专利名称：硬币接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硬币接收器，具体而言是涉及一种适于包括不同电感特性区域的硬币如双金属硬币的硬币接收器。
背景技术：
众所周知，硬币接收器将鉴别不同币种和面额的硬币，在我们的英国专利GB-A-2,169,429中介绍了一实例。该硬币接收器包括一硬币滑道，硬币靠其圆周面沿此滑道穿过一检测台，在此，硬币完成对其主面的一系列电感测试，以便产生标志检测硬币的材料和金属含量的参数信号。将硬币参数信号数字化，以便提供一数字化的硬币参数数据，然后借助微机将上述数据与存储数据比较，以便确定被检测硬币的合格性或者反之。如果确认硬币合格，微机则控制一接收闸门，以便硬币进入接收通道。反之，接收闸门则保持非运行状态，硬币则进入拒收通道。
存储的硬币数据代表硬币参数数据的合格值。理论上存储的数据可以用信号的数字值表示，但实际上，由于硬币本身的差异，硬币参数数据将随硬币不同而变化；其结果，通常将存储与硬币参数数据合格值窗口相符的窗口数据。该窗口的宽度是若干因素之间的综合。为了达到真币和假币之间令人满意的鉴别，应使窗口宽度尽量窄。然而，如果窗口太窄，则由于真币特性之间的微小差异而出现真币拒收的危险。
目前面临提高对新造硬币的通用性，新制硬币包括不同的材料区，如一种以上的金属或金属合金；而且某些种类的硬币制成第一种合金的中心区，中心区的外圈环绕着由第二种不同合金制成的至少一个环区(下文称之为“双金属”硬币)。不同区域对于硬币接收器的传感器线圈呈现不同的电感特性。该电感传感器将横跨硬币不同区域遍及的硬币全部表面产生涡流。这将使要检测硬币的不同金属区的电导率和磁导率产生一混合效应，因此使传感器线圈提供的读数不确切。例如，就普通传感器而言，英国的新双金属￡2硬币可能提供与某些非金属硬币相似的读数。
双金属硬币的另一特性是其第一区和第二区的粘结处具有易变的电特性。该电联接将随制造，时效处理，碰撞冲击和液体污染而变化。
上述因素导致采用传统电感传感器的硬币接收器验收窗口务必制造成宽于双金属硬币所需的窗口，而且这些宽窗口将使要蒙混接收的其它硬币和物品作为真币接收，因此，大大降低硬币鉴别工序的可靠性和实施。
在欧洲专利EP-A-0,780,810中已推荐在硬币滑道下面采用一线圈，其端面向上指向双金属硬币的圆周边。然而，实际上这种配置对于与硬币滑道宽度相关的硬币位置很敏感。该硬币可能会从滑道一侧向另一侧横向移动，当其沿滑道移动时，这将以假乱真的改变与下部线圈的电感耦合，导致检测结果不可靠。
发明概述为克服上述弊端，本发明提供一种检测一给定类别的硬币的方法，该硬币具有呈现电感特性各自不同的内外区的主面，本发明的检测方法包括使硬币穿过一硬币检测台，该检测台包括一其端面指向硬币主面的一传感器线圈装置，其构形将使其基本上仅与硬币外圈产生电感耦合。
因此，在线圈装置和硬币外圈之间可以局部形成一电感耦合，而且可以借助确定电感耦合是否具有与真币的上述外区独有特性相符的预置特性，检测硬币的真实性。
已发现按照本发明如果传感器线圈装置具有一面积小于72mm2并指向要鉴别硬币的端面；实际上对于具有不同电感特性区的许多硬币，可以进行选择鉴别。
在本发明方法中还可以采用检测硬币特性的另一种传感器。该传感器可以包括另一种传感器线圈装置，从而在另一传感器线圈装置和硬币之间形成电感耦合。采用上述另一种传感器线圈装置可以选择地检测基本上仅限硬币上述内圈的电感特性。
