背景技术：
：1.
技术领域：
本发明的当前要求保护的实施方式的领域涉及金属检测，更具体地涉及检测伪造或变造的贵金属、硬币或金属。2.相关技术的讨论硬币和贵金属投资者和交易商在交易环境中需要快速检验硬币和贵金属条的金属含量的装置。他们需要允许快速选择金属或合金类型、将硬币或贵金属放置在测量装置上的直接方式，以及快速且简明的显示结果的装置。XRF光谱仪最接近于满足上述需要。价格约200,00美元的XRF操作很缓慢并且仅测量样品的表面到约一英寸的百万分之一百的深度。XRF容易被镀层和包层欺骗。XRF装置具有导致维护费用的磨损机制。因为XRF是x射线源，并且需要特别许可以进行操作，其中该许可指定操作的位置，因此XRF不能够被移动到硬币展览会或不同位置，尤其是公开场合。此外，XRF对硬币不是很有效，因为在合金硬币的制造期间，金属中的一些金属被集中在硬币的表面处，因此元件的XRF读数与大部分硬币中所包含的实际金属不成恰当的比例。可以用于测量硬币和贵金属中的金属条的其他方法包括化学测试和比重测试。化学测试是费时、昂贵的，并且从测试的硬币或贵金属去除材料。材料的去除影响样品的价值，因此对硬币和贵金属从未使用诸如化学测试的方法。化学测试通常也是麻烦的，并且需要更换化学品，因此是昂贵的。此外，执行它们花费长的时间。替代化学测试的比重测量需要将硬币或贵金属复杂地放置到通常充满水的腔室中。该过程是很费时且复杂的。因此，因为这两种方法是缓慢、昂贵并且很可能有损的，所以在交易环境中通常不使用这两种方法。对于很大的贵金属而言，通常钻孔和去除一块材料。然后，通常使用原子吸收、质谱法、原子发射或另一公知的方法来对所去除的金属进行化学测试。该方法的缺点在于：该方法是非常昂贵、费时，需要要从贵金属中去除的金属，并且仅测试贵金属条的很小一部分。用于测试大的贵金属条的另一方法是超声。然而，超声在确定金属类型方面表现欠佳，并且主要用于检测条中的大包含物。如果条是相当均匀的合金，则超声系统必须测量声音在金属中的速度，由于条的厚度和条的表面的粗糙度的变化，因此这可能是困难的。获得用于将超声波耦合至条的匹配流体同样可能是困难的。需要使用匹配液体以进行很麻烦的测量。需要快速、便携式并且无损的检测装置。技术实现要素：根据本发明的一些实施方式，一种用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统包括：传感器系统；交流(AC)电源，该交流电源电连接至传感器系统；检测系统，该检测系统电连接至传感器系统和交流电源；以及数据处理器，该数据处理器被配置成与检测系统通信。传感器系统包括阻抗部件和测量电路，并且测量电路向检测系统提供通过传感器系统的电压或电流中的至少之一的测量值。交流电源向传感器系统和检测系统提供交流电流或交流电压中的至少之一。检测系统被配置成基于以下来确定校准复阻抗：当没有样品在阻抗部件的附近时通过传感器系统的电压或电流中的至少之一的测量值；以及由电源分别提供的交流电流或交流电压中的至少之一。检测系统被配置成基于以下来确定样品复阻抗：当样品在阻抗部件的附近时通过传感器系统的电压或电流中的至少之一的测量值；以及由电源分别提供的交流电流或交流电压中的至少之一。数据处理器被配置成从检测系统接收校准复阻抗和样品复阻抗，并且基于校准复阻抗和样品复阻抗来提供关于样品的成分的信息，以将有效的硬币和贵金属条与伪造或变造的硬币和贵金属条中的至少之一区分开。根据本发明的一些实施方式，一种用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统包括：检测系统；数据处理器，该数据处理器与检测系统通信；以及用户接口，该用户接口与数据处理器通信。用户接口包括输入装置和显示装置，并且用户接口被配置成经由输入装置从用户接收有关样品的预期成分的指示并且将该指示传达至数据处理器。数据处理器被配置成基于该指示从检测系统接收测量数据，并且基于所接收的测量数据来确定关于样品的电导率的信息。用户接口被配置成经由显示装置接收有关该信息的指示并且将有关该信息的指示传达给用户，以将有效的硬币和贵金属与伪造或变造的硬币和贵金属中的至少之一区分开。根据本发明的一些实施方式，一种用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的方法包括：从用户接收有关样品的预期成分的指示；以及基于该指示来确定第一特征值和用于测量的频率。该方法还包括：以所确定的频率执行第一测量和第二测量；以及基于第一测量和第二测量来确定第二特征值。该方法还包括基于第一特征值和第二特征值来显示有关样品的有效性的指示。附图说明根据对说明书、附图和示例的考虑，其他目标和优点将变得明显。图1是根据本发明的实施方式的检测装置的示意图；图2是根据本发明的附加实施方式的检测装置的示意图；图3示出了k如何依赖于从样品到阻抗部件的距离；图4示出了Q与k之间的关系；图5示出了可以用在阻抗部件中的示例线圈；图6示出了由阻抗部件所生成的磁场线，以及样品中的感应电流；图7示出了根据本发明的实施方式的独立检测装置；图8描绘了根据本发明的实施方式的用户接口；图9示出了可以根据本发明的实施方式可以如何显示有效性结果；图10示出了根据本发明的实施方式的外部传感器；图11示出了根据本发明的实施方式的替代外部传感器；图12示出了可以相对于样品如何放置外部传感器；图13A是传感器设计的示意图；图13B是用于连接外部传感器至检测装置的电路；图14示出了多种标准金条的尺寸；图15A示出了根据本发明的实施方式的针对大条的示例传感器；图15B示出了针对大条的示例传感器的套部；图16示出了针对1/16英寸厚的铜样品的测量的Q与频率的关系；图17示出了针对3/32英寸厚的铜样品的测量的Q与频率的关系；图18A示出了沿其长度具有多个分接头的平面螺旋线圈；图18B示出了沿其长度具有多个分接头的平面螺旋线圈的电路；图19A图示了根据本发明的实施方式可以使用多少小线圈来替代单个大线圈，以执行大小测量或直径测量；图19B示出了针对可以用于执行大小测量或直径测量的线圈的阵列的电路图；图20是具有用于测量样品的厚度、直径、电导率和重量的部件的测量系统的示意图；图21图示了可以如何将阻抗部件嵌入重量测量部件的表面中；以及图22图示了可以如何将现成重量测量部件合并在检测装置中。具体实施方式下面详细讨论本发明的一些实施方式。在描述的实施方式中，为清楚起见，采用特定术语。然而，本发明不意在受限于所选择的特定术语。相关领域的技术人员将认识到的是，在不偏离本发明的宽构思的情况下可以采用其他等效部件和开发的其他方法。如同每个参考文献已经单独地被合并一样，本说明书中的任何地方，包括
背景技术：
