专利名称：带有伪品检测的证券计数和选组设备的制作方法
技术领域：
本发明相关于证券计数和选组设备，该设备包含有对可疑伪造证券的磁检测。
为了在市场上取得成功，用于计算纸币和其它证券的证券计数器，在准确地对可能包含现金和粮票的证券进行计数和选组的同时，应该能够在低速和高速下运行。以前，在用标准证券计数器对证券进行处理时，证券被人为地分为相同面额或种类的几叠，在研制复杂的证券计数器时，要求证券计数和选组设备能够对所计数和/或选组的所有单据和现金值进行可视操作，能够检测诸如可疑伪品、双张、连串、不足宽以及半张证券等等错误，并且当检测到一个错误时，证券计数器应该能停下来，以允许操作人员校正所检测的错误。作为一个附加特征，应该要求证券计数和选组设备能够(ⅰ)独立操作，(ⅱ)作为一个辅加连接到主机，如一台个人计算机上或者(ⅲ)独立操作，同时连接到打印机上用于打印总数。另外要求证券计数器保持并且有选择地显示或打印被分为由操作员指定类别的几种计数形式和总数。一种类别是不指定面额的单张计数。其它类别是操作员指定面额的单张计数(如1、2、5、10、20、50和美元面额)。可以要求相关于这些类别来显示第一类别的运行张数，以及显示每种其它类别的运行张数或面额的乘积值，以得到的计数的面额值。另外也可以要求设备能够以与这行总线显示相同或相似的格式来显示，或者显示和打印每种类别的累积总数。此外，可以要求显示和/或打印所计数的所有面额类别的值的共计值。
人们已公知用于计数、检验和层叠特定证券类型，如美元的证券计数和处理设备，在这类设备中还包括那些采用模拟比较器电路来检验证券的光特性和磁特性是否落入由对比较器电路进行编置的分立电子元件所设定的阈值范围内的设备。为了使这类设备能够对相关于光特性或磁特性变化的证券进行计数和检验，需要人为地对模拟比较器电路的偏置元件进行调整。然而，能够在现有技术中适合一种证券类型，如美元，的证券计数设备实施的各种测试功能的特定结合，可能不适合于另外的证券类型，如配给证、粮票或外汇券。因此，对于能够有选择地进行校验测试和能够很容易地选择校验阈值的证券计数设备来说，需要提供一个控制系统以使其适合各种证券的特征或特性。
人们已经发现，在高速证券计数设备中根据证券的光特性和磁特性对证券进行精确校验，由于计数设备中多种噪声源所引起的电噪声，难度被增大。为了提高确定所检验的证券为非伪造品的可能性，需要对证券检验提供一个系统，该系统基本上不受该电噪声的影响。
本发明提供了一个用于对诸如纸币等进行计数和选组的证券计数器，它包括一个储卡机，用于贮存一叠面额或单类型的证券。一对拣选机将证券从叠堆的底部拣出，并将证券传送到供给滚轮。该供给滚轮与证券摩擦结合，并将其供送给设备。一条分离带与供给滚轮的旋转方向相反转动来取出证券，从而使得每张证券的前边缘被每次向加速器送入一个。加速器沿一条导引通路对证券加速，并且在证券之间安置间隔，该证券随后被传送到堆积机，该堆积机将证券减速，并且将其堆叠起来，以待运走。提供传感器来检测证券和/或证券的特征。并且向控制器提供一个信号，控制器收集信号，并且使信号发生连系，随后启动显示器对所计数和/或选组的证券的总张数和面额总值提供可视指示。本设备也被设计为能指示诸如可疑伪造品、双张、连串、超宽以及半张证券之类的错误，并且停止设备的运行，以允许将任何所检测到的错误证券拿走。
该计数器可以作为独立设备来运行，也可以联机运行，由主机来控制和存取。设备的控制网络在不考虑面额指定的情况下提供关于单张计数的信息，提供关于各种面额计数，所计数的每种面额的总值、共计值、所完成的选组、所遇到的错误以及可疑伪造证券的信息。本发明的目的是要提供一个证券计数器，它对证券的计数和选组进行电子监视、控制和记录。
根据本发明的一个方面，提供一个带有一台可编程微处理机管理的控制系统的证券计数和选组设备。微处理机连接到一个多通道模/数(A/D)转换器，该转换器从光和磁证券传感设备采集模拟信号。当处理每个证券时，微处理器经由A/D转换器从传感器中收集许多采样值。所收集的传感器值与可编程阈值和/或限制值进行比较，以便在各种证券经过该设备时对其进行检验。用来检验证券的阈值和限制值各自由用户选择或针对不同类型证券的检验进行简单的再编程。这种再编程可以通过例如取代包含检验参数和由微处理机执行的控制程序的非易失性存贮器来简化。
最佳实施例中的微处理机被连接到一个随机存取存贮器，用以保存(ⅰ)所计数的证券的张数，(ⅱ)所计数证券的各种面额的面额张数，以及(ⅲ)所计数的各种证券的总值的面额值读数。当需要共计值时，提供一个控制网络来计算所有计数证券的共计值。
根据本发明的另一方面，证券计数设备包括一个磁性证券检验系统，该系统包含减小噪声影响的特性。该磁性证券检验系统采用磁性读出头，响应具有磁特性的证券经过该读出头，用于产生一个感应电信号。磁头被牢牢紧固在证券导板上。用于磁化证券的磁体也与磁读出头成紧固关系被牢牢连在磁读出头上，以与读出头形成整体机械连系。当证券沿导板传送时，位于读出头之上的通道限定滚轮导致证券以均匀接近度吡邻磁读出头而穿过。一个信号调节电路处理来自读出头的感应电信号，提供一个具有低噪音含量的调节信号。信号调节电路最好包括一个带通滤波器，用于去除来自磁读出头的感应电信号的高和低噪声成分。当证券经过磁读出头的时候，由一个模/数转换器对所处理的信号进行双重采样以产生一个值，该值被微处理机所收集。当证券经过读出头之后，对所收集的值取平均，并且与一个预定值进行比较，以证实该证券具有预定要求的磁特征或特性。
上面所作的总述，以及下面对本发明的最佳实施例作的详细说明，当结合附图来进行阅读时，会得到更好的理解。
图1是根据本发明的证券计数和选组设备的透视图;
图2A是沿图1的2A-2A线截开的断面图，它示出了图1的证券计数和选组设备的机械部件安排，其中零件被断开;
图2B是从图1的2B线所看到的图1的证券计数和选组设备的侧视图，其中机壳被取走;
图2C是从图1的2C线所看到的图1的证券计数和选组设备的侧视图，其中机壳被取走;
图2D的示意平面图示出了图1设备的驱动轮系，其中为了清楚起见，将导板移走、侧向断开，并且将重迭部件分离;
图3A是一个部分断面图，它示出了光和磁传感器在图2A的证券计数和迭组设备内的设置，并且示出了一种替代的分离配置，其中，为了清楚起见，将某些零件移走了;
图3B是沿3B-3B线所看到的图3A的分离配置的分离调节机构的平面图;
图3C是图3A的分离调节机构的透视图;
图4是沿线4-4所看到的导板的部分平面图，它示出了图3的光和磁传感器的位置;
图5A是根据本发明的磁信号调节电路的示意方框图;
图5B是图5A电路的输入输出波形的图形表示;
图5C是图5A电路的最佳实施例的示意图;
图6A是根据本发明用于证券计数和选组设备的控制系统的示意方框图;
图6B是一个机电计时轮的示意图，它用于给图6A的控制系统提供计时信号;
图7A-7B是由图6A的控制系统所执行的控制过程的逻辑流程图的连续几部分;
图8是图1设备的控制面板的平面图。
图1示出了一台证券计数和选组设备10。该设备10包含在先申请的美国专利申请07/913，224中所公开的结构和运行状况，该美国专利申请在此作为参考文献。
在图1的设备10中，证券被放入储卡机12中，由此被馈入到设备10中进行计数或选组。当经过设备10后，证券被堆积轮18堆积在堆积板20上，该设备有一个控制面板，它包括一显示器16、如LCD显示器，用于向用户表示计数、总数和状态信息。