另一方面，或此外，本发明的方法可以包括采用其它传感器线圈装置检测硬币所有上述区域的电感特性。
可以采用本发明的方法鉴别双金属硬币，如英国的￡2.00硬币。
本发明还包括检测一特定类别硬币的方法。该硬币包括呈现电感特性各不相同的区域，上述方法包括使硬币穿过一硬币检测台，该检测台包括第一和第二传感器线圈装置，各上述两线圈装置分别与上述区域之一形成电感耦合。采用第一线圈装置，基本上仅仅有选择地检测上述区域之一的电感特性；采用第二线圈装置，基本上仅仅有选择地检测上述区域的另一区的电感特性。
本发明还提供一种硬币接收器，用于检测指定类别的硬币，该硬币具有一主面，此面包括电感特性各不相同的内外区；该硬币接收器包括一硬币滑道，一带有端面的传感器线圈装置，上述端面指向沿滑道运行的硬币的主面，所述线圈装置的构形将有选择地与上述硬币所述区域的外区形成电感耦合。
由线圈绕组限定的区域其断面通常是圆形或矩形。
该硬币接收器可以包括侧壁之间的一硬币滑道，传感器线圈装置安装在上述侧壁之上。虽然可以采用一单独的线圈；但是，传感器线圈装置可以包括配置在硬币滑道相对两侧的两个线圈组件。
该硬币接收器可包括另一个或更多的传感器线圈装置，其构形将分别与其它一个以上的硬币区域可选择地形成电感耦合。
附图概述现将参照附图举例详述本发明的实施例，以便可以更充分地理解本发明，附图包括
图1是本发明硬币接收器正视示意图；图2是图1所示硬币接收器的电路示意图；图3是沿图1A-A线剖切接收器的局部剖视示意图；图4是对应于图3的简化视图，用于说明检测时在线圈C3a，b之间穿过硬币外圈的磁链；图5是检测时面向硬币的线圈C3a端面；图6是本发明硬币接收器另一实施例与图1相应的示意图。
发明详述图1至5所示硬币接收器包括一多种硬币的硬币接收器，该硬币接收器能确认不同币种和面额的许多硬币，包括双金属硬币，例如包括新的双金属￡2.00硬币的英国的全套硬币。
图1中概略显示硬币接收器的实际配置图。该硬币接收器包括一设有硬币滑道2的壳体1，检测时，硬币从入口3沿此滑道2边缘朝前穿过硬币检测台4，然后，朝闸门5下落。当硬币穿过检测台4时，将分别对每一硬币进行检测。如果检测结果表明是真币，闸门5则打开，因此硬币能送入接收通道6；否则，闸门5则保持闭合，硬币则偏转至拒收通道7。供硬币8穿过硬币接收器的硬币轨迹用虚线9简要示意。
硬币检测台4包括用虚线表示的三个硬币传感线圈装置C1，C2a，b和C3a，b，上述线圈装置通电，以便与硬币产生电感耦合。另外，在闸门5下方的接收通道6中设有第四线圈装置C4，以便检测已确认合格的硬币事实上是否已进入接收通道6。
硬币的几何形状各不相同，而且是借助于图2所示的主振荡，电路和接口电路10，以不同的频率对其通电。检测时，借助线圈装置在硬币中产生涡流。在三个线圈和硬币之间的不同的电感耦合表明硬币特性的明显差异。作为硬币和线圈装置C1，C2，C3之间不同电感耦合的函数，主振荡和接口电路10产生三个相应的硬币特性参数信号X1，X2，X3。线圈装置C4产生相应的信号X4。可以按已知的许多不同方式产生硬币特性参数的信号X1，X2，X3和X4。在我们的英国专利GB-A-2,169,429中已详述一种方式，在此专利中，线圈设在硬币穿过线圈时保持其自然谐振频率的各自的谐振电路中。该频率是根据因与硬币电感耦合产生的线圈阻抗瞬变原理偏移。该阻抗变化使振幅和频率都产生偏差。如现有技术所述，监测振幅峰值并将其数字化，以便对各线圈提供硬币的参数信号X，借助于硬币穿过线圈通道期间，将线圈的激磁频率保持在其自然频率值，突出振幅偏差，以便有助硬币之间的识别。然而，可以采用其它方式产生硬币参数信号X，如监测硬币通过线圈时产生的频率偏差，参考文献见GB1,452,740。
