一种基于多频涡流检测和磁性检测的硬币识别装置的制作方法

本实用新型涉及一种硬币识别装置，特别是一种基于多频涡流检测和磁性检测的硬币识别装置，属于造币设备技术领域。

背景技术：

据申请人了解，目前国内硬币清分机普遍都采用电涡流检测原理来进行硬币面额的识别，通常采用一组或两组线圈传感器对硬币的电磁信号进行检测，检测的参数指标一般在4个以下，检测速度一般在400-600枚/分钟。

随着我国造币工艺的提升以及世界范围内硬币互流互通的趋势增强，目前硬币清分机的检测方法存在以下的不足：（1）针对现有的普通纪念币的识别能力不足，随着近几年普通纪念币发行量增大，通过机具对普通纪念币进行鉴别、兑换及清分处理的需求日益增强，而现有硬币清分机对普通纪念币的鉴别能力较弱；（2）对外来币种的识别能力不足，随着我国国际化进程的推进，外来币种流入我国的种类和数量也日益增多，现有清分机由于检测能力不足，无法应对各类外币的鉴别。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于多频涡流检测和磁性检测的硬币识别装置，本实用新型能满足我国现有流通硬币、常见普通纪念币以及各类外币的检测和清分。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于多频涡流检测和磁性检测的硬币识别装置，包括副微处理器、副激励信号发生电路、副混频电路、副差分放大电路以及副相敏检波电路，还包括主微处理器、主激励信号发生电路、第一主差分放大电路和主相敏检波电路；主激励信号发生电路含有一个受控于主微处理器的主数字频率合成器及其主放大滤波电路，用以生成两种主激励信号（DDS3、DDS3’）；第一主差分放大电路包括第二线圈传感器、对比线圈和电阻组成的桥电路，以及仪用放大器，用以将桥电路引出的第二线圈传感器的线圈信号与一种相应的主激励信号（DDS3）形成差分信号DIF1提供给主相敏检波电路；主相敏检波电路由模拟乘法器和低通滤波电路构成，用以将两种主激励信号（DDS3、DDS3’）分别与差分信号DIF1进行乘法运算及低通滤波，得到分别反映硬币边部材质等效感抗和等效电阻的两相应主输出电压信号（V05、V06）反馈到主微处理器。

进一步地，副激励信号发生电路含有两个分别受控于副微处理器的副数字频率合成器及其副放大滤波电路，其中一个副数字频率合成器及其副放大滤波电路用以生成两种第一副激励信号（DDS1、DDS1’），另一个副数字频率合成器及其副放大滤波电路用以生成两种第二副激励信号（DDS2、DDS2’）。

进一步地，副混频电路由加法器电路构成，用以将第一副激励信号（DDS1）与相应第二副激励信号（DDS2）混频后生成的叠加信号SIG传输给第一线圈传感器及副差分放大电路。

进一步地，副差分放大电路包括第一线圈传感器、对比线圈和电阻组成的桥电路，以及仪用放大器，用以将桥电路引出的第一线圈传感器的线圈信号与叠加信号SIG形成差分信号DIF提供给副相敏检波电路。

进一步地，副相敏检波电路由模拟乘法器和低通滤波电路构成，用以将两种第一副激励信号以及两种第二副激励信号分别与对应的差分信号DIF进行乘法运算及低通滤波，得到分别反映硬币芯部表层等效感抗、等效电阻以及芯部次表层等效感抗、等效电阻的四个相应副输出电压信号（V01、V02、V03和V04）反馈到主微处理器。

进一步地，主微处理器与第二主差分放大电路相连，第二主差分放大电路包括霍尔传感器和仪用放大器，用以将霍尔传感器的信号通过仪用放大器放大后形成相应的电压信号（V07）反馈到主微处理器。

进一步地，主数字频率合成器由受控于主微处理器的主DDS芯片及其外部晶振电路构成；主微处理器，用以控制主DDS芯片生成两种主激励信号DDS3、DDS3’。

进一步地，主激励信号DDS3与DDS3’ 频率相同、相位相差90°。

进一步地，副数字频率合成器由受控于副微处理器的副DDS芯片及其外部晶振电路构成；副微处理器，用以控制副DDS芯片生成四种副激励信号DDS1、DDS1’、DDS2、DDS2’。

