紙幣表面の塗膜の高速オンライン検査を実現するために、高速紙幣品質検査機をベースとしたリアルタイム近赤外線微弱信号検出システムを開発した。まず、塗膜材料の特性に基づき、近赤外線帯の発光ダイオードとフォトダイオードを用いて駆動および微弱信号収集回路を開発した。次に、フィールドプログラマブルゲートアレイとグラフィカル仮想計測機プラットフォームを利用して、データのリアルタイム伝送と処理を実現した。最後に、信号ピーク強度を計算するピーク標準偏差法を提案し、本アルゴリズムのリアルタイム性を分析し、紙幣表面塗膜検出およびアルゴリズムのリアルタイムシミュレーション実験を行った。実験結果は、紙幣の走行速度22 m/sにおいて、基板が単純または複雑であっても塗布されていない紙幣の信号が塗布された紙幣の信号よりそれぞれ約7,000、4,000、1,400高く、基板の図文が複雑になるほど信号差が小さくなることを示した。アルゴリズムの開始から終了までの時間は約2〜3 msで、紙幣の間隔22 msよりはるかに短く、アルゴリズムの速度はリアルタイム要件を満たしている。本研究で開発したシステムは高速、リアルタイム、安定性を特徴とし、紙の表面塗膜の有無を効率的に検出でき、塗膜のオンライン品質検査に新しい手法を提供することが期待される。

塗膜;弱信号収集;ピーク検出;リアルタイムシステム