Устройство для обесценивания банкнот, упакованных в виде пачки
DEVICE FOR DEVALUATION BANKNOTE SHEAVES

Изобретение относится к области защиты банкнот от кражи. С конца 60-х годов для защиты банкнот от кражи широко применяется способ гарантированного обесценивания банкнот. Согласно этому способу, контейнер для хранения или перевозки банкнот оснащается обесценивающим устройством, которое срабатывает в случае кражи либо нападения и оказывает на банкноты определенный обесценивающий вид воздействия. В качестве такого воздействия, наиболее широко используется моментальное окрашивание банкнот специальной несмываемой краской. Несколько реже применяют необратимое склеивание банкнот друг с другом либо воздействие на банкноты разрушающим агентом, например растворителем или едким веществом. После срабатывания обесценивающего устройства, банкноты, находившиеся в контейнере для хранения или перевозки, теряют платежеспособность и более не могут быть использованы преступниками в качестве денег.
Практический опыт использования обесценивающих устройств во многих странах доказал эффективность такого способа защиты. Когда преступникам известно, что банкноты в случае кражи будут обязательно обесценены, сама кража или грабеж теряет всякий смысл. Государства, в которых законодательно разрешено использование гарантированного обесценивания банкнот, проводят широкую разъяснительную работу среди публики, так чтобы бессмысленность похищения банкнот из банков, банкоматов, инкассаторских машин и контейнеров стала бы очевидной для всего населения. Важно, что центральные банки этих стран обеспечивают прием обесцененной наличности от пострадавших организацией с полной компенсацией ее номинальной стоимости. Поэтому пострадавшие организации не несут крупных финансовых потерь в результате срабатывания обесценивающего устройства. В указанных странах, за прошедшие десятилетия, резко сократилось количество краж наличности, нападений на банки и на инкассаторов.
Современные виды обесценивающих устройств, как правило, обеспечивают быструю подачу краски к банкнотам при помощи пружинного, пневматического или взрывного движителя. Так, в патенте РФ №2362864 (публикация РСТ WO 2005/010306 от 03.02.2005 г.) раскрыто устройство для подачи краски на банкноты, уложенные в пачку в контейнере для хранения. Краска содержится в емкости, выполненной из пластиковой пленки. В момент активации обесценивающего устройства происходит сильное сжатие емкости с краской при помощи предварительно взведенного пружинного механизма, с одновременным прорезанием оболочки емкости. Краска под давлением выбрасывается из устройства на пачку банкнот. Далее, краска, под действием капиллярных сил, смачивает банкноты и проходит в зазоры между ними. Подобным способом удается окрасить все банкноты в пачке, однако средняя площадь окрашивания каждой банкноты, обычно, не превышает 50-60%.
Другое устройство раскрыто в патенте РФ №2526707 (публикация РСТ WO 2011/110830 от 15.09.2011 г.). В данном устройстве краска под давлением подается в систему трубок с отверстиями, расположенных вокруг пачки банкнот с разных сторон. Краска находится внутри гибкого гофрированного меха, который, в свою очередь, размещен в цилиндре и поджат поршнем. При активации устройства, в цилиндр, с обратной стороны поршня, под давлением подается углекислый газ. Источником углекислого газа служит миниатюрный баллон. Для вскрытия баллона применяется пиропатрон, поджигаемый электрическим сигналом. Это устройство, также, как и предыдущее, не может обеспечить полного окрашивания банкнот, поскольку продвижение краски вглубь пачки происходит исключительно под действием капиллярных сил.
В патенте РФ №2190075 (публикация РСТ WO 98/01646 от 15.01.1998 г.) описан инкассаторский чемодан, где краска также находится в емкости, выполненном из пластиковой пленки. Емкость в чемодане размещена рядом с пачками банкнот. Между пачками банкнот и емкостью с краской расположена полоса ленточного взрывчатого вещества. На стенке чемодана вблизи емкости с краской находится U-образный отражатель взрывной волны. Для активации обесценивающего устройства создают детонацию взрывчатого вещества. Взрывная волна разрывает емкость с краской, и далее, отражаясь от U-образного отражателя, направляется назад, в сторону банкнот. Краска увлекается взрывной волной и на высокой скорости отбрасывается в сторону пачек банкнот.
