专利名称：：介质疲劳检出装置及介质疲劳检出方法
技术领域：
：本发明涉及检出纸币及复印纸、塑料薄片(sheet)等的褶子、铍纹、破烂等疲劳的装置及方法。
背景技术：
：目前，现金自动存取机在全世界被广泛利用。在这种现金自动存取机的内部，设置着进行种别管理的机构，处理的纸币产生疲劳(褶子、皱纹、破烂等)时，这种纸币被投入现金自动存取机中后，对它们进行分拣之际，在机内有可能产生堵塞的现象。为了防患于未然，例如在银行的点钞机或现金自动存取机的内部，设置检出纸币的疲劳的功能，从而防止疲劳较大的纸币流到市场上。作为现有技术的纸币等的疲劳的检出方式和装置，专利文献1、2公开的技术广为人知。专利文献l公开的检出方式中，在介质的主面侧配置发送用超声波传感器及接收用超声波传感器，测量来自介质的超声波的反射波，根据预先输入的介质与传感器之间的距离信息，检出介质的表面状态(褶子)。可是，在该检出方式中，需要预先输入介质与传感器之间的距离信息，存在着运算处理相当复杂的问题。另外，介质产生错位等后，难以正确地测量介质与传感器之间的距离本身。专利文献2公开的检出装置，采用使纸币在超声波发送部与超声波接收部之间通过的结构，利用超声波使纸币产生共振，接收2次辐射波，根据共振频率，算出该纸币的固有振动数，再与正常的纸币的固有振动数加以比较，从而判别纸币的刚性的劣化。可是，在该检出装置中，也需要预先输入正常的纸币的固有振动数，若要用一个装置检查多种纸币，必须输入多种数据，一一进行比较演算，存在着通用性差的问题。专利文献l:JP特开平5—97284号公报专利文献2:JP特开2006—250869号公报
发明内容因此，本发明的目的在于提供不需要预先输入作为基准的基本数据后和检出数据进行比较演算、具有通用性的、能够简单地检出薄片状介质的疲劳的介质疲劳检出装置及介质疲劳检出方法。为了达到所述目的，本发明涉及的介质疲劳检出装置，其特征在于在旨在利用超声波检出薄片状介质的疲劳的介质疲劳检出装置中，具备超声波发送单元(该超声波发送单元将超声波作为脉冲串波振荡)、超声波接收单元、接收灵敏度检知单元(该接收灵敏度检知单元检知超声波接收单元的接收灵敏度)；所述超声波发送单元和所述超声波接收单元配置在介有通过两者之间的薄片状介质地相对的位置——超声波发送单元发送的超声波，以规定的角度射入所述薄片状介质的主面的位置。另外，本发明涉及的介质疲劳检出方法，其特征在于是薄片状介质通过超声波发送单元和超声波接收单元之间，超声波发送单元发送的超声波透过薄片状介质被超声波接收单元接收，从而检出薄片状介质的疲劳的介质疲劳检出方法，所述超声波发送单元发送的超声波，作为脉冲串波振荡，以规定的角度射入被输送的薄片状介质的主面；用被与所述超声波发送单元相对地配置的所述超声波接收单元，接收透过所述薄片状介质的超声波；测量接收的超声波的接收灵敏度的变动，从而检出所述薄片状介质的疲劳。在本发明中，薄片状介质被发送单元发送来的超声波激振，随着薄片状介质的振动而变化的超声波则被接收单元接收。薄片状介质的激振状态，在没有疲劳的部分和出现疲劳(褶子、铍纹、破烂等)的部分中不同，在出现疲劳的部分表示接收灵敏度的输出电压的变动量，大于没有疲劳的部分。根据该输出电压的变动量，检出薄片状介质的疲劳。之所以这样地在纸币等介质的疲劳状态下，输出电压的变动量的大小产生差异，是因为在介质的表面的凹凸的作用下，超声波的透过或反射状态变动的缘故。可以认为伴随着该变动，透过或反射的超声波出现干涉，导致接收灵敏度产生变化。在本发明中，超声波发送单元发送的超声波最好对于薄片状介质的主面的法线方向而言，以5°以上的角度射入。射入角度小于5°时，超声波基本上直角射入薄片状介质，射入的超声波被大量反射，表示接收灵敏度的输出电压的变动变大，往往不能检出疲劳。对射入角度的上限虽然没有特定，但是因为发送单元及接收单元各自具有规定的厚度，所以加大射入角度后，发送单元及接收单元就有时与输送的薄片状介质接触。另外，超声波发送单元的中心轴和超声波接收单元的中心轴，最好在一条直线上相对地配置。这样能够防止接收灵敏度的下降，有效地使用超声波检出疲劳。采用本发明后，能够接收透过薄片状介质的超声波，测量表示其接收灵敏度的输出电压的变动量，从而检出薄片状介质的疲劳，不需要成为基准的基本数据，具有通用性，薄片状介质的疲劳的检出处理非常简单。图1是表示本发明涉及的介质疲劳检出装置的一个实施例的说明图。图2是表示透过薄片状介质的超声波的接收灵敏度的输出电压的图表。图3是表示根据图2的输出电压的灵敏度变化图表。图4是表示更具体的新币及疲劳币的接收灵敏度的电压的图表。