一种硬币检测方法、系统及其硬币重量检测仪与流程

本发明涉及硬币检测领域，具体来说，涉及一种硬币检测方法、系统及其硬币重量检测仪。

背景技术：

硬币作为央行发行的法定流通货币，被大量使用，在使用过程中，不可避免的会出现污染或残损。

此外，市面上还流通不少伪币，例如由伪造者自行生产的仿造币，或者与真币形状、大小及重量接近的其他代币。

银行机构在处理硬币时，有必要将伪币识别出来。另一方面，污币或残损币超出规定范围也必须回收处理。虽然人肉眼识别伪币或污币并不是很困难，并且国家有残损币的判定标准，但通常银行需要处理的硬币数量极为庞大，由工作人员人工识别并分离非常费时费力。目前市面上没有批量识别并分离伪币、污币或残损币的设备，因此提供一种设备来高效识别并分离伪币、污币或残损币成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提出一种硬币检测方法、系统及其硬币重量检测仪，提高银行机构的工作效率，减轻人工负担。

本发明的目的可以通过下列技术方案来实现：

本发明提供一种硬币重量检测仪，包括上壳，下壳，圆形秤盘，控制面板，防风圈组件以及内部组件，其特征在于，具有静态称重模式和动态称重模式两种工作模式，

圆形秤盘和防风圈组件安装在上壳的上表面上，防风圈组件为可拆卸部件，包括防风圈和防风圈盖，且防风圈组件包围圆形秤盘，圆形秤盘形成检测区；

控制面板安装在上壳的前表面上，控制面板包括显示器、按键和指示灯，按键用于设置硬币重量检测仪的工作模式和工作参数，工作参数包括待称重硬币的数量和类型；

上壳和下壳内部形成容纳空间，容纳空间中设置有内部组件；其中

内部组件包括控制主板和传感器组件，传感器组件用于对圆形秤盘上的硬币进行称重，控制主板用于将重量数据与标准重量进行比较，产生判断结果，如果重量差异超过阈值范围，则判定为存在异常，指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。

根据本发明的另一个方面，控制主板的内存中预先设置有与硬币类型相对应的单位标准重量，根据用户设置的硬币类型，控制主板查询获得与用户设置的硬币类型相对应的单位标准重量，当硬币重量检测仪处于静态称重模式下时，控制主板将用户设置的硬币数量与单位标准重量相乘得到总标准重量，将总标准重量作为标准重量，产生所述判断结果。

根据本发明的另一个方面，进一步包括通信接口，控制主板的内存中预先设置有与硬币类型相对应的单位标准重量，根据用户设置的硬币类型，控制主板查询获得与用户设置的硬币类型相对应的单位标准重量，当硬币重量检测仪处于动态称重模式下时，控制主板将单位标准重作为标准重量，产生判断结果，通信接口输出所述判断结果。

本发明还提供一种硬币检测系统，其特征在于，包括主控制器，排队装置，传送装置，libs分析仪，第一分离装置，第二分离装置以及本发明的硬币重量检测仪，

排队装置用于使批量倒入的硬币按一定时间间隔逐个滑出，并掉落在传送装置上；

传送装置用于将硬币传送至libs分析仪；

libs分析仪用于对硬币进行元素分析，并将分析数据传送给主控制器；

主控制器基于所述分析数据产生第一判断结果，并根据所述第一判断结果对第一分离装置进行控制；

传送装置还用于将未被第一分离装置分离的硬币继续传送至硬币重量检测仪；

硬币重量检测仪对硬币进行称重，基于重量数据产生第二判断结果，并将所述第二判断结果传送给主控制器；

主控制器根据所述第二判断结果对第二分离装置进行控制。

根据本发明的另一个方面，主控制器的内存中预先设置有与硬币类型相对应的硬币厚度，根据用户设置的硬币类型，主控制器查询获得与用户设置的硬币类型相对应的硬币厚度；

排队装置包括投币口和振动盘，振动盘的一侧开设有出币口，主控制器控制出币口的高度，使得出币口的高度略高于所述硬币厚度但小于所述硬币厚度的两倍。

根据本发明的另一个方面，主控制器的内存中预先设置有与硬币类型相对应的标准光谱，根据用户设置的硬币类型，主控制器查询获得与用户设置的硬币类型相对应的标准光谱，将所述分析数据与标准光谱进行比较，如果分析数据与标准光谱的差异超过第一阈值范围，则判定为污币或伪币，否则判定为正常硬币。

