CN105096443B - 一种薄片介质的霍尔厚度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄片介质的处理技术，特别是一种用于金融自助设备中检测薄片类有价文件的霍尔厚度检测装置，其包括一安装架，一基准轴，一浮动轮组件，该浮动轮组件包括一支架和至少一个浮动轮，该支架通过一浮动轮转轴安装在该安装架上，另一端转动装配该浮动动轮形成自由端，该浮动轮转轴与该支架之间设有扭簧，使该浮动轮弹性抵压该基准轴；该支架固定安装有一检测块；以及检测该检测块的位移量的感应器；该浮动轮和基准轴的轴心连线与该检测块和感应器的检测中心处于一条直线上，该浮动轮转轴轴心到浮动轮和基准轴的切点和到检测块表面检测中心点的距离相等，且该切点到该浮动轮转轴的轴心连线与薄片介质输送路径方向呈45度角。

Description

一种薄片介质的霍尔厚度检测装置
技术领域
本发明涉及一种薄片介质的处理技术，特别是一种用于金融自助设备中检测薄片类有价文件的霍尔厚度检测装置。
背景技术
在金融自助设备中为了对批量处理的每一张薄片类有价文件(比如纸币、支票、汇票等)逐一进行检验，需要将整叠的薄片类有价文件一张张分离开来，然后对分离的单张薄片类有价文件进行图像识别、厚度检测、磁信息检测等识别手段，以保证所处理的薄片类有价文件的真实性，其中对纸币的厚度检测是一项必不可少的鉴别手段。目前薄片类有价文件一般均采用特殊的材料制作成具有一定厚度特征的薄片形介质，通过对薄片类有价文件的厚度特征可以识别钞票上粘贴的胶带和折角等，从而剔除不合格钞票。因此，在金融服务设备中，有价文件厚度的可靠鉴别对有价文件真实性鉴别具有重要意义。
现有厚度传感器的结构原理如图1所示，每个线性霍尔传感器05对面安装有1个磁铁01，薄片类有价文件02进入基准轴03和浮动轮04形成的输送通道就会引起浮动轮04向上运动，磁铁01也向上运动，霍尔传感器感05应到的磁场会增强，霍尔传感器05设置PCB板06上，与控制和计算模块实现电连接，通过检测磁场的变化推算出磁铁01的位移，实现对薄片类有价文件02厚度的检测。由于磁场的变化是非线性的，即在距离磁铁近端和远端，磁铁移动相同的距离，磁场的变化量不一样，造成线性霍尔传感器输出变化量也不一样，所以会造成传感器检测的并非是线性关系，而实际根据检测磁场的变化来推算检测的薄片类有价文件的厚度时为了推算简便，采用线性推算的方式，因此这样的检测结果就存在较大的误差。
发明内容
本发明为了解决现有厚度检测装置中霍尔传感器检测的磁通量非线性区域较小，使得推算结果不准确的技术问题，提供一种有效扩展霍尔传感器检测的线性范围，并可以保证霍尔传感器检测的磁通量基本保持线性变化的薄片介质的霍尔厚度检测装置。
这种薄片介质的霍尔厚度检测装置，其包括：
一安装架，用于安装和承载如下零部件；
一基准轴，其两端通过轴承安装于该安装架上；
一浮动轮组件，该浮动轮组件包括一支架和至少一个浮动轮，该支架的一端通过一浮动轮转轴与该安装架形成相关固定安装，另一端转动装配该浮动动轮形成自由端，该浮动轮转轴与该支架之间设有扭簧，使该浮动轮弹性抵压该基准轴；该支架背向该浮动轮的一侧上固定安装有一检测块；以及与该检测块对置且与安装架相对固定安装的用于以非接触方式检测所述检测块的位移量的感应器；
其中，该浮动轮和基准轴的轴心的连线与该检测块和感应器的检测中心处于一条直线上，该浮动轮和基准轴的弹性抵压点形成切点，该浮动轮转轴轴心到该切点和检测块表面检测中心点的距离相等，且该切点到该浮动轮转轴的轴心连线与薄片介质输送路径方向呈45度角。
优选的，该检测块为圆形磁铁，其半径为R2，该磁铁中心到感应器监测点的距离D满足如下条件，D<(2/3)*R2。
进一步的，该浮动轮转轴轴心到该切点的距离为R1，其中R1>10*D。
进一步的，该磁铁中心到感应器检测点的距离D大于5倍的薄片介质的标准厚度T。
该薄片介质的霍尔厚度检测装置与现有技术对比具有如下优点：
本装置通过设置基准轴、浮动轮、浮动轮转轴以及检测块和感应器的位置关系，以及各个部件的尺寸选择，使得当薄片类介质通过基准轴与浮动轮之间时，浮动轮的上浮使得检测块引起感应器检测数据变化保持在基本的线性范围，从而使得检测结构的推算更加准确。
附图说明
图1是现有片状介质霍尔厚度检测装置的结构示意图；
图2是图1所示霍尔厚度检测装置的A向视示意图；
图3是本发明所提供的一种薄片介质的霍尔厚度检测装置的组成示意图；
图4是图3所示薄片介质的霍尔厚度检测装置的A向视示意图；
图5是图3所示检测装置中检测块和感应器检测初始位置关系示意图；
图6是图3所示检测装置中检测薄片介质时检测块和感应器的位置关系示意图；
图7是图3所示检测装置中传感器感的磁场强度和检测块位置的关系示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所提供的这种薄片介质的霍尔厚度检测装置，以下结合本发明的一个优选实施例的图示做进一步的详细介绍。