Все три описанных устройства хорошо работают, когда пачки банкнот не имеют дополнительной упаковки, такой как пластиковый пакет. Однако, устройства согласно патентам №2362864 и №2526707 не обеспечивают обесценивание банкнот, упакованных в пластиковые пакеты, так как в них не предусмотрен конструктивный узел для вскрытия пакетов, и краска в этих устройствах не может проникнуть внутрь пакета.
Обесценивание банкнот, упакованных в пластиковый пакет, является важной задачей. Упаковка пачек банкнот в индивидуальные пластиковые пакеты применяется очень часто. В частности, в Российской Федерации большинство межбанковских перевозок банкнот осуществляется в, так называемых, вакуумированных пакетах. Пачку банкнот размещают в пластиковом пакете, откачивают из него воздух и заваривают горловину пакета термической сваркой. На сварной шов тиснением наносят реквизиты банка. Содержимое упаковки сжимается атмосферным давлением со всех сторон, за счет чего банкноты прижимаются друг к другу, не могут смещаться, так что вся пачка приобретает высокую жесткость. Банк-получатель может легко проверить целостность такой упаковки, поскольку малейшее ее нарушение приводит к потере вакуума и утрате характерной жесткости пачки.
Для обесценивания банкнот, упакованных в пластиковые пакеты, используют специальные технические средства для нарушения целостности пакета и обеспечения прохода краски к его содержимому. Особую сложность представляет обеспечение прохода краски в вакуумированный пакет, поскольку для его изготовления обычно используют толстую и прочную многослойную пластиковую пленку. В вышеназванном патенте №2190075 для разрушения пластикового пакета служит взрывная волна, распространяющаяся от ленточной взрывчатки как напрямую, так и вследствие отражения от U-образного отражателя. Альтернативное техническое решение представлено в патенте ЕР 1499787 (опубл. 26.01.2005 г.). Этот патент раскрывает пневматический механизм перемещения системы, состоящей из множества полых игл. При активации устройства уничтожения механизм перемещает иглы в направлении пачек банкнот, разрывает иглами пластиковые пакеты, и далее впрыскивает обесценивающий агент через иглы внутрь каждого пакета.
Необходимо отметить общие недостатки, в той или иной степени свойственные вышеописанным техническим решениям. Во-первых, чтобы обеспечить сколько-нибудь надежное прокрашивание банкнот, необходимо обильно увлажнить кромки всех банкнот в пачке и поддерживать увлажнение в течение некоторого времени для проникновения краски внутрь пачки. Поэтому приходится подавать в направлении пачки банкнот большое количество краски, которое значительно превосходит полезный объем, впитываемый пачкой. Лишняя краска загрязняет и повреждает оборудование (например, инкассаторские чемоданы и банкоматы), что требует обязательного ремонта после каждого срабатывания устройства обесценивания, в том числе и ложного. Ложные срабатывания, как правило, в силу различных неизбежных причин, происходят чаще, чем реальные кражи и ограбления. Избыток краски легко попадает на одежду персонала и необратимо портит ее. При попадании избытка краски на кожу персонала, что часто происходит при демонтаже сработавшего устройства, ее практически невозможно отмыть. Следует также учитывать достаточно высокую стоимость самой краски.
Во-вторых, проникновение краски в зазор между банкнотами происходит под действием капиллярных сил, которые не позволяют достигнуть высокой степени прокрашивания банкнот, даже при обильном орошении их кромок.
В-третьих, большинство устройств (за исключением описанного в патенте №2362864) в той или иной степени используют пиротехнические средства. В случае ложного срабатывания устройства в непосредственной близости от персонала, звук взрыва, сотрясение и появление дыма вызывает негативные психологические последствия. Особенно ощутимым этот эффект оказывается в том случае, когда взрыв является основным движителем в устройстве. Когда же движителем в устройстве является сжатый газ, возможно возникновение травмирующих последствий при демонтаже сработавшего устройства из-за остаточного давления газа в его элементах.
Устройство согласно патенту №2190075 обеспечивает достаточно надежное вскрытие вакуумированных пакетов и относительно высокую степень прокрашивания банкнот за счет воздействия давления взрывной волны. Обратной стороной этих преимуществ оказывается необходимость глубокого ремонта или даже полной замены инкассаторского чемодана из-за воздействия сильного взрыва после срабатывания устройства. Для обеспечения безопасности людей при взрыве, чемодан имеет мощную силовую конструкцию, что связано с высокой стоимостью его изготовления.
