硬币鉴别器制造技术

一种测量硬币表面电导率和平均电导率的硬币鉴别器，为的是区分真的机铸硬币和假硬币，例如，与机铸硬币在标称上相同材料制成的铸造硬币。电导率的测量是利用在硬币内诱发涡流的线圈。监测涡流中的高频分量以测量表面电导率。测量低频分量用于监测体电导率。推导出每个硬币的第一信号和第二信号，可以给出该硬币的测量集合，第一信号是硬币表皮电导率的量度，而第二信号是硬币体电导率的量度。然后，按照某种方法比较测量集合与参考信号的存储集合，该存储集合是机铸硬币在定标过程中得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及硬币鉴别器和用于鉴别真硬币与某些假硬币的方法。本专利技术具体涉及用于测量硬币表面电导率和平均电导率的硬币鉴别器。简单地说，测量电导率可以借助于在硬币内诱发涡流的线圈。涡流中的高频分量测量表面电导率。低频分量测量体电导率或平均电导率。利用硬币外部的检测装置，测量金属硬币中诱发的涡流。把测得的数值与已知真硬币的数值进行比较，可以排除被怀疑的硬币。
技术介绍
硬币鉴别器用于测量硬币的不同物理特性，为的是确定它的类型，例如，它的货币面额，币值或真实性。为此目的，可以测量各种尺寸，电磁特性，例如，硬币的直径和厚度，它的电导率，它的磁导率，和它的表面和/或边缘图形，例如，它的边缘花纹。硬币鉴别器通常用在硬币处理机中，例如，硬币计数器，硬币分类器，自动售货机，游戏机等。例如，在WO 97/07485和87/07742中公开了以前知道的硬币处理机例子。现有技术硬币鉴别器往往利用小的线圈，其直径小于硬币的直径。图1表示线圈的安排。这个线圈用于测量硬币的电导率和/或磁性质。硬币滚动或被驱动通过线圈。当硬币的中间部分是在线圈之上时，通常给出用于识别硬币的测量结果。在许多应用中，测量是连续进行的以确定硬币何时是在正确的识别位置。得到的硬币电导率测量结果是随硬币上实际的测量点而变化。这可能是由于硬币上的图形造成线圈与金属之间有不同的距离，或硬币边缘邻近造成涡流环路畸变。利用单个线圈测量硬币的电子电路可以分成两种类型1)连续波(CW)技术，它利用正弦波或方波驱动线圈。2)脉冲感应(PI)技术，它利用电流的步进变化以便在硬币内产生指数衰减的涡流。在CW技术中，若相同的线圈用于产生和检测涡流，则硬币的作用是使线圈的电感和电阻产生明显的变化。电子电路测量这些变化并利用这些变化识别硬币的类型。这是自动售货机，游戏机和硬币计数器中硬币接收器的工作原理。专业人员应当理解，在用于非磁性硬币时，CW技术和PI技术是相当的。CW技术可以再细分成两种类型电子电路。1.1)频移方法是最简单和最廉价的方法。在这种技术中，线圈形成确定振荡器元件的频率部分。线圈电感的变化造成振荡器频率的变化。这种频移用于识别硬币。这个方法的限制是，它不测量线圈电阻的变化，因此，它仅仅利用可用信息的一半。1.2)相移方法通常以固定的频率驱动线圈，然后测量线圈电压或电流的幅度或相位。通过测量幅度或相位，可以计算线圈电感和电阻的变化。脉冲感应(PI)方法在
中是众所周知的，该方法是将硬币暴露在磁脉冲下，测量硬币的电阻或电导率，并检测该硬币中诱发的涡流衰减。例如，在GB-A-2135095中描述这种硬币鉴别器的工作原理，其中硬币测试装置包含发射器线圈，利用矩形电压脉冲驱动该线圈，为的是在运动硬币中产生诱发的磁脉冲。因此在硬币中产生的涡流导致接收器线圈监测或检测的磁场。接收器线圈可以是单独的线圈或可以是有两种工作模式的发射器线圈构成。通过监测硬币中诱发涡流的初始幅度和衰减速率，可以得到代表线圈电导率的数值，因为衰减速率是线圈电导率的函数。如以上所讨论的，对于非磁性硬币，CW技术和PI技术是相当的。利用称之为傅里叶变换的数学方法，一种方法得到的结果可以转换成另一种方法得到的结果。在这个应用中，现有技术是利用CW方法描述的。然而，利用PI技术的语言，可以描述相同的思想。一些现有的硬币鉴别器可以排除物理尺寸，电导率或磁性质不同的假硬币。测得的电导率可以与硬币的厚度有关或无关。这是由产生涡流和表皮(skin)深度效应的频率所确定。表皮深度效应使高频电流仅在导体的表面上流动。图2表示表皮深度，频率和电导率之间的关系。图2中给出的电导率是利用国际退火铜线标准的百分比％IACS表示。这种定标是基于利用退火方法热处理纯铜的电导率。我们规定退火纯铜的电导率为100％。图2中画出两个其他的电导率。