为确保硬币鉴别的可靠性，向微控器11输入检测时硬币产生的三个参数信号X1，X2，X3，上述控制器与电可擦程控只读存储器EEPROM12形式的存储器装置相联接。微控器11将检测时硬币发出的硬币参数信号与在EEPROM12中对应的存储值比较。该存储值是以具有上下极限值的窗口存储。因此，如果各硬币参数信号X1，X2和X3属于相关特定种类的真币相一致的窗口范围，则表明该硬币是合格的，反之则拒收。如果合格，线路13上则提供一信号送至控制图1所示闸门5的驱动电路14，以便将硬币送至接收通道6。反之，闸门5则不开启并将硬币送至拒收通道7。
微控器将硬币参数信号X1，X2和X3与不同类别硬币相符的许多不同组的控制窗口数据相比较，从而硬币接收器可以接收或拒收一套指定货币的一枚以上的硬币。如果该硬币合格，借助线圈装置C4检测该硬币是否沿接收通道通过；而且装置10将相应数据X4传送至微控器11，随后在指示被认定为合格硬币的货币数量的线路15上提供一输出值。
现将更详细地阐述传感器线圈的构形。再参照图1，按常规方式，硬币接收器在其壳体1的轴17上有一铰接的硬币门16。如图3详示，在壳体1的壁19和门16内壁18之间设有硬币的滑道2。该滑道2包括一在门16上的倾斜的凸台20，硬币周边沿上述滑道向下运行穿过传感器线圈装置C1，C2和C3。在图3中，显示硬币8在滑道2的斜台20上。如现有技术已知，在图1和3中显示门16靠弹簧偏移至闭合位置，但如果硬币卡塞时，此门也可以从机壳1向外转动，从而松开被夹住的硬币并使其落至拒收通道7。
再参见图1，线圈装置C1包括壳体1的壁19的内侧安装的线圈和图中未示的绕在一圆形的绕线管上的单独的线圈，与硬币接收器可能鉴别的不同类别的硬币主面面积相比，上述线圈具有较大的面积。通常，线圈装置C1外径为14mm，面积为154mm2。当硬币8穿过线圈装置C1时，在线圈和硬币之间的电感耦合是瞬间交变，产生如上所述的硬币参数信号X1，线圈C1的面积较大导致信号基本上是检测硬币全部主面电感特性的平均值。
线圈装置2包括电串联的一对线圈C2a，C2b，二者分别绕在图中未示的相同的矩形绕线管上。线圈装置之一C2a安装在壳体1的壁19的内侧，另一线圈装置C2b安装在与线圈C2a相对的门16的壁18上。因此，当硬币8穿过两线圈C2a和C2b之间时，线圈之间的电感耦合间断，导致按前述方式产生硬币参数信号X20与硬币接收器装置可能鉴别的不同类别的硬币面积相比，线圈装置C2a，C2b的面积较大，这将导致信号基本上是要检测硬币全部主面电感特性的平均值。例如，各线圈C2a，b的端面为20mm，面积则为315mm2。
如图1所示，将要鉴别的硬币8包括一双金属硬币，而且在此例中包括新的面值为￡2.00的硬币。该硬币8是圆盘形，设有两对置的主面8a，8a′和一外圆周面8b，该硬币是由第一铜镍合金的内芯区21和围绕在内芯区21外周的合金材料的第二外周区或环22组成，在此，合金指的是包括76％Cu，4％Ni和20％Zn的青铜。上述的两个区域，对传感器线圈装置呈现不同的电感特性，因此将是线圈装置C1和C2a，b的平均值。另外，如前所述，区21和22之间的接合，就不同硬币而言可能具有不同的电器特性，这将影响线圈装置C1，C2所产生的信号X1，X2值。其结果，线圈装置C1和C2a，b其本身都未必能提供足以鉴别￡2.00硬币和其它类别硬币及假币的硬币参数信号；然而，按照本发明采用线圈装置C3a，b将解决上述难题。
