[发明专利]检测片状材料特性的仪器

说明书

本发明涉及一种按照主权利要求书前序中所阐述的利用反射光束来检测如纸币或有价证券等片状材料特性的仪器设备。

在EP-A0537531，DE-A38 15375和DE-A19532877所公开的仪器中，片状材料沿着一条一传输方向穿过一发光器件和一个检测器件。发光器件沿着垂直于输送方向的直线照射片状材料，被片状材料反射的光射也沿着这条线被检测器件检测。检测器件包括一个CCD阵列或者光电二极管阵列，它们的结构和排列决定了沿该线反射光的局部分辨率。该线的照射宽度通常选择成比片状材料在垂直于输送方向上的宽度要宽一些，以便在输送过程中使片状材料的整个表面都能被检测到。

上述仪器虽然可以很好地对漫反射光进行具体地检测，但是，如果片状材料中包含了镜面反射组份，如像纸币中带有金属光泽的防伪线，或印刷油墨，或掺合在片状材料中某些成份或者所谓的OVD等，这些成份在大多数情况下都不能从片状材料的漫反射区域中被区别出来，特别是如果它们的反射能力不太强时更是如此。

美国专利5,299,268展示了与上述仪器相似的一种设备，其中片状材料被沿着第二条与输送方向垂直的线进行了附加的照射。根据沿着这两条线测定光线强度的构成比率就能对片状材料的镜面反射组份进行鉴定和分析。

这种仪器的缺点首先是它们的价格昂贵，其次，为了确定片状材料的镜面反射成分还需要比较复杂的评价方法。

此外，还没有哪种仪器能对片状材料组份中的磁特性进行测定。

本发明就是要在上述问题的基础上提供一种仪器，可用于沿着某一条线来测定带镜面反射光成份的片状材料的特性，它结构简单并有利于对片状材料组份中的磁特性进行测定。

按照本发明主权利要求书中所阐述的特征能使这些问题得到解决，而附加权利要求书中对本发明的优点又作了进一步发展。

本发明的基本构思是提供一成像器件，它将发光器件发出的光线转变成基本上是平行的光束，该光束照射到一个平行于片状材料的线平面内的一条线上并以一个固定的入射角射入第一照射平面内，该第一照射平面沿此线与线平面相交并形成一个第一照射角。所述的成像器件应放置在尽可能靠近直线的位置上。反射光在一个第一检测平面内以一个固定的反射角沿该线反射并被映射到一个检测器件上，第一检测平面与片状材料形成第一检测角，并沿着此线与线平面相交。选取入射角等于反射角以及第一照射角等于第一检测角。为了测定片状材料组份中的磁特性，发光器件发出的光最好是偏振光，并且沿着那一条线作镜面反射的光线在射到检测器件之前应被一个偏振器所分解。

本发明所提出的解决办法的一个优点是仪器的结构简单，并且被检测器件检测到的光线强度实际上只包括了镜面反射光线的一部分，因此勿需通过复杂繁琐的方法就能对探测强度作出评价。利用偏振器产生的偏振光进行照射和对镜面反射光进行适当的分析使得可以对片状材料组份中的磁特性进行测定。

为了测定片状材料镜面反射成分和它们的磁特性，可将片状材料置于线平面内，这样一来，发光器件发出的光线就直接照射到片状材料上并被片状材料的镜面反射组份所发射。

为了测定非镜面反射成分的磁特性，最好在线平面内加上一个具有高磁性克尔效应(电介质的光电效应)的反射器。将板材引导通过所述的反射器以便对它进行测定，由于片状材料的已被永久磁化了的磁性组份将通过磁化作用对反射器的克尔效应产生影响，从而使得被反射器所反射的光线强度将发生改变。

下面将参照附图对本发明的各种实例和作用原理作一说明，其中：

图1是本发明第一实例的示意图；

图2是光线的不同反射类型的示意图；

图3是本发明各部件配置情况的通用示意图；

图4是本发明第二实例的示意图；

图5是本发明第三实例的示意图；

图6是本发明第四实例的示意图；

图7显示了采用非偏振光的本发明第一，第二和第三实例的作用原理；

图8显示了采用非偏振光的本发明第四实例的作用原理；

图9显示了采用偏振光的本发明的第一种作用原理；

图10显示了采用偏振光的本发明的第二种作用原理；

图11显示了采用偏振光的本发明的第三种作用原理；

图12显示了采用偏振光的本发明第二实例的具有不同作用原理的若干种仪器设备的组合方案；

图13是与片状材料镜面反射组份中不同磁特性相对应的光强度百分比表；

图14是优选的具有高克尔效应反射器的本发明第二实例的示意图。