关于证券传送机制，现在参看图2A，它示出一叠证券22被放入储卡机12中并停留在储卡机板24上。LCD65和光传感器64跨在储卡机12两边排成一线，以检测在储卡机12中是否存在证券。一对拣选滚轮，其中作为代表的是拣选滚轮26，被安装在位于储卡机板24之下拣选滚轮轴28上。摩擦拣选表面30绕拣选滚轮26的部份周长而延展。一旦转动拣选滚轮26，拣选表面30伸展穿过储卡板24中的一个隙缝，与最下面的证券摩擦接合，并迫使它们进入供给滚轮装备32。
当供给滚轮32与最下面证券摩擦接合时，用36大体指示的分离配置在与供给滚轮32的旋转相反的方向采取分离行动。从而每次一张证券被压挤并送过设备，对此，后面将作更完整的描述。分离配置36由驱动轴48所驱动。在该驱动轴48上安装有驱动轮40，驱动轮40与一条分离摩擦带38接合，皮带绕驱动轮40和安装在空转轴44上的空转轮42旋转。选择分离皮带38，使其与证券22的摩擦系数低于与供给轮32的周边的摩擦系数，从而使得分离动作不会超过供给滚轮32的供给动作。
常常有这样的情况，即证券(如现金)的摩擦特性取决于证券的年代和状况，并且取决于环境特征，为温度。为了在证券22被馈送给设备时，调节作用证券上的分离摩擦，对空闭轮44提供可转动的偏心轴承46，可以转动该轴承来相对于驱动轴48调整空转轴44的位置。这种调节改变了分离摩擦皮带38之内的紧张度。并且可以在证券被馈送到设备10中时改变由分离摩擦皮带作用到证券22上的正常力量。
通常标示为36a的最佳替代分离配置示于图3A。一个张紧空转滚轮70在驱动轮40和空转环42之间与分离皮带38接合。当证券被驱向分离皮带38的表面时，张紧空转轮70通过阻止由分离皮带38形成的回环的向内变形来保持分离皮带38中的张力。张紧空转滚轮70装在轴72上，该轴由一个旋转安装的支架71悬置在分离驱动轴48上。
从图3B中可以看出，空闲环47在空转轴73a上自由旋转。空转轴73a由螺杆113紧固在侧板33和34上。再看图3A，可以看出，凸缘63a的表面与送进滚轮32的表面接触，从而使得证券与送进滚轮保持摩擦接触，并且沿导轨在凸缘63a和送进滚轮32之间前行。再参看图3B，通常标示为114的支架可绕枢轴旋转地支撑在空转轴73a上。短轴44a在其一端由一螺钉115固定在支架114上。一个张紧调节轮42a在靠近短轴44a相对于螺钉115的端头可旋转地安装在短轴44a上。从图3A可以很清楚地看出，张紧调节轮42a与分离摩擦皮带38的下端相连。
图3C示出支架114有一对夹爪106和107，它们相对于支架114在空转轴73a的可转动安装端而言，位于支架的相反端。凸轮117偏心地安装在夹爪106和107之间的调节轴116上。从图3A可以更好地看出凸轮117在调节轴116上的旋转导致支架114的夹爪端围绕支架114在轴73a上可绕枢轴旋转地安装端子旋转。当支架114旋转时，由于短轴44a安装在支架114上，因此，它可竖直上下移动。短轴44a的纵向变化导致轮42a在分别向上或向下移动时减小或增大分离皮带38中的张力。因此，可以看出凸轮117由支架夹持来绕空转轴73a转动支架，除夹爪端之外，也可以采用其它结构来由支架夹持凸轮。
再参看图3B，它示出调节轴116被螺钉119连接到侧壁34上。凸轮117的旋转最好通过旋转指旋轮118来操作，该指旋轮118自由地在调节轴116上转动，并且可以安装到凸轮117上或与凸轮117形成一个整体。指旋轴118最好伸展穿过设备的轴承31中的狭槽，以方便与其接近。当分离带38被置为所需要的张力时，通过压缩安装在指旋轮118和侧壁34之间的调节轴上的弹簧121来摩擦地保持指旋轮118的位置。
设备10的机械部份之间的功能关系可以通过图2A-2D来了解。如图2A所示，证券导引板50以一种公知的方式，诸如L型支架，其中有代表性的是支架35，连接到侧板33和34。在侧板33和34中的轴颈轴承中提供拣选轴28，其上有两个拣选器26。拣选轴28上有一个齿轮27，它与空转轴23上的一个空转齿轮25相啮合，该空转齿轮25被底板33和34的轴承所止推。
空转齿轮25在拣选驱动轴48上与拣选齿轮39啮合，该拣选齿轮39被侧板33和34中的轴承所止推。
拣选驱动轴48有一个楔固其上位于中部的拣选驱动轮40。拣选摩擦带38与调节轴44上的驱动轮40以及空转轮42相连。
一个张紧空转滚轮70被安装在支架71上，该支架被支撑在轴48上，并且可自由地绕枢轴旋转，其方式类似于1983年11月12日公告的Fechnitrol的美国专利4416449中所公开的方式，该篇专利文献在此作为参考文献。
调节轴44由公知类型的离心轴承元件46与侧板33和34相连。该元件可旋转并且固定在所要求的位置，将所要求的张力传递给分离摩擦皮带38。
驱动轴48上有一对轮43，如图2D所示，它们由轮40向外设置并且楔接在其上，其上带有O形环43a，用于与证券22摩擦接触。证券导板50被开缝(未示出)以允许O环43a与证券22接触。轮43与证券馈入设备的方向相反旋转，从而使得O环43a提供另外的分离动作。
当在送进滚轮装置32和分离摩擦第38之间没有证券时，分离摩擦皮带38的外表面与送进滚轮装置32的空闲环132接触。送进滚轮装置32被楔接到送进器轴317，该轴被在侧板33和34中的轴承41中所止推。
如图2D所示，送进滚轮装置32包括中央空转环132和在楔接轴37每一侧上的送进器轮133。送进器轮133具有外部摩擦衬皮32a，用于在证券由拣选机26向前推进时与证券摩擦结合。空转环132自由地在送进器轴37上旋转，并且空转环132的表面相对于送进器轮处于凹进位置以适合分离摩擦带38的逆旋转。
送进器轴37有一对额外的送进滚轮135，用送进器轴之上的O环136楔接在送进轴上，用于与证券22摩擦接合。送进器轴有一个与空转齿轮25相啮合的齿轮45。
送进器轴37在其相对于齿轮45的端头有一个楔接其上的驱动轮122。一个计时带125连接到驱动轮122，并且连接到一台驱动电机321的输出轴323的原动轮322，驱动电机321安装在侧板34上，由图2C可以很清楚地看出。
在图2D中所示的驱动电机321是传统型式的，它由电机控制电路连接到一个电源(没有示出)，对此后面将作叙述。
计时皮带125也连接加速器轴56上的轮59，加速器轴56被止推在侧板33和34中的轴承中。加速器轴56上有一对加速器环52，它们被楔接到轴上，并且具有平滑的外部抓紧表面52a来抓紧并且加速证券，后面对此会作更详细的描述。一个通路限定滚轮62被楔接到加速器轴56的中部。
计时带125是有脊类型的，它在电机321与轮122和59之间提供正向非滑动驱动。
一对加速空转滚轮54与环52的表面52a相结触，并且安装在加速空转轴58上。加速空转转轴58被装载弹簧的支架结构69所把持，支架结构69被安装到证券导板的下侧。
加速环52和滚轮54抓紧每张证券，同时加速每张证券来产生证券之间的间隔，并且将每张证券顺序馈入到堆积轮18。通过限定滚轮62迫使证券迎向磁传感器，对此，后面将作更全面的介绍。
加速轴56上有一个公知类型的计时盘74，该盘被楔接在加速轴上，并且有一对公知类型的LED光传感器75和78与其相邻安装在加速轴上，所述传感器可以是诸如能从Honeywell公司得到的HOA1870-31传感器。光传感器78扫描计时盘74，并且，对盘74的每一预定的增量运动，提供一个计时脉冲给中央处理器，对此后面会作描述。当盘74运动时，由光学传感器78提供计时脉冲的最佳递增距离近似等于加速滚轮52a表面的一毫米运动。
空转轴23上有一个公知类型的超速飞轮装置190，它包含一个公知类型的皮带轮191，该皮带轮与一条皮带192配合，并且当轴23被传统的单向离合机构(未示出)所停止后，该皮带轮继续旋转。
皮带192在堆积轴194上与皮带轮193接合，堆积轴194被止推在安装在侧板33和34中的轴承95中。