Таким образом, самым распространенным недостатком приведенных технических решений можно считать возможность негативного воздействия на персонал и имущество в случае срабатывания устройства обесценивания, в том числе и ложного.
Устройство согласно патенту №2190075 было выбрано в качестве прототипа заявленного изобретения. Заявленное изобретение предназначено исключительно для использования совместно с вакуумированными пакетами.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение надежного срабатывания устройства обесценивания банкнот при исключении негативного воздействия устройства на персонал и имущество. Дополнительным результатом является низкий расход самого обесценивающего агента.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обесценивания банкнот, упакованных в виде пачки в вакуумированный пакет, размещаемом внутри вакуумированного пакета, оболочка которого выполнена из деформируемого материала, содержащем емкость, заполненную текучим вязким обесценивающим веществом, оболочка которой, по меньшей мере, частично выполнена из деформируемого материала, причем, по меньшей мере, участок деформируемой части оболочки находится в контакте с оболочкой вакуумируемого пакета, при этом деформируемая часть оболочки выполнена с возможностью уменьшения внутреннего объема емкости при деформации совместно с оболочкой пакета, и также содержащем средство активации, выполненное с возможностью соединения внутренней полости емкости с внутренней полостью вакуумированного пакета, в которой размещены банкноты, в ответ на заранее заданное изменение заданного физического фактора, действующего извне оболочки вакуумированного пакета.
Пластиковый пакет в результате вакуумирования образует стабильную и достаточно жесткую структуру вокруг пачки банкнот и защитного устройства. Эта структура хорошо известна специалистам, имеющим дело с технологией вакуумной упаковки. Под действием атмосферного давления оболочка пакета прижимается к содержимому пакета. При этом образуются многочисленные складки и пустоты вокруг содержимого, поскольку плоский лист пластиковой пленки, из которого изготовлен пакет, не может в точности принять форму содержимого пакета. Эти складки и пустоты сообщаются друг с другом как напрямую, так и через области контакта пленки с пачкой банкнот. Соединительные каналы образуются как вследствие шероховатости самих банкнот, так и зазоров вдоль торцов пачки банкнот. Таким образом, можно говорить о единой полости, включающей в себя пачку банкнот и сеть пустот и каналов вокруг нее.
Участок оболочки вакуумированного пакета прижат к участку деформируемой части оболочки емкости благодаря вакууму в зазоре между ними и атмосферному давлению снаружи пакета. Поэтому между участком деформируемой части оболочки емкости и оболочкой вакуумированного пакета существует контакт, так что атмосферное давление прикладывается к текучему вязкому веществу внутри емкости. Соответственно текучее вязкое вещество внутри емкости находится под атмосферным давлением. В момент срабатывания активирующего устройства внутренняя полость емкости соединяется с внутренней полостью вакуумированного пакета, и текучее вязкое вещество из емкости под действием разности давлений начинает поступать во внутреннюю полость пакета, где размещены банкноты. По мере выхода краски из емкости ее объем уменьшается, что приводит к втягиванию вовнутрь деформируемой части емкости. Вместе с ней, под действием атмосферного давления, смещается и оболочка пакета, находящаяся в контакте с участком деформируемой части емкости. Это происходит за счет способности материалов емкости и пакета к деформации с уменьшением внутреннего объема. В результате сохранения контакта между оболочками, внутри емкости сохраняется атмосферное давление. Текучее вязкое вещество, вышедшее во внутреннюю полость пакета, расходится по системе каналов и пустот вокруг пачки банкнот, проникает в межбанкнотный зазор и пропитывает банкноты, находящиеся в пачке. При этом оно, под действием разницы давлений, движется в сторону пустот и пор, в которых еще находится вакуум.
Описанный процесс срабатывания обесценивающего устройства отличается высокой безопасностью для человека и оборудования. Он не сопровождается взрывом, сотрясением и другими звуками, выделением дыма и газа, а также протеканием обесценивающего агента. Все текучее вязкое вещество остается замкнутым внутри пакета, не повреждает контейнер для хранения и переноски банкнот, кожу и одежду персонала. Так как объем пустот в вакуумированном пакете мал, то на их заполнение требуется небольшой расход текучего вязкого вещества, в сравнении с большим объемом свободно разливающегося обесценивающего агента в других известных решениях.
