УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ И/ИЛИ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ ПОСРЕДСТВОМ УЛЬТРАЗВУКА
DEVICE AND METHOD OF CHECKING VALUABLE DOCUMENTS AND/OR TRANSPORTATION OF VALUABLE DOCUMENTS BY MEANS OF ULTRASOUND

Данное изобретение относится к устройству и способу проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука.
Под ценными документами при этом понимают выполненные в форме карточки или, предпочтительно, листа предметы, которые должны представлять, например, денежную ценность или удостоверение права, и которые поэтому не могут быть изготовлены произвольным образом неуполномоченным лицом. Поэтому они имеют трудновоспроизводимые, прежде всего копируемые, признаки, наличие которых является свидетельством их подлинности, то есть изготовления посредством уполномоченной на то инстанции. Важными примерами таких ценных документов являются карты с электронным чипом, купоны, талоны, чеки и, прежде всего, банкноты.
Такие ценные документы зачастую обрабатывают машинным способом, для чего их, в большинстве случаев, сначала обособляют из стопки, а затем в обособленном виде, то есть по отдельности, транспортируют вдоль транспортировочной линии. Для проверки ценных документов относительно их состояния и/или их подлинности и для проверки заданных аспектов обработки, прежде всего транспортировки, может быть применен, например, ультразвук. Под проверкой транспортировки в рамках данного изобретения подразумевается установление отделенное™ ценных документов друг от друга, и их транспортировки без перекрытия друг другом, и/или их направленности во время транспортировки относительно их направления транспортировки, и/или их прохождения в некоторые моменты времени предварительно заданного места транспортировочной линии их передней в направлении транспортировки кромкой или их задней в направлении транспортировки кромкой. Для проверки в уровне техники применяют ультразвуковые датчики, которые имеют один или несколько пьезоэлектрических ультразвуковых преобразователей. В ультразвуковых преобразователях для генерации ультразвука применяют пьезоэлектрический элемент, в котором посредством сигнала излучения в форме изменения электрического напряжения возбуждают механические колебания. Для приема ультразвука регистрируют и оценивают создаваемое при воздействии давления на пьезоэлектрический элемент напряжение.
Такие пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи, однако, должны быть изготовлены по отдельности и присоединены к датчику, что является относительно дорогостоящим. Кроме того, такие ультразвуковые преобразователи являются относительно инерционными. В соответствии с этим, достижимое тем самым пространственное разрешение не всегда является столь хорошим, как это является желательным.
Поэтому в основе данного изобретения лежит цель предоставления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука, которое может быть изготовлено простым образом и/или обеспечивает качественную проверку ценных документов. Кроме того, должен быть предоставлен способ проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука, который обеспечивает качественную проверку ценных документов.
Цель достигнута посредством устройства с признаками п. 1 формулы изобретения и, прежде всего, устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов, которые транспортируются вдоль предварительно заданной транспортировочной линии в предварительно заданном направлении транспортировки, посредством ультразвука, имеющего расположенные со смещением поперечно направлению транспортировки излучатели ультразвука для выдачи ультразвука на транспортировочную линию в соответствии с сигналами излучения, и расположенные со смещением поперечно направлению транспортировки приемники ультразвука для приема ультразвука, который создан посредством излучателей ультразвука, и для выдачи сигналов приема, или расположенные со смещением поперечно направлению транспортировки излучатели/приемники ультразвука для выдачи ультразвука на транспортировочную линию в соответствии с сигналами излучения, и для приема ультразвука после взаимодействия по меньшей мере с одним ценным документом и для выдачи сигналов приема. При этом излучатели ультразвука и/или приемники ультразвука имеют соответственно по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь или излучатели/приемники ультразвука имеют при этом соответственно по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь.
Поэтому, кроме того, цель достигнута посредством способа с признаками п. 19 формулы изобретения и, прежде всего, способа проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука, в котором посредством по меньшей мере одного излучателя ультразвука на транспортируемый вдоль транспортировочной линии ценный документ в соответствии с сигналами излучения выдают ультразвук, а исходящий в ответ на это от ценного документа ультразвук принимают, и посредством по меньшей мере одного приемника ультразвука формируют сигнал приема, или посредством по меньшей мере одного излучателя/приемника ультразвука, на транспортируемый вдоль транспортировочной линии ценный документ в соответствии с сигналами излучения выдают ультразвук, а исходящий в ответ на это от ценного документа ультразвук принимают, и посредством по меньшей мере одного излучателя/приемника ультразвука формируют сигнал приема, причем по меньшей мере один излучатель ультразвука и/или по меньшей мере один приемник ультразвука или по меньшей мере один излучатель/приемник ультразвука имеет по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь. Способ согласно изобретению может быть выполнен, прежде всего, посредством устройства согласно изобретению, причем в способе в качестве излучателя ультразвука или приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука применяют излучатель ультразвука или приемник ультразвука или излучатель/приемник ультразвука устройства.
Под емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями в рамках данного изобретения понимаются ультразвуковые преобразователи, которые имеют два, предпочтительно, плоских электрода, которые образуют конденсатор. Первый электрод выполнен, например, в виде проводящего участка слоя на подложке или в случае, когда подложка имеет хорошую проводящую способность, может быть выполнен посредством участка подложки. Другой электрод выполнен, например, в виде проводящего участка слоя на отстоящей от первого электрода мембране или пластине или в случае, когда мембрана или пластина имеет хорошую проводящую способность, может быть выполнен ее посредством таким образом, что электроды образуют конденсатор. Мембрана или пластина выполнена таким образом, что при прикладывании между электродами подходящего электрического напряжения между мембраной или пластиной и подложкой возникает сила, которая влечет за собой перемещение по меньшей мере одной части мембраны или пластины, например изменение ее формы. При задании между электродами подходящего переменного по времени напряжения, посредством которого электроды могут быть притянуты или оттолкнуты друг от друга, и посредством вызванного тем самым перемещения по меньшей мере одной части мембраны происходит генерация звуковых волн. Такие структуры, предпочтительно, производят с помощью способа изготовления микромеханических структур.
Согласно одной из альтернатив, устройство располагает излучателем ультразвука и приемником ультразвука. Излучатели ультразвука и/или приемники ультразвука имеют соответственно по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь, предпочтительно, емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь. Излучатель ультразвука отправляет ультразвук в соответствии с сигналами излучения в результате возбуждения посредством сигналов излучения, то есть в ответ на подведенные к нему сигналы излучения, в направлении транспортировочной линии, а приемник ультразвука принимает ультразвук, который был создан посредством излучателя ультразвука или, в соответствующих случаях, посредством его последующего взаимодействия с ценным документом, то есть отражения от ценного документа или прохождения через него, и производит соответствующие сигналы приема. Когда соответствующий излучатель ультразвука или соответствующий приемник ультразвука имеет по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, излучение возбуждаемого ультразвука производят посредством сигналов излучения с помощью по меньшей мере одного емкостного микромеханического ультразвукового преобразователя соответствующего излучателя ультразвука, или прием ультразвука производят с помощью по меньшей мере одного емкостного микромеханического ультразвукового преобразователя соответствующего приемника ультразвука.
Однако согласно другой альтернативе, возможным является оснащение устройства излучателями/приемниками ультразвука, то есть элементами, которые служат как в качестве излучателей ультразвука, так и в качестве приемников ультразвука. Соответственно они могут иметь по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь. Сначала в качестве излучателя ультразвука он может выдавать соответствующий сигналу излучения ультразвуковой импульс для последующего, после выдачи ультразвукового импульса, применения в качестве приемника, который принимает отброшенный ценным документом, то есть отраженный ультразвуковой импульс, а также формирует и выдает по меньшей мере один соответствующий сигнал приема. Именно этот вариант осуществления обеспечен посредством того, что емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, предпочтительно, посредством соответствующего возбуждения сигналами, прежде всего сигналами управления, имеют возможность выдачи импульсов чрезвычайно малой длительности, то есть характеризуются отсутствием длительных остаточных колебаний. Этот вариант осуществления особо отличается своей компактной конструкцией и, тем самым, подходит, прежде всего, также для применения в установках обработки ценных документов малого класса.
Приемники ультразвука или излучатели/приемники ультразвука в их функции приемников принимают ультразвук в полосе частот, в которой излучатели ультразвука или излучатели/приемники ультразвука в их функции излучателей ультразвука выдают, и образуют сигналы приема, которые представляют по меньшей мере одно свойство принятого ультразвука, например интенсивность или амплитуду или также частоту.
В устройстве излучатели ультразвука и приемники ультразвука могут быть расположены и выполнены, предпочтительно, таким образом, что соответственно один из излучателей ультразвука и по меньшей мере один из приемников ультразвука образуют ультразвуковой тракт. Вдоль такого тракта выданный соответствующим излучателем ультразвука ультразвук распространяется по существу до приемника ультразвука, то есть с учетом потерь на рассеяние или дифракцию. Излучатель ультразвука и приемник ультразвука, которые образуют ультразвуковой тракт, в дальнейшем изложении обозначены как соотнесенные друг другу. Такая направленность или соотнесение может содействовать, прежде всего, регистрации свойств с пространственным разрешением, как более подробно описано в дальнейшем изложении.
Излучатели ультразвука и приемники ультразвука в составе ультразвукового тракта могут быть расположены, с одной стороны, предпочтительно, на противоположных сторонах транспортировочной линии. Ценные документы в этом случае транспортируют насквозь между излучателями ультразвука и приемниками ультразвука. При высказывании о том, что излучатель ультразвука и приемник ультразвука образуют ультразвуковой тракт, и при размещении излучателя ультразвука и приемника ультразвука на противоположных сторонах транспортировочной линии понимается, что излучатель ультразвука выдает ультразвук по существу в направлении приемника ультразвука, а приемник ультразвука принимает ультразвук от излучателя ультразвука. То есть, под ультразвуковым трактом понимается путь, вдоль которого ультразвук по существу распространяется от излучателя ультразвука к приемнику ультразвука. Прежде всего, он может быть представлен прямой соединительной линией между излучателем ультразвука и приемником ультразвука. Предпочтительно, как излучатель ультразвука, так и приемник ультразвука, которые образуют ультразвуковой тракт, содержат по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь.
С другой стороны, в устройстве является возможным, что излучатели ультразвука и приемники ультразвука расположены и выполнены таким образом, что соответственно один из излучателей ультразвука и по меньшей мере один из приемников ультразвука расположены на той же стороне транспортировочной линии таким образом, что выданный от соответствующего излучателя ультразвука ультразвук после его взаимодействия с одним из ценных документов на транспортировочной линии принимается одним из приемников ультразвука, и приемник ультразвука и излучатель ультразвука образуют ультразвуковой тракт. В этом случае под ультразвуковым трактом понимается путь, вдоль которого посланный излучателем ультразвука ультразвук распространяется по существу до ценного документа и, после отражения от него, до приемника ультразвука. Предпочтительно, в этом случае в равной мере как излучатель ультразвука, так и приемник ультразвука, которые образуют ультразвуковой тракт, содержат по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь.
Когда устройство имеет излучатель/приемник ультразвука, ультразвуковой тракт, предпочтительно, простирается от соответствующего излучателя/приемника ультразвука к ценному документу и обратно.