部分和具体实施方式部分，所引用的所有参考文献通过引用而被合并。图1是根据本发明的实施方式的用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统100的示意图。用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统100包括传感器系统102、电连接至传感器系统102的交流(AC)电源104、电连接至传感器系统102和AC电源104的检测系统106以及被配置成与检测系统106通信的数据处理器108。传感器系统102可以包括阻抗部件110和测量电路112。在本发明的实施方式中，检测系统106可以是与AC电源104同步的同步正交检测器。在本发明的一些实施方式中，检测系统106被称为检测部件。例如，数据处理器108可以是计算机系统的一部分。计算机系统可以是诸如服务器、工作站、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或其他手持式装置的本地化计算机，或者任何其他适当的数据处理器。在一些实施方式中，计算机系统还可以是多处理器系统和/或计算机的网络。数据处理器108可以是诸如但不限于现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的集成电路。阻抗部件110可以是罐形磁芯、平面线圈或生成磁场并且对磁场的变化敏感的任何装置。测量电路112可以向检测系统106提供通过传感器系统102的电压的测量值。AC电源104可以向传感器系统102和检测系统106提供交流电流。替选地，测量电路112可以向检测系统106提供通过传感器系统102的电流的测量值，并且AC电源104可以向传感器系统102和检测系统106提供交流电压。在本发明的实施方式中，检测系统106被配置成基于以下来确定校准复阻抗：当没有样品在阻抗部件110的附近时通过传感器系统102的电压或电流的测量值；以及由AC电源104分别提供的交流电流或交流电压。在实施方式中，然后，检测系统106基于以下来确定样品复阻抗：当样品在阻抗部件110的附近时通过传感器系统102的电压或电流的测量值；以及由AC电源分别提供的电流或电压中的至少之一。数据处理器108被配置成从检测系统106接收校准复阻抗和样品复阻抗，并且基于校准复阻抗和样品复阻抗来提供关于样品的成分的信息，以将有效硬币和贵金属与伪造或变造的硬币和贵金属区分开。数据处理器108还可以被配置成：基于校准复阻抗来确定校准电感和校准电阻；以及基于样品复阻抗来确定样品电感和样品电阻。然后，数据处理器108可以基于校准电感、校准电阻、样品电感和样品电阻来确定关于样品的成分的信息。数据处理器108可以基于以下来确定关于样品的成分的信息：校准电感与校准电阻之间的差；以及样品电感与样品电阻之间的差。在一些实施方式中，数据处理器108可以基于存储在查找表中的信息来提供关于样品的成分的信息。在一些实施方式中，数据处理器108还可以基于校准复阻抗和样品复阻抗来确定样品相对于阻抗部件110的偏移。数据处理器108可以基于该偏移来提供关于样品的成分的信息。阻抗部件110可以包括用于对准样品的靶。图2示出了根据本发明的另一实施方式的用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统200的示意图。用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统200包括传感器系统202、电连接至传感器系统202的交流(AC)电源204、电连接至传感器系统202和AC电源204的检测系统206以及被配置成与检测系统206通信的数据处理器208。传感器系统202可以包括阻抗部件210和测量电路212。在一些实施方式中，部件202、204、206、208、210和212可以与图1的实施方式的对应部件102、104、106、108、110和112相同或类似。除图1中所示出的元件之外，系统200还可以包括与数据处理器208通信的用户接口214。用户接口214可以包括诸如按钮的面板或键盘的输入装置216。用户接口214可以从用户接收有关样品的预期成分的指示。用户接口214还可以包括显示装置218并且可以显示有关样品的有效性的指示。用户接口214可以通过硬线连接和/或无线连接与数据处理器208通信。下面提供根据本发明的实施方式的输入装置216和显示装置218的示例。根据本发明的实施方式的用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的方法包括：从用户接收有关样品的预期成分的指示；以及基于该指示来确定第一特征值和用于测量的频率。该方法还包括：以所确定的频率执行第一测量和第二测量，以及基于第一测量和第二测量来确定第二特征值。该方法还包括基于第一特征值和第二特征值来显示有关样品的有效性的指示。以下示例更详细地描述了一些实施方式。本发明的宽构思不意在受限于特定示例。示例在下文中，术语“检测装置”还将用于指根据本发明的实施方式的用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统。有效性测量可以开始于在没有样品的情况下测量阻抗部件210的校准电感Lc和表观电阻Rc。然后，可以将样品放置在阻抗部件210的附近，并且可以测量样品电感Ls和样品电阻Rs。为了获得有效的电阻Rc和Rs以及电感Lc和Ls，所施加的电压可以除以所测量的电流。电压和电流可以均是复数，因此阻抗可以具有实部和虚部。实部与被测量的电阻有关，而虚部与被测量的电感有关。电感分量实际上与wL成比例，其中，w是AC电源204的角频率，因此通常在计算期间将角频率被约去。通过计算Q＝(Lc-Ls)/(Rc-Rs)来获得与样品的电导的平方根近似地成比例的值。可以根据k＝1-Ls/Lc来计算也被称为“提离”的从阻抗部件210到样品的距离。不同于许多现有技术的方法和装置，本文中所描述的检测装置对提离不是特别敏感。可以基于提离来进行通常在电导率的百分之几的数量级上的小的测量校正。在施加AC电流和测量电压的替代实施方式中，可以通过用所测量的电压除以所施加的电流来取得相同结果。AC电源204可以以多种方式来实现。可以使用常规逻辑电路来生成正交方波，然后，可以对该方波进行滤波以生成纯正弦波输出。未滤波的方波信号可以被检测系统206用作定时信号。实现AC电源204的另一方式是使用高速数模转换器(DAC)和驱动DAC的正弦查找表。正弦波的输出可以稍微被滤波并且用于驱动传感器系统202。DAC的更新速率通常是期望正弦波频率的10至100倍。在AC电源204中可以使用两个DAC来生成测试频率处的正弦波和余弦波。生成用于激励传感器系统202的正弦波的任何方法可以用于AC电源204，该方法也生成数字的或模拟的正交信号。由AC电源204生成的正弦波可以具有在基波之下的60dB或更多分贝的谐波含量。在本发明的实施方式中，数据处理器208可以与AC电源204通信，并且可以生成正交方波以及使用模拟滤波器来生成正弦波。可以由通常是同步检测器的检测系统206来测量阻抗的实部和虚部。