专利名称：双金属硬币的鉴别器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硬币鉴别器，它包括一条硬币通路，可安排包含用不同的金属和/或金属合金制造的第一部分和第二部分的硬币沿该通路通过；与硬币通路相邻地布置的线圈装置；用于向线圈装置输送随时间变化的驱动信号的电子装置；以及用于检测在硬币中由线圈装置感应产生的涡流电流的检测装置。此外，本发明还涉及一种用于测量在这种硬币的第一和第二部分之间的接头处的电导率的方法。
被布置成通过使硬币受到磁脉冲作用并检测在硬币中感应生成的涡流电流的衰减而测量硬币的电特性如电阻或电导率的硬币鉴别器在本技术领域中是普遍知晓的。这种硬币鉴别器可用在各种各样的硬币处理机如硬币计数机、硬币分类机、用于自动售货机和游戏机的硬币确认器等中。已经早就知道的硬币处理装置例如公开在WO97/07485和WO87/07742中。
这种硬币鉴别器的工作方式在例如GB-A-2135095中作了描述，其中，一个硬币识别装置包括一个发送线圈，该线圈被通以矩形电压脉冲的脉冲，以便产生一个在一正通过的硬币中感应生成的磁脉冲。在硬币中如此产生的涡流电流产生一由一接收线圈监视或检测的磁场。接收线圈可以是一个单独的线圈，或者可以按另一种方案由具有两种操作模式的发送线圈构成。通过监控在硬币中感应产生的涡流电流的衰减，就可得到代表硬币电导率的值，这是因为衰减率是电导率的函数。
现有技术的硬币鉴别器常常采用一个直径小于硬币直径的小线圈。该线圈在硬币的任一点上感应并检测涡流电流(硬币的受到上述电导率测量的实际部分将根据硬币相对于线圈的取向、速度、角度等而改变)。对于用单种金属或金属合金制造的普通的均质硬币而言，这一手段已经足够。
但是，近年来已经在各个国家的市场上发行了双金属硬币。双金属硬币的一个公知的例子为法国的面值为10法郎的硬币。此外，在欧州共同体内不久将发行的某些欧元硬币也计划是双金属型的。
双金属硬币如下所述地制造。从要制造双金属硬币的两种金属或金属合金的板材(也称为坯料)上冲出外环与中间盘。然后，将中间盘装配在外环中，并铸造出硬币。铸币包括在两个硬化的模子之间压制硬币。模子将正面和背面的图案压印在硬币上并强行将中间盘与外环合成一体。中间盘与外环之间的连接处被称为接头。
如果中间盘与外环是洁净的并且无氧化物，则金属之间的接头将具有几乎为零的电阻。理想的是，金属或合金的电阻要比跨越接头的电阻大得多。但是，如果外环或中间盘在铸币之前被覆盖以一层氧化物，则接头的电阻将比金属或合金的电阻大。这样，通过控制坯料在冲压和铸币之间的处理和储存条件，就有可能控制成品的双金属硬币的接头电阻(或者按另一种方案，控制基本上为电阻的倒数的接头电导率)。
按这种方法控制接头的电阻可被特别理想地用作一种防伪措施。在生产中，电阻太小或太大的硬币都不会被发行。为了使这种受控制的生产切实可行，要求有一种反复测量大量硬币的接头电阻的方法。
上述现有技术的硬币鉴别器不能足够精确地确定接头电阻或电导率，因为所获得的测量结果将根据硬币上的实际测量点而有很大程度的变化。换句话说，如果给定硬币的电导率碰巧是在位于外环上的一点上测量的，则测量结果将与在中间盘上所测得的结果不同。此外，如果测量点包括外环与中间盘之间的接头的一部分，就将得到另一种测量结果。在权利要求1的前序部分中记载了一种按照现有技术的硬币鉴别器。
因此，本发明的一个目的为允许可重复地精确确定如下所述硬币的接头电导率或电阻，即该硬币包含用不同金属或金属合金制成的一个第一部分和一个第二部分，例如为一种双金属硬币。
此目的是通过这样一种硬币鉴别器来实现的，该鉴别器包括一条将硬币布置成可沿其通过的硬币通路；与硬币通路相邻地设置的线圈装置；用于向线圈装置输送随时间变化的驱动信号的电子装置；以及用于检测在硬币中由线圈装置感应产生的涡流电流的检测装置，线圈装置要如此布置，从而在硬币中以这样一种方式感应出涡流电流环路，即该环路在硬币的一个预定区域中跨越硬币的第一部分和第二部分之间的接头。
此外，上述目的通过一种测量在硬币的第一部分和第二部分之间的接头处的电导率的方法而实现，其中，使硬币受到由位于硬币之外的线圈装置产生的磁场的作用，以及由硬币之外的检测装置检测在硬币中感应生成的涡流电流，磁场是如此产生的，以致有一涡流电流环路跨越在硬币的预定区域中的接头。
上述技术方案由所附的独立权利要求限定。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。