Предпочтительно, устройство может, кроме того, быть оснащено устройством управления и оценки данных, которое соединено с излучателями ультразвука и приемниками ультразвука посредством сигнальных соединений, и которое формирует и выдает сигналы излучения для выдачи ультразвука посредством по меньшей мере одного из излучателей ультразвука, а также принимает и обрабатывает сигналы приема по меньшей мере от одного из приемников ультразвука. Когда устройство содержит излучатель/приемник ультразвука, оно может быть оснащено устройством управления и оценки данных, которое соединено с излучателями/приемниками ультразвука посредством сигнальных соединений, и которое формирует и выдает сигналы излучения для выдачи ультразвука посредством по меньшей мере одного из излучателей ультразвука, а также принимает и обрабатывает сигналы приема по меньшей мере от одного из приемников ультразвука. Прежде всего, то же сигнальное соединение может быть применено для сигналов излучения и сигналов приема. Этим облегчено выполнение проверки с пространственным разрешением. Устройство управления и оценки данных может быть применено в способе при применении устройства согласно изобретению, прежде всего для создания и выдачи сигналов излучения и для приема и для обработки сигналов приема.
Устройство управления и оценки данных служит, среди прочего, для создания и выдачи сигналов излучения и для получения и обработки сигналов приема. Для этого оно, предпочтительно, может иметь, среди прочего, по меньшей мере один микроконтроллер и/или по меньшей мере один процессор и/или по меньшей мере одну программируемую пользователем вентильную матрицу. В этом случае, предпочтительно, данные приборы являются соответствующим образом запрограммированными. Когда излучатель ультразвука или приемник ультразвука выполнены на схемной плате, например монтажной плате, также обеспечена возможность расположения на ней, по меньшей мере, некоторых элементов устройства управления и оценки данных.
В принципе, сигналы излучения от устройства управления и оценки данных могут быть образованы таким образом, что излучатели ультразвука в соответствии с сигналами излучения или в ответ на сигналы излучения непрерывно выдают ультразвук. Тем не менее, для устройства является предпочтительным, когда по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, по меньшей мере, некоторых из излучателей ультразвука или излучателей/приемников ультразвука, а также устройство управления и оценки данных выполнены таким образом, что по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь соответствующих излучателей ультразвука или излучателей/приемников ультразвука в зависимости от сигналов излучения устройства управления и оценки данных или в ответ на сигналы излучения устройства управления и оценки данных выдает ультразвуковые импульсы предварительно заданной частоты и длительности, которые, предпочтительно, короче 100 миллисекунд. В способе является предпочтительным, когда по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, по меньшей мере, некоторых из излучателей ультразвука или излучателей/приемников ультразвука выполнен таким образом, а сигналы излучения формируют и выдают таким образом, что по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь соответствующих излучателей ультразвука или излучателей/приемников ультразвука в зависимости от сигналов излучения или в ответ на сигналы излучения выдает ультразвуковые импульсы предварительно заданной частоты и длительности, которые, предпочтительно, короче 100 миллисекунд. В способе сигналы излучения могут быть сформированы и выданы посредством устройства или устройств управления и оценки данных. Особо предпочтительно, в устройстве и способе все емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, а также устройство управления и оценки данных могут быть выполнены для выдачи импульсов ультразвука предварительно заданной частоты и длительности, которые, предпочтительно, короче 100 миллисекунд. Предпочтительно, частота лежит в диапазоне от 20 кГц до 1 ГГц, особо предпочтительно в диапазоне от 40 кГц до 1 Мгц. Под длительностью импульса, предпочтительно, понимается ширина на уровне половины максимума интенсивности звука как функции времени (FWHM), причем усреднение соответственно проведено по соответствующему частоте периоду.
Применение ультразвуковых импульсов, то есть импульсов ультразвука, который, предпочтительно, имеет предварительно заданную частоту, имеет то преимущество, что обеспечена возможность проверки с пространственным разрешением, когда ценный документ исследуют с помощью ультразвука во время транспортировки мимо устройства или через него. Возможность достижения сравнительно высокого пространственного разрешения в направлении транспортировки обеспечена посредством того, что емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи при соответствующем выполнении и при соответствующем виде сигнала излучения отличаются малой инерционностью, то есть они быстро реагируют на изменения сигнала излучения. Поэтому создание коротких импульсов является относительно простым. В этом случае получено преимущество возможности достижения высокого пространственного разрешения. Кроме того, отраженные от ценного документа нежелательные ультразвуковые импульсы влекут за собой менее значительные проблемы.
Для обеспечения возможности приема таких ультразвуковых импульсов также и по отдельности, в устройстве является предпочтительным выполнение по меньшей мере одного емкостного микромеханического ультразвукового преобразователя, по меньшей мере, некоторых из приемников ультразвука или излучателей/приемников ультразвука соответственно таким образом, что он принимает ультразвуковые импульсы предварительно заданной частоты и длительности, которые, предпочтительно, короче 100 миллисекунд, и формирует соответствующие сигналы приема, и что устройство управления и оценки данных выполнено для приема и обработки сигналов приема. В способе является предпочтительным, что по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, по меньшей мере, некоторых из излучателей ультразвука или излучателей/приемников ультразвука выполнен таким образом, что он принимает ультразвуковые импульсы предварительно заданной частоты и длительности, которые, предпочтительно, короче 100 миллисекунд, и формирует соответствующие сигналы приема, и, предпочтительно, с помощью устройства управления и оценки данных устройства согласно изобретению сигналы приема принимают и обрабатывают. Предпочтительно, эти излучатели ультразвука и приемники ультразвука соответственно образуют ультразвуковой тракт. Устройство управления и оценки данных может быть, прежде всего, выполнено таким образом, что оно фильтрует сигналы приема в отношении частоты таким образом, что исключена возможность применения емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей для ультразвука с частотой поблизости от возможной частоты механического резонанса. При этом частота задана через частоту сигналов излучения для соотнесенного излучателя ультразвука или через частоту ультразвука, излучаемого соотнесенным излучателем ультразвука. Кроме того, фильтрация может состоять в ослаблении или подавлении частей сигнала с частотами вне предварительно заданного узкого диапазона, в пределах которого располагается частота выданного ультразвука.
В принципе, емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи могут быть выполнены по отдельности, и могут быть удержанными в устройстве или на нем. Тем не менее, в устройстве является предпочтительным, что по меньшей мере один из излучателей ультразвука имеет по меньшей мере два емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя и/или по меньшей мере два из излучателей ультразвука имеют соответственно один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, и эти емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи расположены на микросхеме, и имеют соответственно электроды, которые контактируют с токопроводящими дорожками на соответствующей микросхеме, и/или что по меньшей мере один из приемников ультразвука имеет по меньшей мере два емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя и/или по меньшей мере два из приемников ультразвука имеют соответственно по меньшей мере по один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, и эти емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи расположены на микросхеме и имеют соответственно электроды, которые контактируют с токопроводящими дорожками на соответствующей микросхеме, или по меньшей мере один из излучателей/приемников ультразвука имеет по меньшей мере два емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя и/или по меньшей мере два из излучателей/приемников ультразвука имеют соответственно по меньшей мере один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь, и эти емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи расположены на микросхеме и имеют соответственно электроды, которые контактируют с токопроводящими дорожками на соответствующей микросхеме. Этот вариант осуществления имеет то преимущество, что емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи не только могут быть простым образом изготовлены и приведены к взаимному контакту в большом числе при довольно точной относительно друг друга направленности при их одинаковых или различных размерах, но и монтаж к ультразвуковому датчику может быть создан простым образом, поскольку направленность преобразователей друг относительно друга задана посредством микросхемы. Предпочтительно, на отдельной микросхеме выполнены по меньшей мере четыре, особо предпочтительно по меньшей мере 20, емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей.
Таким образом, этот вариант осуществления предлагает то преимущество, что ультразвуковые преобразователи могут быть изготовлены простым образом с незначительными промежутками. Предпочтительно, в устройстве соседние выполненные на микросхеме емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи имеют промежуток от 100 мкм до 10 мм в направлении транспортировки и/или промежуток от 100 мкм до 10 мм поперечно направлению транспортировки, когда емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи имеют соседние емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи в соответствующем направлении. Этим обеспечено измерение ультразвуковых характеристик вдоль дорожек на ценном документе параллельно направлению транспортировки, которые очень тесно соседствуют друг с другом, и получение, тем самым, этих ультразвуковые характеристик с высоким пространственным разрешением поперечно направлению транспортировки ценного документа. Прежде всего, за счет этого могут быть удержаны на низком уровне или вовсе устранены простирающиеся в направлении транспортировки пробелы, образующиеся при использовании при регистрации ультразвуковых характеристик пьезоэлектрических, отстоящих, в общем, более далеко друг от друга ультразвуковых преобразователей.
Размещение или выполнение на микросхеме предлагает, кроме того, преимущество обеспечения возможности производства простым образом ультразвуковых преобразователей с предварительно заданными формами и в широком диапазоне размеров. Прежде всего, в устройстве может быть предпочтительным, что по меньшей мере один из емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей имеет размер от 100 мкм до 10 мм в направлении транспортировки и/или размер от 100 мкм до 10 мм поперечно направлению транспортировки. Предпочтительно, это является действительным для всех емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей. Такой диапазон размеров позволяет получать хорошее пространственное разрешение ультразвуковых характеристик. Под размером при этом понимается длина самого длинного прямого участка, который простирается в предварительно заданном направлении и ограничен краевыми участками соответствующего ультразвукового датчика.
Устройство также может иметь по меньшей мере две микросхемы с емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями, причем предпочтительно, емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи излучателя ультразвука или приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука выполнены или расположены только на одной из микросхем.
Трудность при регистрации ультразвуковых характеристик с пространственным разрешением зачастую состоит в том, что выданный на ультразвуковой тракт ультразвук может быть захвачен, непосредственно или опосредованно, также приемниками ультразвука соседних ультразвуковых трактов. Это приводит к нежелательным неточностям измерения на соседних ультразвуковых трактах. Поэтому в устройстве является предпочтительным, что устройство управления и оценки данных выполнено для, предпочтительно одновременной, выдачи по меньшей мере на два различных, предпочтительно соседних, излучателя ультразвука или излучателя/приемника ультразвука сигналов излучения таким образом, что этот ультразвук оказывается выдан с различной частотой или импульсы ультразвука оказываются выданы с различной частотой, а также для приема и обработки сигналов приема образующего совместно с соответствующим излучателем ультразвука ультразвуковой тракт приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука, предпочтительно для их фильтрации в соответствии с частотой ультразвука, выданного соответствующим излучателем ультразвука, то есть в зависимости от расположения приемника ультразвука или относительного расположения приемников ультразвука по отношению друг к другу или относительного расположения излучателей ультразвука по отношению друг к другу. В способе является предпочтительным, что по меньшей мере на два различных, предпочтительно соседних, излучателя ультразвука или излучателя/приемника ультразвука выдают сигналы излучения таким образом, что они выдают ультразвук с различной частотой или ультразвуковые импульсы с различной частотой, а сигналы приема образующего совместно с соответствующим излучателем ультразвука ультразвуковой тракт приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука или при приеме созданного излучателем ультразвука ультразвука принимают и обрабатывают, предпочтительно, соответствующим образом, то есть в зависимости от расположения приемника ультразвука или относительного расположения приемников ультразвука по отношению друг к другу или относительного расположения излучателей ультразвука по отношению друг к другу, фильтруют. Прежде всего, частота ультразвука может быть функцией расположения ультразвукового тракта, вдоль которого распространяется ультразвук. Кроме того, особо предпочтительно, излучатели ультразвука могут быть расположены в непосредственном соседстве. При этом емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, предпочтительно, могут быть выполнены таким образом, что они соответственно выполнены для выдачи ультразвуковых импульсов с соответствующей их расположению частотой ультразвука. Фильтрация сигнала приема одним из приемников ультразвука, предпочтительно, может быть произведена при частоте, на которой соотнесенный излучатель ультразвука выдает ультразвук. Этот вариант осуществления имеет то преимущество, что излучаемый по ультразвуковому тракту ультразвук не может быть принят приемником соседнего ультразвукового тракта или может быть принят только сильно ослабленным и/или могут быть отфильтрованы соответствующие сигналы помех. За счет этого пространственное разрешение может быть повышено, поскольку между соседними излучателями ультразвука или приемниками ультразвука может быть выбрано меньший промежуток, чем обычно являющееся необходимым вследствие опасности помех для измерений или взаимных искажений вдоль соседних ультразвуковых трактов. В зависимости от выполнения емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей относительно их спектров частот сигнала излучения и сигнала приема и, прежде всего, выполнения устройства управления и оценки данных, в целом, для ультразвукового тракта может быть получена весьма тонкополосная характеристика и, тем самым, особо хорошее подавление или предотвращение помех.