Еще одним дополнительным техническим результатом заявленного устройства является высокая степень покрытия банкнот обесценивающим агентом. Этот результат достигается, когда оболочка емкости выполнена таким образом, что за счет деформации ее деформируемой части возможно уменьшить объем оболочки на величину, превосходящую объем, занимаемый вакуумом в вакуумированном пакете.
При соблюдении названного условия, процесс перетекания текучего вязкого вещества беспрепятственно продолжается до тех пор, пока все полости и поры внутри пакета не заполнятся этим веществом. В этот момент, давление текучего вязкого вещества в емкости и по всей полости пакета выравнивается и становится равным атмосферному. Очевидно, что объем оболочки емкости в этот момент становится меньше изначального на величину объема, первоначально занимаемого вакуумом в вакуумированном пакете. Из емкости при дальнейшей совместной деформации оболочки вакуумированного пакета и деформируемой части оболочки емкости, находящихся в контакте, мог бы быть вытеснен дополнительный объем текучего вязкого вещества. Однако, в связи с равенством давления вне пакета и в емкости, такой деформации и вытеснения больше не происходит. Этот избыток обесценивающего вещества является резервом на случай технологических отклонений в процессе вакуумирования, которые могут привести к небольшому незапланированному увеличению объема, занимаемого вакуумом в пакете. В качестве текучего вязкого обесценивающего вещества может быть использована жидкая краска.
Рассмотрим более подробно процесс перетекания на его последнем этапе. В межбанкнотных зазорах и в порах самих банкнот в это время продолжает сохраняться вакуум. Текучее вязкое обесценивающее вещество из пустот пакета устремляется в межбанкнотный зазор и заполняет поры банкнот под действием существенной разницы давлений. Этот процесс распространяется от кромок банкнот к их центру, причем в уже заполненных зазорах давление растет и приближается к атмосферному. Это приводит к тому, что сила сжатия между банкнотами, ранее существовавшая за счет вакуума, ослабевает, и зазоры между ними расширяются. Соответственно увеличивается проходное сечение для движения текучего вязкого обесценивающего вещества, что дополнительно ускоряет процесс его протекания к серединам банкнот.
Тот же эффект расширения проходного сечения наблюдается в каналах, стенки которых частично образованы участком оболочки пакета. Первоначально, сечение канала может быть сужено за счет давления атмосферного воздуха на стенку канала и вакуума внутри канала. Однако, по мере поступления текучего вязкого обесценивающего вещества в канал, давление в канале растет, и начинает противодействовать атмосферному давлению на наружную стенку. Это приводит к увеличению сечения канала. Увеличение сечения распространяется по направлению движения текучего вязкого обесценивающего вещества, подобно волне, вместе с распространением повышенного давления текучего вязкого обесценивающего вещества, Описанный эффект ускоряет распространение текучего вязкого обесценивающего вещества по полости пакета. Когда процесс достигает своего завершения, то в каналах суммарное давление на стенку пакета оказывается равным нулю, так что сила, сдавливающая каналы и уменьшающая их сечение, полностью отсутствует.
Степень покрытия поверхности банкнот обесценивающим веществом оказывается близкой к 100%, поскольку процесс прохождения текучего вязкого обесценивающего вещества в межбанкнотные зазоры длится до тех пор, пока каждый зазор полностью не заполнится этим веществом. Из-за прохождения текучего вязкого обесценивающего вещества в поры под действием вакуума, банкноты интенсивно пропитываются, даже если материал банкноты имеет плохое смачивание.
Как уже указывалось, процесс оказывается очень экономичным в отношении расхода обесценивающего вещества. Для интенсивного проникновения текучего вязкого обесценивающего вещества в пачку нужен лишь небольшой резервный избыток этого вещества по отношению к сумме, состоящей из небольшого объема пустот в пакете и полезного объема, непосредственно впитываемого пачкой. Эта экономичность важна в связи с достаточно высокой стоимостью обесценивающего вещества.
Пачка банкнот, перед помещением ее в пакет для вакууммирования, может быть дополнительно стянута полосой упаковочной ленты. Пачка банкнот большого размера может быть сложена из нескольких пачек, каждая из которых стянута упаковочной лентой. Наличие таких полос упаковочной ленты не оказывает существенного влияния на работу заявленного устройства.