例如，检测系统206可以将(为正弦曲线的)原始电流信号针对一个通道与Sin(wt)相乘以及针对另一通道与Cos(wt)相乘(其中，w是AC电源204的角频率)。在本领域中该类型的系统是公知的正交检测器，其中，一个通道给出电流的实分量而另一通道给出电流的虚分量。替选地，检测系统206可以由以下开关来实现：该开关以与AC电源204的正弦波相同的速率切换信号，一个通道与正弦波中的过零点同步而一个通道与AC电源204正弦波异相90度，从而生成另一类型的正交检测器。替选地，可以使用以AC电源204的频率的大约200倍运行的快速A/D转换器，并且数值可以进入将数字化的电流信号和与AC电源204同步的正弦存储形状和余弦存储形状相乘的乘法器，从而完全以数字硬件实现检测系统206。这些示例是非限制性的，并且可以使用可以检测阻抗的实部和虚部的任何类型的检测系统。一旦测量到电流，就计算在阻抗部件210处所看到的阻抗的有效实部和虚部。因为这两个测量结果事实上是阻抗部件210的表观电感和表观电阻，所以这两个测量结果被表示为L和R。L和R的比可以用于得到在本文中被称为Q和k的数。如下面所描述的，因为该Q是相对Q，因此该Q与常规理解的线圈的Q稍有不同。k是用于变压器中的耦合系数的常规符号，并且实际上是由传感器线圈和样品形成的有效变压器的k。Lc表示在没有样品就位的情况下取得的阻抗部件210的虚阻抗，而Ls表示当样品在阻抗部件210的附近时的虚阻抗。Rc是当没有样品就位时的阻抗部件210的阻抗的实部，而Rs是当样品存在时阻抗部件210的阻抗的实部。Q被定义为Q＝(Lc-Ls/(Rc-Rs)，而k被定义为k＝1-Ls/Lc。在使用之前，通常当开启检测装置200时，在没有样品就位的情况下测量阻抗部件210的电感和电阻。校准测量给出后面在确定样品电导率中使用的数Lc和Rc。在一些实施方式中，AC电源204生成通过阻抗部件210的约1000Hz至100,000Hz的AC电压。首先，数据处理器208确定在没有样品就位的情况下阻抗部件210的电感和电阻。测量电路212以所生成的频率来确定电流的幅度和相位，在一些实施方式中，已发现针对诸如硬币的较小样品的100kHz和针对诸如贵金属条的较大样品的1kHz是合适的。由检测系统206和数据处理器208使用该数据来计算Lc和Rc。一旦测量到Lc和Rc，用户就可以使用输入装置216输入预期材料，并且可以将要测试的硬币或贵金属放置在阻抗部件210的附近。从阻抗部件210到样品的一般距离对于1英寸的阻抗部件210而言可以在0至0.25英寸的范围中，阻抗部件210的直径越大，该距离越大，阻抗部件210的直径越小，该距离越小。样品可以被安置在密封的箱体或支架中，从而防止样品被布置成与传感器接近。因此，对于一些应用而言可以有用的是，能够在将阻抗部件210与样品隔离开适度距离的情况下执行测量。无论测试的样品与阻抗部件210之间的距离是多少，样品的有效性的读数基本上相同，并且只要阻抗部件210与样品之间的距离不是太大，该读数还不受用于样品的非导电支架或箱体的影响。用户接口214可以具有一些类型的靶以用于近似地示出用户可以将样品放置在何处和样品可以是多大以覆盖阻抗部件210。样品可以具有基本上覆盖阻抗部件210的表面的区域的面积，使得封闭涡流电流可以覆盖阻抗部件210的表面。对于更小的样品而言，可以采用更小的阻抗部件210。可以布置样品使得样品的平表面大致平行于阻抗部件210的开放表面。样品表面与阻抗部件210的表面之间的小角度在高达10度角或20度角时对测量影响很小，因此样品的角度放置不是关键的。一旦样品就位，就可以进行对Ls和Rs的测量，并且可以计算Q和k的值。AC电源204可以生成通过阻抗部件210的约1,000Hz至100,000Hz的AC电压。在一些实施方式中，一个频率足以确定在阻抗部件210的场中的样品的电导率。测量电路212以例如，针对诸如硬币的较小样品的100kHz和针对诸如贵金属条的较大样品的1kHz的所生成的频率来确定电流或电压的幅度和相位。较高或较低的频率可以用于较厚或较薄的硬币或贵金属；较低的频率可以用于较厚的样品。在放置样品之后，检测系统206可以检测电流值或电压值，并且当样品被放置在阻抗部件210附近时，数据处理器208可以计算阻抗部件210的电感Ls和电阻Rs改变了多少。然后，Q被计算为(Lc-Ls)/(Rc-Rs)，这给出与电导率相关的唯一值，从而，给出硬币或贵金属条的成分。数据处理器208可以使用存储的预期值来确定测量结果与被预先存储在数据处理器208中的标准的最佳匹配，或者数据处理器208可以显示样品电导率的值。用户接口214可以向用户指示测试的硬币或贵金属条的Q是否与由用户输入的材料的预期Q匹配。在一些实施方式中，数据处理器208中的预存储值与来自不同样品的测量值之间的匹配在2％至3％内，因此，样品的电导率的10％的变化是易于测量的。随硬币印花、样品平整度、硬币上的磨损、表面铜绿、样品角度或从阻抗部件210到样品的距离测量结果改变很少。表1中示出了硬币和贵金属条的通常电导率。表1可以用于替代硬币或贵金属中的一些金属具有表2中所示的电导率。表2金属电导率(μohmcm)铅14.5钨5.6通常，贵重金属条的电导的范围为大约1的数量级，然而根据一些实施方式的测量方法可以测量到约2％的准确度内。这可以允许针对如存储在数据处理器208中的金属样品的预期Q与未知样品之间的匹配很准确。阻抗部件210生成穿透到测试的材料中的磁场。取决于测试的金属条的电导率，可以生成涡流电流。涡流电流可以改变阻抗部件210中的磁场的形状和强度，从而改变由测量电路212测量的电压或电流的读数。因此，阻抗部件210既是激励装置也是检测器。通过计算Lc-Ls所体现的对阻抗部件210的电感的改变以及通过计算Rc-Rs所体现的阻抗部件210的表观电阻的改变二者均与从样品到阻抗部件210的距离成比例。然而，比(Lc-Ls)/(Rc-Rs)几乎不受到样品的距离的影响，而仅取决于样品的具体电导率。虽然Q几乎不受提离的影响，但是可以根据k的值来计算阻抗部件210与样品之间的距离。通常，如果样品与传感器很接近，则k＝0.4，并且当k＜0.05左右时，样品太远以致不能有一致的读数。图3示出了k与提离之间的关系，其中提离在x轴上以英寸为单位而k在y轴上。因为曲线是单调的，所以可以通过测量k来确定提离距离。图4示出了标准化Q和k之间的关系，其中k在x轴上而Q在y轴上。标准化Q是以下Q：在其随k变化时，除以大约k＝0.25处的样品的标称Q的Q。Q几乎不受提离和k的影响，在提离的整个范围内Q仅改变12％。可以通过将Q乘以基于k的小校正因数来补偿提离的影响。阻抗部件210可以是罐形磁芯或平面线圈，使得阻抗部件210所生成的场本质上是径向的。图5中示出了示例线圈，并且图6中示出了由线圈生成的示例场线。图6示出了生成径向磁场线602的罐形磁芯600。径向磁场线602生成样品606中的环形循环电流604。