进一步地，副激励信号DDS1与DDS1’频率相同、相位相差90°，副激励信号DDS2与DDS2’频率相同、相位相差90°。

本实用新型的工作原理为：电路板连接前端传感器，传感器包括两个线圈传感器和一个霍尔传感器，电路板对传感器信号进行采样、分析及处理，并对不合格的硬币进行剔除，同时将结果传输给控制板。其中控制板连接本实用新型的电机、门磁及显示界面，控制硬币的输送、设备状态的检测以及人机交互界面。

本实用新型的有益效果是：

1）能够对硬币进行磁性检测以及不同位置不同深度的涡流检测，涡流检测包含对硬币芯部表面材质、芯部内层材质以及外环部材质的检测，可达到7个机读检测参数；

2）能够适应单一合金硬币、电镀材料硬币、符合材料硬币、双金属材料硬币等各类材质硬币的检测；

3）检测速度最快可达到2000枚/分钟。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的电路简图。

图2为本实用新型一个实施例的电路框图。

其中：1-电机，2-门磁，3-显示屏，4-电磁铁。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种基于多频涡流检测和磁性检测的硬币识别装置，其电路简图参见图1，包括模拟电路板连接前端传感器，对传感器信号进行采样、分析及处理，并对不合格品进行剔除，同时将结果传输给控制板。控制板连接清分机的电机1、门磁2及显示屏3，控制硬币的输送、设备状态监测及人机交互界面。对传感信号进行处理的信号处理板包括电磁铁4。

模拟电路板参见图2，包括副微处理器、副激励信号发生电路、副混频电路、副差分放大电路以及副相敏检波电路，还包括主微处理器、主激励信号发生电路、第一主差分放大电路和主相敏检波电路；主激励信号发生电路含有一个受控于主微处理器的主数字频率合成器及其主放大滤波电路，用以生成两种主激励信号DDS3、DDS3’；第一主差分放大电路包括第二线圈传感器、对比线圈和电阻组成的桥电路，以及仪用放大器，用以将桥电路引出的第二线圈传感器的线圈信号与一种相应的主激励信号DDS3形成差分信号DIF1提供给主相敏检波电路；主相敏检波电路由模拟乘法器和低通滤波电路构成，用以将两种主激励信号（DDS3、DDS3’）分别与差分信号DIF1进行乘法运算及低通滤波，得到分别反映硬币边部材质等效感抗和等效电阻的两相应主输出电压信号V05、V06反馈到主微处理器。

副激励信号发生电路含有两个分别受控于副微处理器的副数字频率合成器及其副放大滤波电路，其中一个副数字频率合成器及其副放大滤波电路用以生成两种第一副激励信号DDS1、DDS1’，另一个副数字频率合成器及其副放大滤波电路用以生成两种第二副激励信号DDS2、DDS2’。副混频电路由加法器电路构成，用以将第一副激励信号DDS1与相应第二副激励信号DDS2混频后生成的叠加信号SIG传输给第一线圈传感器及副差分放大电路。副差分放大电路包括第一线圈传感器、对比线圈和电阻组成的桥电路，以及仪用放大器，用以将桥电路引出的第一线圈传感器的线圈信号与叠加信号SIG形成差分信号DIF提供给副相敏检波电路。副相敏检波电路由模拟乘法器和低通滤波电路构成，用以将两种第一副激励信号以及两种第二副激励信号分别与对应的差分信号DIF进行乘法运算及低通滤波，得到分别反映硬币芯部表层等效感抗、等效电阻以及芯部次表层等效感抗、等效电阻的四个相应副输出电压信号,V01、V02、V03和V04反馈到主微处理器。主微处理器与第二主差分放大电路相连，第二主差分放大电路包括霍尔传感器和仪用放大器，用以将霍尔传感器的信号通过仪用放大器放大后形成相应的电压信号V07反馈到主微处理器。主数字频率合成器由受控于主微处理器的主DDS芯片及其外部晶振电路构成；主微处理器，用以控制主DDS芯片生成两种主激励信号DDS3、DDS3’。主激励信号DDS3与DDS3’ 频率相同、相位相差90°。副数字频率合成器由受控于副微处理器的副DDS芯片及其外部晶振电路构成；副微处理器，用以控制副DDS芯片生成四种副激励信号DDS1、DDS1’、DDS2、DDS2’。副激励信号DDS1与DDS1’频率相同、相位相差90°，副激励信号DDS2与DDS2’频率相同、相位相差90°。