Согласно другой возможности, которая, в соответствующих случаях, может быть скомбинирована с описанной в предыдущем разделе возможностью, для сокращения помех при измерении в направлении направления транспортировки ценного документа на соседних местоположениях может быть создана по меньшей мере одна последовательность ультразвуковых импульсов, в которой следующие друг за другом ультразвуковые импульсы имеют различную предварительно заданную частоту ультразвука. В устройстве устройство управления и оценки данных, предпочтительно, может быть выполнено для выдачи сигналов излучения по меньшей мере на один из излучателей ультразвука или на один из излучателей/приемников ультразвука, то есть для возбуждения одного из излучателей ультразвука или одного из излучателей/приемников ультразвука сигналами излучения таким образом, что он выдает последовательность ультразвуковых импульсов, из которых по меньшей мере два следующих друг за другом импульса имеют предварительно заданную различную частоту, а также для приема и обработки, предпочтительно фильтрации в соответствии с частотами или с последовательностью частот выданных импульсов, сигналов приема соотнесенного с излучателем ультразвука приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука. В способе является предпочтительным, что по меньшей мере на один из излучателей ультразвука выдают сигналы излучения таким образом, то есть по меньшей мере одним из излучателей ультразвука управляют с помощью сигналов излучения таким образом, что он выдает последовательность ультразвуковых импульсов, из которых по меньшей мере два следующих друг за другом импульса имеют предварительно заданную различную частоту, а сигналы приема соотнесенного с излучателем ультразвука приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука принимают и обрабатывают, предпочтительно фильтруют в соответствии с последовательностью частот выданных импульсов. Ультразвуковые импульсы в составе последовательности имеют соответственно частоту ультразвука согласно предварительно заданной последовательности частот. Этот вариант осуществления имеет то преимущество, что эхо, то есть отраженный от ценного документа и непредусмотренный для приема импульс оказывает, в крайнем случае, слабое воздействие на измерение в соседних в направлении транспортировки местоположениях, а предпочтительно, не оказывает никакого воздействия. Прежде всего, когда емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи не приводят в действие на их частоте резонанса, простым образом могут быть созданы короткие импульсы и, тем самым, высокое пространственное разрешение.
В принципе, излучатели ультразвука и/или приемники ультразвука или излучатели/приемники ультразвука соответственно должны иметь только один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь. Однако также является возможным, что в устройстве согласно изобретению или способа согласно изобретению, предпочтительно, по меньшей мере один из излучателей ультразвука и/или приемников ультразвука или излучателей/приемников ультразвука имеет по меньшей мере два емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя. Они могут быть выполнены одинаковыми, по меньшей мере, в их свойствах. В способе сигналы излучения на эти емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи выдают таким образом, что они выдают ультразвук с одной и той же частотой, соответственно подвергают оценке сигналы приема для той же предварительно заданной частоты. В устройстве или способе емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи по меньшей мере одного излучателя ультразвука или приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука могут быть соединены, например с устройством управления и оценки данных, а устройство управления и оценки данных может быть выполнено таким образом, что оно выдает сигналы излучения на ультразвуковые преобразователи таким образом, что они выдают ультразвук с одной и той же частотой, или что оно обрабатывает или оценивает сигналы приема, например фильтрует и оценивает их для одной и той же частоты.
Например, ультразвуковые преобразователи могут быть включены параллельно. В этом случае соответствующие электроды ультразвуковых преобразователей соответственно соединены с теми же присоединениями устройства управления и оценки данных.
В этом случае, вероятным образом, сигналы излучения необязательно имеют отличия, за исключением их величины, от сигналов для излучателя ультразвука или излучателя/приемника ультразвука, оснащенного только одним емкостным микромеханическим ультразвуковым преобразователем. Это может быть, прежде всего, выгодным в том случае, когда емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи должны излучать ультразвук с частотой или интенсивностью или в пределах пространственного угла, или принимать его с частотой или интенсивностью или из пределов пространственного угла в условиях, для которых форма и параметры колебаний ультразвуковых преобразователей являются не очень благоприятными.
В устройстве по меньшей мере два ультразвуковых преобразователя могут быть, однако, по отдельности соединены с устройством управления и оценки данных таким образом, а оно может быть выполнено таким образом, что устройство управления и оценки данных способно к выдаче сигналов излучения на эти ультразвуковые преобразователи соответственно по отдельности. Предпочтительно, в этом случае устройство управления и оценки данных выполнено таким образом, что оно по отдельности выдает такие сигналы излучения на эти емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, что данные преобразователи выдают ультразвук с одной и той же предварительно заданной частотой, то есть они выдают ультразвук в соответствии с сигналами излучения с одной и той же частотой, или что устройство совместно обрабатывает или оценивает для одной и той же частоты сигналы приема по меньшей мере от двух емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей, которые принимают ультразвук той же частоты. Прежде всего, в этом случае сигналы излучения могут быть образованы таким образом, что по меньшей мере два ультразвуковых преобразователя выдают ультразвук по существу синфазно или в одной фазе. Этот вариант осуществления может быть выгодным, например, для создания ультразвукового поля с более высокой интенсивностью или с большим размером.
В предпочтительном варианте в устройстве устройство управления и обработки данных может быть выполнено таким образом, что оно выдает на емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, которые, по меньшей мере, частично образуют излучатель ультразвука, такие сигналы излучения, что они выдают ультразвук с одной и той же частотой и с различными фазами, предпочтительно, таким образом, что выданный ультразвук от обоих преобразователей является связанным в пучок или его направление является измененным. В способе в этом варианте осуществления на ультразвуковые преобразователи, предпочтительно, выдают такие сигналы излучения, что преобразователи выдают ультразвук с одной и той же частотой и с различными фазами, предпочтительно, таким образом, что выданный ультразвук обоих преобразователей является связанным в пучок или его направление является измененным. Этим обеспечено улучшение характеристики направленности выданного ультразвука и, тем самым, пространственного разрешения устройства без снижения интенсивности ультразвука. В другом варианте осуществления устройство управления и оценки данных может быть выполнено, кроме того, для изменения фазы в зависимости от времени таким образом, что основное направление выдачи результирующего ультразвука подвергнуто повороту предварительно заданным способом.
Устройство согласно изобретению и способ согласно изобретению могут быть применены, прежде всего, в устройствах для обработки ценных документов. Поэтому предметом данного изобретения также является устройство для обработки ценных документов с подающим устройством для получения подлежащих обработке ценных документов, с разгрузочным устройством для выдачи или для получения обработанных ценных документов, с транспортирующим устройством для транспортировки ценных документов от подающего устройства вдоль транспортировочной линии к разгрузочному устройству, и по меньшей мере с одним расположенным в области участка транспортировочной линии устройством согласно изобретению для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов, транспортируемых вдоль транспортировочной линии.
В устройстве и способе в качестве обработки сигналов приема может быть достаточным только установление значений проходящего или отражаемого ультразвука как функции местоположения на ценном документе, предпочтительно, по меньшей мере для одной предварительно заданной частоты.
Однако в устройстве устройство управления и оценки данных может быть выполнено также для установления по сигналам приема по меньшей мере одного значение, которое представляет плотность и/или толщину ценного документа. В способе может быть установлено, предпочтительно, по сигналам приема, предпочтительно посредством устройства оценки данных или устройства управления и оценки данных, по меньшей мере одно значение, которое представляет плотность и/или толщину ценного документа. Наиболее предпочтительным является выполнение в устройстве устройства управления и оценки данных для установления значений по сигналам приема, которые представляют плотность или толщину в зависимости от местоположения на ценном документе. В способе по сигналам приема могут устанавливать, предпочтительно посредством устройства оценки данных или устройства управления и оценки данных, значения, которые представляют плотность или толщину в зависимости от местоположения. За счет этого, например, обеспечена возможность проверки на ценном документе наличия водяных знаков и, в соответствующих случаях, их свойств и/или наличия клейкой ленты. Это позволяет устанавливать свойства ценного документа, которые имеют значение в плане его подлинности или состояния.
В способе обработка сигналов приема может включать в себя другой этап установления факта транспортировки ценного документа, для которого были приняты сигналы приема, как отдельного ценного документа, или факта его, по меньшей мере, частичного перекрытия другим ценным документом, а также выдачи представляющего результат установления сигнала при установлении, по меньшей мере, частичного перекрытия ценных документов. В устройстве подающее устройство может, предпочтительно, иметь разделитель, посредством которого ценные документы могут быть обособлены из стопки ценных документов в области ввода и подведены к транспортирующему устройству. В устройстве, например в этом случае устройство управления и оценки данных, кроме того, может быть выполнено для установления при обработке сигналов приема факта транспортировки ценного документа, для которого были приняты сигналы приема, как отдельного ценного документа, или факта его, по меньшей мере, частичного перекрытия другим ценным документом, а также для выдачи представляющего результат установления сигнала при установлении, по меньшей мере, частичного перекрытия ценных документов. Прежде всего, транспортировка ценного документа может быть проверена относительно факта транспортировки отдельного ценного документа поблизости от разделителя, предпочтительно, непосредственно после него. Ультразвуковые преобразователи устройства согласно изобретению в этом случае, предпочтительно, расположены на участке транспортировочной линии поблизости от разделителя или на нем. Устройство согласно изобретению является особо подходящим для этого, поскольку оно требует только небольшого монтажного пространства. То событие, что ценные документы, по меньшей мере, частично перекрыты после разделения и подведены в таком виде к транспортирующему устройству, зачастую обозначают как двойной отход или неоднократный отход. Кроме того, транспортировка ценных документов может быть проверена в отношении факта и/или времени прохождения предварительно заданной кромкой, например передней в направлении транспортировки кромкой ценного документа предварительно заданного местоположения или факта и/или характера направленности предварительно заданной кромки ценного документа относительно направления транспортировки.