场可以被限制到样品的具体区域，因此样品的测量区域近似地是阻抗部件210的大小并且未延伸到离阻抗部件210的边界之外太远，因为随着样品被移开，该区域在大小会增大，从而改变测量区域。通过将罐形磁芯或平面螺旋线圈用于阻抗部件210来最小化该影响。可以将数据处理器208中存储的电导率值转换成Q读数，反之，也可以将数据处理器208中存储的Q读数转换为电导率值，因此，可以将存储的电到率值与测试的样品进行比较。电导率与Q之间的转换是以下形式的等式：电导率＝(与传感器大小和频率相关的常数)×Q2。在数据处理器208中，可以存储以下项：金属名称、标准温度下的电导率、电导率的温度系数、以及容许公差。可能不是所有这些值都是必需的，而是如下所述的诸如硬币厚度、重量、直径等的其他信息可能是有用的。然而，在Q和k的测量方面，前四个值可以用于样品电导率的计算。纯金属的电导率是公知的并且是稳定的，但是合金在成分方面会有些变化。合金硬币或贵金属与纯金属相比可以要求稍微更宽的电导率的公差。对于每个阻抗部件210和阻抗部件210使用的每个频率而言，将电导率关联到Q读数的常数可以被存储在数据处理器208中。所用的频率可以足够高，因此，电流不显著地穿透样品。例如，如果样品厚度不影响电导率读数，则在所用的频率下样品可以在至少两个趋肤深度厚处。金属的趋肤深度可以计算为近似.517×sqrt[1/电导率]，其中，电导率是以MS/cm为单位来度量，而趋肤深度是以毫米为单位来度量。作为示例，银在10kHz下的趋肤深度是.64mm。为了使用所描述的方法来测量10KHz下样品的电导率并且使样品厚度不显著地影响电导率读数，银的样品可以是约1.3mm厚。使用阻抗部件210来测量硬币或贵金属厚度是可能的。在低频率下，可以以不同方式影响阻抗部件210的电感和Q，这些不同方式允许使用根据已知样品的存储的预先测量值和计算来确定厚度和电导率两者。然而，如果不需要厚度信息，则可以使用足够高以不显著地完全穿透样品的单个频率。如果不需要厚度信息而仅要测量电导率，则该单个频率可以不低于具有约1/2至1/4的预期样品厚度的趋肤深度的频率。通常，在这些频率下，Q测量电导率而k测量样品离阻抗部件210的距离。在低频率下，样品厚度可以变成测量结果的一部分。通过使用多个频率可以获得样品厚度和电导率两者。如果仅使用一个频率来获得样品的电导率，则所使用的频率可以取决于样品厚度和电导率。对于导电性较弱的样品而言，与导电性较强的样品相比，较高的频率可以用于保持到样品中的一致的穿透。如果测量较薄的样品，则可以改变频率以确保场不穿透样品。直径或大小大的硬币和贵金属几乎总是较厚。对于较大的硬币和贵金属样品而言，可以使用较大的阻抗部件210并且可以在较低的频率下运行较大的阻抗部件210。例如，阻抗件部件可以包括具有较大直径的线圈。对于较小的硬币和贵金属而言，可以使用较小的阻抗部件210并且可以使用较高的频率。如果样品的预期材料的电导率较低，则较高的频率可以用于测量该预期材料。虽然任何给出的示例可以仅需要测量的一个频率，但是在不穿透太深的情况下多个频率可以用于穿透到样品中恰当的距离。例如，当测量导电性很强的1盎司的银币或金币时，可以使用为40kHz的频率。当测量具有低得多的电导率的由皇冠金或铂制成的1盎司硬币时，可以使用100kHz或甚至200kHz的频率。AC电源204可以生成多个频率以允许对不同样品厚度和材料进行测量。用于通常的小硬币和贵金属条的频率范围可以是1kHz至200kHz。用户可以选择样品金属或合金，因此可以已知预期合金的预期电导。数据处理器208可以基于选择的金属或合金来选择要使用的频率，其中，较高的频率用于导电性较弱的样品，而较低的频率用于导电性较强的样品。数据处理器208可以命令AC电源204以所选择的频率生成电流或电压。为了测量不同大小的样品，多个阻抗部件210可以是有用的。可以使用通常的模拟开关来将不同大小的阻抗部件210切换到测量电路中，使得每次激励仅一个阻抗部件210。阻抗部件210可以不比样品大以确保测量是准确的。正弦波可以用于阻抗部件210中的激励，并且如果使用多于一个频率，则可以按顺序收集频率数据点。然而，在本发明的实施方式中，AC电源204可以生成一系列脉冲，并且测量电路212可以取得通过这些脉冲以及这些脉冲之间的数据。使用傅立叶变换可以将脉冲数据转换成频率数据。包括频率值、电感值和Q值的结果在两种情况下可以是相同的。然后，从未知硬币或贵金属取得的数据可以使用包括但不限于以下的常规曲线或数据对比方法与预先存储在数据处理器208中的表进行匹配：最小二乘法、列文伯格-马夸特法、内插法和外推法。可以基于拟合的各种质量生成指示测试的硬币或贵金属是否是预期材料的单个答案。数据处理器208可以执行对有效性的计算和确定。如果使用多个频率，则可以采用最小二乘法、曲线拟合或其他方法来生成表示测试的未知材料与预先存储的数据集之间匹配的质量的单个数字或指示符。以该方式，存储的值可以用于确定测试的材料是否足够接近以匹配存储的标准值，并且低频率数据点可以用于确定样品厚度。如果样品电导率足够接近，则测试的硬币或贵金属可以被认为是合法的，并且用户接口214可以指示硬币或贵金属是合法的。如果来自样品的值不足够与标准的预先存储值接近，则测试的硬币或贵金属可以被认为是伪造的，并且这可以由用户接口214来指示。通常，单个频率下的针对Q的值会在1％内。Lc和Ls的值可以用于确定样品是否存在。如果没有样品存在，则Ls＝Lc。当样品被带到阻抗部件210的场内时，Ls将开始减小(在样品测量之前可以将Lc存储在单元中)。在k＝1-Ls/Lc中的某值处，来自样品的信号可以足够大以获得有效的测量结果。通常，k＝.05的值对于样品电导率的准确测量而言是足够的。如果检测装置200连续地测量阻抗部件210，并且检测装置200检测到k的足够大的变化，则检测装置200可以自动地开始读取样品的电导率并且可以将电导率的读数给用户。使用该样品检测方法，因为不需要按压按钮以开始样品测量，因此测量可以很快速。阻抗部件210可以被制成具有开放场，其中，阻抗部件210具有被测试的硬币或贵金属插入的间隙(参见图5和图6)。线圈可以是铁氧体罐形磁芯的一半，并且硬币或贵金属可以被放置在磁芯的开口侧上。磁芯还可以是纳米晶材料，或甚至硅钢层压板。磁芯可以形成穿透硬币或贵金属的场，使得在样品中可以出现封闭的涡流电流循环。AC电源204可以包括驱动阻抗部件210的简单常规的运算放大器电路。数据处理器208可以生成被D/A转换成波形的一系列数字，该波形被馈送至AC电源204。检测系统206可以是常规的相敏正交检测器，该相敏正交检测器生成与两个正交相位处的电流成比例的DC电压。然后，这些DC电压可以在A/D转换器中被转换成数字，并且这些数字可以被数据处理器208读取。这些数字可以用于生成先前所描述的数据。存在形成场的许多方式，使得硬币或贵金属改变该场的量值和形状，包括使线圈在测试的硬币或贵金属条的两侧上。如果阻抗部件210被放置在样品的两侧上，则可以进行两个测量，每个侧面上一个测量，以有效地检查样品的整个主体。