УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ МАГНИТНЫХ МЕТОК

Полезная модель относится к области прикладной магнитооптики и промышленно применимо в устройствах для визуализации магнитных меток при распознавании фальшивых денежных купюр, ценных бумаг, использующих магнитные средства защиты.
Для предотвращения подделки денежных купюр их снабжают некоторыми видами защиты, одной из которых является магнитная. Суть магнитной защиты заключается в том, что на бумагу наносят магнитные метки в виде системы штрихов или рисунков, выполненных краской, содержащей ферромагнитные частицы. На стадии проверки таких бумаг необходимо выявить наличие и местонахождение магнитных меток, а затем сравнить их с эталонными. При наличии рисунков, букв или цифр, нанесенных "магнитной" краской, необходима визуализация таких отпечатков.
Известно устройство для регистрации магнитных меток, в котором чувствительным элементом для такой проверки является магнитная индукционная головка (см. US 4797938, WILL TERRY A, 10.01.1989). При сканировании бумаги относительно индукционной головки по наличию и величине тока, наведенного в ее катушке, судят о присутствии магнитной метки ферромагнитных частиц. Однако такое устройство не обеспечивает визуализацию отпечатка магнитной метки, а, следовательно, не может с достоверностью отделять подлинные денежные купюры от поддельных, в которые каким-либо образом внедрены магнитные метки, даже в произвольном порядке, не формируя рисунков.
Наиболее близким аналогом является устройство для визуализации магнитных меток (см. RU 93009536 А1, Физико-технический центр при
НИЦФТ, 30.04.1995), содержащее источник излучения видимого света, на оптической оси которого установлены поляризатор и магнитооптический чувствительный элемент, включающий прозрачную подложку, на которую нанесены последовательно доменосодержащая пленка из висмутсодержащего феррит-граната и отражательный слой, анализатор, установленный на оси пучка света, отраженного от магнитооптического чувствительного элемента, и источник постоянного магнитного поля в виде магнитной системы, включающий постоянные магниты для формирования однородного магнитного поля в зоне контроля с напряженностью, достаточной для намагничивания контролируемого изделия, и вектором магнитной индукции, направленным под углом не более 5° к поверхности магнитооптического чувствительного элемента.
Известное устройство обеспечивает визуализацию магнитных меток, что позволяет с большей достоверностью отделить подлинные денежные купюры от поддельных. Однако срок службы известного устройства не большой. Это объясняется тем, что при визуализации магнитных меток отражательный слой магнитооптического чувствительного элемента непосредственно контактирует с поверхностью денежной купюры. В известном устройстве отражательный слой магнитооптического датчика выполнен из алюминия. Как известно, алюминий является мягким металлом. От частого использования отражательный слой стирается практически полностью, при этом ухудшается яркость и контрастность изображения магнитной метки, а, следовательно, уменьшается и степень вероятности определения истинности денежных купюр.
Задача предлагаемой полезной модели заключается в создании устройства для визуализации магнитных меток, обладающего достаточной достоверностью, позволяющей отделить подлинные денежные купюры от поддельных, с увеличенным сроком службы.
Технический результат заключается в увеличении срока службы устройства с сохранением чувствительности, достаточной для
формирования отпечатка магнитной метки, позволяющего отделить подлинную купюру от поддельной.
Это достигается тем, что устройство для визуализации магнитных меток, содержащее источник излучения видимого света, на оптической оси которого установлены поляризатор и магнитооптический чувствительный элемент, включающий прозрачную подложку, на которую нанесены последовательно доменосодержащая пленка из висмутсодержащего феррит-граната и отражательный слой, анализатор, установленный на оси пучка света, отраженного от магнитооптического чувствительного элемента, и источник постоянного магнитного поля в виде магнитной системы, включающей постоянные магниты для формирования однородного магнитного поля в зоне контроля с напряженностью, достаточной для намагничивания контролируемого изделия, и вектором магнитной индукции, направленным под углом не более 5° к плоскости магнитооптического чувствительного элемента, согласно полезной модели, введены рассеиватель, установленный на оптической оси, между поляризатором и источником света, и блок регистрации, оптически связанный с анализатором, при этом магнитооптический чувствительный элемент дополнительно включает выполненный из износостойкого материала защитный слой, нанесенный на отражающий слой, а источник света установлен под углом не менее 30° к плоскости магнитооптического чувствительного элемента.
Выполнение чувствительного элемента с изолирующим слоем из износостойкого материала позволяет увеличить срок службы самого чувствительного элемента без снижения уровня его чувствительности. С помощью блока регистрации осуществляют наблюдение распределения исследуемого магнитного поля рассеивания чувствительного элемента, характеризующего изображение магнитной метки, что не только повышает удобство эксплуатации устройства, но и увеличивает его чувствительность, поскольку, меняя характеристики блока регистрации,
можно, например, увеличить контрастность изображения. Введение рассеивателя обусловлено необходимостью формирования зоны с однородной характеристикой засветки, достаточной для исследования магнитной метки на контролируемом изделии.