用于制作各种硬币的金色合金电导率在16％左右。英国货币中10便士和50便士的银色合金电导率是5％IACS，即，它的电导率仅为纯铜的1/20。作为经验法则，若硬币的厚度大于3倍或4倍表皮深度，则电导率读数与硬币厚度无关。从图2中可以看出，100kHz以上的频率给出硬币的电导率读数与硬币厚度无关。相反，若测量频率是在20kHz以下，则硬币厚度对“电导率”读数有很大的影响。在现有技术中利用两种频率鉴别硬币，例如，Mars Inc patent(GB 1397083 May 1971)。高频测量电导率，而低频测量电导率和厚度的组合。实际上，基于这个专利的产品是利用不同位置上的两个单独线圈进行高频和低频测量。这种方法可以简化电子电路的设计。还存在利用甚高频测量硬币表面上薄镀层的现有技术，例如，Coinstar GB 2358272，这个说明书描述利用2MHz频率的硬币传感器，用于检测美国1角硬币上覆盖铜的薄镍层。因此，这种鉴别器能够区分有真电镀硬币和类似物理外观的假硬币，但是，在总体上，这些硬币有非常不同的材料成份。
技术实现思路
本专利技术的目的是增大被排除的假硬币数目。这个工作考虑到这样的事实，特定货币面额的真硬币在机铸之后有一个特性范围，因此，理想的是能够区分非常类似材料的假硬币和某个范围的特定货币面额的各种真硬币。在GB 2135492A中提出利用一个或多个参数识别集合，每个识别集合是由被测量特性的最高值和最低值构成，但是，这种方法一般不能足够准确地处理有类似金属成份的一些假硬币。按照本专利技术的第一方面，我们提供一种用于区分预定类型机铸硬币(minted coin)和类似金属成份的伪造硬币，例如，铸造硬币(castcoin)的方法，包括使相邻于测试硬币的线圈流过低频电流和高频电流，监测硬币中诱发涡流导致线圈阻抗的表观变化，可以产生代表所述阻抗变化的第一信号和第二信号，和比较测试硬币的所述第一信号和第二信号集合与机铸硬币的第一参考信号和第二参考信号集合存储分布，该存储分布是在利用机铸硬币的定标过程中得到的，每个参考信号集合中的第一参考信号对应于这种机铸硬币的加工硬化表皮中产生的涡流，而每个参考信号集合中的第二参考信号对应于机铸硬币体内产生的涡流，按照这样方式选取所述低频电流的频率，使所述第二参考信号基本上与所述预定类型机铸硬币的厚度无关。参考信号集合的分布可以存储为多项式，如果需要，可以使该多项式拟合在定标期间得到的第一信号和第二信号测量结果集合的测量分布。我们发现，对于许多机铸硬币，在标称相同的批量机铸硬币中，机铸硬币的表皮电导率与体电导率之间有近似的线性关系，而机铸硬币的第一信号和第二信号集合分布并不与铸造硬币的第一信号和第二信号分布重叠。这可以使我们得到一个优选过程，其中所述比较步骤包括读取第一信号与第二信号之比率，和比较计算的比率与所述第一参考信号集合与第二参考信号集合之比率。按照本专利技术的第二方面，我们提供一种用于区分预定类型机铸硬币和类似金属成份的伪造硬币，例如，铸造硬币的方法，包括使相邻于测试硬币的一个或多个线圈流过低频电流和高频电流，监测硬币中诱发涡流导致一个或多个线圈阻抗的表观变化，可以产生代表所述阻抗变化的第一信号和第二信号，和比较测试硬币的所述第一信号与第二信号之比率与机铸硬币的第一信号与第二信号所述比率的存储参考集合，每个参考信号集合中的第一参考信号对应于这种机铸硬币的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于区分预定类型机铸硬币和类似金属成份的伪造硬币，例如，铸造硬币的方法，包括：使相邻于测试硬币的一个或多个线圈流过低频电流和高频电流，监测硬币中诱发涡流导致该一个或多个线圈阻抗的表观变化，可以产生代表所述阻抗变化的第一信号和第二信号，和比较测试硬币的所述第一信号与第二信号之比率与机铸硬币的第一信号与第二信号所述比率的存储参考集合，每个参考信号集合中的第一参考信号对应于这种机铸硬币的加工硬化表皮中产生的涡流，而每个参考信号集合中的第二参考信号对应于机铸硬币体内产生的涡流，按照这样方式选取所述低频电流的频率，使所述第二参考信号基本上与所述预定类型机铸硬币的厚度无关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔弗利W豪威尔斯，
申请(专利权)人：斯坎硬币工业公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]