Устройство согласно заявленному изобретению предназначено для использования в составе системы безопасности контейнера для перевозки или хранения банкнот. В такой контейнер помещается один или несколько вакуумированных пакетов, в каждом из которых находятся банкноты, а также устройство согласно заявленному изобретению. Предполагается, что контейнер оснащен контроллером системы безопасности, который при помощи датчиков обнаруживает возникновение угрозы и принимает решение об обесценивании банкнот, хранящихся в контейнере. Как только возникает угроза безопасности, контроллер контейнера посредством определенного изменения заданного физического фактора передает сигнал активации на активирующее устройство каждого из вакуумированных пакетов, находящихся внутри контейнера. Активирующее устройство, обнаруживающее заданное изменение, запускает процесс обесценивания банкнот, находящихся в пакете.
В качестве физического фактора могут применяться электромагнитные волны различных диапазонов или акустические волны. Изменение физического фактора, такое как изменение мощности волн определенной длины или их исчезновение, изменение длины волны, а также манипуляция параметрами волны для передачи кодовой посылки, могут использоваться в качестве сигнала активации. Для передачи сигнала активации могут быть использованы различные виды каналов связи, хорошо известные в уровне техники. Например, может использоваться канал радиосвязи малого радиуса действия, такой, как канал стандарта NFC. Использование этого канала для системы маркировки банкнот описано, например, в международной заявке WO 2015/165965 (опубл. 05.11.2015 г.). Канал радиосвязи, за счет свободного распространения радиоволн, позволяет располагать вакуумированные пакеты в контейнере в любой ориентации и любом порядке. Однако, он требует специальных мер для противодействия попыткам подавления сигналов активации со стороны преступников, использующих приемопередатчик стандарта NFC или устройство постановки помех.
Оптический канал связи с использованием инфракрасного излучения является другим возможным вариантом для передачи сигнала активации. Пример такого канала в системе защиты банкнот описан в патенте США US 8534207 (опубл. 30.06.2011 г.). Преимуществом инфракрасного излучения является невозможность вмешаться в процесс передачи в канале связи без вскрытия контейнера. Однако, оптический канал связи требует достаточно точного наведения приемника и передатчика излучения друг на друга, а также отсутствия препятствий для прохождения излучения между ними. Это накладывает дополнительные ограничения на расположение вакуумированных пакетов в контейнере.
Сигнал активации может также быть передан при помощи акустических волн, например тональной или ударной звуковой посылки. Этот подход имеет определенные преимущества перед применением радиоволн и инфракрасного излучения. Акустический сигнал слабо чувствителен к расположению и ориентации пакетов в контейнере, поскольку звуковая волна может распространяться по всему объему контейнера и через воздух в зазорах между пакетами, и через сами пакеты. Невысокий уровень акустического шума типичен для всех этапов жизненного цикла наличных денег и позволяет безошибочно передавать громкий акустический сигнал. Аномально высокий уровень шума и вибрации, сам по себе, может рассматриваться как один из признаков опасной ситуации и использоваться как инициатор безусловной активации. Таким образом, у преступников остается мало возможностей для подавления акустического сигнала активации.
Для противодействия попыткам злоумышленников подавить канал связи, в качестве сигнала активации может использоваться отсутствие приема заранее оговоренной, регулярно повторяющейся посылки. Если злоумышленнику удается подавить канал связи, то регулярно повторяющиеся посылки перестают приниматься устройством активации, что служит для него сигналом к запуску процесса обесценивания банкнот в пакете.
Определенные изменения физических факторов, которые обычно сопутствуют преступному доступу к банкнотам, могут непосредственно использоваться для активации устройства. Это может быть высокий уровень вибрации и ударного ускорения, резкое изменение температуры и другие подобные факторы.
Практическая реализация устройства для защиты банкнот согласно заявленному изобретению показана на Фиг. 1-4.
На Фиг. 1 показано устройство, размещенное в вакуумированном пакете вместе с пачкой банкнот и готовое к использованию.
На Фиг. 2 изображено устройство и вакуумированный пакет после активации и завершения процесса обесценивания.
На Фиг. 3 показана упрощенная электрическая принципиальная схема устройства активации.
На Фиг. 4 изображен контейнер для переноски упакованных наличных денег, оснащенный системой безопасности с использованием нескольких описываемых устройств для защиты банкнот.