根据本发明的另一个方面，硬币重量检测仪将重量数据与标准重量进行比较，产生判断结果，如果重量差异超过阈值范围，则判定为残损币，否则判定为可流通硬币。

根据本发明的另一个方面，第二分离装置由两个子分离装置组成，并将两个子分离装置排列为l型，子分离装置包括继电器和拨片，

当判定为残损币时，主控制器向第一子分离装置的继电器发送触发信号，使得继电器得电并吸合，第一子分离装置的拨片受到继电器的吸力沿第一方向拨动，从而将残损币从硬币重量检测仪的检测区上分离，

当判定为可流通硬币时，主控制器向第二子分离装置的继电器发送触发信号，使得继电器得电并吸合，第二子分离装置的拨片受到继电器的吸力沿第二方向拨动，从而将可流通硬币从硬币重量检测仪的检测区上分离。

本发明还提供一种硬币检测方法，应用于本发明的硬币检测系统，所述方法包括以下步骤：

s1，设置硬币重量检测仪的工作模式，所述工作模式包括静态称重模式和动态称重模式，当设置为静态称重模式时，进入步骤s2，当设置为动态称重模式时，进入步骤s4；

s2，安装防风圈组件，设置待称重硬币的数量和类型；

s3，放入用户选定数量和类型的硬币称重，将重量数据与标准重量进行比较，如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为存在异常，指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯；

s4，拆下防风圈组件，设置待检测硬币的类型；

s5，投入用户选定类型的硬币，使硬币按一定时间间隔从出币口逐个滑出，并由传送装置将硬币传送至libs分析仪；

s6，libs分析仪对硬币进行分析，并将分析数据传送给主控制器。

s7，主控制器将分析数据与标准光谱进行比较，如果分析数据与标准光谱的差异超过第一阈值范围，则判定为污币或伪币，否则判定为正常硬币；

s8，根据检测结果，分离污币或伪币；

s9，硬币重量检测仪对硬币进行称重，将重量数据与标准重量进行比较，如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为残损币，否则判定为可流通硬币；

s10，根据检测结果，分离残损币。

本发明可以产生的有益效果是：自动批量识别并分离伪币、污币或残损币，处理速度极快，识别准确率高，适用于各种硬币的处理。本发明具有两种工作模式，可以根据用户的不同需求对硬币进行逐批次处理或逐个处理，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明的硬币检测系统的示意性框图；

图2是本发明的硬币重量检测仪的分解图；

图3是本发明的硬币检测方法的流程图。

具体实施方式

图1显示了本发明的硬币检测系统的示意性框图。如图1所示，本发明的硬币检测系统包括主控制器1，排队装置2，传送装置3，libs分析仪4，第一分离装置5，硬币重量检测仪6，第二分离装置7。

主控制器1与排队装置2、libs分析仪4、第一分离装置5、硬币重量检测仪6和第二分离装置7之间通过接口(图中未显示)连接，用于对排队装置2进行控制，接收来自libs分析仪4和硬币重量检测仪6的检测数据，基于上述检测数据对第一分离装置5和第二分离装置7进行控制。主控制器1的内存中预先设置有与硬币类型相对应的硬币厚度和标准光谱，用户可以操作主控制器1，设置要检测的硬币的类型，例如1999年版1角硬币，2005年版1角硬币，5角硬币，1元硬币等，主控制器1查询获得与用户设置的硬币类型相对应的硬币厚度和标准光谱。

排队装置2包括上部的投币口21和下部的振动盘22，振动盘22的一侧开设有出币口23，振动盘22的下表面和上表面设计为呈一定角度向下倾斜，下表面和上表面可以是平行的，也可以具有一定夹角，振动盘22的宽度逐渐收窄为略大于硬币的直径但小于硬币直径的两倍，优选为大于人民币1元硬币的直径，小于人民币1角硬币的直径的两倍。通过投币口21投入的硬币落到振动盘22上，振动盘22在电机的驱动下以一定频率小幅水平振动，在重力和振动的作用下，使得硬币以水平状态滑向出币口23。主控制器1控制出币口23的高度可调，使得出币口23的高度略高于硬币厚度但小于硬币厚度的两倍。出币口23的外侧设置有可活动的挡板(图中未显示)，挡板在电机的驱动下按一定时间间隔打开或关闭。出币口23可以是水平的，也可以呈一定角度向下倾斜，从而方便硬币滑出。出币口23设置在传送装置3的上方。利用本发明的排队装置1，可以使批量倒入的硬币按一定时间间隔从出币口23逐个滑出，并掉落在传送装置3上。