在本发明的实施方式中，可以以下述方式桥接电路：可对假设相同的两个硬币或贵金属进行比较，并且测量结果的等同可以确定样品的真伪。如果样品表现不同，则可以将样品之一确定为是伪造的。然而，相比于与预先存储的已知真实样品对比的单个测量，在使用上桥接可能更复杂。多个阻抗部件210可以同时用于测量大样品，并且可以增加阻抗部件210，这将磁场的生成与场的检测分开。更大的阻抗部件210可以用于更厚和更大的硬币或贵金属，并且在同一装置上可以使用多个阻抗部件210，使得每个阻抗部件210被设置成最佳地测量一种硬币或贵金属。PC或其他常规计算机可以充当数据处理器、输入装置和显示器，并且可以与生成和测量场所需要的电子器件通信。例如，传感器和所需要的电路以及针对样品的靶可以被容置在小壳体中，该小壳体通过有线或无线的数字接口连接至主计算机。分析原始数据的程序可以远程地存在于计算“云端”中，并且结果可以被发送回主计算机。可以使用诸如蓝牙或WiFi的无线接口将检测装置连接至计算机或移动电话。可以将测量结果自动地记录在交易的外部记录中，并且操作者可能看不到实际结果。结果可以被公布以被商店、银行或存储库使用。可以将检测装置微型化到以下程度：可以将装置存放在口袋中并且可以使用移动电话来操作装置。根据本发明的另一实施方式，用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统包括检测系统、与检测系统通信的数据处理器以及与数据处理器通信的用户接口。图7示出了用于检测伪造或变造的硬币或贵金属条的系统700，系统700具有包括显示装置702和输入装置704的用户接口。该接口被配置成经由输入装置704从用户接收有关样品的预期成分的指示，并且将该指示传达至数据处理器(未示出)。数据处理器被配置成基于该指示从检测系统(未示出)接收测量数据，并且被配置成基于所接收的测量数据来确定关于样品的成分的信息。用户接口被配置成经由显示装置702接收有关信息的指示并且将有关信息的指示传达给用户，以将有效的硬币和贵金属与伪造或变造的硬币和贵金属区分开。尽管图7公开了本发明的具体实施方式，但本发明的附图和描述公开了本发明的不受限于该实施方式的一般方面。系统700可以是独立系统，并且可以包括图1和图2中所示出的元件。显示装置702和输入装置704允许从菜单中快速选择金属类型或合金类型，这仅花费数秒。替选地，可以使用基于金属自动地建议样品合金的自动模式，从而不需要金属选择时间。显示装置702可以示出所选择的金属类型，并且一旦硬币或贵金属被放置在表面706上，显示装置702可以具有金属读数的易于读取和快速的显示。测量可以花费少于一秒。显示装置702和灯708可以告知用户检测装置700的状态。如图7中所示，放置有硬币或贵金属条的表面706可以具有靶710，靶710可以用于定位测试的硬币或贵金属。例如，靶可以是圆形的或矩形的。测量可以由按钮来开始，或者可以连续地运行，使得用户可以在测量区域上滑动样品。在没有用户介入的情况下，可以自动地检测到样品的存在并且可以显示结果。装置可以是用电池供电的，使得该装置是便携式的并且可以在现场使用该装置。可以将装置制造成夹住或固定住测试的硬币或贵金属，或者可以通过自动硬币供给器将硬币或贵金属供给到装置中，使得可以在没有用户介入的情况下同时检查大量的硬币或贵金属。数据处理器208可以具有金属及其预期电导率的存储数据库。用户可以使用用户接口214来指示预期金属，并且数据处理器208可以在这些值中进行查找以根据检测系统206进行预期。用户接口214可以示出由用户选择的金属或合金。然后，用户可以将样品放置在靶710上，靶710被定位成允许传感器系统202测量样品。在内部校准期间或在模式改变期间，图7中的显示装置702或灯708，或者另一指示器或外部主计算机可以向用户示出何时放置样品、何时进行测量以及如果需要何时移除样品。显示装置702可以是易于查看，并且可以不示出数值结果，因为相比于更直观的显示，数值结果可能更难以理解。然而，在一些情况下，数值显示可以是有帮助的。可以使用向用户示出测量结果是否在针对选择的样品的预期范围内的更直观的图形显示。“气量表”式显示或“柱状图”式显示容易被查看并且可以清楚地指示结果是否在预期范围内。该设计使显示装置702快速且易于查看。例程可以控制传感器激励以及电压和电流的读取。例程可以控制充当用户接口的显示装置702和输出装置704。例程可以根据测量结果取得数值结果，并且可以将该数值结果转换成显示器中的易于读取的结果。例程可以管理金属及其特征的数据库或查找表，并且可以允许添加新的数据库金属值或合金值，并且能够从数据库或表移除或修改金属或合金。例程可以控制电力和电池使用。例程可以允许装置连接至计算机以允许由计算机读取值并且将金属和合金添加至数据库或表。这些例程可以由数据处理器208来执行，或者可以是由通过接口连接的主计算机来全部或部分地执行。USB端口或其他类型的接口可以将数据处理器208连接至主计算机。主计算机可以是PC、移动电话、因特网连接的装置或其他计算机。虽然可以在主计算机上使用相同的基本控制，但是用户接口中所示出的键可以是通常在独立机器上使用的键。对用户接口的以下讨论与两种实现方式有关，但作为示例，使用独立按钮控制和显示来进行说明。图8中示出了根据本发明的实施方式的用户接口。用户接口800可以包括电源开关按钮802和电源灯。可以存在选择使用哪个传感器的按钮804。对该按钮的每次按压可以选择不同的传感器，可能以固定的顺序按压。不同的传感器可以具有不同直径，并且可以用于测量不同大小的样品。灯806可以示出哪个传感器是活动的。在罐形磁芯的情况下，灯806可以位于罐形磁芯的中心孔中，因此光在用户将会放置样品的靶区域的中间。检测装置可以包括针对外部传感器的端口816，并且用户接口800可以包括指示外部传感器何时活动的灯818。用户可以选择样品的预期合金。在本发明的实施方式中，该任务可以使用导航键盘808来执行。当用户按压导航键之一时，装置可以退出测量模式并进入选择模式。显示器810可以示出所选择的当前金属或合金。用户可以使用导航键盘808来移动通过金属选择的列表或树。金属选择可以具有基于贵金属的类别，例如，可以存在金类别、银类别、铂类别等。在每个类别下，可以存在该贵金属的各种合金。例如，在金下可以存在纯金、91.7％皇冠金、90％金、美国鹰金等。当用户导航通过树或列表时，当前选择可以被示出在显示器810的行中。一旦期望的选择示出在显示器810中，用户就可以按压运行/计算按钮812，并且这可以使检测装置退出选择模式并且使检测装置进入运行模式，在该运行模式下进行测量。用户可以使用USB端口820来与外部计算机或数据库通信。每当新的传感器或新的金属被选择时，检测装置可以校准传感器。校准处理可以是自动的，并且用户可以不需要关注校准处理，但是当校准正在发生时，装置可以向用户指示不要将样品放置在靶区域上。例如，可以在校准期间接通指示用户“等待”的状态灯814。