堆积轴194有一对楔接其上的堆积轮18，它将证券D堆积在堆积板20上。
通常用18来表示的堆积轮有一个鼓状部件199，它被安装到传动轴194上。鼓状部件上有多个分开的曲状抓手，它们以一个角度延伸。这些抓手从加速环52处接收证券，并在板20上每次堆积一张证券。
堆积板20也带有一对分开纵向伸展的证券挡块68，证券相对挡块68叠积起来。
再参看图2A，可以看出，在对证券进行分离之后，证券随后被推进到送进滚轮32和安装在空转轴73上的空转滚轮63之间。当证券被送进滚轮32向安装在加速轴56上的加速滚轮推进时，空转滚轮63用于保持证券与送进滚轮表面之间的摩擦接合。加速滚轮52与安装在加速空转轴58上的加速空转滚轮54交咬。加速滚轮52和加速空转滚轮54增大证券的速度，从而在由送进滚轮32推进的证券之间提供间隔。加速滚轮52和54沿下导板50尽可能靠近送进滚轮32和空转滚轮63放置，从而使得证券依次连续地接触送进滚轮32和空转滚轮63、加速滚轮52和54之间的接口，并且随后接触堆积轮18的指爪，这种连续接触消除了时证券的惯性滑移的依赖，从而提供通过设备的受控传送。
证券在被加速以后，继续沿下导板50向堆积轮18前进。堆积轮18的周围有许多伸展的指爪196，这些指爪将证券从下导板50拿起来，然后将其放到堆积板20上。在堆积板20两边成直线安装着LED67和光传感器66，用于检测证券在堆积板20上的存在。光传感器64和66可以是光二极管、光晶体管或其它等同装置。
在论及当证券经过设备并对其进行感应时，由设备控制网络执行多种控制和计算操作，为了对可以接收的证券进行精确计数，该设备包含某个装置用于检测误传送证券或不满足预定适应性或可靠标准的证券，后面将这类证券总称为错误证券或可疑伪证券。当检测到误传送和不合理的证券时，设备停止，从而用户可以将错误证券拿走。当检测到错误证券时，在显示器16上显示指示错误类型的信息。误传错误证券包括部分证券重叠的连串以及证券完全重叠的双张。连串可以根据长度错误来检测，这是因为它们相对于其它同类证券具有非同一般的长度。双张可以根据阻光度错误来检测，这是因为它们相对于其它同类证券具有非同一般的阻光度。合理性错误证券包括大于不适当的证券和怀疑为伪品的证券。参看图4中所示的证券100的大小，“半张”错误定义为在X轴方向不能超过预定长度阈值，“不足宽”错误，有时也称之为“短张”错误定义为在Y轴方向不能超过预定宽度阈值。如图4相关于证券100所示。
采用多个传感器作为部分设备控制系统来感应证券在加速滚轮52和54附近经过设备的证券的特性。如图3A所示，在靠近证券导引通道中心的导板50的下部上方安置一个光源，如中央LED81。中央LED81发射光束，该束被安置在下导板50的下方的一个光学传感器，诸如中央传感器80所检测，从而提供检测，确定是否有证券在LED87和传感器80之间经过。左传感器82安装在一个隙缝53中，该隙缝朝向下导板50的左侧。右传感器84安装在朝向下导板50的右侧的隙缝55中。当证券沿下导板50毗邻传感器传送时，左右传感器82和84被用来检测由传感器所感应的证券的左右侧部分(在图4中通常用线指示为99和97)的存在以及其阻光性。左传感器82和右传感器84分别与图6A所示的左右LED83和85合作。LED83和85以与结合图3A所描述的中央LED81和中央传感器80类似的结构安装上导板中。应该注意到，在上下导板中的LED和光学晶体管的相对位置在不影响对穿过其的证券进行检测的情况下分别变换位置。另外注意到，可以采用除LED之外的其它光源以及除光学晶体管之外的光检测器来实现所描述的检测和传感功能。最后注意到，在图4中所示的左、右和中央光传感器位于横切或垂直正交证券导引通路的直线上，但是传感器也可以采取不同的取向。
这里也提供了对证券穿过设备的磁感应。参看图3，一个磁场检测器，如读出磁头86被安装在导板50之下的一个电路板90上，并且稍稍从下导板50的表面凸出。读出磁头86最好是由MichiganMagneticsInc.ofVerMonfville，Michigan所生产的一种单一全磁道磁头，具有额定电感为300mH，在1khz下的阻抗为2kΩ以及270Ω的直流电阻。读出磁头80提供一个电信号，指示沿下导板50行进的证券的磁特征或磁特性。为了增强所感应的电信号，在下导板50的下方放置一个磁通源，诸如永久磁体88，以便在证券在读出磁头86上方经过之前，对证券进行磁化。
在设备之中的机械振动会在读出磁头86的电信号中引入不希望的变化，这可能是由于振动导致了磁体88、读出磁头86以及在读出磁头86上方经过的证券的相对位置变化。为了减小磁体88相对于读出磁头86的振动，磁体88和读出磁头86以刚性、固定关系安装，从而形成一个单一的机械单元。例如，在最佳实施例中，电路板90被一刚性固定件如双头螺栓92装配到下导板50上，磁体88也被一刚性固定件如双头螺栓94装配到下导板50上。将读出头86和磁体88同时安装到下导板50上限定了磁头86和磁体88彼此之间的相对振动或运动。另一方面，可注意到磁体88可以刚性安装到电路板90上，读出磁头86也被安装在该电路板上。
为了减小证券和读出磁头86之间的距离变化，在读出磁头86上方的证券通路被楔到加速轴56上的一个通路收缩滚轮62所限定。通路收缩滚轮的表面在上导板60下方伸展以在读出磁头86的附近形成一个窄空隙。在通路收缩滚轮62和读出磁头86之间形成的窄空隙保证经过读出磁头86的证券被读出磁头86基本上均匀地感应或扫描，从而精确地检测可疑伪造证券。通路收缩滚轮62提供对证券的均匀磁感应，而不会导致有卷边的证券的拥塞，这种现象在采用恒定通路收缩元件以实现类似功能的现有技术设备中时有发生。
读出磁头86相对于光学传感器80和84的位置示于图4。读出磁头在相对于如箭头101所示的证券传输方向在光传感器80、82和84的稍前方的位置通过下导板50中的一个隙缝57前伸。一张证券，如通常标记为100的一美元钞票沿下导板50在箭头101所示的方向传送。美国钞票，如钞票100，其特征为包括中央排磁性部位104和周围带有磁墨的部位102。因此，当美元100经过读出磁头86时，由读出磁头86所产生的感应电信号的特征是具有两个不规则活动周期，指示美元100的带有磁墨的部位102的前后边缘区域的通过。
由读出磁头86响应证券的通过所产生的电信号被图5A所示的磁信号调节电路所处理。调节电路110执行多个信号处理功能，来获取并放大读出磁头86中的电信号成份以形成适合模/数转换的形式。读出磁头86连接到一个拾取(Pick up)电路120，该拾取电路120产生一个拾取信号210，即示于图5B的典型拾取信号波形。拾取信号波形210的主要部分是来自设备能源的60Hz、200mv峰-峰漏泄噪声。为了描述清楚起见，由于电机的振动和电子噪声所产生的信号210的噪声成份没有示出。时间t1指示具有磁墨显示边缘的证券引导边开始经过读出磁头86的时刻。证券上的墨结构导致具有显著超过60Hz的频率成份的拾取信号210产生低幅振荡。当证券的非磁性部分经过时，该低幅振荡呈现暂时的减小。当证券的非磁性部分经过之后，低幅振荡又呈现在拾取信号210中。时间t3指示证券的后缘经过读出磁头86并且低幅振荡停止的时刻，由证券的通过所导致的低幅振荡的频率量显著低于振动噪声的频率范围。参看图5A，拾取信号210传送到一个预放大级130，它将拾取信号放大到适合提取由证券的磁墨显示部位所导致的低幅振荡的水平。该预放大信号随后传送到带通滤波器140。带通滤波器的角频率被选取为基本消除预放大信号中的低频能源噪声和高频振动和电机噪声。人们发现范围从大约250Hz到大约1600Hz的通过频带适合这一目的。带通滤波器140可以是一个单级带通放大器或一个包含串连的一个高通级和一个低通级的两级放大器。
