专利名称：一种硬币真伪检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种识别硬币真伪的检测装置。
背景技术：
硬币具有材料坚硬、流通过程中使用次数高的特点，是人们生活中的 常用货币，但在使用中经常被假币所困扰(主要是一元假币)，目前的公 交车、自动售货机、公用电话等场合均设立了对投入硬币的币值及真伪进 行判断的硬币接收装置，但检测效果并不理想，因此每年给国家带来了极 大经济损失。
人民币硬币是由多种金属合金材料合成而成，以一元硬币为例，其中 含铁、碳、铝、镍等不同金属，其中各种材料的比例多少是国家的机密。 由于硬币造假者并不了解真币的各种材质比例及制造工艺，只是在尺寸、 重量、图案上进行模仿，因此，材质检测是识别真假的有效手段。在物理 学领域，不同金属材料的电磁特性是不同的，将硬币置于一定频率的磁场 中，会在感应接收线圈中呈现不同的电感值，以此原理设计发明了各种不 同的检测形式，来解决硬币检伪问题，取得了一定效果。
目前用于硬币材质检伪的方案归纳起来有两种， 一种为涡流检测方 法，该方法是采用平面涡流线圈并通入一定频率的交流信号，当硬币靠近 线圈时在硬币中产生涡流，检测涡流对平面线圈电抗的变化影响，从而实 现硬币检伪。该方法要求硬币必须紧贴检测线圈，且对硬币与线圈的位置 要求严格，因此使得检测装置实现起来十分复杂，制造成本较高，且难于 实现动态快速的检测，因此并不实用。另一种是采用双线圈检测方法，即 将两个线圈相对固定放置， 一个通入一定频率交流作为激励，另一个用于 信号接收，当硬币从中经过时，接收线圈的感应信号电压幅值发生变化， 根据该电压信号大小检测硬币的真伪，该方法在检测上优点是速度快，但 缺点是识别率很低，原因是感应信号偏弱，有些真假币信号难于区分，因此在使用中并不成功。另外，在有的银行硬币清分包装设备中，做到了使 用激磁线圈构成磁路用于对不同币值硬币识别，但尚没有发现在硬币真/ 假材质检伪方面成功的报道。发明内容本实用新型的目在于提供一种硬币真伪检测装置，其具有识别能力强、准确率高、简单、快速、可靠、实用的效果。为实现上述目的，本实用新型提供的硬币真伪检测装置，包括 一环形导磁体，置于一非导磁且呈人字型的币道中间，其下方的币道左右两侧各设置有一个电磁阀，该电磁阀与微处理器电连接；在环形导磁体与下方的电磁控制阀中间设有一光电传感器； 该环形导磁体上绕有线圈，且该线圈与激振频率信号发生器之间串接一电容构成LC谐振电路；该该谐振电路的频率与硬币的特征频率相等或相近；在该环形磁体的一侧设有一开口，该开口的开度略大于硬币的厚度； 该开口与币道连接。在本实用新型的一个实施例中，环形磁体上的开口其截面积小于硬币 直径。在本实用新型的一个实施例中，环形磁体的截面为圆形。 在本实用新型的一个实施例中，激振频率信号发生器是一微处理器。 在本实用新型的一个实施例中，币道为塑料或有机玻璃材料制成。 本实用新型的优点在于1) 结构简单只要将硬币置于检测电磁回路即可，由于导磁体截面 明显小于硬币直径，因此，对硬币与导磁体截面的相对位置要求不严格， 对破损硬币、污垢硬币均不影响检测结果，同时提高了硬币识别能力。2) 抗干扰能力强激励交流信号的频率对硬币检伪有着很大影响， 由于采用微处理器产生激励信号，免除了一般电子器件构成的振荡器参数 受温度等环境因素变化对频率产生的影响。 ) 识别能力强由于检测电路工作在谐振状态，检测电压信号幅值 能达到上百伏，真假币信号区别明显，便于电路及微处理器处理。4
图1是本实用新型的硬币真伪检测装置的结构示意图；图2是图1中传感器部分的结构示意图；图3是本实用新型的硬币真伪检测装置的工作示意图；图4是本实用新型的硬币真伪检测装置的电原理路示意图；图5是本实用新型的硬币真伪检测装置的其它外围电原理示意图；图6是本实用新型的硬币真伪检测装置的微处理器程序流程示意图。