校准仅花费一秒左右，从而在选择需要的传感器或金属之后装置可以几乎立即变成就绪状态。如果由于某个原因，用户认为需要校准装置，则用户可以在检测装置处于运行模式时按压运行/计算按钮812。该动作可以强制对传感器和电子装置进行校准。通常可能不需要该动作，但是如果自从校准之后已经过了很长时间或如果检测装置已经改变温度，则系统校准测量会改变。在校准花费非常少的时间并且不负面地影响未来的读数的意义上，在不需要校准时对检测装置进行校准不是有害的。因此，如果用户想知道装置是否被正确地校准了，则用户可以执行手动校准以保证校准。此外，如果由检测装置获得的结果不是预期的(例如，看起来有效的样品被读取为在范围之外)，则作为检查结果的事项，用户可以校准检测装置，并且可以重新运行样品。上述功能可以在计算机显示器、平板显示器或移动电话显示器上实现，并且可以使用键盘、屏幕上的软按钮或触摸屏来实现按钮功能。因为数字可能对于用户而言是令人困惑的并且难以解释，所以可能需要图形显示方法。重要的是，装置可以不说出“这是金的”或不作出关于样品金属或合金是什么的陈述，因为这可以是除基于其他信息例如，重量、外观、比重或其他测量结果)之外，还基于装置结果做出的用户的决定。可以使用“气量表”式显示或“靶范围”式显示。可以存在实现这样的显示的许多方式，包括诸如指针法和刻度法、柱状图法以及其他方法的方式。图9示出了根据本发明的实施方式的在独立装置上的示例显示。该显示可以包括方括号，其中，如显示900所示，位于方括号之间的箱块(box)指示落入可接受的范围的样品测量属性。显示902和显示904示出了恰好在封闭括号之外的条，从而指示样品的测量结果恰好在可接受范围之外。针对有效样品这可能在以下情况下发生：如果样品很热、如果样品具有深的压花、如果样品太薄或太小、或者如果样品偏离传感器的中心。可以建议进一步检验。显示906和显示908示出了在方括号之外更远处的箱块，从而指示样品不太可能是有效的。显示910和显示912示出了指示样品的测量结果离预期值非常远的箭头。在这种情况下，几乎不存在样品是有效的可能性。在本发明的实施方式中，检测装置的基本操作可以包括以下。用户可以接通检测装置并且可以等待用户接口指示装置处于就绪状态。例如，显示器可以读出“就绪：放置样品”。用户可以使用“传感器”按钮来选择传感器。例如，用户可以选择内部传感器或外部传感器。可以点亮示出活动的传感器的灯。显示器的第一行可以示出所选择的金属或合金。为了改变金属，用户可以使用导航键来找到他们希望检验的金属。一旦期望的金属被示出在显示器中，用户就可以按压运行/计算按钮。当显示返回到“就绪：放置样品”模式时，仪器可以是就绪可供使用。用户可以将样品放置在靶上，或者如果使用外部传感器，则用户可以将外部传感器放置在样品的附近。检测装置可以检测样品硬币或贵金属何时与阻抗部件足够靠近以获得读数，并且用户一将样品放置在了阻抗部件的附近，数据处理器就可以通过用户接口指示正在进行测量。当样品正在被测量时，较低显示行可以连续地示出结果。一旦完成测量，显示器就可以示出针对样品的最终结果。测量处理可以连续地运行，从而允许用户随意快速且便利地移动、翻转或改变样品。如果用户期望测量相同合金的另一样品，则用户可以仅移除所测量的样品并且将新的样品放置在传感器上。一秒左右之后，新的样品的测量结果将会被示出在显示器上。如果用户要改变金属或合金，则用户可以使用键盘或输入装置以通过数据库再次导航，并且可以重复该处理。如果用户期望对比当前优化的传感器的阻抗部件更小或更大的样品进行测量，则用户可以选择新传感器。装置可以在装置封装中具有多于一个传感器，并且可以将包括更小或更大阻抗部件的外部传感器插入装置中。用户可以使用键盘来选择传感器。然后，检测装置可以校准硬件和传感器的组合，并且告知用户检测装置何时准备好让用户放置样品。一旦检测装置向用户发送放置样品的信号，对于用户而言处理与上述处理相同。在本发明的实施方式中，数据处理器可以具有内部电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或快闪存储器以存储金属和合金数据库。如果数据处理器的内部存储器太小或不便于使用，则可以将外部EEPROM或其他非易失性存储器连接至数据处理器以存储数据库信息。通常，仅大约20种合金用于贵金属或贵金属硬币。然而，对于钱币硬币而言，可能需要1,000条或更多条数据库记录。数据库条目可以包括金属名称、电导率、温度系数和有效测量范围。然而，对于钱币硬币而言，每条数据库记录可以包括硬币名称、年份、造币厂或其他相关硬币信息。在钱币的情况下，数据库可以基于逐个硬币。可以使用在检测装置外部的数据库。用户可以经由因特网连接至数据库，以及数据库可以在云端或服务器中。在该情况下，用户可以使用数据库来测量、上传和下载金属和合金信息。在钱币硬币的情况下，例如，如果硬币具有高价值且是唯一的，则可以将针对各个硬币的值保存在数据库中。在古董硬币的情况下，值可以被用户测量和分享、被下载至用户的装置以及在硬币展览会处使用或用于用户的收集过程。网站可以便于用户向数据库添加或使用数据库来评估样品。检测装置可以被安装在容器中，该容器拥有测量硬件、显示器、键盘、计算机接口以及针对样品的靶。将阻抗部件与针对样品的靶分离开的容器厚度可以是薄的(通常是.5mm)，以尽可能与传感器靠近地放置样品。在本发明的实施方式中，阻抗部件可以在装置的外部。替选地，除了包括使用检测装置的其他硬件部件容置的一个或更多个阻抗部件之外，还可以包括外部阻抗部件。该外部阻抗部件可以便于对很大或很小的样品进行测量，并且总体上可以使测量处理更容易。诸如传感器扫描棒的外部阻抗部件可以被插入到检测装置中并且允许进行对小样品的测量。虽然较小的阻抗部件可以被安装在主仪器外壳内，但是仍可以存在以下优点：具有包括阻抗部件的手持式传感器。当在箱体、纸质保持件和塑料保持件等中处理样品时，可能难以看到在何处对样品进行测量，因为保持件可以覆盖仪器上的靶传感器区域。对于大的样品而言，这可能不是问题，但是随着样品变得更小，将样品放置在期望的地方会变的更困难，而棒式传感器可以允许用户看到正被测量的样品区域。此外，使用棒式传感器，可以在不移动样品的情况下测量文件中或桌子上的许多样品。此外，许多塑料箱体具有沿边缘的脊，在箱体被放置在表面上时，该脊防止箱体的表面被划伤。这些脊阻止硬币或贵金属样品接近阻抗部件，并且会妨碍测量过程。通常，对于小的样品而言，从样品到阻抗部件的距离可以为大约0.1英寸至0.25英寸。使用棒，封装上的脊可能不会阻止传感器紧密进入样品的附近。因此，棒允许进行要贯穿较厚的封装的测量。图10示出了通常的棒式传感器的图。所示的传感器可以用于0.5盎司和0.25盎司的样品。棒的表面可以被放置成使得硬币或贵金属表面尽可能接近于并且平行于传感器表面。可以将听筒插头插入到检测装置中。还可以制造小得多的棒式传感器。例如，图11示出了用于测量小到1克的条的小的样品的外部传感器。该传感器的直径为大约0.25英寸(7mm)，并且包括7mm直径的罐形磁芯和缠绕线圈。