[实用新型]硬币磁电特性参数动态多频检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬币参数的检测仪，属于硬币鉴伪技术领域。

背景技术

在自动售货机之类的机具中，普遍采用硬币进行交易。在硬币自动识别过程中，磁电特征是区分硬币种类与面额的主要依据之一。为了使同一币值的硬币在自动识别系统中的综合表象相具有唯一性，首先应确保硬币的磁电特征在应用范围内具有唯一性。因此，检测硬币在一个通用频段内的磁电特性具有重要的意义。

电涡流检测技术在硬币识别领域内得到广泛应用，其基本原理如图1所示，根据法拉第电磁感应定律，当检测线圈通以交变电流时，线圈周围空间必然产生交变磁场Hp，在该交变磁场的作用下，磁场中的硬币中感应出电涡流，电涡流又产生出新的交变磁场Hs，它与原磁场Hp方向相反，从而使线圈的视在阻抗发生变化。其变化程度取决于硬币的几何尺寸、电阻率、磁导率、花纹结构、激励频率等因素。国内外绝大多数硬币识别器都使用电涡流检测技术，只是各硬币识别器在信号检测与处理方面有不同而已。这项技术利用了硬币可以使检测线圈的等效电感和电阻产生明显变化的原理，并采用电路间接检测这些变化，由此识别硬币的类型。

公开号为CN1445726的中国专利申请公开了一种硬币识别器，该识别器对硬币电导率和磁导率受电涡流的影响不加区别，而是根据硬币对振荡电路中幅度和频率的影响来鉴别硬币。该识别器内的振荡电路串接一对检测线圈。当硬币进入检测区时，检测线圈的复阻抗就会发生变化，振荡电路的幅度和频率也作相应的变化，识别器对这些变化作一定的处理，形成对应的识别模式，然后再与存储的模式比较，从而判断其真伪和币值。由于该硬币识别器的电涡流频率范围单一，频率稳定性差，对于在该频点磁电特征表象相近的硬币无法区分。

此外，公开号为CN1856808的中国专利申请公开了另一种硬币鉴别器，该鉴别器使用连续波方法或脉冲方法来鉴别硬币的真伪和币值。其中连续波方法使用高、低频率两个交变信号同时驱动单个线圈，采用相敏检测器检测出与硬币表面材质相关的量和与硬币主体材质相关的量。再计算出这两个量的比率。将这些值与机内存储的值相比较，从而确定其真伪和币值。该鉴别器仍然不能从根本上消除硬币预定频点单一导致的误差。

总之，以上现有技术对于在特定频点可能存在的磁电特征表象相同的不同币种均无能为力，不能识别。此外，由于检测参数相对较少，且均为间接物理量，信息量小，难以进行数据分析处理，不适用于硬币机读磁电特征的提取，限制了为硬币制造和防伪提供有用信息。

发明内容

本发明要解决技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种硬币磁电特性参数动态多频检测仪，该仪器可以排除外界因素影响，有效区别包括在特定频点磁电特征表象相同的不同币种在内的各种硬币。

研究表明，由于硬币的制造通常包括坯饼下料、电镀、印花等多道工序，所以不同的硬币通常具有特定的磁电特性。虽然借助电涡流现象可以反映这些特性，但由于影响硬币磁电特征的因素较多，例如主体材质的电学特性、磁学特性，镀层材质的电学、磁学特性，硬币的制造工艺与结构等，因此要通过不同材质的特性和硬币的构成方式来推知其综合表象极为困难。当通有交变电流的线圈形成临近于硬币面的交变电磁场时，会在硬币内引发涡流，其结果使得线圈的视在阻抗发生了变化，而视在阻抗的变化特征取决于硬币的磁导率、电导率、组成比例以及交变磁场的频率。

本专利发明人在以上研究过程中逐渐意识到，当在预定有效的频点上对线圈在硬币或其等效组合体影响下的视在阻抗变化进行精确检测，将开辟解决上述本发明技术问题的一条可行途径。经总结归纳，申请人得出本发明的硬币磁电特性参数动态多频检测方法步骤如下：

1)、输币机构将硬币运送到检测线圈的有效检测区域时，给出硬币到位信号；2)、将至少两个预定频点的激励信号先后加载到检测线圈，使硬币中产生相应的涡流并导致检测线圈的视在阻抗发生相应变化；3)、记录检测线圈在各预定频点上因逆磁场作用而导致的相应视在阻抗变化数据；4)、对测得的视在阻抗变化数据按预定算法进行信号预处理；5)、以数据预处理结果作为待测硬币的特性数据，与系列标准硬币的对应标定特性数据相比较，从而得出检测判定结果。

由于理论研究充分证明，当硬币处于交变磁场时，其中感生的电涡流密度随着离表面距离的增加而减少，其变化完全取决于激励频率、以及硬币的电导率和磁导率，因此本发明的方法具有科学依据，切实可行，可以作为待测硬币在不同频率下磁导率和平均电导率特征的机读磁电特征。为了消除边缘效应对检测结果的影响，检测线圈的直径应小于硬币直径的二分之一。