具体实施方式下面，参照附图，讲述本发明涉及的介质疲劳检出装置及介质疲劳检出方法的实施例。图l表示本发明涉及的介质疲劳检出装置的一个实施例。该装置由具备驱动电路21的超声波发送元件11和具备接收灵敏度检知部22的超声波接收元件12构成。超声波发送元件11将超声波作为脉冲串(burst)波振荡。接收灵敏度检知部22由放大接收波的放大电路及具有峰值保持电路的接收电路23和波形演算电路24构成。被检出物——薄片状介质5，在超声波发送元件11和超声波接收元件12之间，朝着箭头A方向，以规定的速度输送。作为薄片状介质5，可以使用纸币及复印纸等纸介质和塑料薄片等，检出这些薄片状介质5的褶子、铍纹、破烂等疲劳。超声波发送元件11被配置成为使发送的超声波对于薄片状介质5的主面的法线B而言，为规定的射入角度e。进而，超声波发送元件11的中心轴和超声波接收元件12的中心轴，在隔有被输送的薄片状介质5地相对的位置上，成为1条直线地配置。这样，能够提高超声波的利用效率。此外，在实际使用上不妨碍超声波的利用效率的范围内，超声波发送元件11的中心轴和超声波接收元件12的中心轴也可以有若干偏移。薄片状介质5被超声波发送元件11照射超声波后，就被激振，随着薄片状介质5的振动而变化的超声波则被超声波接收元件12接收。在接收波被用接收电路23的放大电路放大、用峰值保持电路保持以一定间隔驱动的超声波的接收输出电压的最大值的状态下，被用波形演算电路24测量输出电压的变动量。薄片状介质5的激振状态，随着其状态(出现褶子、皱纹、破烂等疲劳的部分和没有疲劳的部分)的不同而不同。就是说，在出现疲劳的部分，表示接收灵敏度的输出电压的变动量(下文详述)，大于没有疲劳的部分。根据该输出电压的变动的大小，能够检出薄片状介质5的疲劳。在纸币等薄片状介质5出现疲劳的状态下，输出电压的变动量的大小之所以产生差异，是由于在介质的表面的凹凸的作用下，超声波的透过或反射状态变动的缘故。伴随着该变动，透过或反射的超声波干涉，从而使接收灵敏度产生变化。图2表示用超声波接收元件12接收、用接收电路23放大的接收灵敏度的波形。作为薄片状介质5使用纸币，以规定的速度输送薄片状介质5，每输送5mm就停止，由超声波发送元件ll以脉冲串波的形式发送10脉冲的300kHz的超声波，通过薄片状介质5作媒介，用接收超声波接收元件12。超声波发送元件11和超声波接收元件12的间隔为20mm，射入角度8为15°。图2(A)是表示新币的接收灵敏度的输出电压的波形，图2(B)是表示疲劳度较小时的接收灵敏度的输出电压的波形，图2(C)是表示疲劳度较大时的接收灵敏度的输出电压的波形。图3是将图2所示的输出电压的峰值(Vpp)的波形图表化的图形，图3(A)表示新币、图3(B)表示疲劳度较小的纸币、图3(C)表示疲劳度较大的纸币的接收灵敏度的输出电压的峰值(Vpp)的变化。由图2及图3可知伴随着疲劳度的变大，接收灵敏度(峰值)的变8动变大。测量接收灵敏度的变动，能够很容易地检出薄片状介质5(纸币)的疲劳度，不需要预先输入成为基准的基本数据后和检出数据进行比较演算。图4表示峰值保持更具体的接收灵敏度的+侧的输出电压的波形。将超声波发送元件11和超声波接收元件12的间隔设定为20ram，射入角度e设定为15°，以1.0m/sec的速度输送薄片状介质5，以0.5msec的间隔、脉冲串波的形式外加10脉冲的300kHz的超声波。图4(A)示出表示新币的接收灵敏度的输出电压的波形，图4(B)示出表示疲劳度较小的纸币的疲劳部分的接收灵敏度的输出电压的波形，图4(C)示出表示疲劳度较大的纸币的疲劳部分的接收灵敏度的输出电压的波形。由图4(A)可知新币中的输出电压几乎没有变动。另外，由图4(B)可知疲劳度较小的纸币的输出电压的最大值和最小值的电压差AV大约为0.3V，输出电压的变动量较小。可是，由图4(C)可知疲劳度较大的纸币的输出电压的最大值和最小值的电压差AV大约为0.7V以上，疲劳度较大的纸币的输出电压的变动量非常大。此外，该输出电压的变动的大小，随着薄片状介质5的材质等的不同而不同，不局限于在这里列举的数值。接着，考察射入角度e。所谓"射入角度e"，是薄片状介质5的主面的法线方向和来自超声波发送元件ll的超声波的发送方向构成的角度。以下的表1，列出用获得图4的表示接收灵敏度的输出电压的波形的装置，在0°20°的范围内，每次变更5。地测量出的输出电压(Vpp)。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>射入角度小于5。