现在参考附图更详细地描述本发明，在图中
图1是按照本发明的一个优选实施例的硬币鉴别器的示意剖视图；图2是图1所示装置的示意俯视图；图3是双金属硬币和由图1和2所示硬币鉴别器在其中产生的涡流电流的示意说明图。
如图1所示，硬币鉴别器包括一个其形状为两个线圈部分1a和1b的线圈装置，该线圈部分与一个用于向其供应电压脉冲的电子装置7相连。此外，硬币鉴别器包括用于检测由磁脉冲在硬币中感应产生的涡流电流的检测装置9，其中所述的磁脉冲是由线圈装置响应从电子装置7供应的电压脉冲而产生的。线圈装置1a,1b用作一个用于将一个沿一1mm厚的陶瓷板3按箭头所指示的方向移过硬币鉴别器的双金属硬币5暴露在磁脉冲中的发送线圈，而所述磁脉冲在硬币5中引起涡流电流，此外，线圈装置还起一个接收线圈的作用，用于检测由涡流电流在硬币5中产生的磁场变化，并将其转变成相应的电压信号。
如图3所示，硬币5包括一个用第一种金属或合金制成的环13a和一个用第二种金属或合金制成的圆盘13b。圆盘13b与环13a之间的接头用标号11表示。布置检测装置9，以测量涡流电流的衰减并响应此衰减地产生接头电导率或电阻的值。如同在以后要说明的那样，硬币鉴别器要布置成在硬币5的中心与硬币鉴别器的中心平面21对准时进行电导率的测量。
如图2所示，线圈装置1a,1b包括一个第一线圈架17a和一个第二线圈架17b，它们设有各自的第一和第二绕组15a,15b。线圈架17a,17b具有一个基本上为半圆形的截面形状并且对称地布置在线圈中心平面21的两侧。线圈架17a和17b之间的距离约为5-10mm，每个半圆形截面的半径约为10-20mm。在每个线圈架17a,17b上，电线以相等的匝数缠绕在线圈上。例如，包覆以聚氨酯的内径为0.2mm且外径约为0.25mm的铜线可用作在线圈架17a,17b上形成绕组15a,15b的电线。最好，每个绕组包括10-100匝，此外，一个绕组15a顺时针缠绕，而另一个绕组15b则逆时针缠绕，其理由如下所述。
线圈的两个半边1a,1b的相邻部分19a和19b包含基本上彼此平行地延伸并相对于线圈平面21对称地布置的绕组线。此外，由于绕组15a,15b是由一根单一的连续导线形成的，当被来自电子装置7的电压脉冲驱动时，将有一共同的电流流过整个绕组15a,15b。对此，将在绕组15a,15b周围产生脉冲磁场。在线圈的中心区域中，即在相邻部分19a,19b和中心平面21的周围，电流将在两个绕组15a,15b中沿相同的方向流动，并因而将相互合作地产生一个磁场。
当硬币如图1所示地位于线圈的中间时，即当硬币5的直径23(见图3)与线圈1a,1b的中心平面21对准时，测量接头电导率。由电子装置7供给线圈1a,1b的电压脉冲的持续时间可根据实际应用选择；不过，对于多数情况而言，10-100微秒的持续时间看来似乎是合适的。-由于上述布置，如同在图3中示意地示出的那样，在硬币5中，沿大致与两个绕组15a,15b的绕线图案(即对称的双半圆形)相对应的通路，产生一涡流电流环路27。在硬币中产生的涡流电流环路的精确形状是一个复杂的课题，它难于数学模型化。不过，试验已经表明，涡流电流环路有一大致与下面所描述的近似的流动。
图1和2中所示的线圈是设计用于直径小于线圈1a,1b的直径的硬币的。因此，在硬币5中产生的涡流电流环路27具有一如图3所示的形状。在硬币5的中心区域25中，即在靠近硬币的直径23的区域中，涡流电流环路27(或者实际上是两个涡流电流环路27)将从在硬币一侧的某点至在硬币另一侧的某点平行于直径23地延伸。当涡流电流环路27到达硬币5的周边时，涡流电流被迫绕硬币表面流动，并且最终返回至硬币的第一侧。结果，在从硬币的第一侧至其相对侧的途中，即沿硬币5的直径23，涡流电流环路27将两次跨越硬币5的环13a与圆盘13b之间的接头11。这样，由于测量是在硬币5与线圈1a,1b对准时进行的，故涡流电流环路27的检测必然包括接头11，而不会像现有技术方案那样忽略这方面。
通过采用按照本发明的硬币鉴别器，就有可能减少伪造品的危险，这是因为，硬币鉴别器在生产硬币时可用于拣出这种硬币，可以发现这种硬币的接头具有预定极限值以外的电阻或电导率。最好，硬币鉴别器在操作上与在图中未公开的储存装置相连，该储存装置用于储存流通的硬币种类的预定的接头电导率或电阻的最大值和最小值。在测量了硬币的电导率或电阻以后，将检测装置9的输出与预定的极限值相比较，以便确定接头电导率或电阻是否位于允许范围内，其中在允许范围内的硬币允许发行，而未落入允许范围内的硬币将被阻止发行。