参见图3，线圈装置C3a，b包括安装在硬币接收器壳体1的壁19内侧和安装在门16的壁18上的一对线圈组件C3a，C3b。线圈组件C3a，C3b其结构将有选择地与要检测的双金属硬币8青铜环22形成电感耦合，即与硬币中心的铜镍合金区无明显的电感耦合。
各线圈组件C3a，b分别包括一塑料的基本上为筒形的绕线管23与用烧结铁氧体制成的所谓半槽形磁芯25推装配合。磁芯25包括形成一通孔的筒形中心磁头26，以便减少所用铁氧体材料的数量；另外还包括一同心的外周圆筒支承凸缘27。
代替绕线管的另一方案，可以围绕图中未示的一线圈架绕成绕组，而且加热绕组，软化其绝缘材料，从而冷却时形成自支撑线圈，然后将其与半槽形磁芯25推装配合。
半槽形磁芯25的凸缘与壁中相应的凹槽推装配合，因此，组件C3a的凸缘27与壁19中的柱形凹槽28推装配合，而且组件C3b的凸缘27与壁18中相应的凹槽29推装配合。线圈24的绕组外径d1是7.3mm。带有绕线管23的线圈24的内径d2是2.78mm。穿过磁头26通孔的直径是2mm。在此例中，线圈组件C3a，b的端面30间隔为6.24mm。线圈24的轴向长度为2.78mm。半槽形磁芯25的外径d3是9mm，因此各线圈装置的端面30(即面对被测被测硬币的端面)的面积A为63.62mm2。组件C3a，b的绕组24是电串联的。如图3所见，线圈组件C3a，b所设置的线圈24沿一共用轴B配置在进行检测的硬币B的相对两侧。因此，当硬币穿过线圈之间时，共用轴8沿着进行检测的硬币主面8a，8a′横向延伸，而且线圈24的主面30面向硬币的主面8a，8a′。
在电磁铁线圈结构中众所周知，一普通筒形线圈的磁场是沿线圈轴集中；因此，对于各线圈组件C3a，b，磁场主要集中在半槽磁芯25的铁氧体磁头26中，并且除磁通穿过周围材料返回磁头26之处的端面30区域之外，借助于周围的铁氧体凸缘27围绕线圈的磁通量主要在围绕线圈的回路中形成。因此，在极大程度上对于穿行硬币的组件C3a，b的灵敏度局限于穿过磁头26之间的硬币区。如图3所示，组件C3a，b紧靠硬币滑道2定位，并且线圈尺寸d3应使硬币与线圈之间的电感耦合基本上仅限于硬币8的第二外区22，而在第一内区21中不出现明显的耦合。从图4中可能更显而易见，该图简要例示当硬币穿过线圈之间的间隙时，线圈组件C3a，b和硬币8的相对尺寸和构形。从图3可见，半槽磁芯25延伸低于硬币滑道20，以便磁芯26的构形与硬币8的外环22对准。
当硬币8穿过线圈装置C3时产生的硬币参数信号X3，主要由￡2.00硬币的青铜区22的特性确定，而且铜镍合金区21或区21，22之间的接合不会对参数信号X3有任何重要的影响。因此，硬币参数信号X3与信号X1和X2相结合为包括￡2.00硬币的成套英国硬币的各硬币提供特征明显差异的一组硬币参数信号。
实践中已发现，从线圈组件C3a，b上的读数相当稳定，而且有可能使线圈有选择地指向相对无表面不规则的硬币区域。
显而易见，本发明上述实施例不局限于检测成套英国硬币中的￡2.00硬币，而且基本上适于检测双金属硬币，此类硬币在其它国家的成套硬币中存在并且也具有双金属特征。存储在EEPROM12中的硬币数据可以存储为适于相关硬币或标识的恰当的窗口数据。总而言之，根据本发明已证实借助于使面对硬币的线圈装置，如线圈C3a，b的面积A小于72mm2，这将保证要检测的硬币区具有独特的电感特性，从而达到改善识别的效果。
