人民幣偽鈔鑒別儀的鑒偽技術(shù)

　　磁性檢測(cè)就是對(duì)磁性線或?qū)Υ判杂湍臋z測(cè)。
1.1安全線磁性檢測(cè)
　　鈔票紙正面偏左位置有1.2mm寬的安全線，用磁性檢測(cè)器檢驗(yàn)有磁性反應(yīng)。大部分驗(yàn)鈔機(jī)是根據(jù)這一原理制造的。對(duì)第四套人民幣的磁性辨?zhèn)巫畛跏菣z測(cè)鈔票安全線有無(wú)磁性，后來(lái)提高到對(duì)鈔票的磁性分布和強(qiáng)弱進(jìn)行分析，但由于客觀原因要進(jìn)一步提高辨?zhèn)嗡奖容^困難。第五套人民幣由于提高了機(jī)讀性能，給鑒別儀準(zhǔn)確辨別人民幣真?zhèn)蝿?chuàng)造了條件。
　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，人民幣安全線中的磁信號(hào)很有規(guī)律。磁信號(hào)由若干個(gè)“單信號(hào)”構(gòu)成一組信號(hào)，相同面值人民幣的磁信號(hào)相同，不同面值人民幣的磁信號(hào)不同，如圖1所示。

1.2磁性油墨檢測(cè)
　　磁性油墨分為有特征性和非特征性兩種。有特征性油墨指油墨中磁粉具有特定的磁信號(hào)(如磁性編碼，也被稱作“券別號(hào)碼”)，比如，第四套百元鈔正面一排紅色的橫號(hào)碼，第五套人民幣百元鈔的正面橫豎雙色號(hào)碼。這些號(hào)碼都有磁性，而且有一定規(guī)律，可被儀器檢測(cè)。而非特征性指的是只有磁性而已。如在第四版人民幣中，百元和伍拾元面額鈔票正面下部深色花邊使用的磁性油墨，還有鈔票正面，大寫的壹百元、伍拾元以及鈔票背面，井岡山樹林中心等處，印制采用了磁性印記，儀器檢出的磁信號(hào)無(wú)明顯規(guī)律。
　　目前市場(chǎng)上各類驗(yàn)鈔機(jī)對(duì)磁性檢測(cè)大致分為兩種，一種是對(duì)整體的印刷油墨分布進(jìn)行檢測(cè)，看是否與真鈔相符，但具體實(shí)現(xiàn)比較困難。由于不同幣值票面的差異，而且鈔票上的磁性編碼、紋章圖案及肖像中央的磁性油墨，都會(huì)產(chǎn)生出磁信號(hào)，對(duì)特定區(qū)域磁性油墨的檢測(cè)往往不夠穩(wěn)定；另一種是針對(duì)具體磁性編碼檢測(cè)，因?yàn)檫@種磁性信號(hào)具備一定規(guī)律，檢測(cè)也相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，將此特殊信號(hào)與參考值列表交互對(duì)照，即可判斷紙鈔的面額與真?zhèn)巍?

　　鈔票的紙張?jiān)诠馔干浼胺瓷渥饔孟?，表現(xiàn)出一定的光學(xué)特性。通過(guò)對(duì)鈔票的光反射和透射機(jī)理的研究，有針對(duì)性地利用其特性研制有關(guān)檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)鈔票的鑒偽和識(shí)別。
2.1紅外鑒偽
　　透射光強(qiáng)的變化可反應(yīng)鈔票紙張及票面顏色的特性，通過(guò)檢測(cè)透過(guò)鈔票光通量的變化來(lái)鑒定鈔票的真?zhèn)问强尚械?。如果有一束光?qiáng)為I?0的入射光，透過(guò)介質(zhì)后的透射光強(qiáng)為I，則I和I0存在如下關(guān)系式：
　　I=I0(1-η)exp(-αd)
　　式中α為介質(zhì)吸收系數(shù)，η為介質(zhì)反射系數(shù)，d為介質(zhì)厚度。上式說(shuō)明：以鈔票做介質(zhì)，透射光強(qiáng)與票面吸收系數(shù)、反射系數(shù)和厚度有關(guān)。由于鈔票生產(chǎn)工藝的嚴(yán)格性，鈔票的厚度、紙張材料都很穩(wěn)定。但不同面值鈔票票面的圖像是不同的，對(duì)光譜吸收系數(shù)也就不同，因此，鈔票的透射光強(qiáng)也是不同的。檢測(cè)不同的光強(qiáng)就可測(cè)定鈔票的特征，用于鈔票的鑒偽和識(shí)別。
　　在實(shí)際的應(yīng)用中，由于流通的鈔票總存在不同程度的磨損和污染，只用來(lái)檢測(cè)鈔票紙張材料的特征，檢測(cè)效果還不是很理想。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，真假鈔票在水印部分的透過(guò)率有較大差異，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2所示［2］。