Таким образом, в выгодном варианте осуществления устройства устройство управления и оценки данных может быть, предпочтительно, выполнено для распознавания при обработке сигналов приема при применении сигналов приема факта и/или времени прохождения по меньшей мере одной предварительно заданной кромкой, предпочтительно передней в направлении транспортировки и/или задней в направлении транспортировки кромкой, ценного документа предварительно заданного местоположения на транспортировочной линии и/или для распознавания расположения кромки и, предпочтительно, для выдачи в ответ на это соответствующего сигнала, прежде всего представляющего момент времени или моменты времени события сигнала. В способе такие сигналы в этом случае, предпочтительно, применяют при обработке сигналов приема для распознавания факта и/или времени прохождения по меньшей мере одной предварительно заданной кромкой, предпочтительно передней в направлении транспортировки и/или задней в направлении транспортировки кромкой, ценного документа предварительно заданного местоположения на транспортировочной линии и/или для распознавания расположения кромки. После распознавания кромок могут быть установлены, например, прибытие ценного документа в устройство и выход ценного документа из участка регистрации устройства, вследствие чего сделан возможным мониторинг транспортировки.
Является, однако, возможным установление перекоса ценного документа, то есть направленности кромок ценного документа ни параллельно, ни перпендикулярно направлению транспортировки, или размеров ценного документа.
С этой целью в устройстве на предварительно заданном участке транспортировочной линии могут быть расположены излучатели ультразвука или излучатели/приемники ультразвука. Кроме того, устройство может иметь машинное управляющее устройство, которое принимает сигнал от устройства и управляет компонентами устройства в зависимости от сигнала.
Изобретение разъяснено далее более подробно в качестве примера с помощью чертежей. Показано на:
Фиг. 1 - схематический вид установки обработки ценных документов на примере установки сортировки банкнотов,
Фиг. 2 - схематическое представление примера осуществления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука в устройстве согласно фиг. 1,
Фиг. 3 - схематическое представление схемной платы устройства согласно фиг. 2 с образованными на микросхеме емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями на виде сверху,
Фиг. 4 - схематический вид по сечению через участок микросхемы согласно фиг. 3,
Фиг. 5 - схематический вид сбоку на схемную плату согласно фиг. 3 с контактом между микросхемой и схемной платой,
Фиг. 6 - схематическое представление участка второго примера осуществления установки обработки ценных документов с подающим устройством и вторым примером осуществления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов,
Фиг. 7 - схематическое представление устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов устройства согласно фиг. 6,
Фиг. 8 - соответствующее фиг. 2 схематическое представление третьего примера осуществления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука,
Фиг. 9 - схематическое представление примененных в устройстве согласно фиг. 8 частот ультразвука для излучателей ультразвука и приемников ультразвука,
Фиг. 10 - соответствующее фиг. 2 схематическое представление четвертого примера осуществления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука,
Фиг. 11 - схематическое представление примененных в устройстве согласно фиг. 10 частот ультразвука для излучателей ультразвука и приемников ультразвука,
Фиг. 12 - схематическое представление примененных в устройстве пятого примера осуществления частот ультразвука для излучателей ультразвука и приемников ультразвука,
Фиг. 13 - схематическое представление участка шестого примера осуществления установки обработки ценных документов с подающим устройством и шестым примером осуществления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов,
Фиг. 14 - приблизительный схематический вид на устройство для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов седьмого примера осуществления в направлении на транспортировочную линию,
Фиг. 15 - приблизительный схематический вид на устройство согласно фиг. 14 в поперечном транспортировочной линии направлении,
Фиг. 16 - приблизительный схематический вид сверху на участок микросхемы с излучателем ультразвука, который имеет четыре включенных параллельно емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя.
Фиг. 17 - приблизительный схематический вид сверху на участок микросхемы с излучателем ультразвука, который имеет три емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя,
Фиг. 18 - различные характеристики направленности звукового поля при различном фазовом управлении несколькими емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями излучателя ультразвука,
Фиг. 19 - схематическое представление на виде сверху схемной платы другого примера осуществления устройства для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов с образованными на двух микросхемах емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями,
Фиг. 20 - схематическое представление на виде сверху микросхемы с выполненными на ней вдоль ряда поперечно направлению транспортировки с постоянным промежутком и выполненными с одинаковой величиной емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями,
Фиг. 21 - схематическое представление на виде сверху микросхемы с выполненными на ней вдоль ряда поперечно направлению транспортировки с переменным промежутком и выполненными с различной величиной емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями,
Фиг. 22 - схематическое представление на виде сверху микросхемы с выполненными на ней вдоль ряда поперечно направлению транспортировки излучателями ультразвука с различными числами емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей, и
Фиг. 23 - схематическое представление на виде сверху микросхемы с выполненными на ней в виде квадратной решетки с постоянным промежутком и выполненными с одинаковой величиной емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями.
Установка обработки ценных документов согласно фиг. 1, в данном примере осуществления, устройство 12 для обработки ценных документов в форме банкнотов выполнено для сортировки ценных документов в зависимости от установленного посредством установки обработки ценных документов состояния и проверенной посредством установки обработки ценных документов подлинности обработанных ценных документов.
Установка располагает подающим устройством 14 для подачи ценных документов, разгрузочным устройством 16 для получения обработанных, то есть отсортированных ценных документов, и транспортирующим устройством 18 для транспортировки отдельных ценных документов от подающего устройства 14 к разгрузочному устройству 16.
Подающее устройство 14 включает в себя в примере осуществления подающий короб 20 для стопки ценных документов и разделитель 22 для обособления ценных документов из стопки ценных документов в подающем коробе 20 и для их предоставления или для подачи к транспортирующему устройству 18.
Разгрузочное устройство 16 в примере осуществления включает в себя три выдающих участка 24, 25 и 26, в которые могут быть отсортированы обработанные ценные документы в зависимости от результата обработки, в примере осуществления проверки. В примере осуществления каждый из участков включает в себя стопочный короб и непоказанное стопочное колесо, посредством которого подведенные ценные документы могут быть сохранены в стопочном коробе.
Транспортирующее устройство 18 располагает по меньшей мере двумя, в примере осуществления тремя, ветвями 28, 29 и 30, на концах которых соответственно расположен один из выдающих участков 24 или 25 или 26, и разветвлениями, выполненными в виде управляемых посредством управляющих сигналов распределяющих устройств 32 и 34, с помощью которых ценные документы в зависимости от управляющих сигналов подводят к ветвям 28-30 и, тем самым, к выдающим участкам 24-26.
На предварительно заданной посредством транспортирующего устройства 18 транспортировочной линии 36 между подающим устройством 14, в примере осуществления, более точно, разделителем 22 и первым в направлении Т транспортировки распределяющим устройством 32, за разделителем 22 расположено сенсорное устройство 38, которое во время транспортировки мимо него ценных документов измеряет физические свойства ценных документов и формирует отображающие результаты измерений сенсорные сигналы, которые представляют сенсорные данные. В этом примере осуществления сенсорное устройство 38 располагает тремя датчиками, а именно, оптическим датчиком 40 диффузного отражения, который захватывает цветное изображение диффузного отражения ценного документа, оптическим датчиком 42 пропускания, который захватывает изображение пропускания ценного документа, и устройством 44 для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов, которое захватывает или измеряет свойства пропускания ультразвука ценного документа с пространственным разрешением. В то время как сенсорное устройство 38 выдает сенсорные сигналы датчиков 40 и 42 без оценки данных, сенсорные сигналы устройства 44 уже являются, по меньшей мере, частично обработанными.
Машинное устройство 46 управления и оценки данных соединено посредством сигнальных соединений с сенсорным устройством 38 и с транспортирующим устройством 18, прежде всего с распределяющими устройствами 32 и 34. В сочетании с сенсорным устройством 38 оно классифицирует ценный документ в зависимости от сигналов сенсорного устройства 38 для ценного документа в один из предварительно заданных сортировочных классов. Эти сортировочные классы могут быть заданы, например, в зависимости от устанавливаемого посредством сенсорных данных параметра состояния, а также в зависимости от устанавливаемого посредством сенсорных данных параметра подлинности. В качестве параметров состояния могут быть применены, например, значения «пригодный к обращению» или «непригодный к обращению», в качестве параметров подлинности - значения «поддельный», «подозреваемый в поддельности» или «подлинный». В зависимости от установленного сортировочного класса машинное устройство управления и оценки данных посредством выдачи управляющих сигналов управляет транспортирующим устройством 18, в данном случае, точнее, распределяющими устройствами 32 или 34 таким образом, что ценный документ выпускается соответственно его установленному при классификации сортировочному классу в соотнесенный классу выдающий участок разгрузочного устройства 16. При этом соотнесение одному из предварительно заданных сортировочных классов или классификацию производят в зависимости от предварительно заданных для оценки состояния и оценки подлинности критериев, которые зависят, по меньшей мере, от части сенсорных данных.
Машинное устройство 46 управления и оценки данных для этого располагает, прежде всего, наряду с соответствующими интерфейсами для сенсорного устройства 38 или для его датчиков и устройства 44, процессором 48 и соединенным с процессором 48 накопителем 50, в котором сохранена по меньшей мере одна компьютерная программа с программным кодом, в ходе выполнения которого процессор 48 управляет устройством, или оценивает сенсорные сигналы сенсорного устройства 38, прежде всего, для установления сортировочного класса обрабатываемого ценного документа, и соответственно полученной оценке, управляет транспортирующим устройством 18.
Машинное устройство 46 управления и оценки данных устанавливает при оценке сенсорных сигналов по сенсорным сигналам сенсорного устройства 38 по меньшей мере одно свойство ценного документа, которое имеет значение при проверке банкнотов относительно их подлинности и/или состояния. Предпочтительно, установлению подвергают несколько из этих свойств. В настоящем примере осуществления в качестве оптических свойств ценного документа установлению подвергают изображение пропускания и изображение диффузного отражения, а в качестве акустического свойства - пропускание ультразвука в зависимости от местоположения на ценном документе.
В зависимости от свойств ценного документа машинное устройство 46 управления и оценки данных соответственно устанавливает для различных датчиков сортировочные сигналы, которые представляют наличие или отсутствие представления устанавливаемыми свойствами ценного документа указания на состояние или подлинность ценного документа. Вследствие этих сигналов соответствующие данные могут быть сохранены для последующего применения в машинном устройстве 46 управления и оценки данных, например, в накопителе 50. В зависимости от сортировочных сигналов машинное устройство 46 управления и оценки данных затем устанавливает окончательный результат для проверки согласно предварительно заданному общему критерию и образует, в зависимости от результата, сортировочный или управляющий сигнал для транспортирующего устройства 18.
Для обработки ценных документов 12 вложенные в подающий короб 20 в виде стопки или по отдельности ценные документы 12 обособляют посредством разделителя 22, и подводят в обособленном виде к транспортирующему устройству 18, которое транспортирует отдельные ценные документы 12 мимо сенсорного устройства 38. Это устройство захватывает свойства ценных документов 12, образуя при этом сенсорные сигналы, которые отображают свойства соответствующего ценного документа. Машинное устройство 46 управления и оценки данных захватывает сенсорные сигналы, устанавливает в зависимости от них сортировочный класс, в примере осуществления комбинацию из класса подлинности и класса состояния соответствующего ценного документа, и управляет распределяющими устройствами в зависимости от результата таким образом, что ценные документы транспортируются в соответствии с установленным сортировочным классом в соответствующий сортировочному классу выдающий участок.