时，超声波基本上直角射入薄片状介质5，射入的超声波大量被反射，表示接收灵敏度的输出电压的变动变大，往往不能检出疲劳。如表l所示的那样，使射入角度为5。以上后，能够获得可以使用的输出电压。如果在10。20°的范围内，就能够获得理想的排除驱动噪声的影响的输出电压。即使在2(T以上，也可以实用。但是，考虑到超声波发送元件11及超声波接收元件12的距离不能够太大(如果距离较大，灵敏度就会下降，装置趋于大型化)后，因为超声波发送元件11及超声波接收元件12具有规定的厚度，所以加大射入角度e后，超声波发送元件11及超声波接收元件12就有时与输送的薄片状介质5接触，所以射入角度e的上限值最好为20°以下。另外，超声波发送元件11和超声波接收元件12的距离最好为20mm以上。驱动超声波发送元件11后，就会产生驱动噪声，为了使该驱动噪声和薄片状介质5的疲劳部分产生的输出电压充分地分离，在薄片状介质5和各元件11、12之间最好具有规定的距离。但是，薄片状介质5没有必要通过元件ll、12的中间部，也可使它靠近元件ll、12中的某一个地通过。另外，还可以将元件ll、12配置在和图1相反的位置关系上，朝着和箭头A相反的方向输送薄片状介质5。作为超声波发送元件11及超声波接收元件12，最好使用指向性狭窄的元件。指向性越窄，越能够用狭窄的范围检出薄片状介质5的疲劳部分，越能够提高接收灵敏度。在以上讲述的实施例中，发送元件11将超声波作为脉冲串波振荡。作为脉冲串波振荡后，能够判定每个脉冲的发送波，能够利用接收元件12检出对于各发送波而言的透过或反射产生的干涉波。因此，不仅可以判定薄片状介质5有无疲劳，而且还能够判定疲劳位置。可是，将超声波作为驻波振荡时，由于薄片状介质5始终处于超声波振荡的状态，由于不能够判定是由哪个振荡产生的反射波引起干涉，所以不能够判定薄片状介质5有无皱纹等疲劳，难以判定疲劳部分的位置。综上所述，本发明在纸币等介质疲劳检出装置及介质疲劳检出方法中大有用处，特别是在不需要预先输入成为基准的基本数据后和检出数据进行比较演算、具有通用性的、能够简单地检出薄片状介质的疲劳的方面，十分优异。权利要求1、一种介质疲劳检出装置，利用超声波检出薄片状介质的疲劳，其特征在于所述介质疲劳检出装置，具备超声波发送单元，该超声波发送单元将超声波作为脉冲串波振荡；超声波接收单元；和超声波接收单元的接收灵敏度检知单元，所述超声波发送单元与所述超声波接收单元配置为，隔着要从两者之间通过的薄片状介质而相互相对，而且超声波发送单元发送的超声波，以规定的角度射入所述薄片状介质的主面。2、如权利要求1所述的介质疲劳检出装置，其特征在于所述超声波发送单元发送的超声波，对于所述薄片状介质的主面的法线方向而言，以5°以上的角度射入。3、如权利要求1或2所述的介质疲劳检出装置，其特征在于所述超声波发送单元的中心轴与所述超声波接收单元的中心轴，在一条直线上相对地配置。4、一种介质疲劳检出方法，薄片状介质通过超声波发送单元与超声波接收单元之间，超声波发送单元发送的超声波透过薄片状介质被超声波接收单元接收，从而检出该薄片状介质的疲劳，所述超声波发送单元发送的超声波，以脉冲串波振荡，并且以规定的角度射入被输送的薄片状介质的主面；由被与所述超声波发送单元相对配置的所述超声波接收单元，接收透过所述薄片状介质的超声波；测量接收的超声波的接收灵敏度的变动，从而检出所述薄片状介质的疲劳。5、如权利要求4所述的介质疲劳检出方法，其特征在于所述超声波发送单元发送的超声波，对于所述薄片状介质的主面的法线方向而言，以5°以上的角度射入。6、如权利要求4或5所述的介质疲劳检出方法，其特征在于所述超声波发送单元的中心轴与所述超声波接收单元的中心轴，在一条直线上相对地配置。全文摘要介质疲劳检出装置，具备超声波发送单元(11)，该超声波发送单元将超声波作为脉冲串波振荡；超声波接收单元(12)；和接收灵敏度检知单元(22)。超声波发送单元(11)与超声波接收单元(12)配置为，隔着要从两者之间通过的纸币等薄片状介质(5)而相互相对，而且超声波发送单元(11)发送的超声波，以规定的角度射入薄片状介质(5)的主面。测量接收的超声波的接收灵敏度的变动，从而检出所述薄片状介质(5)的疲劳。提供不需要预先输入作为基准的基本数据后和检出数据进行比较演算、具有通用性的、能够简单地检出薄片状介质的疲劳的介质疲劳检出装置及介质疲劳检出方法。文档编号G01N29/04GK101568831SQ200880001248公开日2009年10月28日申请日期2008年2月20日优先权日2007年2月28日发明者近藤亲史申请人:株式会社村田制作所