具体实施方式
本实用新型的硬币真伪检测装置主要是在置于硬币投入后的垂直下 落通道中安装了一个传感器，在垂直通道中设计了接币机构，接币机构的 作用是控制硬币与传感器的位置及控制硬币的下落。接币机构主要由两个 可控制的电磁阀构成，同时在检测位置设有光电传感器，用来判断是否有 币。当检测电路判断出硬币真伪后，对应的一个电磁阀收縮，让出其下落 通道，真币与假币分别落入各自接币盒。同时作为完整的检测装置，设计了以微处理器为核心的嵌入式智能检 测电路，并设计编写了相应软件，这部分的功能包括激振频率信号的产生、 真币特征参数的储存记忆、模拟信号的采集与处理、硬币投币控制、硬币 计数显示、假币语音报警及硬币谐振电路的检测比较处理等。本实用新型采用高导磁材料物体构成闭合磁路，在闭合磁路中开有硬 币通过的开口，磁路中的电感线圈与电容构成谐振电路，谐振频率为与真 币相关的特征频率，当将真币及假币分别置于磁路中时，交流谐振信号的 电压幅值明显不同，进而判断出投入的硬币真伪；本实用新型的其特征在 于1、 铁氧体高导磁材料构成环形回路，回路有一可通过硬币的开口， 回路由导磁体、硬币和很小的空气气隙构成闭合磁路。由于环形体采用了 高导磁材料，且空气气隙很小，因此使得环形磁路的磁感应强度很强，也 因此使得当硬币材质发生改变时(指真假硬币)，磁路磁通的变化十分明 显。2、 导磁材料构成的导磁体上绕有一个线圈，在电路中该线圈与电容5构成串联谐振电路。由于电路工作在谐振状态，使得线圈两端呈现出很高 的电压，实际工作状态电压的幅值可达到上百伏，因此使得检测硬币的分 辨率大为提高。3、 激励交流信号大小及频率由微处理器产生，通过微处理器接口输 出的信号经驱动电路与串联谐振电路连接，该方法产生的激振信号频率具 有极高的稳定性。目前使用的检测装置所采用的激励信号均来自于电子器 件组成的振荡电路来实现，其电子器件易受到温度等因素变化的影响，使 得检测装置难于正常工作。4、 所发明的检测传感器中，硬币的直径朋显大于靠近硬币导磁体横 截面面积。其目的是在检测过程中，被测硬币很容易覆盖检测磁体截面， 因此降低了硬币与检测磁体平面的位置要求。5、 靠近硬币处导磁体断面形状为圆形。6、 硬币靠重力落入检测位置。
以下结合附图对本实用新型作更进一步的描述。图1是本实用新型的检测装置的结构示意图，它同时说明了硬币检测的过程。当硬币3靠重力从投币口8进入接近垂直币道后，将会被电磁阀 伸縮部分5挡住，此时硬币会遮挡光电传感器6，光电传感器将信号送给 微处理器，经程序判断存在了硬币并进入检测流程，当程序判断出真/假硬 币后即发出控制指令，如果判断后是真币，则左侧电磁阀动作，打开真币 通道，使真币向左侧落下；反之，假币将向右侧落下。该装置的主体结构支撑部分7为"人"字型，采用塑料、有机玻璃等非 导磁材料制作而成，目的是用来固定传感器及电磁阀并构成从投币口到出 币口的币道，币道的宽度大于硬币直径(例如30mm左右)，两个电磁铁 的中心距小于硬币的直径(例如15mm左右)，左右币道与水平方向承一 定的夹角(例如45°左右)图2显示本实用新型的检测装置中的硬币检测传感器部分的结构，该 传感器部分是由高导磁材料制成的环形导磁体1及一个线圈2构成传感器 主体，在环形导磁体的一侧有一开口 4，开口4的开度(例如3mm 4mm) 略大于硬币3的厚度(例如2mm左右)，检测时硬币进入幵口，硬币3的 直径(例如25mm左右)大于开口4的圆形截面积(例如8mm 12mm)。在环形导磁体1没有开口的一侧上绕有线圈，线圈通入规定频率的交 流信号，该交流信号在闭合磁路中产生交变磁场，检测时硬币也处在磁场 中，当硬币材质不同时，磁场的磁通将发生变化，该磁通的变化会反应在 线圈电感的参数发生改变，线圈两端电压信号的波形亦不同，检测该电压 波形的变化可以将真/假币区分开。