一旦所需的频率范围由带通滤波器140选取出来后，被滤波后的信号被传送到第二放大级150。第二放大级150将过滤的信号放大到适合模/数转换并且最后适合阈值估计的水平。第二放大器150最好同时包括一个可变增益级154和一个固定增益级152。提供可变增益级154使得放大器150的增益可被调整以补偿拾取信号幅值的变化，这种变化可以由于设备运行速度的变化引起。
当被放大到适合数字转换的级别后，放大信号被传送到整流器160，它对放大信号进行整流，从而随后的积分会产生一个正值。整流信号随后传送到积分器180，它对整流信号进行积分。该积分电路设计为具有有限积分时间。积分器180的有限积分时间减小了调节电路110对整流信号的暂时变动的敏感度，从而使得积分信号的数字采样会产生代表在有限时间范围内被感应的证券的磁特性的一个样值。积分器180的有限积分时间也补偿磁传感和光传感之间的时差，这种时差是由于沿下导板50的读出磁头86与光传感器80、82和84的交错相对位置所产生的。由积分器所带来的另一个益处是在证券的非磁化部位呈现在读出磁头86前时，积分信号不会下降到零。可以接受的积分时间的上限由送经设备的证券之间的时间间隔确定。该积分时间必须短得足以允许积分信号衰减，从而在相继的证券之间没有积分信号幅值的传递，人们发现数量级为2ms的一个积分时间适用于每分钟大约1200张证券的计数速度。
由积分器所产生的积分信号作为调节信号220示于图5B。调节信号220的特征是有两个大约4V的峰值，它们与证券的磁化周围部分在读出磁头86前的通过基本一致。通过比较拾取信号210和调节信号220可以看出，60Hz能源噪声的影响在调节信号220中被减小为偶发脉冲。证券经过读出磁头86的t1与t3之间的时间周期可以通过调节信号220的大幅度上升和下降来辨别。证券在光传感器80、82和84之上的时间周期在t2与t4之间的时间期间内出现。光检测时间期间稍稍滞后在t1与t3之间的磁检测时间期间。积分器180的有限积分时间保证调节信号220保持一个与光检测期间一致的相当正的幅值。
调节电路110的详细电路示意图示出于图5c。电路110包括多个线性运算放大器级，最好是基于LM324op-amp电路，以便完成结合图5B所描述的信号处理功能。调节电路110的最佳元件值列于表Ⅰ。图5c所示的调节电路110的详细运行对本领域的技术人员是显而易见的。为了加强与电噪声源的绝缘，从虚地(如TLE2425虚地)提供一个参考电压给带通滤波器级142和144，放大器级152和154，以及整流器160。读出磁头86被拾取电路120中诸如LM7805直流调节器的一个电压调节器所偏置。
表Ⅰ信号调节电路元件值R120kΩ C1-0.01μF D1-1N914R2-10kΩ C2-1.0μF IC1-LM324R3-330kΩ C3-0.10μF IC2-TLE2425R4-75kΩ L1-300mH IC3-LM7805R5-10kΩR6-47kΩR7-27kΩR8-220ΩR9-100kΩR10-1MΩR11-100kΩ
控制网络如图6A所示，计数和选组设备的运行由控制网络301所监视。一个微处理器，如CPU302，执行存贮在一个非易失性存贮器如RPM318中的控制程序。控制程序显示协调计数、选组、证券测试、电机控制、显示控制、用户输入以及与外设通信功能。CPU302最好是由NipponELectricCompany所制造的μPD78C10。CPU302连接到一个隋机存取存贮器RAM319，它具有多个寄存器，用于在执行控制程序的过程中存贮和检索信息。RAM319可以是一个外部RAM，也可以与微处理器一起构成单块集成电路。CPU302连接到一个多通道模/数(A/D)转换电路304。在最佳实施例中，A/D电路304也与CPU302单块集成。A/D电路304从传感器60、64、80、82和84以及从磁信号调节电路110接收模拟信号，并且给CPU302提供相应于不同模拟信号的数字信号。
一个LED控制电路306被连在CPU302与LED83和85之间。LED控制电路是一个多通道模/数转换器，它根据CUP302所接收的信号来调节LED的亮度。LED亮度水平的变化对右边和左边传感电路82和84的运行特别重要，这是因为这些电路被用来确定穿过设备的证券的存在与否及其阻光性。检测阻光度所需的光级制可以大大高于检测证券存在所需的光级别，由于LED的可靠性随亮度的增加而下降。因此要求左边和右边LED仅仅在需求阻光度数据时，才在高光级别下运行。检测证券阻光度所需的特定亮度级依赖于正被计数或选组的证券的类型，因此需要允许用户指定所用的亮度水平。LED控制电路306还使CPU302在设备处于停止状态时切合LED到证券检测亮度水平。
键盘接口电路308连接CPU302和键盘14，以允许用户在执行控制程序的过程中确定或修改运行参数。显示器接口310连接到CPU302，用于驱动显示器16，给用户提供数值和状态信息。CPU302还连有RS-232接口驱动器314，从而使得计数和选组设备可以与外设316接口。外设316可以是一台通用计算机，它被编程以用于连续通信并且控制设备，外设316也可以是一台打印机，如热打印机，用于打印由设备计数的证券的单计数、面值计数以及美元量的总计值。CPU302编有程序，它根据设置在外设串行接口中的接插件或转移件来制定外设的不同类型。采用经由RS-233接口314的外部I/O既可完成也可替代用户命令经由键盘的直接插入。
电机控制电路312被连到CPU302，并且用于提供对电机321的程序控制。该电机控制电路可以响应CPU302的信号，起动和停止电动机，或改变电机的速度。
CPU302包括一个中断输入INT，它经由中断线79连接到一个计时轮装置77。图6B示意性示出的计时轮装置给CPU302提供计时信号，用于在证券传送通过计数和选组设备的过程中协调计数和传感器数据收集功能。计时轮74安装在加速轴56上，从而计时轮74的旋转与加速滚轮52的旋转是同步的。
LED75和光学传感器78如前所述放置在计时轮的相反侧并且成一直线，从而，当轮74旋转时，传感器偏置电路70产生与LED75和传感器78之间的每个径向隙缝的通过相一致的脉冲。该传感器的偏置电路76的输出由中断线79送到CPU302的中断端口。计时轮74中的径向隙缝的数目最好是当一张证券在加速滚轮52和54之间通过时大约产生66个中断脉冲。就距离而言，对加速滚轮52的大约每毫米圆周转动，计时轮装置产生一个中断脉冲。
控制设备运行的最佳控制程序的流程图的形式示于图7A-7D。控制程序包含I/O命令、传感器数据收集，传感器数据估算以及证券计数功能。参看图7A，执行起始步骤224以确定设备的运行模式和结构。在步骤224执行过程中，CPU确定外设是否经过RS-232接口连接。如果检测到外设，那么对RS-232线进行测试，以确定跨接线的存在，这些跨接线用以指示外设是CPU302将与其相互作用的一台计算机还是CPU302只传送输出给它的一台打字机。注意到，在本说明书中就用户经由键盘进行输入以及经显示器的输出所作的说明同样适用于从外设输入和向外设输出，只要在步骤224中确定了这样一种外设是连接在系统中的就行。
