jeden každý z testovacích modulů 30, protože mezi součástkami každého oscilátoru jsou rozdíly. Navíc je oscilační napětí ovlivněné polohou každé snímací cívky v souboru (více nebo méně vzdálené od okrajů atd.}. Data pro nastavení tohoto potenciometru se stanovují během předchozí kalibrace zařízení za použití standardních «* · • »

- 5 - karet ο známé tloušťce a ukládají se v neznázorněné paměti CPU. Řízené potenciometry 41^ a £2 se doladůjí tímtéž způsobem regulací signálů z CPU a jejich nastavování je specifická pro jeden každý ze 104 snímacích modulů. První nastavuje rozsah A/D převodníku a druhý zajišťuje nejnižší napěťový signál {V nula) pro uvedený převodník (odpovídá tloušťce kovového filmu). Jak bylo řečeno vpředu, omezuje řízený potenciometr _39 maximální hodnotu napětí přivedeného na vstup převodníku.

Poté, co byly tyto potenciometry správně nastaveny, bude pro předvídanou nejtlustší kovovou vrstvu výstup převodníku nula a pro nejtenčí film, který se dá při výrobě platebních karet očekávat, 255. Aby se zajistil přímý vztah mezi číselnou hodnotou a tloušťkou kovu (E), je výstup převodníku 40 zpracovaný CPU 21, aby se vytvořil jeho 255-ový doplněk.

Po tomto kroku vysílá uvedený CPU na CEO 23 adresu následující polohy, která se má testovat, v případě, že je zde více poloh, které byly pro testování naprogramovány. Přes sériový propojovací mezičlánek 45 a linku 46 se uvedená číselná hodnota přenáší na mikropočítač 11 znázorněný na obr. 1, který bude tento výsledek zpracovávat, aby informoval o aktuální tloušťce kovové vrstvy. Výpočet této tloušťky se udělá za pomoci přenosové křivky každého testovacího modulu, která závisí, jak už bylo řečeno, na charakteristických vlastnostech součástí a na poloze snímače uvnitř matrice. U tohoto příkladu má takto každý ze 104 modulů přenosovou křivku, která se může aproximovat jedním nebo více úseky přímé linie. Obrázek 3 naznačuje aproximaci této křivky jediným úsekem 53, který je definovaný dvěma koeficienty: lineárním koeficientem b a úhlovým koeficientem m. Pro každou polohu uvnitř matrice se má tedy tloušťka vypočítat výrazem E=(VN x m)+ b, - 6 - «· · - 6 - «· · • »· · ft · ft » « • · t

·* I kde VN je číselná hodnota přenesená na CPU.

Jak již bylo zmíněno předešle, může být charakteristická křivka každého testovacího modulu aproximována přesněji 2, 3 nebo více úseky přímé linie, přičemž každý úsek je definovaný vlastním úhlovým koeficientem (ml, m2, atd.) a také vlastním lineárním koeficientem (bl, b2, atd.). V těchto případech bude vzorec pro výpočet tloušťky filmu evidentně značně komplikovanější než vzorec použitý pro aproximaci jedním samostatným úsekem.

Jakmile byly vypočítány tloušťky jedné nebo více buněk na kartě, mohou se uložit, vytisknout, přenést do dalších jednotek atd., nebo se mohou dokonce použít pro spuštění poplachu (pro hodnoty tloušťky mimo toleranční meze) pro odpmítnutí karty atd. V případě, že je buňka poškozena díky závadě výroby, bude tato skutečnost považována zařízením jako "nedostatčná tloušťka", což povede k odmítnutí karty.

Navíc ke stanovení tloušťky dovoluje navržené zařízení stanovení případných chyb vzoru. K tomuto účelu jsou na kartě zajištěná nemetalizovaná okna, přičemž uvedená tvarově obdélníková nebo čtvercová okna jsou umístěná v plátovaných oblastech vně seskupení kreditních buněk. Sestava indukčních snímačů bude podobným způsobem opatřená přídavnými testovacími moduly s cívkami umístěnými shodně s uvedenými okny.

Obrázek 4 ukazuje princip stanovení chyby počítadla. Lze vidět, že vzhledem k jednomu z okrajů 61 oken 60 jsou možné přibližně 3 polohy jádra indukčního snímače. Podle obrázku 4-a leží jádro 62 zcela nad nepřeplátovanou částí, takže proud indukovaný v kovové vrstvě je nejnižší. Proto bude napětí na svorkách oscilátoru největší. Obrázek 4-b ukazuje polohu, kde jádro 63 leží zčásti nad přeplátovanou oblastí a zčásti nad oknem. V tomto případě se vyskytují nějaké zátěže, a proto je oscilační amplituda menší než předtím. Nakonec leží podle obrázku 4-c jádro 64 zcela nad oblastí 7 «

• : ·« · « · · • · ♦ * • * ···· fl

přeplátovanou kovem. Zatíženi cívky oscilátoru je nejvyšší, a proto je napětí kmitání nejmenší.

Vhodnou volbou velikostí oken a poloh a také poloh odpovídajících indukčních snímačů je možné detekovat odchylky kovových vzorů připlátovaných na kartě, a to buď v podélných nebo v příčných směrech, a také natočení vzoru relativně vůči osám karty.