Для установления сортировочного класса на основе ультразвуковых характеристик служит устройство 44 для проверки ценных документов, которое применяют в качестве ультразвукового датчика пропускания, и которое захватывает данные пропускания ультразвука в виде функции местоположения на ценном документе, и которое в примере осуществления построено следующим образом (ср. фиг. 2 и 3).
Устройство 44 для проверки ценных документов посредством ультразвука располагает, как приблизительно схематически показано на фиг. 2, излучающим модулем 51 с набором излучателей 52 ультразвука и приемным модулем 53 с набором приемников 54 ультразвука, которые расположены на противоположных сторонах транспортировочной линии 36 вдоль простирающегося поперечно направлению транспортировки ряда. Излучатели 52 ультразвука излучают, в соответствии с соответствующими сигналами излучения, ультразвук, приемники 54 ультразвука, при получении ультразвука, образуют отображающие или описывающие по меньшей мере одно свойство ультразвука сигналы приема. При этом число и размещение излучателей 52 ультразвука соответствует числу и размещению приемников 54 ультразвука. На чертежах для улучшения иллюстративности показаны только некоторые из излучателей ультразвука или приемников ультразвука. Фактически, соответственно имеется в наличии такое число излучателей или приемников ультразвука, что излучатели или приемники ультразвука поперечно транспортировочной линии расположены на ширине, которая превышает соответствующий размер ценных документов предусмотренных для обработки типов ценных документов. Соответственно один из излучателей 52 ультразвука и один из приемников 54 ультразвука направлены друг на друга таким образом, что ультразвук, излучаемый соответствующим излучателем ультразвука, прежде всего, после пропускания через транспортируемый вдоль транспортировочной линии 36 ценный документ 12, направлен на соответствующий приемник ультразвука таким образом, что излучатель выдает ультразвук по существу, то есть, например, с учетом эффектов рассеяния или дифракции, в направлении приемника ультразвука, который имеет возможность приема ультразвука. Соответствующий излучатель ультразвука и соответствующий приемник ультразвука образуют такой представленный пунктиром ультразвуковой тракт 56, который в данном примере осуществления направлен по существу перпендикулярно транспортировочной линии, и конечные точки которого образованы излучателем ультразвука и приемником ультразвука. Излучатель ультразвука и приемник ультразвука обозначены как соотнесенные друг другу.
Для управления излучателем ультразвука 52 с помощью сигналов излучения и для приема сигналов приема от приемника 54 ультразвука, а также для их обработки, они по отдельности соединены с устройством 47 управления и оценки данных устройства 44 посредством показанных только приблизительно схематически сигнальных соединений 49.
При помощи каждой пары в составе излучателя 52 ультразвука и соотнесенного ему приемника 54 ультразвука или при помощи каждого ультразвукового тракта 56, в сочетании с устройством 47 управления и оценки данных, устанавливают в предварительно заданное время значение для ценного документа 12 для пропускания ультразвука в облученном ультразвуком местоположении.
Излучатели 52 ультразвука и приемники ультразвука 54 приблизительно схематически показаны на фиг. 3 и 4. Каждый из излучателей 52 ультразвука и каждый из приемников 54 ультразвука имеет емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь. При этом емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи в составе пары из излучателя 52 ультразвука и приемника 54 ультразвука, которая образует ультразвуковой тракт 56, выполнены одинаковыми. В этом примере осуществления все емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи выполнены по существу одинаковыми. Емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи 63 в излучателях 52 ультразвука выполнены на микросхеме 58, что также является действительным для ультразвуковых преобразователей в приемниках 54 ультразвука. Излучающий модуль, наряду с микросхемой 58, также имеет служащую в качестве держателя для микросхемы 58 схемную плату 60, например монтажную плату, на которой микросхема 58 удержана и пребывает в контакте с расположенными на ней токопроводящими дорожками 59. Токопроводящие дорожки 59 ведут к устройству 47 управления и оценки данных.
Поскольку микросхемы и схемные платы, вплоть до размещения токопроводящих дорожек и электрических конструктивных элементов, построены по существу одинаковыми, достаточно описания только схемной платы 60 с микросхемой 58 с емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями 63, которые образуют излучатели 52 ультразвука.
Микросхема 58 располагает подложкой 62, на которой для создания соответственно одного ультразвукового преобразователя 63 первый электрод 64 выполнен в форме участка электрически проводящего слоя. На этом электроде 64 образован другой изолирующий слой 66 с полостями 68. Над каждой из полостей 68 на изолирующем слое 66 соответственно расположен участок с проводящим слоем, который образует второй электрод 70. Поэтому вторые электроды 70 соответственно расположены на тонкой пластине или мембране 72, которая простирается над полостью 68. Таким образом, электроды 66 и 70 соответственно образуют конденсатор. Электроды совместно с мембраной 72 образуют емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь 63. Слой 66, прежде всего его материал и толщина, выбран таким образом, что этот слой может быть эластично деформирован посредством усилия между электродами.
Электроды 64 и 70 соединены с помощью токопроводящих дорожек, из которых на фиг. 3 показаны только токопроводящие дорожки 59. Токопроводящие дорожки соединены с устройством 47 управления и оценки данных и образуют сигнальные соединения 49 к нему. При приложении напряжения к разделенной соответственно посредством одной из полостей 68 пар электродов 64 и 70 возникает воздействующее на них усилие, которое приводит к деформации мембраны 72. При приложении напряжения с подходящей частотой в диапазоне частот ультразвука, то есть более 20 кГц, может быть произведена деформация по меньшей мере одной части мембраны 72 с соответствующей частотой, и посредством соответствующего перемещения, может быть создан ультразвук, при этом преобразователь работает в качестве излучателя. Наоборот, воздействие ультразвука приводит, посредством вызванной им деформации мембраны 72, к соответствующему изменению емкости образованного посредством электродов конденсатора. Посредством непоказанной на чертежах подходящей схемы ультразвукового преобразователя изменение емкости может быть захвачено, или может быть создан соответствующий ток. Это может быть установлено посредством присоединенного через сигнальные соединения 49 устройства 47 управления и оценки данных в качестве переменного по времени сигнала приема.
В этом примере осуществления электроды 70 соединены посредством проводников 74 (ср. фиг. 3 и 5) с помощью показанных на фиг. 3 только частично токопроводящих дорожек 59 со схемной платой 60. Равным образом, это является действительным также и для электрода 64, тем не менее, в этом случае, проводники не показаны.
Мембраны 72 над полостями 68 и, тем самым, по существу образованные таким образом ультразвуковые преобразователи 63 имеют в примере осуществления поперечно направлению излучения или приема круглую форму, которая имеет размер D, в примере осуществления диаметр величиной 2 мм. При этом емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи имеют промежуток А, точнее промежуток между линиями периметра, величиной 1 мм поперечно направлению транспортировки. Эти размеры предусмотрены для емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей, которые должны быть приведены в действие для создания или для приема ультразвука с частотой 500 кГц.
Для создания и выдачи сигналов излучения, а также для приема и для оценки сигналов приема устройство 47 управления и оценки данных, наряду с конструктивными элементами на схемных платах, располагает процессором или контролером 75, который присоединен с помощью сигнальных соединений 49. Наряду с процессором 75, устройство 47 управления и оценки данных располагает накопителем, в котором сохранены инструкции для компьютерной программы, при выполнении которых процессор, как описано ниже, формирует и выдает сигналы излучения или принимает и обрабатывает или оценивает сигналы приема.
Устройство 47 управления и оценки данных, в примере осуществления, прежде всего, инструкции компьютерной программы и емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, выполнены таким образом, что устройство 47 управления и оценки данных возбуждает ультразвуковые преобразователи излучателей ультразвука с помощью сигналов излучения таким образом или выдает на них такие сигналы излучения, что емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи, предпочтительно, по существу одновременно выдают ультразвуковые импульсы с частотой ультразвука 500 кГц и с длительностью 10 мкс. При этом импульсы выдают с частотой повторения 5 кГц. Эти значения, предпочтительно, подходят для скоростей транспортировки примерно от 5 м/с до 10 м/с.
Кроме того, устройство 47 управления и оценки данных выполнено для приема по согласованию с возбуждением излучателей 52 ультразвука или с выдачей сигналов излучения от приемников 54 ультразвука, сигналов приема, которые они образуют при получении выданных ультразвуковых импульсов или ультразвуковых импульсов на частоте выданных ультразвуковых импульсов, которые образованы посредством выданных ультразвуковых импульсов в результате взаимодействия с ценным документом. Устройство 47 управления и оценки данных выполнено, прежде всего, для фильтрации сигналов приема в соответствии с частотой выданного ультразвука и длительностью импульса, и для установления свойства принятых ультразвуковых импульсов или ультразвуковой характеристики ценного документа в местоположении приемника ультразвука. Под ультразвуковой характеристикой в примере осуществления может подразумеваться пропускание ультразвука через ценный документ.Кроме того, устройство 47 управления и оценки данных выполнено для создания и выдачи сенсорных сигналов, которые описывают местоположения на ценном документе и, соответственно, установленное для данных местоположений, пропускание ультразвука.
При транспортировке ценного документа 12 вдоль транспортировочной линии 36 между излучателями ультразвука 52 и приемникам ультразвука 54 устройство 47 управления и оценки данных выдает сигналы излучения на излучатели 52 ультразвука таким образом, что они выдают с периодическими интервалами ультразвуковые импульсы указанной длительности и частоты на ценный документ 12, а приемники 54 ультразвука принимают исходящие (излученные) в ответ на это от ценного документа 12 ультразвуковые импульсы с формированием сигналов приема. Устройство 47 управления и оценки данных захватывает соответствующие сигналам излучения сигналы приема, которые отображают интенсивность или мощность отдельных принятых ультразвуковых импульсов как функцию времени и, тем самым, вследствие постоянной скорости транспортировки, также и местоположения на ценном документе. Таким образом, устройство устанавливает для ультразвуковых трактов между излучателями 52 ультразвука и приемникам 54 ультразвука и, тем самым, местоположений, которые находятся под воздействием ультразвука на ультразвуковых трактах, значения пропускания ультразвука, которые описывают пропускание ультразвука в местоположениях на соответствующем ценном документе. Местоположения расположены на дорожках на ценном документе вдоль направления транспортировки. Процесс происходит порядно таким образом, что после прохождения ценного документа, для всего ценного документа представлены значения пропускания ультразвука с пространственным разрешением. При этом значения пропускания представлены попросту посредством принятых энергий в ультразвуковых импульсах на основе предпосылки, в принципе, постоянной излучаемой мощности излучателей 52 ультразвука. В других примерах осуществления, тем не менее, также является возможным деление принятых энергий в ультразвуковых импульсах на предварительно заданную или измеренную энергию в ультразвуковых импульсах выданных импульсов и получение, тем самым, нормированных значений пропускания.
Сенсорные сигналы, которые описывают местоположения и установленные для этих местоположений значения пропускания ультразвука, могут быть в этом случае выданы от устройства 47 управления и оценки данных в машинное устройство 46 управления и оценки данных для последующей оценки в нем. В других примерах осуществления оценка данных может быть выполнена также устройством управления и оценки данных. Например, может быть установлена мягкость бумаги ценного документа или выполнена проверка на наличие клейкой ленты, как это известно из уровня техники.