在步骤226中，相关的初值选择，如需被计数的证券的面额、选组或计数模式选择、选组大小、运行速度以及修改方案被输入到控制过程。用户也可以在步骤226中通过显示器循环轮番得到所收集的张数显示、面额数显示和/或总计。所收集的数量和/或总计可以作为选择方案在打印机上打印或加载到主机上，前提当然是设备经RS-232端口连接了这种外设。对所收集的数量和/或总计的显示要求导致数量和/或总计应当根据运转计数进行更新。运转计数器是一个寄存器，其中存贮着从最近的显示要求以来所计数的证券数目。运转计数器在每次总体显示要求之后被复位。每当要求计数时，CPU302就从可能存贮在RAm319或CPU内部寄存器中的单面额计数中计算允许的总数值。
在步骤226中，或者由用户输入，或者从先前存贮在ROM中的数据来选择用于检测错误的几个阈值。在步骤226中也可由用户选择证券的阻光度水平。所选择的阻光性水度确定了在阻光度测试过程中左边和右边LED83和85被照射的亮度级。可疑伪造证券的磁性检验和/或阻光度估计可由用户在步骤226允许或阻止。如果选择了可疑伪造品检测，那么磁性数据将与其进行比较的阈值被CPU根据指定的运行速度来选择。这种选择之所以必要，是因为由磁读出头86所产生的电信号的大小依赖于证券毗邻读出磁头86通过的速度。在最佳实施例中，用户可以在数量级为每分钟1200张证券的高运行速度和数量级为每分钟600张证券的低运行速度之间进行选择。提供低速方案可使用户通过注视所计数的证券来可视确定可疑伪造品的存在。这种视觉检测可视伪造品可以完成或取代磁性可疑伪造品的检测。人们发现数量级为每分钟600张证券的计数速度慢得足以实现证券的可视验证。
初值选择可以经由RS-232接口输入，或者通过键盘14人为输入，键盘14在图8中详细示出。键盘14包括多个开关，用户可采用这些开关来键入命令和选择结合控制过程的步骤226所描述的方案。键盘14包括标有START/STOP、CONT、BATCH、DENOMSELECT、DENOMTOTAL、GRANDTOTAL、CLEARTOTAL、SPEED、CFS、以及DOUBLEDETELT的键。START/STOP键是暂时开关，按压该键来启动和停止设备的运行。CONT键是用于当计数和选组设备的运行被中断后对设备重新启动的暂态开关。操作CONT键给计数和选组设备提供一个信号，用于在检测和移走可疑伪造证券之后或紧接在START/STOP键的操作之后重新启动运行并且连续进行当前的计数过程。DENOMSELECT键用于在控制过程的步骤226中循环通过表列或菜单以选择在一特定运行中所要计数的钞票的面额或不考虑面额指定一种张数计数。DENOMTOTAL键用来显示所计数的每种面额的积累总数或总张数。按压GRANDTOTAL键来显示所积累的各种面额美元量的和。CLERRTOTAL键将所显示的积累总数复位为零。如果在GRANDTOTAL的显示过程中操作CLEARTOTAL键，那么所有面额总数都被复位。
CFS键用于在步骤226中触发磁性可疑伪造品检测的“进行”或“停止”。DOUBLEDETECT键用于在步骤226中选择阻光度测试的LED高密度或停止阻光度测试。SPEED键用来在步骤226中选择高运行速度或低运行速度。BATCH键用来在步骤226中选择选组运行和选组大小。当步骤226中的初始参数结束之后，一旦按压START键，电动机被启动，控制过程随后就进行到步骤228。
在步骤228，将与证券测试相关的多个变量置为零。当第一证券通过设备时，通过对在中央传感器80检测每一证券存在的同时所产生的计时脉冲进行计数即可测量证券的长度。如果在中央传感器被覆盖，从而指示有证券存在的同时，计数出非同寻常的大数目计时脉冲，那么就停止计时和选组设备。这两种计数-长度计数和空计数-在步骤228中在每一证券的通过之间被复位。用于对不足宽证券进行测试的两个标志位-右传感器标志位和左传感标志位-也在步骤228中被复位。
从步骤228进行到步骤230，这时用于累积证券测试数据的RAM319的多个寄存器被复位。在每一证券的通过过程中，左右传感器信号的运行总计、磁信号调节电路输出的及所检测的中断脉冲被累积在RAM319的相应寄存器中。存储在这些寄存器中的总计值在步骤230中在每张证券的通过之间被复位。
从步骤230进行到步骤232，这时根据相应于中央传感器80的A/D通道的值检测证券的存在。
如果中央传感器信号值低于一个预定的检测阈值，那么控制过程分支到步骤234，并且等待计时轮的中断脉冲。当在步骤234中接收到一个中断脉冲时，控制过程继续到步骤236，此时空转计数被增1。然后，在步骤238将空转计数与一个预定极限进行比较，如果在步骤238中空转计数值没有超过极限，那么控制过程返回到步骤232。如果在步骤238中，空转计数确实超过了空转极限，那么控制过程进行到步骤268，这时设备暂停，随后进行到步骤270，这时控制过程等待进一步输入。一旦接收到进一步的初始化命令，或者检测到证券被投入储卡机，那么控制过程就可能从步骤270分支到步骤226。一般来说，从步骤270所取的控制通道取决于导向步骤270的状态情况以及由用户所采取行动的性质或者从外设的输入。
如果在步骤232中央证券传感器确实记录了证券的存在，那么控制过程进行到由继续标记B所示的图7B的步骤233。在步骤233中，测试两种情况来确定电动机是否应该暂停。第一种情况是堆积计数是否到达一个指示只差一张证券就完成全堆积的值。由于设备的高速运行，证券传送机构不可能瞬间停止。因此，如果堆积机几乎要变满，这样一种确定必须在检测到每张证券的前边缘时作出。同样，如果设备运行在选组模式下，在步骤233确定当前由中央传感器所检测的证券是否会是选组的最后证券。如果满足这两种情况之一，那么控制过程进行到步骤235，此时电机控制电路采用众所周知的动态闸动技术开始将电动机停转。当电机控制电路已开始制动电机，或如果上述两种情况在步骤233中都不满足，过程进行到步骤240。
步骤240是数据收集循环200的第一步，在该过程中，当每张证券通过设备时产生传感器数据的运行总计值。
当在步骤240中检测到中断脉冲时，控制过程进行到步骤242，对证券长度计数值增1。从步骤242控制过程进行到步骤244。在步骤244校验一个标志位，该标志位指示右传感器先前已经检测到了一张证券。在数据收集循环200的第一次重复过程中，右标志位还未被设定，因此控制将进行到步骤246。在步骤246，相应于右传感器的A/D通道将被探询以采样右传感器信号，以便确定沿下导板50的右侧有证券存在。如果检测到一张证券，那么控制过程进行到步骤248，此时设置右传感器标志位，并且根据在步骤226中所选定的阻光度水平由LED控制电路306来设置右LED的亮度，接着控制过程进行到步骤252。如果在步骤246中，沿下导板50的右侧没有检测到证券，那么控制过程直接进行到步骤252，并且右LED保持在证券检测亮度水平。在证券数据收集循环200中，当左传感器标志或者右传感器标志没有被设定时，这时检测不足宽证券。一旦在步骤248中设置了右传感器标志位后，那么随后执行步骤224会导致控制过程分支到250。在步骤250中，相应于右传感器的A/D通道被采样，并且存贮在RAM319的一个寄存器中，然后控制过程进行到步骤252。在步骤250中由A/D转换器从右传感器中所取的阻光度数据通常呈现值得重视的小规模变化。为了在正常证券和诸如双张证券之类的不太透明的证券之间作清楚的描述，最好将阻光度数据量化为几个被数值加权的宽范围。从而减小小规模阻光度变化的影响。只采用四级阻光度数据量化就能适当地完成对单张和双张证券的判别。