传送装置3在电机的驱动下间歇性地移动，将硬币传送至libs分析仪4，并使硬币在libs分析仪4下方停留数秒。

libs分析仪用于对硬币进行元素分析，并将分析数据传送给主控制器。libs分析仪4是一种金属快速检测装置，用于对硬币进行元素分析。具体而言，是一种小型激光诱导击穿光谱(laserinducedbreakdownspectroscopy，libs)分析仪。libs技术以其无需制样、分析时间短、实时性强、无损、快检、非接触测量、对待测样品形态规格无要求、全谱段测量等优点在金属快检及分类方面有很好的应用价值，可以在数秒内完成对金属的元素分析。

libs分析仪4包括激光器41、出光口42、光纤43、光谱仪44、充气气嘴45和出气气嘴46。

激光器41发出的脉冲激光通过光路通道被引导至光路通道末端的出光口42，并照射到硬币上，激发硬币表面产生等离子体信号，等离子体信号被光纤43采集，并通过光纤43传送至光谱仪44，分析谱图中元素对应的特征峰强度就可以对硬币的元素进行定性以及定量分析，并将获得的分析数据传送给主控制器1。为了提高检测精度，光路通道上还设置有充气气嘴45，在靠近出光口42的位置设置出气气嘴46，利用所述充气气嘴45向光路通道中充入氩气等保护气体，并通过所述出气气嘴46排气，排出的气体可以消除因检测上一枚硬币而产生的等离子信号的影响。

主控制器1接收来自libs分析仪4的分析数据，并将分析数据与标准光谱进行比较，产生第一判断结果。具体而言，如果分析数据与标准光谱的差异超过第一阈值范围，则判定为污币或伪币，否则判定为正常硬币。

根据主控制器1的第一判断结果，主控制器1对第一分离装置5进行控制。第一分离装置5包括继电器和拨片(图中未显示)，拨片的一端贴近传送装置3的表面但不接触，另一端设置有弹簧(图中未显示)。当判定为污币或伪币时，主控制器1向继电器发送延迟触发信号，使得继电器在一段时间后得电并吸合，在这段时间内，硬币由libs分析仪4的下方移动至拨片下方，拨片受到继电器的吸力沿与传送装置3的传送方向垂直的方向拨动，从而将污币或伪币从传送装置3上分离，进入用于容纳污币或伪币的容器中(图中未显示)。然后继电器掉电，在弹簧的弹力作用下，拨片回到原位。

未被第一分离装置5分离的正常硬币由传送装置3继续传送至硬币重量检测仪6。优选地，传送装置3的末端设计为呈一定角度向下倾斜，从而方便硬币逐个滑入硬币重量检测仪6的检测区，避免对硬币重量检测仪6的检测区造成碰撞。

硬币重量检测仪6对硬币进行称重，基于重量数据产生第二判断结果，并将所述第二判断结果传送给主控制器1。如图2所示，硬币重量检测仪6包括上壳21，下壳22，圆形秤盘23，控制面板24，防风圈组件，通信接口25以及内部组件。圆形秤盘23和防风圈组件安装在上壳21的上表面上，圆形秤盘23形成检测区。防风圈组件为可拆卸部件，包括防风圈26、防风圈底座27和防风圈盖28，其中防风圈底座27的内径略大于圆形秤盘23的直径，当安装完毕时防风圈组件包围圆形秤盘23。控制面板24安装在上壳21的前表面上，控制面板24包括显示器、按键和指示灯，显示器用于显示对硬币称重获得的重量数据，按键用于设置硬币重量检测仪的工作模式和工作参数，工作模式包括静态称重模式和动态称重模式，工作参数包括待称重硬币的数量和类型，指示灯用于指示硬币是否为残损币。上壳21和下壳22内部形成容纳空间，容纳空间中设置有内部组件。内部组件包括控制主板29和传感器组件，传感器组件用于对圆形秤盘上的硬币进行称重，控制主板29用于将重量数据与标准重量进行比较，产生第二判断结果。

具体而言，控制主板29的内存中预先设置有与硬币类型相对应的单位标准重量，例如，一分硬币为0.64-0.70克，两分硬币为1.03-1.13克，五分硬币为1.52-1.68克，一角硬币(1999年版)为1.09-1.21克，一角硬币(2005年版)为3.04-3.36克，五角硬币为3.61-3.99克，一元硬币为5.75-6.35克。根据用户设置的硬币类型，控制主板29查询获得与用户设置的硬币类型相对应的单位标准重量。当硬币重量检测仪6处于动态称重模式下时，控制主板29将单位标准重量作为标准重量，产生第二判断结果。如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为存在残损币，指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。