参阅图3所示，本发明所提供的一种优选的薄片介质的霍尔厚度检测装置，其包括：一用于安装和承载如下零部件的安装架；一基准轴1，其两端通过用轴承安装在安排架上，一浮动轮组件2，该浮动轮组件2包括一支架21和至少一个浮动轮22，该支架21的一端通过一浮动轮转轴23与该安装架形成相关固定安装，另一端转动装配该浮动动轮22形成自由端，该浮动轮转轴23与该支架之间设有扭簧24，使该浮动轮22弹性抵压该基准轴1；该支架21背向该浮动轮22的一侧上固定安装有一检测块3，本实施例中为圆形磁铁；以及与该检测块3对置且与安装架相对固定安装的用于以非接触方式检测所述检测块3的位移量的感应器4；其中，该感应器4通过与数据处理单元，图中为pcb板5电联接，该数据处理单元用于对感应器4采集的信息进行处理并推算出浮动轮22的上移距离。
具体的，该浮动轮22和基准轴1的轴心的连线与该检测块3和感应器4的检测中心处于一条直线上，该浮动轮22和基准轴1的弹性抵压点形成切点a，该浮动轮转轴23轴心到该切点a和检测块3表面检测中心点b的距离相等，且该切点a到该浮动轮转轴23的轴心连线与薄片介质输送路径方向p呈45度角。
参阅图4所示，为了保证薄片介质对检测块22抬高的距离引起感应器4磁通量变化基本处于线性范围，优选的，该检测块3为圆形磁铁，其半径为R2，该圆形磁铁中心b到感应器4检测点的距离D满足如下条件，D<(2/3)*R2。
进一步的，该浮动轮转轴轴心到该切点的距离为R1，其中R1>10*D。
进一步的，该磁铁中心到感应器监测点的距离D大于5倍的薄片介质的标准厚度T。
下面结合附图5至图7所示，进一步说明该霍尔厚度检测装置扩展线性范围的技术原理：
感应器与磁铁的距离变化与感应器的磁通量变化的非线性，是由于磁铁表面的磁力线比较密集，随着距离的变大，磁力线越来越稀疏，磁场强度越来越弱，从而导致场强和距离的关系是非线性的。参考图3所示，通过设置基准轴1、浮动轮22、浮动轮转轴23以及检测块3和感应器4的位置关系，以及各个部件的尺寸选择，使得检测块3和感应器4的检测状态如图5所示的初始状态，检测块3和霍尔传感器4中心都在y轴上，如果检测块3沿着与x轴成45度的方向运动，即图3中的A方向，最终状态如图6所示，那么霍尔传感器4感应到的磁场强度和检测块3位置的关系如图7所示，是接近线性的，横轴x为霍尔传感器感应到的磁场强度，纵轴为磁铁表面在y轴的位置。
结合本实施例所提供的霍尔厚度检测装置，由于基准轴1固定在安装架上，其旋转起来圆周的跳动尽可能小，浮动轮22围绕着浮动轮转轴23旋转运动，检测块3与浮动轮22相对固定，且随浮动轮22一起做旋转运动。当厚度为T的薄片介质通过浮动轮22与基准轴1之间时，把浮动轮22顶起T，检测块3受浮动轮转轴23的约束而旋转运动，该旋转半径为R1，参考图3所示，这里基准轴1和浮动轮22切点a(x，y轴的零点)与检测块3的中心b都在圆周上，并且都在y轴上，感应器4的检测点也在y轴上。由于基准轴1和浮动轮22的切点a到旋转中心的连线与x轴成45度角。检测块3的中心b到感应器4检测点的距离D<(2/3)*R2，R2位圆形磁铁的半径。假设薄片介质厚度为T，理论上当R1远大于T时，当该薄片介质把浮动轮22顶起T时，浮动轮22的运动轨迹会沿着R1的圆周运动，接近与x轴成45度方向运动，即x，y方向各移动了T，这时检测块3的中心b也会沿着R1的圆周运动，接近与x轴成45度方向移动，在-x，y方向各移动了T，从而在感应器4产生的磁场变化和薄片介质厚度的关系接近于线性，并且线性范围＝D。实际中，设备的尺寸不可能无限制增大，因此实际设计R1不可能远远大于T，本实施例中优选的选择R1>10*D，D>5*T。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种薄片介质的霍尔厚度检测装置，其包括：
一安装架，用于安装和承载如下零部件；
一基准轴，其两端通过轴承安装于该安装架上；
一浮动轮组件，该浮动轮组件包括一支架和至少一个浮动轮，该支架的一端通过一浮动轮转轴与该安装架形成相关固定安装，另一端转动装配该浮动轮形成自由端，该浮动轮转轴与该支架之间设有扭簧，使该浮动轮弹性抵压该基准轴；该支架背向该浮动轮的一侧上固定安装有一检测块；以及与该检测块对置且与安装架相对固定安装的用于以非接触方式检测所述检测块的位移量的感应器；
其特征在于，该浮动轮和基准轴的轴心连线与该检测块和感应器的检测中心处于一条直线上，该浮动轮和基准轴的弹性抵压点形成切点，该浮动轮转轴轴心到该切点和到检测块表面检测中心点的距离相等，且该切点到该浮动轮转轴的轴心连线与薄片介质输送路径方向呈45度角。
2.如权利要求1所述的薄片介质的霍尔厚度检测装置，其特征在于，该检测块为圆形磁铁，其半径为R2，该磁铁中心到感应器监测点的距离D满足如下条件，D<(2/3)*R2。
3.如权利要求2所述的薄片介质的霍尔厚度检测装置，其特征在于，该浮动轮转轴轴心到该切点的距离为R1，其中R1>10*D。
4.如权利要求1或2任一所述的薄片介质的霍尔厚度检测装置，其特征在于，该磁铁中心到感应器检测点的距离D大于5倍的薄片介质的标准厚度T。
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