从步骤252开始，对左边证券传感器执行与在步骤244-250中对右传感器所执行的类似的判定次序，如果在步骤252中发现左标志位被设置，那么控制过程进行到步骤258，对左传感器级别进行测量，量化和存贮。如果在步骤252中发现左标志位没能被设置，那么控制过程进行到步骤254。在步骤254中，左传感器被采样，并且与一个阈值进行比较以确定在导板的左侧是否存在证券，如果在步骤254中检测到证券，那么控制过程进行到步骤256，设置左标志位。CPU302在步骤256中也发出一个信号给LED控制电路306，将左LED83的亮度增大到在步骤226中所选定的阻光度检测水平。从步骤256控制过程进行到步骤260。如果在步骤254中，左光学传感器没有检测到证券，那么控制过程直接进行到步骤260。
在步骤260，对相应于磁信号调节电路110的输出的A/D通道进行采样和收集。然后，控制过程进行到步骤262，这时再次对中央传感器的A/D通道进行采样以确定证券存在。如果中央传感器仍然检测到证券，那么控制过程返回到步骤240，继续数据采集循环200。如果在步骤262中不再检测到证券，那么数据采集循环200结束，控制过程分支到步骤263，开始图7所示的控制过程的数据估算阶段，如连续符C所示。
从步骤263开始，对在数据收集阶段所收集的数据执行一系列测试中的第一种。值得注意的是，也可以采取与图7B所示不同的逻辑次序来进行数据估算测试。在步骤263中，在数据采集循环200中所达到的长度计数值与一个长度阈值进行比较。如果长度计数值小于长度阈值，那么控制过程进行到步骤256，这时用户经显示器发现一种“半张”错误。从步骤278控制过程如继续符D2所示，进行到用7D所示的步骤267，此时对运行计数值进行复位，然后进行到步骤269，暂停电动机。然后，在步骤271，控制过程等候堆积器光学传感器发出一个指示证券已从堆积器中拿开的信号。如果在图7C的步骤263中长度计数值超过阈值下限，那么控制过程进行到步骤264。
在步骤264，在数据收集循环200中所取的长度计数值与一个长度上限值进行比较。如果该长度计数值超过了长度上限值，那么在步骤266中由显示器显示指示连串错误的信息和/或将此信息输出到RS-232端口。从步骤266控制过程如继续符D2所示进行到图7D所示的步骤267，这时复位运行计数值，然后进行到步骤269暂停电动机。然后在步骤271，控制过程等待堆积器光传感器给出一个指示该证券已从堆积器中拿开的信号。如在图7C的步骤264中没有超过长度上限，那么控制过程进行到步骤272，根据预定的修正因子来更新长度阈值和上限。最好是在每种证券间对长度上下限进行调整，从而用一预定的尺寸来对当前所测量的证券的长度进行归类。对长度上下限的这种尺寸更新使得设备能连续适应电机速度的变化和/或证券长度的细微变化。
当证券长度极限在步骤272中作了修正后，在步骤274中所收集的磁性数据除以长度计数值以产生一个平均磁性测试值。然后估算程序进行到步骤276来核实右标志位。如果在数据收集循环200中没有设置右标志位，那么程序进行到步骤278，通过适当的显示通知用户一种不足宽的证券错误。从步骤278，控制过程如连续符D2所示进行到图7D的步骤267，此时对运行计数值进行复位，然后进行到步骤269暂停电动机。接着在步骤271，中控制过程等待堆积器光传感器发出一个指示该证券已从堆积器中拿走的信号。如果在图7C的步骤276中发现右标志位已经设置，那么程序进行到步骤280检测左标志位，如果发现左标志位没有设置，其结果与上所述类似。如果左标志位已经设置，那么控制过程进行到步骤282。
在步骤282中，左右阻光度数据收集寄存器的内容与在步骤226中所确定的相应阈值进行比较，如果在任一阻光度数据收集寄存器中的读数超过相应的阈值，那么在步骤284中通知用户一种诸如双张之类的错误。从步骤284，控制过程如继续符D2所示进行到图7D的步骤267，复位这行计数值，然后进行到步骤269，暂停电动机。然后，在步骤271，控制过程等待堆积器光传感器发出一个指示该证券已被拿开的信号。如果在图7C的步骤282中，与已收集的阻光度数据寄存器相关的读数低于相应的阈值，或者如果在步骤226中不能进行双张检测，那么控制过程如继续符D1所示进行到图7D的步骤286。
在步骤286，估算程序确定可疑伪造品检测(CFs)是否能进行。如果能够进行CSF检测，那么控制过程进行到步骤288。在步骤288，在步骤274中所确定的平均磁性测试值与一个预定的阈值进行比较。如果平均磁性测试值没有超过预定的阈值，那么在步骤290给用户提供可疑伪造品错误指示，并且暂停电机。由于证券传送机构不能瞬时停止，因此当电机在步骤270中暂停时，在输入叠堆中的可疑伪造品和下一张证券(如果有的话)都被传送到堆积器中。然后控制过程进行到步骤291，这时将可疑伪造品和下一张证券从堆积器中拿出，将下一张证券放回到储卡机中，再按压CONT键重新进行正常操作。当在步骤291中按压了CONT键后，控制过程如连续符A所示返回到图7A的步骤228，这时或者对可疑伪造品进行计数，或者对传送到堆积板的随后证券进行计数。
如果在步骤286中发现CFS检测不能进行，或者如果在步骤288中CFS阈值被超过，，那么控制过程进行到步骤292。
在步骤292中对运行计数值和堆积器计数值增1。堆积器计数值用来确保堆积器的容量没有超出。当所叠堆的证券从堆积器中取走时，要对堆积器计数值复位。运行计数值是从图7A的步骤226所提出的最后总计显示要求开始所计数的证券的单件计数值。
在从步骤292进行到步骤294时，如果设备设置为在选组模式下运行，那么分支到步骤296。如果在步骤296中证券的计数值已达到了特定的分组大小，那么在步骤298中提供用户一个分组完成指示。由于在达到步骤298的时刻，在步骤233中已检测到分组即将完成，因此电机被显著变慢，从而使得当前的证券是被送到堆积板的最后证券。从步骤298控制过程继续到步骤271，等待将证券组从堆积板上取走。
如果在步骤294中确定设备没有运行在选组模式下，或者如果在步骤296中没有检测到分组完成，那么控制过程进行到步骤295，这时对堆积计数值进行测试以确定堆积板是否已达到其容量。如果在步骤295中确定堆积板没有充满，那么控制过程返回到步骤228以准备下一证券的数据收集。如果堆积板是满的，那么控制过程进行到步骤297，这时给出一个表示堆积器已满的适当指示。从步骤297控制过程进行到步骤271，等待将证券从堆积器中取走。
只要分组完成，堆积器充满，或者检测到一个除可疑伪造品之外的错误，那么就到步骤271。在步骤271，用户(或控制主机)被告之设备的状态为了清除错误或者恢复计数，必须从堆积器中移走该证券。与可疑伪造品的检测相反，其它错误的检测也导致计数中的不确定性。例如，如果由于双张错误进行到步骤271，操作人员不能确定为了恢复正常计数究竟从储卡机中拿走两张还是三张证券。双张错误可以是由于两张证券同时通过所产生，也可以是由于一张异常阻光度证券的通过而产生。为了避免所收集的计数值和总计值的完整性的恶化，在步骤271中，当检测到除可疑伪造品之外的错误时，对运行计数值复位，并且操作人员必须从堆积板上移走所有的证券，这时或者将其送回到储卡机中，或者中止计数。与此类似，可能导致步骤271的其它两种情况-一个选组完成或堆积器充满-需要从堆积板上移走所有的证券。当堆积器光传感器指示证券已经从堆积板上移走时，恢复运行，这时控制过程进行到步骤273。
步骤273用以保证证券计数器没有落入“隐藏证券”的情况下。隐藏证券是这样一张证券，它可能是储卡机中的最后证券并且已从储卡机中馈入，但是在步骤271之前的电机暂停运行中还没有传送到堆积机中。由于这样一张证券操作人员是看不到的，并且在储卡机中也没有其它证券，因此在步骤273中由储卡机光传感器作测试以确定储卡机是否为零。如果储卡机是空的，那么重新启动电机并且允许其运行一个空转过时时间间隔，使得任何隐藏的证券都传送到堆积板上。然后，在步骤275，由于所有证券都已从堆积板上移走，因此对堆积板计数值复位，控制过程随后返回到步骤226。