许多更改和变化属于本发明范围之内。例如，虽然在图1至5的实施例中线圈装置C3包括一对相对的线圈C3a，b，但是也可采用一个单独的线圈。
各线圈C3未必是环形。事实上，采用方形或矩形缠绕的线圈可以实现上述优点。
另外，根据要鉴别的货币，还可采用不同构形的线圈装置C1和C2。因此，线圈装置C1或C2或者其二者与图1相比较可以相对于硬币滑道2的不同位置定位。另外，除线圈装置C1，C2之外，可以在滑道2上至少设一个光学的硬币传感器(图中未示)，或者以此替换两线圈装置之一。
在修改方案中，壳体1的门16和壁19可以设置线圈组件C3a，b用的一系列凹槽28，29，允许其在不同位置安装，以便最大限度地适于不同套货币的检测。换言之，可以设置增大的调节机构，将允许线圈组件C3a，b调节位置。
线圈组件C3a，b未必仅用于检测硬币的外区22。图6显示一修改方案，其中用包括与组件C3a，b对应的串联线圈组件C5a，b的线圈装置C5代替线圈装置C2。该线圈装置C5的构形是适于有选择地检测双金属硬币8的第一内区21。随着硬币沿滑道2下滚，从线圈C1的输出信号X1传送至微控制器11，并且当硬币内区21穿过允许有选择地与要检测的内区21耦合的线圈组件C5a，b之间的同时，达到一最大值。该线圈的端面面积足以小至仅能有选择地检测区21。在选通信号显示窗口过程，硬币参数信号X2表示区21的电感特性，基本不受区22或两区之间接合的影响。
线圈组件C3a，b和C5a，b未必如前所述必须串联，而且可以转换联接，以便如欧洲专利EP-A-0,599,844所述进行不同的电感测试。
另外，线圈组件C3ab和/或C5a，b未必必须沿凸台20设置，而且也可能设在硬币接收器内的其它位置。也可以将若干线圈组件成一列配置。
尽管在前文的实施例中已详述英国￡2.00双金属硬币的检测，然而该硬币接收器也能用于检测不同货币的双金属硬币，如欧元。显而易见，具有特性各异的硬币区可能构形不同。例如，硬币可能包括一个以上的不同金属成份的环。另外，不同区域未必必须是环，而且可能是其它形状。它们并非全部都必须是金属制的。它们可包括无硬币材料部分，如孔。
另外，各区域可以是由相同金属成份制成的硬币的不同区域，如美元的25分硬币，此硬币在其中心区具有一起伏很大的波纹面，但在其周边区较平滑。这些不同的区域呈现不同的电感特性，按照本发明可以分别检测。
总之，显而易见，在要检测的硬币的预定区域的检测位置可以包括与组件C3a，b相应的其它线圈组件，以便检测其显著差异的电感特性。
在此所用的术语“硬币”包括硬币，特征品或其它硬币类的物品。
权利要求
1.一种检测指定类别硬币的方法，该硬币具有一主面，其内区和外区的电感特性各不相同，包括使硬币穿过一硬币检测台，该检测台包括一其端面指向硬币主面的传感器线圈装置，该线圈装置的构形将使其有选择地基本上仅与硬币的外区形成电感耦合。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于包括在线圈装置和硬币外区之间形成电感耦合，而且确定该电感耦合是否具有与上述外区所述鉴别特性相符的预置特性。
3.一种如权利要求1或2所述的方法，其特征在于指向要确认硬币的传感器线圈装置的端面，其面积小于72mm2。
4.一种如权利要求1，2或3所述的方法，其特征在于包括采用检测硬币特性的另一传感器。
5.一种如权利要求4所述的方法，其特征在于上述的另一种传感器包括另一种传感器线圈装置，而且该方法包括在另一传感器线圈装置和硬币之间形成电感耦合。