Пачка 1 банкнот размещена в вакуумированном пакете 2. В непосредственном контакте с одной из поверхностей пачки 1 размещено устройство для защиты банкнот (3-10). Оно состоит из основания 3, активирующего устройства, выполненного в виде печатной платы 4, содержащей блок 5 электронных компонентов, а также емкости 6 с краской 7. Оболочка емкости 6 выступает над основанием 3 и элементами активирующего устройства 4, 5. Форма и объем оболочки 6 выбраны таким образом, что ее объем, за счет деформации деформируемой части, можно уменьшить на величину, несколько превосходящую объем, занимаемый вакуумом в вакуумированном пакете 2.
В основании 3 и печатной плате 4 выполнено сквозное отверстие 9 для прохода краски из емкости 6 к пачке 1 банкнот. Соосно с этим отверстием, на печатной плате установлен керамический нагревательный элемент 8 в форме кольца. Емкость 6 с краской 7 прилегает к поверхности печатной платы 4 и нагревательного элемента 8. Задачей нагревательного элемента 8 является вскрытие оболочки емкости 6 за счет проплавления пластиковой пленки, из которой выполнена оболочка емкости. В момент активации, на нагревательный элемент 8 подается электрическое напряжение, он нагревается и проплавляет участок оболочки емкости 6. При этом открывается доступ для выхода краски 7 из емкости 6 в отверстие 9.
Поверхность основания 3, обращенная к пачке 1 банкнот, содержит сеть углубленных канавок 10, расходящихся от отверстия 9 ко всем четырем кромкам основания. Эта сеть канавок служит для быстрого прохода краски 7 через отверстие 9 к боковым поверхностям пачки 1. С этой же целью размер основания 3 выбран несколько большим, чем размер банкнот в пачке 1. При вакуумировании пленка пакета 2 охватывает кромки основания и боковые поверхности пачки, образуя при этом дополнительные каналы по периметру основания.
Для подачи напряжения на нагревательный элемент 8 активирующее устройство содержит электрическую схему, которая в деталях будет описана далее. Электронные элементы этой схемы расположены в области 5 на печатной плате 4, заполненной жестким герметизирующим компаундом. Заполнение компаундом предназначено для защиты от действия вакуума на электронные компоненты, некоторые из которых могут быть не предназначены для работы в условиях низкого давления.
На Фиг. 3 показана упрощенная электрическая схема устройства активации. Она содержит контроллер 12, к которому подключена аккумуляторная батарея 13, индукционную антенну 14 для приема и передачи сигналов стандарта NFC, нагревательный элемент 8 и разъем внешнего питания 15. Контроллер 12 выполнен на основе микросхемы микроконтроллера и также содержит элементы (не показаны), необходимые для управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи 13, приема и передачи радиосигналов через антенну 14, и подачи напряжения на нагревательный элемент 8. Во время нахождения в вакуумированном пакете, устройство активации питается от батареи 13. Разъем 15 позволяет заряжать аккумуляторную батарею 13 перед использованием устройства защиты банкнот.
В полостях и каналах вакуумированного пакета 2 давление близко к нулю, в то время как внутри емкости 6 краска 7 находится под атмосферным давлением. Это происходит вследствие прямого контакта участка деформируемой оболочки емкости 6 с деформируемой оболочкой пакета 2, на которую, в свою очередь, оказывает давление атмосферный воздух.
При получении внешнего сигнала активации через антенну 14 в виде определенной кодовой посылки стандарта NFC, контроллер 12 выдает напряжение питания на нагревательный элемент 8. Мощность нагревательного элемента 8 выбрана таким образом, чтобы в течение короткого времени, в пределах нескольких сотен миллисекунд, он прогрелся бы до температуры плавления оболочки емкости 6. Как только эта температура достигается, в оболочке емкости 6 в центральной зоне нагревательного элемента 8 формируется прорезь, через которую в отверстие 9 из емкости 6 под атмосферным давлением начинает поступать краска 7. Краска движется под действием разности давлений в емкости 6, с одной стороны, и в полостях и каналах пакета 2, с другой. Она проходит через отверстие 9, расходится по канавкам 10 и далее распространяется по всей поверхности пачки 1 через имеющиеся пустоты, каналы и зазоры. Для различения, краска, прошедшая через отверстие 9, обозначена на Фиг. 2 при помощи числа 11.
По мере выхода краски из емкости 6, участок оболочки емкости и соприкасающаяся с ней часть оболочки пакета 2 деформируются и вместе смещаются в направлении вовнутрь емкости 6, как показано на Фиг. 2. Контакт между участком оболочки емкости 6 и соприкасающейся с ней частью оболочки пакета 2 сохраняется по мере деформации, так как в зазоре между ними в это время все еще находится вакуум. В емкости 6, за счет указанного контакта, краска 7 продолжает находиться под атмосферным давлением.