图12示出了外部传感器相对于样品的放置。点亮检测装置的表面上的灯，从而示出棒在使用中，并且关闭主传感器上灯，从而示出主传感器不在使用中。可以对更薄的样品使用更小的传感器。更小的传感器的设计和使用的一个重要方面在于：用于激励传感器的频率可以更高，使得电磁波可以不会完全穿透样品。其原因是：如果波完全传播通过样品，则金属或合金将会给出不正确的读数。对于小的传感器而言，频率通常从80kHz到1MHz变动，其中，80kHz为典型值。然而，可以对大样品使用小传感器，也可以在低频率下使用小传感器。例如，只要传感器足够小以至于正被测量的样品的区域相当平坦，则可以测量像珠宝一样的具有特殊形状的样品，并且在该情况下更低的频率可以与小传感器一起被使用。通常，传感器棒可以具有可以被主装置读取的EEPROM或其他数字存储器。EEPROM可以识别传感器类型，告知主装置用于测量的频率，并且将标准化传感器读数所需要的任何校准信息发送至主装置的数据处理器。EEPROM可以是1线装置例如美信DS2431。大多数传感器包括具有缠绕线圈的铁氧体磁芯(通常是罐形磁芯)的阻抗部件。然而，当传感器变的更小时，没有标准磁芯足够小以制造该传感器。图13A是用于很小的样品的传感器1300的示意图。通常可以在聚酰亚胺膜上制造平面线圈1302，并且平面线圈1302可以附接至铁氧体材料的短棒1304的端部。图13B示出了可以在很小的传感器中使用的示例电路1306。对于平面线圈而言，线圈1308上的匝数是有限的，因此，匹配变压器1310可以用于有效地增加由箭头1312指示的如由测量电路所看到的传感器中的匝数。线缆或匹配变压器的线缆电阻、电容和寄生电感对读数没有影响，因为在正常的读取过程中，传感器(以及所有寄生电抗)被包括在校准测量中，并且被从随后的值中减去。因此，线缆长度、匹配变压器等可以按物理测量所需要的来增加，并且可以在没有附加误差的情况下被上述的同一硬件读取。很大的传感器可以用于测量诸如400盎司的伦敦合格交收准则金条、标准1,000盎司银条或其他大贵金属条的大样品。大条的重量可以是从5盎司到1,000盎司，并且通常具有大约3英寸的宽度和2英寸的厚度的尺寸。图14示出了标准金条的尺寸。给出的尺寸以毫米为单位。为了贯穿地测量大条的主体，可以提供使用较低的频率的大传感器。为了贯穿至少一半厚度来测量400盎司的金条，传感器的直径可以多于1.5英寸，并且可以使用大约100Hz的频率。相同的考虑可以适用于银条、铂条和钯条。图15A中示出了根据本发明的实施方式的针对大条的示例传感器。在该情况下，仪器的大小与传感器的大小类似。检测装置1500可以包括显示器1502、带或手柄1504和传感器1506。图15B示出了可以如何将检测装置1500存放在套部1510中，使得在贵金属或硬币的移动和兑换期间可以由现场的接收代理来进行有效性测量。检测装置1500可以是手持式的但易于在不使用时例如使用带附接的套部来不碍事地存放。在另一实施方式中，很大的手持式棒可以连接至分立仪器。根据本发明的另一实施方式，大棒可以用于对大贵金属条执行测量。该情况下的棒的优点是无需移动可能很沉重的贵金属条。此外，可以绕条的所有侧容易地移动棒。检测装置1500可以连接至记录针对各种条的结果的数据系统。大条在其上通常具有识别编号，并且可以将结果与编号一起记录，因此可以容易地保持结果记录。可以使用例如蓝牙来实现无线电型或无线网络接口1508以将结果数据发送至中央记录计算机或数据储存库。如果在贵金属条中发现异常，则可以将该贵金属条挑出以进行附加测量。因为贵金属通常是金、银、铂或钯(有时是铑或一些其他金属)，所以该单元可以自动检测金属类型，并且可以不需要设置金属类型。替选地，可以使用显示器1502来输入预期金属。可以在本文中所描述的任何实施方式中使用自动检测。然而，当针对样品的可能匹配的数量有限时，可以更容易地实现自动检测。使用检测装置1500对大贵金属条进行的测量可以花费大约2秒。可以通过矩形滤波器(具有限的脉冲响应)来对检测装置1500中的检测系统进行低通滤波，以减少测量时间。可以对除硬币和贵金属之外的其他金属和合金进行测量以用于过程控制和材料确认。例如，航空器中所使用的一些合金必须精确地是恰当的合金，否则部件可能断裂或可能危及操作。当要加工有或要安装这样的航空器材料时，检测装置可以用于针对预期值测量该金属或合金，并且可以获得恰当的材料的有效性。类似地，可以确认对金属的热处理，因为针对给定合金，读数可能根据热处理、成形过程和机械历史而改变。例如在火箭中的某关键金属或合金部件可以从对金属处理的确认获益。不同于将样品与数据库进行比较，装置可以读取用在材料分析中的电导率读数。例如，古董硬币可以具有受所使用的金属纯化处理和实际使用的合金影响的电导率。用户可以使用原始电导率测量结果来建立制造该硬币的产地、矿山、冶金厂或造币厂作为对硬币和贵金属条的历史的调查的一部分。可以将从样品读取的值存储在由用户选择的名称或标题下的数据库中，使得在未来如果用户希望将数据库样品与新的样品(例如，硬币)进行比较，则用户可以仅找到用户存储的样品数据的名称并且回调该样品数据，然后，仪器可以准备好比较旧的样品与新的样品。例如，一些钱币硬币很有价值，并且价值数千美元或甚至数百万美元。这些特殊硬币可以被检测装置被读取以及通过公开值被读取，使得可以相对于检测装置上的已知读数来检查声称是该特定硬币的任何硬币。当合铸纯金属与其他金属时，电导率实际上总是下降并且使对伪造材料的检测更容易。诸如确定样品的大小和重量的样品的检查可以同样是重要的，因为：能够制造例如具有与金相同的电导率但预期重量与金不同的合金。检测装置可以与重量称和大小测量装置配对，使得可以同时测量大小、重量和内部电导率。测量结果的该组合可以检测用于仿造贵金属条的伪造材料的任意组合。使用上述的检测装置可以获得硬币的厚度和直径。使用该信息可以获得硬币的体积，并且结合重量可以测量金属的比重。如果用户知道样品的预期金属合金，则样品的比重也是已知的并且可以与所测量的比重进行比较。比重和电导率的组合是金属样品的完全独有特征，因此可以获得对样品的有效性的高度确定。可以以许多种方式来测量样品的厚度，许多方式包括降低传感器驱动器的频率，使得电磁波穿透样品。可以使用针对该新的较低频率的Q值与针对用于确定样品电导率的更高的非穿透频率的Q值的比来计算厚度。图16示出了针对1/16英寸厚的铜样品的测量的Q与频率的关系。横轴是以kHz为单位的频率，而纵轴是在足够高以不穿透样品的频率下的被标准化到2的Q。对于较高频率而言，Q近似地为常数，而对于较低的频率而言，Q开始随着频率降低而显著地减小。可以看到是的，当样品频率接近材料的趋肤深度时，出现Q的降低。样品的趋肤深度取决于材料和频率，其中，趋肤深度随着频率降低而增加。例如，铜在1kHz处的趋肤深度是.082英寸，仅稍微大于样品厚度。可以看到的是，Q的降低出现在大约1kHz处，其中，趋肤深度接近样品的厚度。图17示出了具有3/32英寸的厚度的铜样品的曲线图。