Второй пример осуществления согласно фиг. 6 и фиг. 7 отличается от первого примера осуществления, с одной стороны, вследствие того, что устройство 44' для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука расположено на транспортировочной линии 36 поблизости от разделителя 22. С другой стороны, в сенсорном устройстве 38 устройство 44 первого примера осуществления заменено на обычный датчик пропускания ультразвука. В остальном, для соответствующих по существу компонентов применены те же ссылочные обозначения, а пояснения к первому примеру осуществления также являются действительными в данном случае соответствующим образом. Фиг. 6 показывает, поэтому, только соответствующий фрагмент устройства согласно фиг. 1, в том числе с подающим устройством 14, участком транспортировочной линии 36 и устройством 44'. Устройство 44' отличается от устройства 44, с одной стороны, в том, что вместо излучающего модуля 51 и приемного модуля 53 или вместо наборов излучателей 52 ультразвука или приемников 54 ультразвука имеется только излучающий/приемный модуль 51' с набором излучателей/приемников 52' ультразвука, и, в соответствии с этим, устройство 47 управления и оценки данных заменено на устройство 47' управления и оценки данных. Как иллюстрирует фиг. 7, излучатели/приемники 52' ультразвука соответственно соединены по отдельности посредством сигнальных соединений 49' с устройством 47' управления и оценки данных. Поэтому для каждого из излучателей/приемников 52' ультразвука сигналы излучения и сигналы приема проведены посредством того же сигнального соединения.
Излучающий/приемный модуль 51' выполнен по существу в виде излучающего модуля 51 первого примера осуществления таким образом, что пояснения к первому примеру осуществления являются соответствующим образом действительными также и в данном случае. Прежде всего, излучатели/приемники ультразвука 52' имеют соответственно один емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователь и выполнены в микросхеме.
Микросхема также удерживается и обеспечена контактами на схемной плате таким образом, что излучатели/приемники ультразвука выдают ультразвук по существу в перпендикулярном ценному документу направлении и принимают отброшенный от ценного документа ультразвук из направления, перпендикулярного плоскости транспортировки ценного документа. Вследствие этого соответственно один из излучателей/приемников ультразвука образует ультразвуковой тракт 56', который в примере осуществления простирается по существу перпендикулярно плоскости ценного документа. Разумеется, токопроводящие дорожки и, в соответствующих случаях, другие электрические конструктивные элементы или переключения на схемной плате изменены таким образом, что емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи могут действовать в качестве излучателей и приемников для ультразвука.
Устройство 47' управления и оценки данных выполнено таким образом, что оно выдает сигналы на излучатели/приемники 52' ультразвука, в соответствии с которыми излучатели/приемники ультразвука выдают ультразвуковой импульс как в первом примере осуществления, при этом однако длительность импульса не превышает времени прохождения ультразвукового импульса от излучателя/приемника ультразвука к ценному документу, предпочтительно, не превышает длительности от 10 мкс до 10 мс.
Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, это устройство отличается тем, что оно является особо компактным и требует только весьма небольшого пространства.
Устройство, или датчик 44', выполнено для установления посредством ультразвука прохождения передней или ведущей в направлении транспортировки кромкой ценного документа построения излучателей/приемников ультразвука или излучающего/приемного модуля 51', то есть пересечения по меньшей мере одного из ультразвуковых трактов.
Для этого устройство 47' управления и оценки данных выполнено, кроме того, для приема сигналов приема и для проверки того, располагается ли их уровень ниже предварительно заданного порогового уровня, который характеризует то обстоятельство, что от ценного документа не отражается какого-либо ультразвука или наоборот, и, в зависимости от результата проверки, для выдачи сигнала в машинное устройство 46 управления и оценки данных. Точнее, устройство 47' управления и оценки данных проверяет то обстоятельство, следует ли после импульса, уровень которого располагается ниже порогового уровня, импульс, уровень которого располагается выше порогового уровня. В этом случае оно выдает сигнал в машинное устройство 46 управления и оценки данных, который сообщает о прохождении ценным документом устройства. Устройство имеет возможность применения этого сигнала для мониторинга транспортировки.
Альтернативно или дополнительно, устройство или датчик 44, прежде всего их устройство управления и оценки данных, могут быть выполнены для установления посредством ультразвука прохождения задней в направлении транспортировки кромкой ценного документа построения излучателей/приемников ультразвука, то есть пересечения по меньшей мере одного из ультразвуковых трактов. Когда такое событие установлено, устройством управления и оценки данных может быть выдан соответствующий сигнал.
Третий пример осуществления отличается от первого примера осуществления способом возбуждения излучателей 52 ультразвука и способом оценки данных сигналов приема приемниками 54 ультразвука, для чего устройство 44 заменено на устройство 44''. Оно отличается от устройства 44 лишь вследствие того, что устройство 47 управления и оценки данных заменено на устройство 47'' управления и оценки данных (ср. фиг. 8). Кроме того, ультразвуковые преобразователи приспособлены к применению на описанных ниже отличных частотах. Прежде всего, в этом примере осуществления по меньшей мере два различных, предпочтительно соседних, излучателя 52 ультразвука возбуждают для выдачи ультразвука с различной частотой, в этом примере осуществления, импульсов ультразвука с различной частотой, а сигналы приема принимает соотнесенный излучателю 52 ультразвука или образующий с ним один ультразвуковой тракт приемник 54 ультразвука. Сигналы приема в этом случае обрабатывают, прежде всего фильтруют, в зависимости от расположения приемников ультразвука или относительного расположения приемников ультразвука по отношению к излучателям ультразвука.
Излучатели ультразвука разделены на две группы. Первая группа включает в себя, при рассмотрении в направлении ряда излучателей ультразвука, первый и, соответственно, следующий за ближайшим излучатель ультразвука, вторая - промежуточные излучатели ультразвука. Излучатели ультразвука соответственно соотнесены только одной из обеих групп.
Устройство 47'' управления и оценки данных, с одной стороны, выполнено таким образом, что оно выдает на излучатели ультразвука первой группы сигналы излучения таким образом, что они выдают ультразвуковые импульсы с предварительно заданной длительность импульса и с первой предварительно заданной частотой ультразвука. На излучатели ультразвука второй группы оно выдает сигналы излучения таким образом, что они выдают ультразвуковые импульсы с предварительно заданной длительностью импульса и со второй предварительно заданной частотой ультразвука.
Соответственно разделению излучателей ультразвука на две группы, приемники ультразвука также разделены на две группы. Первая группа содержит приемники ультразвука, которые соответственно соотнесены одному из излучателей ультразвука первой группы, вторая группа - приемники ультразвука, которые соответственно соотнесены одному из излучателей ультразвука второй группы. Устройство 47'' управления и оценки данных выполнено для обработки сигналов приема приемников ультразвука первой группы, прежде всего для их фильтрации в соответствии с первой частотой ультразвука, а также для обработки сигналов приема приемников ультразвука второй группы, прежде всего для их фильтрации в соответствии со второй частотой ультразвука.
Выражаясь точнее, устройство 47'' управления и оценки данных выполнено как устройство 47 управления и оценки данных, но отличается от него, однако, в двух аспектах.
С одной стороны, устройство 47'' управления и оценки данных выполнено для возбуждения посредством выдачи соответствующих сигналов излучения соответственно ближайшего соседнего излучателя ультразвука к выдаче импульсов ультразвука с отличной частотой.
Это проиллюстрировано на фиг. 9, на которой посредством квадрата символически показано расположение ультразвуковых трактов 56 или, соответственно, ограничивающих их излучателей 52 ультразвука и приемников 54 ультразвука в плоскостях, параллельных плоскости транспортировки или транспортируемому ценному документу. Ультразвуковые тракты или, соответственно, ограничивающие их излучатели 52 ультразвука и приемники 54 ультразвука расположены вдоль ряда поперечно направлению Т транспортировки. Квадраты рассмотрены в соответствии с частотой ультразвука, который излучатели 52 ультразвука выдают или, соответственно, приемники 54 ультразвука принимают. В примере осуществления более светлые квадраты с помощью более тонкого пунктира иллюстрируют первую частоту 400 кГц, а более темные квадраты с помощью более плотного пунктира - вторую частоту 600 кГц.
Устройство 47'' управления и оценки данных выполнено таким образом, что оно выдает сигналы излучения, при получении которых излучатели ультразвука выдают чередующиеся вдоль ряда ультразвуковые импульсы первой или второй частоты таким образом, что между двумя излучателями ультразвука, которые выдают ультразвук первой частоты, расположен излучатель ультразвука, который выдает ультразвук второй частоты.
Соответственно ультразвук, излучаемый от одного из излучателей ультразвука, в данном случае, в соответствующих случаях, после пропускания через ценный документ, оказывается принятым посредством приемника ультразвука. Он формирует сигналы приема, которые выдают в устройство 47'' управления и оценки данных.
Поэтому устройство 47'' управления и оценки данных выполнено, с другой стороны, для приема и обработки сигналов приема от соответствующего излучателю ультразвука приемника ультразвука, прежде всего в зависимости от свойств ультразвука, выданного излучателем ультразвука, то есть в данном случае, также для фильтрации в зависимости от расположения приемников ультразвука или относительного расположения приемников ультразвука по отношению к излучателям ультразвука.
Первая и вторая частоты ультразвука выбраны таким образом, что, с одной стороны, применяемые ультразвуковые характеристики ценного документа зависят в небольшой степени от того, при какой из обеих частот они захвачены. С другой стороны, они выбраны таким образом, что устройство 47'' управления и оценки данных способно к фильтрации возникающих, в соответствующих случаях, в результате зависимой от частоты фильтрации, в сигналах приема составляющих от соседних ультразвуковых трактов и, тем самым, к подавлению их для последующей обработки.
За счет этого предотвращают взаимные искажения между непосредственно соседствующими ультразвуковыми преобразователями, хотя ультразвуковые импульсы выдаются по существу одновременно.
После фильтрации, сигналы могут быть далее обработаны как в первом примере осуществления.
(4)
(4)
Четвертый пример осуществления отличается от первого примера осуществления тем, что в данном случае излучателями ультразвука управляют с помощью сигналов излучения таким образом, что они соответственно выдают последовательность ультразвуковых импульсов, из которых по меньшей мере два следующих друг за другом импульса имеют различную частоту. Сигналы приема соотнесенного соответствующему излучателю ультразвука приемника ультразвука принимают и обрабатывают, прежде всего отфильтровывают, в соответствии с последовательностью частот выданных ультразвуковых импульсов. Вследствие этого, по сравнению с первым примером осуществления заменено только устройство 44 на устройство 44 (ср. фиг. 10). Оно отличается от устройства 44 только вследствие того, что устройство 47 управления и оценки данных заменено на устройство 47 управления и оценки данных, а также емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи рассчитаны на применяемые частоты ультразвука. В остальном, пояснения к первому примеру осуществления также соответствующим образом являются действительными в данном случае.
Первая и вторая частоты ультразвука отличны друг от друга, по меньшей мере, таким образом, что применяемые приемники ультразвука в сочетании с обрабатывающим или оценивающим их сигналы приема устройством управления и оценки данных имеют возможность разделения импульсов с этими частотами и, тем самым, способны к однозначной фильтрации относительно частоты. Чем ближе применяемые частоты ультразвука расположены друг к другу, тем большая длительность импульса должна быть применена для обеспечения возможности разделения.
