[发明专利]超声波鉴别纸币厚度异常装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种非接触式检测技术，具体地说，涉及的是一种超声波鉴别纸币 厚度异常装置及其方法。

背景技术

众所周知，货币现钞流通过于频繁的情况下，极易导致现钞纸币的破损，尤其是在 经济欠发达的国家和地区，由于电子商务的不普及，更容易造成纸币的破损和残缺。当 纸币出现破损时，人们往往会采用透明胶带纸粘贴纸币的破损部位。为了银行能够及时 回收此类破损纸币，一般情况下，是通过人工识别与收集的，在被清点货币数量庞大的 情况下，无疑是人工识别所难以承受的工作压力。尽管当前在金融行业已经开始逐渐推 广使用纸币清分机来替代纸币的人工清点工作，但是，由于现有技术的缺陷，诸多纸币 清分机尚不具备能够自动准确地鉴别粘贴有透明胶带纸之类粘贴物的纸币并将其分拣 出来的高技术功能。本发明就是针对当前纸币清分机的技术缺陷，提供一种超声波鉴别 纸币厚度异常装置及其方法，因此能够有效、准确地鉴别出纸币是否存在粘贴物，还能 够有效、准确地识别出纸币是否已经破损或残缺，与此同时，还会将可能出现的“变造 币”(假币的一种)一起分拣出来。

经对现有技术文献的检索发现，申请号为200810012029.6的中国发明专利，专利 名称为：一种能精确测量超薄工件厚度方法及仪器，该专利提供一种能精确测量超薄工 件厚度方法，采用信号处理的方法来提取表征工件厚度的超声波信息，既适合于测量超 薄大曲率工件厚度也适合于测量普通工件厚度的超声测厚技术，它的核心是对接收到的 回波信号进行快速傅里叶变换从而获得测量结果；一种能精确测量超薄工件厚度方法的 仪器，由探头和主机两部分组成，主机部分包括DSP控制模块、超声波发射电路、超声 波信号接收电路，信号放大电路、闸门电路、通讯接口，液晶显示器和键盘。该发明能 够适合于测量超薄大曲率工件厚度和普通工件厚度，可实时采集超声回波信号，实时的 进行快速傅里叶变换，实时计算和存储管壁厚度，可以实现机械化自动测量。但是，该 专利技术的主要不足之处在于：第一，该专利技术的算法核心“是对接收到的回波信号 进行快速傅里叶变换”，由于该算法必须依靠被测介质的声阻抗与介质所处环境物质声 阻抗的显著差别才能获得超声信号功率谱的极值点，并进而通过相邻两个功率谱极值点 所对应的频率差才能计算获得被测介质的厚度，显然这种方法无法适用于对纸币厚度异 常的鉴别；第二，仪器结构过于复杂与庞大，无法适用于纸币清分机。

经对现有技术文献的检索还发现，徐志辉等发表的论文“基于功率谱分析的表面涂 层厚度超声无损测量方法(载《中国表面工程》2004年第6期)，该文献针对厚度小于1mm 的薄膜或涂层材料，研究了一种超声测厚信号处理方法；当超声波在两层或多层介质中 传播时，不同界面的回波信号会相互叠加并发生干涉；当超声波在厚度L、声速v、声 阻抗Z₂的介质(介于声阻抗分别为Z₁和Z₃的两介质之间)中传播，由于界面回波的叠加 与干涉，回波信号的功率谱在频率为f₀＝v/4L的奇数或偶数倍处出现周期性极值点，因 此，当声速v已知，待测试样的厚度L可由关系式L＝v/2Δf来求得。其中，Δf是相邻 两极值的频率间隔。文章根据上述原理，采用水浸聚焦脉冲回波超声检测方法，对镍基 高温合金基体上的ZrO₂热喷涂涂层进行了厚度测试，试验结果与金相法测试结果相符。 显然该文献所提供的方法只能适合于硬质材料表面喷涂层厚度检测，无法适用于纸币厚 度检测，更无法从整体角度来鉴别纸币的厚度异常、破损、残缺与“变造”等状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种超声波鉴别纸币厚度异常装置 及其方法，使得清分纸币过程能够从整体角度着眼，有效、准确地鉴别出纸币的厚度异 常状态，同时还兼具鉴别纸币破损、残缺与“变造”等性状的功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明目的之一是提供一种超声波鉴别纸币厚度异常的装置。