В процессе выхода краски из емкости 6 происходит некоторое изменение формы той части пакета 2, которая охватывает пачку банкнот 1. Перед активацией, участки оболочки вакуумированного пакета либо прижаты к объектам внутри пакета атмосферным давлением, либо вогнуты этим давлением внутрь пакета. Стабильное положение вогнутых частей достигается за счет высокого натяжения оболочки. Когда краска под давлением, близким к атмосферному, заполняет пустоты пакета 2 вблизи кромок основания 3, действие атмосферного давления снаружи пакета уравновешивается давлением жидкости изнутри пакета. Силы прижатия и натяжения, действующие на оболочку пакета в указанных местах, резко уменьшаются. Под действием упругости материала оболочки пакета и банкнот в пачке 1 происходит увеличение объемов полостей и каналов вблизи кромок основания 3, а также их проходных сечений. Это позволяет краске быстро продвинуться далее вдоль поверхности пачки 1 банкнот. В объеме, вновь занятом краской при этом продвижении, также происходит уравновешивание внешнего и внутреннего давлений и соответствующее ему увеличение проходных сечений. Краска опять продвигается дальше, и этот процесс продолжается до тех пор, пока вся пачка не будет окружена слоем краски, как показано на Фиг. 2. Краска в этом слое находится под атмосферным давлением. Новая стабильная форма оболочки пакета вокруг пачки лишь незначительно отличается от изначальной, поскольку ее изменение происходит, в основном, под действием сил упругости. Однако, это изменение играет важную роль в ускорении процесса распространения краски по всему объему пакета.
Когда пачка 1 банкнот со всех сторон оказывается окруженной краской под атмосферным давлением, то внутри пачки еще остаются области, заполненные вакуумом. Это касается как межбанкнотных зазоров, так и пор между волокнами бумаги самих банкнот. Под действием разницы давлений краска устремляется в эти области и полностью заполняет их. Подобный процесс хорошо известен из технологии изготовления радиоэлектронных компонентов и носит название вакуумной пропитки. Эффект расширения полостей и зазоров под действием краски, описанный нами выше для оболочки пакета, точно также действует и на расширение межбанкнотных зазоров. В исходный момент, банкноты плотно прижаты друг к другу атмосферным давлением, однако, по мере прохождения краски в зазоры между ними, сила прижатия падает до нуля, зазоры расширяются и прохождение краски дополнительно ускоряется. Как показывает опыт, пачка 1 полностью пропитывается краской в течение нескольких секунд.
Необходимо отметить, что выбор электронагревателя 8 в качестве средства для обеспечения соединения внутренней полости емкости 6 с внутренней полостью вакуумированного пакета 2, обусловлено простотой такой конструкции. Однако, вместо электронагревателя 8 может использоваться любое устройство для прорезания оболочки емкости 6, например острое лезвие или острие, перемещаемое электромотором или соленоидом. Можно также использовать клапан с электрическим управлением, вмонтированный в стенку емкости 6, выходной канал которого соединен с отверстием 9. Для специалиста являются очевидными разнообразные возможности реализации названного выше средства для обеспечения соединения полостей. Важно, чтобы это средство, при срабатывании, не выпускало во внутренний объем пакета 2 существенный объем посторонних газов. Появление постороннего газа в пакете 2 снижает уровень вакуума и ухудшает эффективность работы устройства.
Обесценивающее вещество 7 может быть не только жидкостью, но и газом. Исходно, газ может быть размещен в емкости 6 под атмосферным давлением. В случае газообразного обесценивающего вещества имеют место те же физические процессы, которые были описаны выше для случая использовании жидкой краски. Выход, в случае активации, газообразного обесценивающего вещества под давлением из емкости 6, распространение обесценивающего вещества по пакету 2, прохождение его в межбанкнотные зазоры и расширение проходных сечений каналов происходят аналогично случаю использования жидкой краски. В отличие от жидкой краски, газообразное обесценивающее вещество имеет очень низкую вязкость, поэтому процесс обесценивания может проходить существенно быстрее. Для дальнейшего увеличения скорости срабатывания, обесценивающий газ может быть помещен в емкость 6 под давлением, несколько превышающим атмосферное, а сама оболочка емкости 6 сделана нерастяжимой. В этом случае, после срабатывания, форма пакета 2 изменится в сторону увеличения его объема, что приведет к существенному увеличению проходных сечений каналов и еще большему ускорению срабатывания.