(4)
(4)
Устройство 47 управления и оценки данных выполнено, с одной стороны, для создания сигналов излучения для каждого из излучателей 52 ультразвука и для выдачи их на соответствующий излучатель ультразвука таким образом, что он выдает последовательность ультразвуковых импульсов, в которых следующие непосредственно друг за другом предварительно заданные различные частоты ультразвука в данном случае имеют, соответственно, одну из двух частот ультразвука. При этом излучатели ультразвука получают возбуждение от устройства 47 управления и оценки данных таким образом, что они выдают импульсы соответственно по существу одновременно, то есть при временной задержке между излучателями ультразвука менее половины длительности импульса. Например, это может выглядеть таким образом, что сначала сигналы излучения выдают на излучатель ультразвука для импульса с первой частотой ультразвука, а затем, для следующего импульса со второй частотой ультразвука - соответствующие сигналы излучения. Эту последовательность, в соответствующих случаях, затем неоднократно повторяют. Поэтому частота ультразвуковых импульсов в последовательности чередуется.
(4)
С другой стороны, устройство 47 управления и оценки данных выполнено для приема, в согласовании с сигналами излучения, сигналов приема от излучателей ультразвука, а также для их обработки в соответствии с излучаемой частотой ультразвука, прежде всего для их фильтрации.
Это проиллюстрировано на фиг. 11, которая схематически иллюстрирует применение частот ультразвука для трех следующих непосредственно друг за другом в составе последовательности импульсов, выданных с временным интервалом Δ импульсов для моментов времени t, t+Δ, t+2Δ.
Представление соответствует квадратам на фиг. 9, которые символизируют расположения ультразвуковых трактов 56 или, соответственно, ограничивающих их излучателей 52 ультразвука и приемников 54 ультразвука в плоскостях, параллельных плоскости транспортировки или транспортируемому ценному документу. Ультразвуковые тракты или, соответственно, ограничивающие их излучатели 52 ультразвука и приемники 54 ультразвука расположены вдоль ряда поперечно направлению Т транспортировки. Квадраты рассмотрены в соответствии с частотой ультразвука, который излучатели 52 ультразвука выдают или, соответственно, приемники 54 ультразвука принимают. В примере осуществления более светлые квадраты с помощью более тонкого пунктира иллюстрируют первую частоту 400 кГц, а более темные квадраты с помощью более плотного пунктира - вторую частоту 600 кГц. Следующие друг за другом на фиг. 9 ряды представляют ситуацию следующих друг за другом моментов времени. Моменты времени отстоят друг от друга на период А, который соответствует частоте 1/Δ, с которой выдают ультразвуковые импульсы, в примере осуществления 5 кГц.
(4)
(4)
(4)
(4)
Сначала устройство 47 управления и оценки данных выдает сигналы излучения на излучатели ультразвука, которые выдают по существу ультразвуковые импульсы первой частоты, которые, в соответствующих случаях, после взаимодействия с ценным документом, в данном случае, пропускания через ценный документ, принимают приемники ультразвука. Приемники 54 ультразвука образуют соответствующие сигналы приема, которые они выдают на устройство 47 управления и оценки данных. Это устройство фильтрует сигналы приема в соответствии с частотой ультразвука ультразвуковых импульсов и производит данные по пропусканию ультразвука. Устройство 47 управления и оценки данных после этого выдает сигналы излучения на излучатели ультразвука, которые выдают по существу ультразвуковые импульсы второй частоты, которые, в соответствующих случаях, после взаимодействия с ценным документом, в данном случае, пропускания через ценный документ, принимают приемники ультразвука. Приемники ультразвука образуют соответствующие сигналы приема, которые они выдают на устройство 47 управления и оценки данных. Это устройство фильтрует сигналы приема в соответствии с частотой ультразвука ультразвуковых импульсов и вновь производит данные по пропусканию ультразвука. Эти этапы повторяют таким образом, что для ценного документа, который транспортируют с известной скоростью, данные по пропусканию ультразвука устанавливают как функцию местоположения. Они могут быть затем обработаны как в первом примере осуществления.
За счет этого нежелательные отражения ультразвуковых импульсов, которые перекрываются по времени со следующими ультразвуковыми импульсами, могут быть хорошо отделены от требуемых ультразвуковых импульсов. Прежде всего, за счет этого могут быть ослаблены помехи при измерениях в непосредственно соседствующих в направлении транспортировки местоположениях.
(4)
(4)
В варианте данного примера осуществления соединения устройства 47 управления и оценки данных с излучателями 52 ультразвука могут быть заменены на общее соединение, которое разветвляется от устройства 47 управления и оценки данных при прохождении к излучателям 52 ультразвука.
Пятый пример осуществления отличается от третьего примера осуществления вследствие того, что излучателями ультразвука управляют с помощью сигналов излучения таким образом, что они выдают ультразвук и оценивают его после получения таким способом, который, в некотором роде, комбинирует в себе признаки третьего и четвертого примеров осуществления.
(5)
(5)
Поэтому по сравнению с третьим примером осуществления только устройство 44'' заменено на устройство 44 (ср. фиг. 10). Оно отличается от устройства 44'' только вследствие того, что устройство 47'' управления и оценки данных заменено на устройство 47 управления и оценки данных, а емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи рассчитаны на применяемые частоты ультразвука. В остальном, пояснения к первому примеру осуществления также соответствующим образом являются действительными в данном случае.
Каждый из излучателей ультразвука вновь выдает последовательность ультразвуковых импульсов, в которой частоты ультразвука следующих друг за другом ультразвуковых импульсов являются различными, Прежде всего, они могут иметь первую и вторую частоту ультразвука. Тем не менее, последовательности для непосредственно соседствующих излучателей ультразвука являются различными в том отношении, что по существу одновременно выданные ими ультразвуковые импульсы имеют соответственно также различные частоты ультразвука.
Это проиллюстрировано на фиг. 12, которая, вплоть до последовательности частот ультразвука, соответствует фиг. 11.
(5)
Для каждого момента времени, в котором должны быть выданы импульсы, устройство управления и оценки данных выдает на излучатели ультразвука сигналы излучения таким образом, что первая группа излучателей ультразвука соответственно выдает ультразвуковые импульсы с первой предварительно заданной частотой ультразвука, а вторая группа излучателей ультразвука - ультразвуковые импульсы со второй предварительно заданной частотой ультразвука. Для выбора обеих частот ультразвука, предпочтительно, являются действительными критерии, как они описаны в обоих предшествующих примерах осуществления. Прежде всего, они выбраны такими же, как в обоих предшествующих примерах осуществления. Группы выбраны, как и в третьем примере осуществления, таким образом, что между двумя излучателями ультразвука одной из групп соответственно расположен излучатель ультразвука другой группы. Результатом является, например, для момента времени t схема, соответствующая представленной на фиг. 10. При приеме ультразвука приемники ультразвука соответственно образуют сигналы приема, которые по отдельности подводят на устройство 47 управления и оценки данных. Оно оценивает сигналы приема в зависимости от расположения излучателей ультразвука и соотнесенных им приемников ультразвука, и фильтрует сигналы приема в соответствии с частотой выданного ультразвука для соответствующего ультразвукового тракта или излучателя ультразвука или соответственно выданного ультразвука.
(5)
(5)
Для последующего импульса в последовательности на момент времени t+Δ устройство 47 управления и оценки данных выдает сигналы излучения на излучатели ультразвука таким образом, что первая группа излучателей ультразвука соответственно выдает ультразвуковые импульсы со второй предварительно заданной частотой ультразвука, а вторая группа излучателей ультразвука - ультразвуковые импульсы с первой предварительно заданной частотой ультразвука. Получаемый шаблон показан на фиг. 12 во втором ряду. Он соответствует шаблону для момента времени t, причем, однако, соответственно первая и вторая частоты заменены друг на друга. Устройство 47 управления и оценки данных оценивает сигналы приема в зависимости от расположения излучателей ультразвука и соотнесенных им приемников ультразвука, и фильтрует сигналы приема в соответствии с частотой выданного ультразвука для соответствующего ультразвукового тракта или излучателя ультразвука или соответственно выданного ультразвука.
(5)
Для последующего импульса в последовательности на момент времени t+2Δ устройство 47 управления и оценки данных выдает сигналы излучения, которые соответствуют таковым для момента времени t, и обрабатывает соответствующие сигналы приема.
В рамках этих этапов сигналы приема от приемников ультразвука обрабатывают в соответствии с частотами ультразвуковых импульсов от излучателей ультразвука, а данные по пропусканию ультразвука выдают в виде функции местоположения на машинное устройство управления и оценки данных.
Такой образ действий имеет то преимущество, что при оценке сигнала получения для ультразвукового тракта, возможные воздействия помех посредством ультразвука на непосредственно соседствующих ультразвуковых трактах и воздействия помех посредством импульсов ультразвука для соседствующих ультразвуковых трактов для предшествующего импульса могут быть, по меньшей мере, частично отфильтрованы. Этот вариант осуществления, благодаря применению емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей, сделан реалистичным образом применимым, поскольку такие короткие импульсы делают возможными широкую применимую полосу частот, а также высокое пространственное разрешение в поперечном ряду направлении.
(6)
В шестом примере осуществления на фиг. 13 транспортировка ценных документов непосредственно после разделителя подвергнута проверке на наличие перекрывающихся ценных документов. Устройство отличается от первого примера осуществления, с одной стороны, вследствие того, что устройство 44 для проверки транспортировки ценных документов посредством ультразвука расположено на транспортировочной линии 36 поблизости от разделителя 22. С другой стороны, в сенсорном устройстве 38 устройство 44 заменено на обычный датчик пропускания ультразвука. В остальном, для соответствующих по существу компонентов применены те же ссылочные обозначения, а пояснения к первому примеру осуществления также являются действительными в данном случае соответствующим образом. Поэтому фиг. 13 показывает только соответствующий фрагмент измененного устройства согласно фиг. 1.
(6)
(6)
(6)
Устройство 47 отличается от устройства 47 в том отношении, что устройство 47 управления и оценки данных заменено на устройство 47 управления и оценки данных. Устройство 47 управления и оценки данных отличается от устройства 47 управления и оценки данных первого примера осуществления только вследствие того, что оно выполнено для обработки сигналов приема иным образом. В остальном, оно выполнено как устройство управления и оценки данных первого примера осуществления.
(6)
(6)
Более подробно, устройство 47 управления и оценки данных выполнено для проверки сигналов приема по существу для одновременно принятых приемниками ультразвука ультразвуковых импульсов в том отношении, является ли уровень или интенсивность сигнала приема менее значительным, чем предварительно заданный пороговый уровень, который характеризует то обстоятельство, что сигналы приема для отдельного ценного документа имеют значение выше порогового уровня, а таковые для перекрывающих друг друга ценных документов, напротив, имеют уровень ниже порогового уровня. Когда устройство 47 управления и оценки данных устанавливает для предварительно заданного числа приемников ультразвука, что пороговый уровень не достигнут, оно выдает на машинное устройство 46 управления и оценки данных соответствующий сигнал, который сообщает, что транспортируются по меньшей мере два, по меньшей мере, частично перекрывающих друг друга ценных документа.