当硬币重量检测仪6处于静态称重模式下时，控制主板29将用户设置的硬币数量与单位标准重量相乘得到总标准重量，将总标准重量作为标准重量，产生第二判断结果。如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为存在异常，指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。优选地，硬币重量检测仪6还包括扬声器，当判定为存在异常时，发出提示音，提示工作人员通过动态称重模式对硬币再次进行检测，从待测硬币中分离出可能存在的污币、伪币或残损币。

优选地，在静态称重模式下，当待检测的硬币数量为1时，如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为异常币，指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。优选地，硬币重量检测仪6还包括扬声器，当判定为异常币时，发出提示音，提示工作人员进行回收处理。

需要注意的是，在静态称重模式下，当待检测的硬币数量大于1时，可能存在某些硬币偏轻、某些硬币偏重的情况，此时，虽然检测得到的总重量数据满足总标准重量，但实际上这些待检测硬币中可能仍存在异常币。如果检测人员存在疑虑，可通过动态称重模式对硬币再次进行检测，从待测硬币中分离出可能存在的污币、伪币或残损币。

具体而言，传感器组件包括：铜柱30、转接铜柱31、限位圆片32、传感器33、垫片34和内六角螺丝35。将上述组件依序组装在一起，从而将圆形秤盘12上受到的压力通过铜柱30和转接铜柱31传递至传感器33，获得重量数据。垫片34和内六角螺丝35用于将传感器33固定至下壳22内部的安装点位上。

通信接口25设置在下壳22的后表面上，当硬币重量检测仪6处于动态称重模式下时，通信接口25将硬币重量检测仪产生的第二判断结果传送给主控制器1。

此外，硬币重量检测仪6还包括安装在下壳22底部的可调底座36，通过调节可调底座36的高度，可以使硬币重量检测仪6的称重平面保持水平，从而获得更精确的测量结果。

主控制器1接收来自硬币重量检测仪6的第二判断结果，对第二分离装置7进行控制。第二分离装置7由两个子分离装置(图中未显示)组成(下文称为第一子分离装置和第二子分离装置)，每个子分离装置的结构与第一分离装置5相同，并将两个子分离装置排列为l型，从而使第一子分离装置的拨片可以沿硬币重量检测仪6的前后方向拨动，使第二子分离装置的拨片可以沿硬币重量检测仪6的左右方向拨动。当判定为残损币时，主控制器1向第一子分离装置的继电器发送触发信号，使得继电器得电并吸合，第一子分离装置的拨片受到继电器的吸力沿硬币重量检测仪6的垂直方向拨动，从而将残损币从硬币重量检测仪6的检测区上分离，进入用于容纳残损币的容器中(图中未显示)。当判定为可流通硬币时，主控制器1向第二子分离装置的继电器发送触发信号，使得继电器得电并吸合，第二子分离装置的拨片受到继电器的吸力沿硬币重量检测仪6的左右方向拨动，从而将可流通硬币从硬币重量检测仪6的检测区上分离，进入用于容纳可流通硬币的容器中(图中未显示)。然后继电器掉电，在弹簧的弹力作用下，拨片回到原位。

图3显示了本发明的硬币检测方法的流程图。本发明的硬币检测方法应用于本发明的硬币检测系统或硬币重量检测仪，如图3所示，本发明的硬币检测方法包括以下步骤：

s1，设置硬币重量检测仪的工作模式。硬币重量检测仪的工作模式包括静态称重模式和动态称重模式，用户操作硬币重量检测仪的按键设置工作模式，当设置为静态称重模式时，进入步骤s2，当设置为动态称重模式时，进入步骤s4。

作为优选，在设置工作模式之前，可以对硬币重量检测仪进行校准和去皮操作。具体而言，当天平称量不准确时，确认秤盘上无物体，长按“校准”键约3秒钟，屏幕显示“cal-d1”，随后闪烁显示“5g”，将5g砝码放到秤盘上，天平开始自动校准。等到屏幕上显示稳定的“5g”时，校准结束。当秤盘上无物体但显示屏有数值时，按“去皮”键，可使示值归零，完成去皮操作。

s2，安装防风圈组件，设置待称重硬币的数量和类型。在硬币重量检测仪的上壳的上表面上安装防风圈组件，使防风圈组件包围圆形秤盘，用户操作硬币重量检测仪的按键，设置待称重硬币的数量和类型。

s3，放入硬币称重，产生检测结果。在硬币重量检测仪的圆形秤盘上放入用户选定数量和类型的硬币进行称重，将重量数据与标准重量进行比较，产生第二判断结果，如果判定为存在异常，则指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。