按照一种替代实施例，上述的硬币鉴别器可用于通过确定硬币的接头电导率或电阻并将检测值与预定的极限值相比较而确定已经在市场上存在的双金属硬币的真实性。
上面已经参考几个实施例描述了本发明。但是，在本发明的由所附独立权利要求限定的范围内，可能存在与上述几个实施例不同的实施例。例如，线圈装置可以用不同于电压脉冲的电信号如正弦波或矩形波驱动。为了在硬币中产生所要求的涡流电流，实际上可以采用任何一种随时间变化的电驱动信号，这可以由本领域中的技术人员很容易地予以实现。
此外，线圈装置可以包括两个以上的线圈架和绕组。例如，线圈装置可以用四个线圈架和绕组形成，它们最好相对于任一个或几个线圈的中心平面对称地布置。
权利要求
1．一种硬币鉴别器，包括一条硬币通路(3)，包含用不同的金属和/或金属合金制造的第一和第二部分(13a,13b)的硬币(5)可被布置成沿该通路通过；与硬币通路相邻地设置的线圈装置(1a,1b)；用于向线圈装置输送随时间变化的驱动信号的电子装置(7)；以及用于检测在硬币中由线圈装置感应生成的涡流电流的检测装置(9)，其特征为，线圈装置(1a,1b)被布置成在硬币(5)中感应生成一个涡流电流环路(27)，该涡流电流环路在硬币的一预定区域(25)中跨越硬币的在第一和第二部分(13a,13b)之间的接头(11)。
2．如权利要求1所述的硬币鉴别器，其特征为，硬币(5)的预定区域(25)靠近硬币的直径(23)。
3．如权利要求1或2所述的硬币鉴别器，其特征为，线圈装置(1a,1b)包括分别设有第一和第二绕组(15a,15b)的第一和第二线圈架(17a,17b)，绕组相互连接并以这样一种方式与电子装置(7)相连，即，在绕组的相邻部分(19a,19b)中，第一绕组中电流的流动与第二绕组中电流的流动平行，并且流动方向相同。
4．如权利要求3所述的硬币鉴别器，其特征为，第一和第二线圈架(17a,17b)具有基本上为半圆形的截面形状。
5．如权利要求2至4中的任一项所述的硬币鉴别器，其特征为，第一和第二线圈架(17a,17b)相对于线圈装置(1a,1b)的中心平面(21)对称地布置，绕组(15a,15b)的相邻部分(19a,19b)基本上平行于此中心平面地延伸。
6．如权利要求2至5中的任一项所述的硬币鉴别器，其特征为，第一和第二绕组(15a,15b)包括相同的电线匝数，匝数值最好在10和100之间。
7．如权利要求6所述的硬币鉴别器，其特征为，第一线圈架(17a)上的绕组(15a)顺时针缠绕，而第二线圈架(17b)上的绕组(15b)逆时针缠绕。
8．一种测量在由至少两种不同的金属或金属合金构成的硬币(5)的第一和第二部分(13a,13b)之间的接头(11)处的电导率的方法，其中，硬币受到位于硬币外面的线圈装置(1a,1b)的磁场的作用，并且用位于硬币外面的检测装置(9)检测在硬币中感应生成的涡流电流，其特征为，产生磁场，从而一涡流电流环路(27)跨越在硬币(5)的一个预定区域(25)中的接头(11)。
9．如权利要求8所述的方法，其特征为，涡流电流环路(27)跨越在硬币(5)的直径(23)附近的接头(11)。
10．如权利要求8或9所述的方法，其特征为，进一步包括以下步骤将检测装置(9)的输出与电导率值的预定范围进行比较；以及根据比较结果确定硬币是真的还是假的。
11．如权利要求8或9所述的方法，其特征为，进一步包括以下步骤将检测装置(9)的输出与电导率值的预定范围进行比较；以及根据比较结果确定硬币的电导率是否满足预定的要求。
全文摘要
一种硬币鉴别器具有:一条硬币通路(3),将包含有用不同的金属和/或金属合金制成的第一和第二部分(13a,13b)的硬币(5)布置成可沿其通过;与硬币通路相邻地布置的线圈装置(1a,1b);用于向线圈装置输送随时间变化的驱动信号的电于装置(7);以及用于检测在硬币中由线圈装置感应产生的涡流电流的检测装置(9)。线圈装置(1a,1b)被布置成在硬币(5)中感应形成一个涡流电流环路(27),该环路在硬币的预定区域(25)中跨越在硬币的第一和第二部分(13a,13b)之间的接头(11)。
文档编号G07D5/08GK1289429SQ9980249
公开日2001年3月28日 申请日期1999年1月26日 优先权日1998年1月30日
发明者杰弗里·豪厄尔斯 申请人:斯坎硬币工业公司