Hodnoty napětí zjištěné snímači se budou pochopitelně měnit podle tloušťky kovové vrstvy na kartě a takto budou vyžadovat přiměřené programové vybavení pro interpretaci hodnot poskytovaných uvedenými snímači krytí.

Jako předešle musejí být maximální a minimální přijatelné naměřené hladiny stanovené předběžně pomocí standardních karet se známými špatnými spojeními vzoru. Tyto hodnoty se budou ukládat v paměti počítače, aby se umožnilo odmítnutí karet, u kterých překračují zmíněné chyby krytí přípustné odchylky od správné polohy. Ačkoliv byl vynález popsán ve vztahu k specifickému provedení, je jasné, že i bez překročení rozsahu rámce vynálezu si lze představit různé obměny a modifikace. Tak mohou být například všechna data zpracovávána CPU 21 zařízení za předpokladu, že je k dispozici dostatek paměti a všechno nezbytné programové vybavení je zatížené, čímž se tedy vyloučí potřeba použití mikropočítače 11. Ačkoliv navíc představuje popis zařízení navržené pro testování karet se 104 buňkami (100 kreditních buněk a 4 pro polohování/platnost), je třeba chápat, že podstata vynálezu je rovněž aplikovatelná na karty s jakýmkoli množstvím buněk a dokonce pro měření tlouštíky souvislých kovových vrstev aplikovaných na izolační materiál.

Claims (8)

1. * * «« * ·· ·· • · · · » · * * · * · ·· »»··« · μ· · · • · * t i * · ··» · #· · «· «· - 8 - PATENTOVÉ NÁROKY X. Zařízeni na zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připláťovaných na indukčních platebních kartách, v y z načující se tím, že zahrnuje snímací skupinu (27) sestávající z několika snímacích modulů odpovídajících početné kreditním buňkám na uvedených kartách, přičemž každý modul sestává z oscilátoru (30), u kterého je indukčnost tvořená dvojicí kolineárních snímacích cívek (24a, 24b) , které mají svoji podélnou osu vyřízenou se správnou polohou své příslušné kreditní buňky (25), atímco výstup (26) uvedené snímací skupiny je připojený ke vstupu A/D převodníku (40), jehož výstup je připojený k počítacímu prostředku (11, 21) vybavenému paměťovým prostředkem nabitým specifickým programovým vybavením pro výpočet tloušťky a také daty týkajícími se každého jednotlivého snímacího modulu.
2. 2. Zařízení na zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připláťovaných na indukčních platebních kartách podle nároku 1,vyznačující se tím, že se krytí vzoru kontroluje přídavnými snímacími moduly, kde jsou snímací cívky (62, 63, 64) umístěné vně oblasti uspořádání kreditních buněk.
3. 3. Zařízení na zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připláťovaných na indukčních platebních kartách podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý z uvedených snímacích modulů zahrnuje Colpittuv oscilátor.
4. 4. Zařízení na zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách podle nároku 1, vyznačující se vložením Zenerovy W<?2.fe • 44 * ·* II • I · · · « é « • · * · I « · » If ···* t I · »··· « *·· I a * · * · · « ·

   diody {37) mezi výstup snímací skupiny (27) a vstup A/D převodníku (40).
5. 5. Zařízení na zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách podle nároku 1,vyznačující se připojením digitálně řízeného potenciometru (39) ke vstupní spojovací cestě uvedeného A/D převodníku (40), kde je uvedená řídící svorka (39') potenciometru připojená k uvedenému počítacímu prostředku (21) .
6. 6. Zařízení nazjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách podle nároku 1, vyznačující se skutečností, že digitálně řízené potenciometry (41, 42) jsou připojené ke svorkám rozsahu a V-nula A/D převodníku, kde jsou uvedené řídící svorky potenciometru (41', 42) připojené ke zmíněnému počítacímu prostředku (21).
7. 7. Způsob zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách, vyznačující se: - výběrem alespoň jedné polohy, která se má testovat uvnitř souboru kreditních buněk; - odečtením koeficientů sdružených s testovacím modulem souvisejícím s uvedenou zvolenou plohou z paměti počítacího prostředku (11, 21); - předběžným nastavením A/D převodníku (40) prostřednictvím řídících signálů vytvářených CPU (21) přiváděných do řídících svorek (39', 41', 42') digitálně řízených potenciometrů (39, 41, 42), respektive připojených ke svorkám vstupu signálu, rozsahu a V-nula uvedeného převodníku, přičemž uvedené řídící signály jsou odvozené od ·* ► i ·· - 10 zmíněných koeficientů; - vypočítáním tloušťky filmu zpracováním číselné hodnoty dodané z uvedeného A/D převodníku do počítacího prostředku {21, 11) podle převodní křivky sdružené se zmíněnou polohou uvnitř uskupení a také se slitinou kovu, která vytváří uvedený film. o
8. 8. Způsob zjišťování tloušťky filmu a krytí vzoru buněk připlátovaných na indukčních platebních kartách podle nároku 7,vyznačující se tím, že hodnoty uvedených koeficientů a uvedených převodních křivek uložených v paměti počítacího prostředku (11, 21) se předběžně stanovují měřeními prováděnými na standardních kartách o známých tloušťkách kovového filmu.