图3给出了检测装置工作时，硬币3、接币电磁铁9、光电传感器6、磁回路气隙及币道8的具体位置信息。硬币从币道8落下后，受电磁阀伸 縮部分5的限制，使硬币处在覆盖检测传感器磁体开口截面处，同时遮挡 光电传感器，通知微处理器开始检测；检测结束后，电磁阀得电收縮，让 出币道使硬币下落。图4是硬币检测电路原理图，用来说明微处理器及相关检测控制电路 的工作原理。首先由微处理器a端输出一个一定频率的交流脉冲信号，经 过运算放大器Al为主的驱动电路加在由电感L及电容C组成的串联谐振 电路上，该电感L即图1的线圈2， L、 C串联电路与R1、 R2串联电路组 成桥路。当投入硬币后，对应真/假币会在电感两端(或电容两端)产生不 同的电压信号，经桥路变成差分信号后送入由运算放大器A2、 A3、 A4组 成的高输入阻抗差分放大电路，放大后得到的模拟电压信号b经过A/D转 换后，将信号B送入微处理器。当检测结果为真币时，微处理器的输出信 号通过d端经三极管Tl及继电器Jl控制左侧电磁铁1动作，真币落入左 侧(如图l所示)；当检测结果为假币时，微处理器输出信号通过c端经 三极管T2及继电器J2控制右测电磁铁2动作，假币落入右侧(如图1所 示)。图5是硬币检测微处理器其它外围电路原理示意图。该检测装置选用 的是AT89C196高性能微处理器。除图4描述的外围检测电路以外，该图 给出了该微处理器其它的扩展功能，其中包括通过7279芯片扩展了双4 位LED显示电路，用来显示硬币的数量和币值；通过SR9F26语音芯片及 LM386音频放大电路，设计了语音提示电路，用来提示投币者使用真币； E2PROM用来存储真币的特性参数，用来在检测时与实际信号进行比较， 确定硬币的真伪。图6是微处理器程序流程图，说明了上述过程的程序执行过程。7本实用新型针对硬币检伪问题，以闭合磁路结合谐振电路为其主要特 征，采用特殊的开口环形导磁体为核心部件实现的一种全新的硬币检伪传
权利要求1、一种硬币真伪检测装置，其特征在于，包括一环形导磁体，置于一非导磁且呈人字型的币道中间，其下方的币道左右两侧各设置有一个电磁阀，该电磁控制阀与微处理器电连接；在环形导磁体与下方的电磁阀中间设有一光电传感器；该环形导磁体上绕有线圈，且该线圈与激振频率信号发生器之间串接一电容构成LC谐振电路，该谐振电路的频率与硬币的特征频率相等或相近；在该环形磁体的一侧设有一开口，该开口的开度略大于硬币的厚度；该开口与币道连接。
2、 如权利要求1所述的硬币真伪检测装置，其特征在于，环形磁体 上的开口其截面积小于硬币直径。
3、 如权利要求1或2所述的硬币真伪检测装置，其特征在于，环形磁体的截面为圆形。
4、 如权利要求1所述的硬币真伪检测装置，其特征在于，激振频率 信号发生器是一微处理器。
5、 如权利要求1所述的硬币真伪检测装置，其特征在于，币道为塑 料或有机玻璃材料。
专利摘要一种硬币真伪检测装置，其包括一环形导磁体，置于一非导磁且呈人字型的币道中间，其下方的币道左右两侧各设置有一个电磁阀，该电磁控制阀与微处理器电连接；在环形导磁体与下方的电磁阀中间设有一光电传感器；该环形导磁体上绕有线圈，且该线圈与激振频率信号发生器之间串接一电容构成LC谐振电路，该谐振电路的频率与硬币的特征频率相等或相近；在该环形磁体的一侧设有一开口，该开口的开度略大于硬币的厚度；该开口与币道连接。本实用新型该硬币检伪方法具有结构简单、分辨率高的特点。
文档编号G07D5/08GK201413541SQ20092015403
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者冰 吕 申请人:冰 吕