В частном случае постоянные магниты могут быть снабжены магнитопроводами, обеспечивающими однородность магнитного поля в зоне контроля, его заданную ориентацию и необходимую величину напряженности.
В частном случае блок регистрации может быть выполнен в виде фотодетектора, например, в виде фотоприемной матрицы.
В частности, устройство может включать линзу, установленную перед анализатором или после него, или набор линз, установленных перед анализатором или после него.
Блок регистрации может быть выполнен в виде объектива, при этом объектив может быть установлен перед или после анализатора. Кроме того, анализатор может быть установлен в самом объективе.
Блок регистрации может быть выполнен в виде видеокамеры, подключенной к блоку отображения видеосигналов, например, монитора, и выполненной с возможностью изменения яркости и контрастности.
В частном случае блок регистрации может быть выполнен в виде компьютера с модулем видеозахвата и монитором для отображения изображения магнитной метки.
Для уменьшения зазора между магнитооптическим чувствительным элементом и контролируемым объектом устройство может быть снабжено узлом прижима чувствительного элемента к поверхности контролируемого изделия, выполненным съемным для обеспечения возможности замены чувствительного элемента.
При этом в каждом из вариантов выполнения устройства защитный слой может быть выполнен из нитрида титана.
Изобретение поясняется чертежом (см. фиг.1), на котором представлена схема устройства.
Устройство для визуализации магнитных меток содержит источник 1 света, рассеиватель 2, поляризатор 3, магнитооптический чувствительный элемент 4, анализатор 5 и блок регистрации 6.
Магнитооптический чувствительный элемент 4 включает прозрачную подложку 7, на которую последовательно нанесены доменосодержащая пленка 8 из висмутсодержащего феррит-граната, отражательный слой 9 и защитный слой 10 из износостойкого материала.
Устройство работает следующим образом.
Магнитооптический чувствительный элемент 4 располагают на поверхности контролируемого изделия 11, например, ценной бумаги или денежной купюры. Изделие 11 размещают таким образом, чтобы ее поверхность с магнитной меткой оказывалась в контакте с поверхностью магнитооптического чувствительного элемента 4.
При работе устройства свет от источника 1 рассеивается рассеивателем 2, направляется на поляризатор 3, после прохождения которого становится плоскополяризованным, и попадает на доменосодержащую пленку 8 магнитооптического чувствительного элемента 4, прижатого к поверхности контролируемого изделия 11. Его поле рассеивания воздействует на доменосодержащую пленку 8 и перестраивает в ней лабиринтную доменную структуру в соответствии со структурой магнитной метки. Поэтому поляризованный свет, проходя через доменосодержащую пленку 8, вследствие эффекта Фарадея поворачивает плоскость поляризации в зависимости от того, через какой домен феррит-граната проходит свет. После отражения от отражающего слоя 9 свет снова проходит через доменосодержащую пленку 8 и плоскость его поляризации опять поворачивается на тот же угол и в ту же сторону, что и при первом прохождении. Таким образом, двойное прохождение света через доменосодержащую пленку 8 удваивает угол
поворота плоскости поляризации света, увеличивая тем самым чувствительность к магнитному полю. Отраженный от отражающего слоя 9 свет проходит через анализатор 5, который преобразует модуляцию света по плоскости поляризации в модуляцию света по интенсивности, которая затем регистрируется в блоке регистрации 6.
В обычных условиях магнитные поля рассеивания магнитных рисунков на денежных купюрах незначительны вследствие магнитомягкости магнитных красок и не оказывают существенного влияния на конфигурацию доменной структуры магнитооптического чувствительного элемента 4. Их магнитные изображения будут слабоконтрастными и нерезкими. Для повышения контраста и качества изображения магнитной метки денежной купюры ее намагничивают с помощью магнитной системы, включающей постоянные магниты 12 до насыщения, причем так, чтобы доменная структура в пленке 8 изменилась под действием намагничивающего поля как можно меньше.
В представленном контренном примере выполнения устройства магнитная система включает не менее двух постоянных магнитов 12, изготовленных из сплава на основе, например, самарий-кобальт. Постоянные магниты 12 установлены таким образом, что формируют однородное магнитное поле в зоне контроля с вектором магнитной индукции, направленным под углом не более 5° к плоскости магнитооптического чувствительного элемента 4 с заданной величиной напряженности. Магниты 12 могут быть снабжены магнитопроводами (на чертеже не показаны).
В конкретном примере выполнения устройства в качестве поляризатора 3 и анализатора 5 использовались пленочные поляроиды. Прозрачная подложка 7 чувствительного элемента 4 выполнена из гадолиний-галлиевого граната, доменосодержащая пленка 8 - из висмутсодержащего феррит- граната. Отражательный слой 9 выполнен из алюминия, защитный слой 10 - из нитрида титана.
Как показали проведенные испытания, предлагаемое устройство позволяет с достаточной степенью достоверности получить изображение магнитной метки, позволяющее определить ее подлинность.