针对该样品的Q读数中的下降出现在以下较低频率处，该较低频率与较大趋肤深度对应并且指示该样品比1/16英寸的样品厚。通过确定降低的该频率或在足够低以穿透硬币的频率处的相对Q可以测量硬币的厚度。确定样品的厚度是将曲线与针对趋肤深度标准化的测量曲线进行匹配的相当简单的事情，并且因为样品的趋肤深度是已知的(因为根据该较高频率的Q，样品的电导率是已知的)，所以可以直接获得厚度。曲线的降低(例如，50％点)与1/sqrt[以趋肤深度为单位的厚度]成比例地改变频率。用于获得样品的厚度的简单但可行的方式可以是找到标准化Q降低至该标准化Q的峰值的1/sqrt[2]处的频率。该频率的平方根与厚度成正比。标准化Q被定义为由检测装置测量的Q除以驱动频率的平方根。只要电磁波不以任何显著的方式完全穿透样品(通常，样品的厚度大于样品的2个或3个趋肤深度)，则该标准化Q对于样品中的给定材料而言是常数。其他方法也可以用于将曲线与标准化曲线进行匹配，并且获得较好的信噪比。在其他的方式中样品厚度的测量可以是有帮助的。例如，如果选择了特定硬币而不是该硬币的金属合金，则硬币的厚度可以是已知的并且如果硬币是预期金属和硬币则该硬币应当会被正确地被读取。例如，如果伪造的硬币被制造成具有与皇冠金相同的电导率并且被制造成看起来像1盎司的克鲁格金(克鲁格金由皇冠金制成)，则有效的电导率和厚度单独地或与重量和/或直径组合地向用户确保硬币是合法的。对于用户而言可以容易地看到硬币的直径是正确的，但是由于印花凸起，厚度可能不易于测量。如果直径是正确的，厚度是正确的并且电导率是正确的，则硬币几乎确定是合法的。结合重量，伪造硬币的电导率和大小实际上是不可能的。在本发明的实施方式中，在较小的修改阻抗部件的情况下，可以确定样品的直径。如上所述，阻抗部件可以是平面螺旋线圈。图18A示出了具有沿其长度的多个抽头1802的平面螺旋线圈1800。平面螺旋线圈1800可以具有能够由铁氧体制成的磁性材料背衬1804。多个分接头1802可以用于改变平面螺旋线圈1800的有效直径。图18B中的电路1804示出了具有多个电子开关1808的抽头的螺旋线圈1806，多个电子开关1808例如通过一次闭合一个开关而来允许调整线圈的直径。驱动信号1810可以被连接至平面螺旋线圈1806的中心。匹配变压器1812可以用于保持由箭头1814指示的针对测量电路的相当恒定的阻抗。当样品被放置在传感器上时，可以通过一次闭合一个开关1804并且使用检测装置进行常规Q的测量来激励各种有效传感器直径。在针对螺旋线圈的直径被标准化直至螺旋大于样品为止的情况下，Q值可以是恒定的。在该点处，Q开始降低，并且获得的结果可以是硬币或样品直径的直接函数。在本发明的实施方式中，许多小线圈可以用于替换单个大线圈，以执行大小或直径测量。在样品之下或部分在样品之下的线圈的数量可以确定大小或直径。图19A是该实施方式的示意图。硬币或样品1900可以被放置在小线圈的阵列1902上的任意位置，并且可以获得相同的结果。因为传感器的初始阻抗不影响电导率的读数，所以不在样品之下的线圈不受该初始阻抗的影响，并且所述线圈不影响装置的读数。在电路1904中如图19B所示，可以串联连接线圈传感器，尽管这对于样品大小的测量不是必需的。可以分别测量每个线圈或更小块的线圈以获得样品的大小。从样品上的小线圈的阵列获得的Q读数事实上与在相同大小的单个线圈的情况下的Q读数是相同的，因此对结果的分析是相当简单的。在该情况下改变的是耦合因子k，k随着硬币或样品的大小而变化。将对样品的直径和厚度的测量结果与样品的电导率进行组合进一步保证对样品的有效性的确定。这些方法可以与重量测量方法组合以生成作为样品的重量/体积的比重。因为仪器具有选择的金属，并且金属具有已知的比重和电导率，所以这些测量结果的组合可以用于实际地保证测试的样品的有效性。图20是具有测量样品的厚度、直径、电导率和重量的部件的测量系统2000的示意图。测量系统2000包括标准检验电路2004，该标准检验电路2004包括测量电路、AC电源和检测系统。测量系统2000还包括阻抗部件2002，阻抗部件2002电连接至标准检验电路2004并且可以包括多个抽头或平面线圈的阵列。标准检验电路2004可以与数据处理器2008通信。数据处理器2008还可以与重量测量部件2006通信。如图21中所图示的，只要表面由非导电材料制成，则阻抗部件就可以被嵌入到重量测量部件的表面2100中。靶可以被压制或印刷在表面2100上，使得用户知道将硬币或贵金属样品2102放置在何处。本发明的另一实施方式可以包括具有数字或模拟接口的分立重量测量部件。如图22中所示出的，重量测量部件可以是成品装置。可以将针对检测装置的传感器或传感器阵列和检测硬件2200放置在重量测量部件2202上，并且重量测量部件2202可以被去皮重。然后，可以将样品或硬币放置在传感器和检测硬件2200的顶部，使得传感器和检测硬件2200可以测量样品的电导率和大小，同时重量测量部件2202测量样品的重量。传感器单独可以仅重30克至50克，因此重量误差可以是小的。可以将重量测量部件2202连接至检测装置的数据处理器2204或也从传感器和检测硬件2200获得大小和电导率信息的另一处理器。然后，该共用处理器2204可以计算样品的比重。例如，共用处理器2204可以是具有以下的PC：至传感器和检测硬件2200的USB连接2206以及至重量测量部件2202的USB连接2208。在上述本发明的实施方式中，可以将要检查的硬币或贵金属放置在阻抗部件的附近，并且显示器可以示出材料是否具有预期电导率。测量可以花费约1秒。该测量不需要化学反应并且不改变样品。一旦已经进行了校准测量，就可以需要对样品的仅一个频率测量以确定样品的有效性。该过程是廉价的、快速的、不依赖硬币大小、形状或印花，并且实际上不受从样品到阻抗部件的距离的影响。参考文献[1]a)G.A.Snook,P.Kao,A.S.Best,J.PowerSources2011,196,1-12；b)J.R.Miller,P.Simon,Science2008,321,651-652；c)H.Li,Q.Zhao,W.Wang,H.Dong,D.Xu,G.Zou,H.Duan,D.Yu,NanoLett.2013,13,1271-1277.[2]L.L.Zhang,X.S.Zhao,Chem.Soc.Rev.2009,38,2520-2531.本说明书中所图示和讨论的实施方式仅意在教导本领域的技术人员如何实现和使用本发明。在本发明的描述的实施方式中，为了清楚起见，采用特定的术语。然而，本发明不意在受限于这样选择的特定术语。如本领域的技术人员根据上述教导所理解的那样，在不偏离本发明的情况下，可以修改或改变本发明的上述实施方式。因此应理解的是，在权利要求及其等同方式的范围内，可以以除具体描述的方式以外的方式实践本发明。当前第1页1 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