(5)
Машинное устройство управления и оценки данных при получении такого сигнала в этом случае может управлять транспортирующим устройством таким образом, что перекрывающие друг друга ценные документы транспортируются в предварительно заданный для этого выпускной короб. В других примерах осуществления транспортирующее устройство может быть также выполнено таким образом, что транспортировочная линия имеет разветвление перед сенсорным устройством 38, на котором расположено управляемое посредством управляющих сигналов распределяющее устройство. На конце ветви, которая не ведет к сенсорному устройству 38, может быть в этом случае расположен короб для необрабатываемых ценных документов. В этом случае машинное устройство управления и оценки данных может быть выполнено для подачи управляющего сигнала на распределяющее устройство при приеме сигнала от устройства 47 таким образом, что перекрывающие друг друга ценные документы транспортируются в короб и сохраняются в нем.
(7)
(7)
(7)
(7)
Седьмой пример осуществления отличается от первого примера осуществления только вследствие того, что устройство 44 заменено на устройство 44 для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов. Оно отличается от устройства 44 в двух аспектах. С одной стороны, излучающий модуль 51 и приемный модуль 53 в остальном выполнены как в первом примере осуществления и, тем самым, в примере осуществления излучатели ультразвука и приемники ультразвука расположены на одной и той же стороне транспортировочной линии 36 выше транспортировочной линии таким образом, что в качестве свойства ценного документа может быть произведена проверка диффузного отражения ультразвука. С другой стороны, устройство 47 управления и оценки данных отличается от устройства 47 управления и оценки данных только в том отношении, что оно выполнено таким образом, что сигналы приема от приемников ультразвука подвергают такой обработке, что получают установление диффузного отражения ультразвука как функции местоположения на ценном документе.
(7)
(7)
(7)
(7)
(7)
(7)
Размещение излучающего модуля 51 и приемного модуля 53 и, тем самым, излучателя 52 ультразвука и приемника 54 ультразвука или ультразвукового преобразователя проиллюстрировано на фиг. 14 и 15. Фиг. 14 показывает приблизительный схематический вид на устройство в направлении на транспортировочную линию, фиг. 15 - разрез через устройство в поперечном транспортировочной линии направлении. Сигнальные соединения 49 представлены, прежде всего, объединенными, хотя, как и в первом примере осуществления, соответственно отдельные сигнальные соединения соединяют излучатель или приемник с устройством управления и оценки данных. Излучающий модуль 51 и приемный модуль 53 выполнены как в первом примере осуществления. Излучатели 52 ультразвука или их ультразвуковые преобразователи направлены относительно транспортировочной линии 36 таким образом, что ультразвук соответственно распространяется под наклоном к плоскости транспортировочной линии или к транспортируемому на ней ценному документу, причем он не имеет существенного компонента поперечно направлению транспортировки. Приемники 54 ультразвука или их ультразвуковые преобразователи расположены и направлены таким образом, что они принимают ультразвук от излучателей 52 ультразвука, который был отражен от ценного документа, то есть они направлены своими направлениями приема на их направления выдачи. Каждый из излучателей ультразвука и приемников ультразвука таким образом образуют ультразвуковой тракт 56, что обозначено на фиг. 15 посредством пунктирной линии.
В других примерах осуществления излучатели ультразвука и/или приемники ультразвука могут соответственно иметь по меньшей мере два емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя. В этом случае ультразвуковые преобразователи соответственно одного излучателя ультразвука или приемника ультразвука выполнены на одной микросхеме. Эти ультразвуковые преобразователи могут быть соединены с устройством 47 управления и оценки данных таким образом, что они получают возбуждение от тех же сигналов излучения, то есть устройство управления и оценки данных соответственно выдает только один излучаемый сигнал, который подводится к обоим ультразвуковым преобразователям посредством выхода или того же сигнального соединения. В равной мере, могут быть наложены друг на друга сигналы приема ультразвуковых преобразователей соответственно от одного приемника ультразвука, которые направлены к устройству управления и оценки данных, и которые приняты и обработаны им в качестве сигнала приема.
Устройство управления и оценки данных выполнено для создания сигналов излучения соответственно только для одного излучателя ультразвука и для выдачи их на него, или для приема, а также обработки или оценки наложенных друг на друга сигналов приема соответственно только от одного приемника ультразвука.
Пример излучателя 72 ультразвука, который имеет четыре емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя 74, приблизительно схематически показан на фиг. 16. Четыре емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователя 74 в составе проиллюстрированного посредством пунктирных линий излучателя ультразвука выполнены одинаковыми на показанной только частично микросхеме 76, и выполнены при этом подобными емкостным микромеханическим ультразвуковым преобразователям первого примера осуществления вплоть до их прямоугольной формы или прямоугольной формы мембраны, на которой выполнен второй электрод. Первые электроды совместно контактируют с непоказанной токопроводящей дорожкой, то же является действительным для вторых электродов, которые соединены с ветвями токопроводящей дорожки 78. Устройство управления и оценки данных выполнено для выдачи сигналов, которые соответствуют таковым из первого примера осуществления, в соответствующих случаях, вплоть до величины их уровня. За счет увеличенной колеблющейся поверхности теперь уже четырех синфазно колеблющихся мембран могут быть получены более широкое звуковое поле и более высокая интенсивность звука на один излучатель ультразвука.
В другом примере осуществления ультразвуковые преобразователи соответственно для одного излучателя ультразвука или приемника ультразвука или излучателя/приемника ультразвука соединены посредством сигнальных соединений с устройством управления и оценки данных раздельным образом. Ультразвуковым преобразователям излучателя ультразвука в этом случае обеспечена возможность возбуждения таким образом, так что они выдают ультразвук с одинаковой частотой. Однако в этом примере осуществления сигналы излучения отличаются по их фазам.
Этот пример осуществления отличается от первого примера осуществления выполнением излучателей ультразвука и выполнением устройства управления и оценки данных. Все прочие пояснения к первому примеру осуществления также являются действительным в данном случае соответствующим образом.
На фиг. 17 проиллюстрирован обозначенный посредством пунктирных линий излучатель ультразвука. Излучатель 80 ультразвука, который заменяет излучатель 52 ультразвука в первом примере осуществления, располагает тремя одинаково выполненными емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями 82, которые расположены в одном ряду, и которые расположены на непоказанной микросхеме. Ультразвуковые преобразователи 82 выполнены, как в первом примере осуществления, и раздельно соединены с токопроводящими дорожками 84, которые, в свою очередь, по отдельности соединены посредством раздельных сигнальных соединений с устройством управления и оценки данных.
Устройство управления и оценки данных отличается от первого примера осуществления только в том отношении, что оно выдает на ультразвуковые преобразователи 82 каждого из излучателей ультразвука 80 раздельные сигналы излучения для ультразвуковых преобразователей 82 таким образом, что ультразвуковые преобразователи производят ультразвуковые импульсы с одинаковой частотой, однако, с различными фазами. Фазы или фазовые различия выбирают таким образом, что результирующее звуковое поле является более сильно связанным в пучок или сфокусированным посредством наложения друг на друга по времени ультразвука от ультразвуковых преобразователей 82 излучателя ультразвука. Это проиллюстрировано на фиг. 18. Здесь, посредством пунктирных линий, показано звуковое поле или характеристика направленности символически обозначенного посредством пунктирной прямой ультразвукового преобразователя излучателя 80 ультразвука при синфазном возбуждении. Соответствующее звуковое поле или соответствующая характеристика направленности при возбуждении с различными фазами приблизительно схематически представлена посредством сплошных линий. Устройство управления и оценки данных выдает сигналы излучения таким образом, что ультразвуковые преобразователи выдают ультразвуковые импульсы с различными фазами таким образом, что обеспечено получение лучше направленной характеристики направленности или более острой направленности или связанности в пучок звукового поля.
Предпочтительно, устройство управления и оценки данных может быть выполнено для создания и выдачи сигналов излучения таким образом, что фазы изменяются во времени. Например, сигналы излучения могут быть сформированы и выданы таким образом, что характеристика направленности претерпевает поворот на заданный угол как функцию времени, что обозначено на фиг. 18 посредством двойной стрелки.
В других примерах осуществления излучатели ультразвука и/или приемники ультразвука или их емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи могут быть также выполнены по меньшей мере на двух микросхемах, причем микросхемы удержаны и обеспечены контактами на схемной плате таким образом, что их ультразвуковые преобразователи расположены вдоль одного ряда, который простирается поперечно направлению Т транспортировки. Это проиллюстрировано на фиг. 19 для случая излучающего модуля, в котором на схемной плате 90 модуля расположены и обеспечены контактами с токопроводящими дорожками две одинаково выполненные микросхемы 92 с емкостными микромеханическими ультразвуковыми преобразователями как в первом примере осуществления. Микросхемы 92 выполнены как микросхема в первом примере осуществления, пояснения по ней и ссылочные обозначения являются применимыми также и в данном случае. При этом контакт и соединение с устройством управления и оценки данных произведены таким образом, что емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи соответственно одного излучателя ультразвука или приемника ультразвука расположены или выполнены на одной микросхеме.
Другие примеры осуществления отличаются от первого примера осуществления формой и распределением излучателей ультразвука и приемников ультразвука, которые, в свою очередь, образованы соответственно посредством емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей.
Фиг. 20 показывает пример, в котором ультразвуковые преобразователи 63 расположены на излучающем модуле равномерно и с незначительным промежутком и поэтому с равномерно высоким разрешением вдоль ряда, который превосходит по длине размер ценного документа 12 поперечно направлению Т транспортировки.
Фиг. 21 показывает пример устройства, в котором ультразвуковые преобразователи 96 излучающего модуля 97, в противоположность описанному выше, выполнены с переменным промежутком и с переменным размером. Ультразвуковые преобразователи вновь расположены в одном ряду, который превосходит по длине размер ценного документа 12 поперечно направлению Т транспортировки. Ультразвуковые преобразователи в середине ряда расположены с менее значительным промежутком и поэтому обеспечивают соответствующим образом высокое пространственное разрешение измерения. Внешние ультразвуковые преобразователи расположены с большим промежутком друг от друга и имеют большую генерирующую звук поверхность. Поэтому на краю пространственное разрешение является менее значительным, но уровень звука является более высоким.
Фиг. 22 показывает пример, в котором излучатели ультразвука излучающего модуля 99 вновь расположены вдоль ряда поперечно направлению Т транспортировки. Излучатели 98 ультразвука в середине имеют соответственно два выполненных рядом друг с другом в направлении транспортировки емкостных ультразвуковых преобразователя 100, которые обеспечены контактами таким образом, что они могут быть возбуждены по отдельности смещенными по фазе сигналами излучения одинаковой частоты для получения, таким образом, описанной фокусировки в направлении транспортировки.
Фиг. 23 показывает пример, в котором устройство для проверки ценных документов и/или транспортировки ценных документов посредством ультразвука имеет несколько емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей 102, которые выполнены на микросхеме 104 в двухмерном размещении, в примере осуществления на точках пересечения квадратной решетки. Такое способствующее снижению издержек выполнение является доступным только в том случае, когда ультразвуковые преобразователи на микросхеме производят с помощью известных в микромеханическом деле способов. Ультразвуковые преобразователи могут быть возбуждены по отдельности как отдельные излучатели или приемники, или как объединенные в малые группы излучатели или приемники. В последнем случае сделано возможным, прежде всего, возбуждение со смещением по фазе ультразвуковых преобразователей соответственно одного излучателя.
В других примерах осуществления микросхемы могут быть выполнены также в виде элементов по технологии поверхностного монтажа.