具体而言，控制主板的内存中预先设置有与硬币类型相对应的单位标准重量，根据用户设置的硬币类型，控制主板查询获得与用户设置的硬币类型相对应的单位标准重量，再将用户设置的硬币数量与单位标准重量相乘得到总标准重量，将总标准重量作为标准重量，如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为存在异常，否则判定为可流通硬币。

优选地，当判定为存在异常时，发出提示音，提示工作人员通过动态称重模式对硬币再次进行检测，从待测硬币中分离出可能存在的污币、伪币或残损币。

优选地，在静态称重模式下，当待检测的硬币数量为1时，如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为异常币，指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。优选地，硬币重量检测仪6还包括扬声器，当判定为异常币时，发出提示音，提示工作人员进行回收处理。

s4，拆下防风圈组件，设置待检测硬币的类型。用户从硬币重量检测仪上拆下防风圈组件，并操作主控制器，设置要检测的硬币的类型，同时用户操作硬币重量检测仪的按键，设置待称重硬币的类型。主控制器查询获得与用户设置的硬币类型相对应的硬币厚度和标准光谱，控制出币口的高度，使得出币口的高度略高于硬币厚度但小于硬币厚度的两倍。硬币重量检测仪的控制主板查询获得与用户设置的硬币类型相对应的单位标准重量。

s5，投入硬币。用户通过投币口投入用户选定类型的硬币，使硬币按一定时间间隔从出币口逐个滑出，并掉落在传送装置上，并由传送装置将硬币传送至libs分析仪，使硬币在libs分析仪下方停留数秒。

s6，对硬币进行分析，并将分析数据传送给主控制器。

具体而言，libs分析仪的激光器发出的脉冲激光通过光路通道被引导至光路通道末端的出光口，并照射到硬币上，激发硬币表面产生等离子体信号，等离子体信号被光纤采集，并通过光纤传送至光谱仪，分析谱图中元素对应的特征峰强度，对硬币的元素进行定性以及定量分析。

s7，基于分析数据产生检测结果。主控制器接收来自libs分析仪的分析数据，并将分析数据与标准光谱进行比较，产生第一判断结果。具体而言，如果分析数据与标准光谱的差异超过第一阈值范围，则判定为污币或伪币，否则判定为正常硬币。

s8，根据检测结果，分离污币或伪币。当判定为污币或伪币时，主控制器控制第一分离装置将污币或伪币分离。

具体而言，当判定为污币或伪币时，主控制器向继电器发送延迟触发信号，使得继电器在一段时间后得电并吸合，在这段时间内，硬币由libs分析仪的下方移动至拨片下方，拨片受到继电器的吸力沿与传送装置的传送方向垂直的方向拨动，从而将污币或伪币从传送装置上分离，进入用于容纳污币或伪币的容器中。未被第一分离装置分离的正常硬币由传送装置继续传送至硬币重量检测仪。

s9，对硬币进行称重，产生检测结果，并将检测结果传送给主控制器。硬币重量检测仪对硬币进行称重，控制主板将重量数据与标准重量进行比较，产生第二判断结果，并将第二判断结果传送给主控制器。如果判定为残损币，则指示灯亮红灯，否则判定为可流通硬币，指示灯亮绿灯。优选地，当判定为残损币时，硬币重量检测仪发出提示音，提示工作人员进行回收处理。

具体而言，控制主板的内存中预先设置有与硬币类型相对应的单位标准重量，根据用户设置的硬币类型，控制主板查询获得与用户设置的硬币类型相对应的单位标准重量，将单位标准重量作为标准重量，如果重量差异超过第二阈值范围，则判定为残损币，否则判定为可流通硬币。

s10，根据检测结果，分离残损币。当判定为残损币时，主控制器控制第二分离装置将残损币分离。

具体而言，当判定为残损币时，主控制器向第一子分离装置的继电器发送触发信号，使得继电器得电并吸合，第一子分离装置的拨片受到继电器的吸力沿硬币重量检测仪的垂直方向拨动，从而将残损币从硬币重量检测仪的检测区上分离，进入用于容纳残损币的容器中。当判定为可流通硬币时，主控制器向第二子分离装置的继电器发送触发信号，使得继电器得电并吸合，第二子分离装置的拨片受到继电器的吸力沿硬币重量检测仪的左右方向拨动，从而将可流通硬币从硬币重量检测仪的检测区上分离，进入用于容纳可流通硬币的容器中。

本发明可以根据用户的不同需求对硬币进行逐批次处理或逐个处理，能够自动批量识别并分离伪币、污币或残损币，处理速度极快，识别准确率高，适用于各种硬币的处理，具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。