串行通信协议本设备提供了一个诸如RS-232接口314的串行通信接口，用于与打印机或计算机之类的外设316进行通信。CPU302被编程来根据ASCII码通信协议通过串行通信接口来传输和接收信息。外设以STX(ASCII2)开始每一信息，以ET(ASCII3)结束每一信息。外设也可以发出一个ACK(ASCII6)来证实从设备接收到信息，或者外设发生一个NAK(ASCII21)来证实从设备没有接收到信息并且请求再传送。设备通过(ⅰ)在确实接收到信息时传送一个ACK，(ⅱ)当信息没有被定义或者有错误时传送一个NAK，或者(ⅲ)传送以STX开头以ETX结束的包含状态或计数信息的响应信息来响应来自外设的信息。
从外设316到CPU302的信息取代了如前面结合控制过程的步骤226所描述的用户输入运行参数的过程。设备的运行参数在步骤226中由外设316根据示于下表Ⅱ中的各种指令码所设置。
表Ⅱ-指令码ASCII 码指令PH设置高速度PL设置低速度DH设置高阻光度阈值DM设置中阻光度阈值DL设置低阻光度阈值DD不能执行的阻光度阈值HU起始在储卡机中所检测的证券HI开始接收起始命令Bnnnn设置选组模式,选组nnnn证券FE执行可疑伪造品检测FD不能执行可疑伪造品检测R复位计数值,复位错误情况,开始C在没有复位计数值的情况下开始运行Q停止外设316根据示于下表Ⅲ中的代码请求或清除计数信息和选择要被计数的面额。响应示于表Ⅲ中的请求代码，计数和选组设备作为以STX开头以ETX结束的ASCII数字串传送所请求的总计值。响应清除代码，设备传送一个ACK，并且选择收集相应的面额。
表Ⅲ-计数请求/清除代码ASCII请求T01总计$1,设置$1面额计数T02总计$2,设置$2面额计数T05总计$5,设置$5面额计数T10总计$10,设置$10面额计数T20总计$20,设置$20面额计数T50总计$50,设置$50面额计数THU总计$100,设置$100面额计数TGT传送所有面额计数的和TCN传送总计单张计数X01清除$1,设置$1面额计数X02清除$2,设置$2面额计数X05清除$5,设置$5面额计数X10清除$10,设置$10面额计数X20清除$20,设置$20面额计数X50清除$50,设置$50面额计数XHU清除$100,设置$100面额计数XGT清除所有面额计数的和XCN清除总计单张计数值A传送当前单张计数值外设316也可以通过传送一个“S”给设备来从设备请求状态信息。响应这一请示，设备给外设316传送状态信息。由设备所传送的状态码除指示错误外，还指示堆积器中证券是否存在，从而使得外设可以促使操作员采取适当的行动，并且监视操作员的进程。设备状态信息码列在表Ⅳ中表Ⅳ-设备状态信息码ASCII码状态X主机传送了非法信息R机构移动BQ没有错误,准备运行、堆积器空BD双张错误,堆积器空BH半张错误,堆积器空BW不足宽错误,堆积器空BS可疑伪造品错误、堆积器空DQ没有错误,证券在堆积器中DD双张错误,证券在堆积器中DC成串错误,证券在堆积器中DH半张错误,证券在堆积器中DW不足宽错误,证券在堆积器中DS可疑伪造品错误,证券在堆积器中DB选组完成,证券在堆积器中DF停止,100张证券在堆积器中从前面的描述以及附图，本领域的技术人员可以明显看出，本发明提供了某些新颖和有用的技术特征，特别是描述了一种改进的证券计数和选组设备，其中根据传感器信息的可编程数字阈值，进行了光学和磁性验证测试，并且通过减小电噪声对这种传感器信号的影响增强了可靠性。
所用的名词和表述仅仅作为描述之用而不作为限制，也不打算用这些名词和表述来排除所示和所述的任何等同特征。应该认识到，在本发明权利要求的范围和精神之内可作各种修改。
权利要求
1.用于在证券计数器中分离证券的设备，包括一对支撑壁，可旋转地安装在所述支撑壁之间的第一转动轴；安装在所述第一转动轴上的送进滚轮装置，用于与要被计数的证券摩擦接合；分离装置，包括与所述第一转动轴成平行关系可旋转地安装在所述支撑壁之间的第二转动轴；安装在所述第二转动轴上的一个驱动轮；平行于所述第二转动轴安装在所述支撑壁之间的一根空转轴；安装在所述空转轴上的可旋转空转部件；与所述空转轴相连的离心调节装置；在张力作用下与所述驱动轮和所述空转部件接合的一条摩擦分离带，在所述摩擦带上的张力可由所述调节装置的转动来调节，其中摩擦带与送进滚轮装置配合来分离证券。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于在所述空转轴和所述调节装置之间的所述连接包括一个支架，所述调节装置包含由所述支架支撑的一个凸轮带动元件。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述送进滚轮装置包含两个楔接具有摩擦表面的所述第一转动轴的送进皮带轮，用于接合所述证券，并且包含在所述送进皮带轮之间可旋转地安装在所述第一转动轴上的空转环。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述分离装置进一步包括由所述第二转动轴可绕枢轴旋转地支撑的一个支架;由所述支架支撑的一个张力空转滚轮，用于保持所述摩擦带上的张力。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于进一步包括旋转所述第一转动轴和所述第二转动轴的装置，从而使得所述摩擦带与所述送进滚轮装置反向转动。
6.用于对证券计数的设备，包括限定一条证券传输通道的一块导板，所述传输通道具有左侧、中间和右侧通道部位;毗邻所述传输通道的右侧部位放置的右传感器，用于响应一张证券的一部份在所述右侧通道部位中的存在来产生一个右传感器信号;毗邻所述传输通道的中间部位设置的中间传感器，用于响应一张证券的一部份在所述中间通道部位中的存在来产生一个中间传感器信号;毗邻所述传输通道的左侧部位设置的左传感器，用于响应一张证券的一部份在所述左侧通道部位中的存在来产生一个左传感器信号;数字采样装置，用于采样所述左传感器信号，所述中间传感器信号和所述右传感器信号，以产生其代表值;一个可编程控制器装置，被编程来产生证券的计数值，产生用于操作设备的控制信号以及产生用于响应所述代表值监视设备运行的状态信号。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述数字采样装置包括用于产生计时脉冲的计时装置;用于产生所述代表值的转换装置，和所述可编程控制器被编程，以响应所述计时脉冲对所述代表值的采样。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于右传感器响应计时脉冲运行，右传感器信号指示沿证券右侧部份的阻光度，左传感器响应计时脉冲运行，左传感器信号指示沿证券左侧部份的阻光度，左右传感器信号都被提供给数字采样装置。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于可编程控制器装置包括用于收集代表值的收集装置，以及比较装置，用于将所收集的代表值与指示一张可靠证券的预定值进行比较，以确定证券的阻光度是否可以接受。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于进一步包括运转地连接到所述可编程控制器上的串行通信接口，用于与一台外设通信。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述串行通信接口是一个RS-232接口。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述外设包括一台计算机。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述外设包括一台打印机。