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2.2紫光鑒偽
　　利用紫外線可以激發(fā)隱含的不發(fā)光的熒光物質(zhì)發(fā)出可見(jiàn)光。當(dāng)紫外線照射到某些物質(zhì)，這些物質(zhì)有選擇性地吸收后，發(fā)射出不同的波長(zhǎng)和不同強(qiáng)度的可見(jiàn)光(即所謂“熒光反應(yīng)”)。紙張的熒光效應(yīng)相當(dāng)普遍，假幣在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光效應(yīng)信號(hào)，真幣一般沒(méi)有或者熒光效應(yīng)信號(hào)很弱。經(jīng)測(cè)量，普通紙張的熒光大約比鈔票的熒光大50～100倍。這種差異正是進(jìn)行識(shí)別的關(guān)鍵所在。鈔票的熒光分析識(shí)別是利用紫外線照射鈔票后，對(duì)鈔票激發(fā)出來(lái)的熒光特性進(jìn)行檢測(cè)，由熒光效應(yīng)傳感器把檢測(cè)到的熒光效應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)處理電路處理后送單片機(jī)進(jìn)行真?zhèn)吴n的判別。
　　換一個(gè)角度說(shuō)，真、假幣對(duì)紫外光源反射的差別實(shí)際上是因?yàn)榉瓷涔庵鞑ㄩL(zhǎng)的不同。真幣反射的光為黃色；假幣反射的光為黃白色。如果確定了鈔票反射光的中心波長(zhǎng)，也就確定了鈔票的真?zhèn)?。檢測(cè)鈔票反射光的中心波長(zhǎng)是關(guān)鍵，為了準(zhǔn)確地界定反射光的主波長(zhǎng)，選用差分對(duì)數(shù)放大器解析反射光信號(hào)。
　　隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的假鈔也檢測(cè)不到熒光效應(yīng)信號(hào)，因此，要再結(jié)合鈔票的“磷光反應(yīng)”進(jìn)行檢測(cè)。所謂磷光反應(yīng)是指在人民幣特定部位印有紫外線照射下呈黃綠色發(fā)光的物質(zhì)(屬無(wú)色熒光油墨)，如百元、貳十元鈔票正面行名下方膠印底紋處，在特定波長(zhǎng)的紫光下可以看到“100”、“20”字樣；該圖案采用五色熒光油墨印刷，可供機(jī)讀。磷光反應(yīng)的檢測(cè)原理和前面的一樣，綜臺(tái)利用紙張的熒光反應(yīng)和油墨的磷光反應(yīng)可以提高鑒偽的可靠性。
2.3鈔票的光反射
　　當(dāng)光照射到一定介質(zhì)表面時(shí)，除了介質(zhì)的吸收和透射，還有一部分光反射。當(dāng)光波和介質(zhì)相互作用發(fā)生散射時(shí)，散射光的強(qiáng)度也能反映待測(cè)介質(zhì)的特性。比如，反射光譜的強(qiáng)度可表示物體的顏色，對(duì)顏色特征的檢測(cè)也可用于鈔票鑒偽和識(shí)別。由于鈔票的顏色是由多光譜組成的混合色光，在實(shí)際檢測(cè)和判斷中難度較大。初步認(rèn)為，對(duì)光反射光譜顏色的檢測(cè)可用于對(duì)鈔票的識(shí)別和鑒偽［3］。

　　隨著高新技術(shù)的普及和完善，假鈔制作技術(shù)也逐步提高，造假的花樣讓人防不勝防。因此，打假工作任重道遠(yuǎn)。在驗(yàn)鈔識(shí)別技術(shù)上還必須解決一個(gè)難題，就是“誤報(bào)”。人民幣在流通過(guò)程中折疊、磨損和污染腐蝕在所難免，這些都會(huì)使磁信號(hào)變形甚至殘缺。在設(shè)計(jì)時(shí)，除了鈔票和檢測(cè)元件要保持良好接觸外，還必須在硬件和軟件方面對(duì)變形和殘缺的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償和還原處理，使之具有一定的容錯(cuò)性。因此，一方面亟待提高現(xiàn)有設(shè)備的檢測(cè)方法與手段，另一方面要加強(qiáng)對(duì)鑒偽新技術(shù)的研究和開發(fā)應(yīng)用。