6.一种如权利要求5所述的方法，其特征在于包括采用另一传感器线圈装置，有选择地检测基本上仅限于硬币的上述内区的电感特性。
7.一种如权利要求5所述的方法，其特征在于包括采用另一传感器线圈装置检测硬币所有上述区域的电感特性。
8.一种检测指定类别硬币的方法，所述硬币包括呈现电感特性各不相同的区域，包括使硬币穿过一硬币检测台，该检测台包括第一和第二传感器线圈装置，各传感器线圈装置的构形将有选择地与上述区域之一形成电感耦合，采用第一线圈装置将有选择地检测基本上仅限于上述区域之一的电感特性，采用第二线圈装置将有选择地检测基本上仅限于另一上述区域的电感特性。
9.一种如前述权利要求中任一项所述的方法，用于确认双金属硬币。
10.一种如前述权利要求中任一项所述的方法，用于确认一英国￡2.00硬币。
11.一种用于检测指定类别硬币的硬币接收器，该硬币具有呈现电感特性各不相同的内外区的主面，包括—硬币滑道；和—传感线圈装置，该装置有一指向沿上述滑道运行的硬币主面的端面，该线圈装置的构形将有选择地与硬币上述区域的外区形成电感耦合。
12.一种如权利要求11所述的硬币接收器，其特征在于指向要确认硬币的传感器线圈装置的端面，其面积小于72mm2。
13.一种如权利要求11或12所述的硬币接收器，其特征在于所述的传感器线圈装置包括装配在磁头绕线管上的线圈绕组。
14.一种如权利要求13所述的硬币接收器，其特征在于所述磁头包括一种烧结的铁氧体材料。
15.一种如权利要求11至14中任一项所述的硬币接收器，其特征在于由线圈绕组限定的区域，其断面通常为圆形。
16.一种如权利要求11至14中任一项所述的硬币接收器，其特征在于由线圈绕组限定的区域，其断面通常为矩形。
17.一种如权利要求11至16中任一项所述的硬币接收器，其特征在于滑道包括在两侧壁之间的硬币滑行的通道，而且传感器线圈装置安装在所述两侧壁之一上。
18.一种如权利要求17所述的硬币接收器，其特征在于所述传感器线圈装置包括配置在硬币滑道相对两侧的两个线圈组件。
19.一种如权利要求11至17中任一项所述的硬币接收器，其特征在于线圈装置包括设有一纵向轴的一线圈，当硬币穿过线圈时，上述纵向轴沿硬币主面横向延伸。
20.一种如权利要求11至18任一项所述的硬币接收器，其特征在于包括另一上述传感器线圈装置，其构形将有选择地与硬币的上述内区形成电感耦合。
21.一种如权利要求11至19所述的硬币接收器，其特征在于包括一列上述的传感器线圈装置，其构形将有选择地分别与硬币的对应区域形成电感耦合。
22.一种如权利要求11至20中任一项所述的硬币接收器，其特征在于包括至少一个另一种传感器，其构形将总体检测硬币内区和外区的特性。
全文摘要
一种设计用于检测指定类别硬币的硬币接收器,该硬币包括吊现电感特性各不相同的区域,如双金属硬币,例如具有不同金属区(21,22)的新的英国￡2.00硬币。该硬币接收器有一硬币检测台(4),该检测台包括具有一线圈端面(30)的一传感器线圈装置(C3a,b),当硬币(8)穿过该线圈端面(30)时,该线圈端面(30)基本上仅与硬币的外区(22)有选择地形成电感耦合。上述线圈端面(30)的面积小于72mm
文档编号G07D5/08GK1278353SQ9881065
公开日2000年12月27日 申请日期1998年10月29日 优先权日1997年11月3日
发明者丹尼斯·伍德 申请人:硬币控制有限公司