14.根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述可编程控制器包括一个非易失性存贮器，用于存贮参考值，由所述控制器与所述代表值进行比较。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于非易失性存贮器可由具有不同参考值的另一个非易失性存贮器所替代。
16.对具有不同磁特性的证券进行验证的设备，包括一条证券导引通路，用于引导设备中的证券;沿证券导引通路安装的磁转换器，用于检测沿所述证券导引通路移动的证券的磁特性，当所述磁转换器检测到证券的磁特性时，产生一个信号;数字转换装置，它响应来自磁转换器的信号产生代表数字值;采样装置，用来采样所述数字值以产生采样值;累加装置，用于累加所述采样值，并提供一个累加值;比较装置，它响应所述累加值，来比较所述累加值与指示一张真实证券的预定值，从而验证具有磁特性的证券。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于进一步包括对证券进行磁化的磁化装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于所述磁化装置以紧固关系与所述磁转换器安装在一起。
19.根据权利要求16所述的设备，其特征在于进一步包括响应所述磁转换器信号的一个信号调节电路，用于给信号转换电路提供调节信号。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于所述信号调节电路包括一个积分器，用于响应来自磁转换器中的所述信号，产生一个积分信号。
21.根据权利要求19所述的设备，其特征在于所述信号调节电路包括第一放大器，用于放大来自磁转换器中的所述信号，并产生第一放大信号;带通滤波器，用于过滤所述第一放大信号，并产生一个过滤信号。
22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于所述信号调节电路进一步包括第二放大器，用于放大所述过滤信号，并产生一个第二放大信号;整流装置，用于整流所述第二放大信号，并产生一个整流信号;一个积分器，用于对所述整流信号进行积分，并产生一个指示证券磁特性的积分信号。
23.根据权利要求16所述的设备，其特征在于进一步包括限定装置，用于将证券导引通路限制在所述磁转换器的附近，从而可以均匀检测通过所述磁转换器的任何证券的磁特性。
24.根据权利要求23所述的设备，其特征在于所述限定装置包括一个可旋转滚轮。
25.用于证券计数和检验设备的控制网络，所述设备有一条导引证券的导引通路和沿该导引通路传送证券的传送装置，控制网络包括一个中央处理单元;用于驱动证券传送装置的一个电动机;运行地连接到所述中央处理单元的一个电机控制器，用于响应来自所述中央处理单元的电机控制信号来调整所述电机的速度;用于给控制网络人为输入指令的一个键盘;运行地连接在所述键盘和所述中央处理单元之间的一个键盘接口，用于从所述键盘向所述中央处理单元传送命令;设置在导引通路中用于产生传感器信号的多个传感器，至少一个传感器指示证券在导引通路中的存在，至少一个不同的传感器指示该证券的物理特性;数字转换装置，响应所述传感器信号，给所述中央处理单元产生数字信号;运行地连接到所述中央处理单元的计时装置;用于与传送装置同步提供计时脉冲给所述中央处理单元，从而中央处理单元以某种方式处理该数字信号，以对沿导引通路传送的证券进行计数和验证。
26.根据权利要求25所述的控制网络，其特征在于进一步包括存贮器装置，用于保存(ⅰ)所计数和验证的证券的单张计数值;(ⅱ)所计数和验证的证券的每种面额的面额单张计数，(ⅲ)所计数和验证的每种证券的总值的面额值计数。
27.根据权利要求26所述的控制网络，其特征在于进一步包括用于计算所有计数证券的总值的共计值得数的装置。
28.根据权利要求25所述的控制网络，其特征在于所述多个传感器包括位于沿导引通路的第一传感器位置的第一传感器，当所述第一传感器检测到一张证券时，产生一个第一传感器信号;位于沿正交导引通路的一条直线上毗邻所述第一传感器的右传感器，用于产生一个右传感器信号，指示一张证券的检测以及该证券的阻光度;位于沿正交导引通路的一条直线上毗邻所述第一传感器的左传感器，用于产生一个左传感器信号，指示一张证券的检测以及该证券的阻光度。
29.根据权利要求25所述的控制网络，其特征在于所述多个传感器包括磁传感器，用于产生指示证券磁特性的一个传感器信号。
30.控制证券计数设备的方法，包括如下步骤(a)沿一条导引通路传送一张证券通过计数设备;(b)当证券沿所述导引通路传送时产生计时脉冲;(c)感应证券沿导引通路的存在;(d)当证券在所述步骤(c)的感应过程中被传送时，对所产生的计时脉冲进行计数;(e)根据当证券在步骤(c)的感应过程中被检测时所产生的所述计时脉冲来测量沿证券的第一部份的证券阻光度;(f)累计所述阻光度测量以产生相关于所述证券的第一部份的第一阻光度值;(g)确定在所述计数步骤中所计数的脉冲是否在指示需要的证券长度的一个预定计数范围内;(h)当所述计数脉冲不在所述预定范围之内时，产生指示一个长度错误的长度错误信号;(i)当所述第一阻光度值指示一个阻光度错误时，产生一个指示双张错误的双张错误信号。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于进一步包括根据在证券检测过程中所计数的计时脉冲数来调整所述预定范围的步骤。
32.根据权利要求30所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤根据当证券在步骤(c)的感应过程中被检测时所产生的所述计时脉冲来测量沿证券的第一部份的证券阻光度;累计所述阻光度测量，以产生相关于证券第二部份的第二阻光度值;当所述第二阻光度值指示一个阻光度错误时产生指示双张错误的双张错误信号。
33.验证具有磁特性的一张证券的方法，其特征在于包括以下步骤沿一导引通路传送证券;在所述传送步骤中检测证券的磁特性;响应在所述检测步骤中检测的所述磁特性来产生一个信号;放大该信号，并产生一个放大信号;对放大信号进行带通滤波，并产生一个带通滤波信号;对所述带通滤波信号进行整流，并产生一个整流信号;对所述整流信号进行积分，并产生一个积分信号;对所述积分信号进行采样，并产生采样值;累加所述采样值以产生一个累积值;将所述累积值与指示真实证券的一个预定值进行比较，从而可以验证具有磁特性的证券。
全文摘要
证券计数和检验设备包括一个改进的分离装置和一个数字控制网络。分离装置包括一条摩擦带，它与证券被送进设备的方向相反转动。摩擦带的张力可以通过旋转一个离心元件来调节。数字控制网络协调对证券进行计数和验证的操作。一个传送机构沿一导引通路移动证券通过设备。沿导引通路设置传感器来确定证券的光学和磁性特征并且去产生相应的信号。所测量的信号被一模/数转换器在微处理器的控制下进行采样和数字化。
文档编号G07D7/04GK1084300SQ9311648
公开日1994年3月23日 申请日期1993年7月13日 优先权日1992年7月14日
发明者N·A·卡基尔, A·D·休斯, G·J·麦克因纳尼 申请人:特尼特罗尔有限公司