Рассмотрим применение устройства для защиты банкнот в системе безопасности контейнера для переноски упакованных наличных денег. Как показано на Фиг. 4, контейнер 16 предназначен для переноски нескольких пакетов с банкнотами 17. Структура и состав каждого из пакетов 17 изображены на Фиг. 1.
Также, контейнер 16 оснащен контроллером безопасности 18, к которому подключены несколько датчиков 19. Эти датчики позволяют обнаруживать открытие контейнера, попытку нарушения целостности его оболочки, удар или взрыв, а также резкое изменение температуры. Контроллер безопасности 18 оснащен приемопередатчиком стандарта NFC, который позволяет устанавливать связь с устройствами активации всех пакетов 17, находящихся в контейнере 16. Кроме того, контроллер 18 может установить связь с устройством авторизации 20, которое для этого нужно разместить вне контейнера 16, вблизи его поверхности.
Информационные посылки по каналу связи NFC в системе безопасности передаются в закодированном виде. Кодирование организовано таким образом, чтобы посылки с одинаковым информационным содержанием передавались бы при помощи постоянно изменяющихся кодов. Ключи кодирования секретно хранятся во всех обменивающихся информацией устройствах 17, 18, 20, но недоступны злоумышленнику. Такой способ защищенного обмена хорошо известен и применяется, например, в управлении автомобильными охранными устройствами. За счет подобного кодирования злоумышленник лишен возможности раскодировать информационные посылки и не может вмешаться в обмен, сформировав свою собственную посылку для злонамеренного управления системой безопасности.
Первоначально, на месте упаковки наличности, используются устройства защиты банкнот (3-10), имеющие заряженную аккумуляторную батарею 13 и находящиеся в нейтральном режиме работы. Устройство защиты банкнот, находящееся в нейтральном режиме, ожидает получения дополнительных кодированных команд по радиоканалу стандарта NFC.
Устройства защиты банкнот размещают в пакеты 2 поверх пачки 1 банкнот, вакуумируют и запаивают. Получившиеся таким образом пакеты 17 складывают в контейнер 16 и закрывают крышку контейнера. Далее, при помощи кнопки постановки на охрану, подключенной к контроллеру 18 (не показана), переводят контроллер 18 в режим охраны. Контроллер 18 передает устройствам активации пакетов 17 команду входа в режим охраны. Получив эту команду, устройства активации приступают к отслеживанию сигнала активации. Таким сигналом может быть как получение команды активации, так и отсутствие в течение заданного времени специальной команды проверки связи. Предполагается, что команда проверки связи, в отсутствии тревоги, должна выдаваться контроллером 18 несколько раз в секунду, а ее отсутствие в течение одной - двух секунд должно привести к активации устройства в пакете 17. Полученная команда активации должна немедленно активировать устройство в пакете 17.
После перевода устройств активации всех пакетов 17 в режим охраны, контроллер 18 постоянно передает команду проверки связи с интервалом в несколько сотен миллисекунд. Как только обнаруживается опасное срабатывание датчиков 19, контроллер 18 перестает передавать команды проверки связи и несколько раз подряд передает команду активации. Получив команду активации, устройство активации в каждом из пакетов 17 запускает процесс обесценивания, подавая напряжение на нагревательный элемент 8. В результате этого все банкноты в контейнере обесцениваются.
Если же злоумышленник попытается вмешаться в работу системы безопасности путем подавления радиосвязи между контроллером 18 и устройствами активации пакетов 17, то это приведет к пропаданию команд проверки связи. Как только устройство активации обнаруживает пропадание нескольких команд проверки связи, которые должны следовать подряд, оно запускает процесс обесценивания, подавая напряжение на нагревательный элемент 8.
Для выхода из режима охраны к контейнеру необходимо поднести устройство авторизации 20 и подать с него команду снятия системы с охраны. По этой команде, контроллер 18 несколько раз передает команду снятия с охраны для устройств активации пакетов 17. Получив эту команду, каждое из устройств активации переходит в нейтральный режим. После этого контейнер можно открыть, не вызывая обесценивания хранимых в нем банкнот.