CN113611034A - 硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及装置，所述透射型磁检测装置的透射型激磁线圈和透射型检测线圈采用大线圈，使磁场的分布面足够大，同时所述反射型磁检测装置采用多个线圈组，避免识别灵敏度降低；所述透射型磁检测装置套设于所述固定板内的凸部上，同时所述反射型磁检测装置固定安装于壳体限位壁内，避免了各个线圈之间的位置变化，使所述电感式传感器能够倾斜安装，使硬币利用自身重量滚过传感器，免去了硬币传送带。

Description

硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及系统

技术领域

本发明涉及硬币鉴伪技术领域，具体涉及一种硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及系统。

背景技术

在进行硬币的鉴伪清分的硬币处理装置中，利用用于测量硬币的磁特性的硬币鉴伪清分电感式传感器。测量硬币的磁特性，例如确定硬币的总厚度、镀层厚度、直径和材质，从而进行硬币种类清分和真伪识别。

已公开专利文献硬币识别用磁传感器，公开(公告)号为103258365A，这个专利文献中，公开了测量利用了四个线圈的透过型和反射型的两者的磁场变化的硬币识别用磁传感器。在该传感器中，反射型的激磁线圈（初级线圈）和检测线圈（次级线圈）、两个透过型的激磁线圈（初级线圈）被配置在输送路径下方，在输送路径上输送的硬币上方与透过型激磁线圈对应的位置配置两个透过型的检测线圈（次级线圈）。于是，除了进行透过磁场的变化的检测，还通过反射型检测线圈检测由于在通过反射型激磁线圈激磁的硬币中产生涡电流而引起的磁通的变化。

但是，上述专利文件中，存在由于构成硬币鉴伪清分电感式传感器的各个部件的制造误差和利用多个非自粘性线圈组装磁传感器时的组装误差而在传感器特性中产生变异性的情况，还有用坡莫合金做为磁芯板加工成本贵，且开口导致磁场分布面小，导致识别灵敏度降低，且安装很局限性，只能安装在平面加传送带，不易与斜面安装，同时增加传送带的成本等问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种易安装、易制造且能够抑制因各个线圈的位置关系的变异性引起传感器性能的降低的硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及系统。

一种硬币鉴伪清分电感式传感器，连接至控制器，用于硬币种类清分和真伪识别，包括壳体、设于壳体内的固定板和壳体限位壁，所述壳体限位壁穿设于所述固定板，

固定板，呈一侧开口的方框型，具有多个向内侧凸起的凸部，多个所述凸部包括向下凸起的上部凸部和向上凸起的下部凸部；

透射型磁检测装置，包括分别套设于所述下部凸部和所述上部凸部的透射型激磁线圈、透射型检测线圈和透射型补偿线圈；

反射型磁检测装置，设于所述下部凸部上方的所述壳体限位壁内，具有激磁、检测和补偿功能。

进一步地，所述上部凸部包括第一上部凸部和第二上部凸部，所述第一上部凸部具有向所述固定板内侧延伸的台阶部，所述第一上部凸部的向下延伸长度与所述第二上部凸部的向下延伸长度相同。

进一步地，所述透射型检测线圈包括第一透射型检测线圈和第二透射型检测线圈，所述第一透射型检测线圈套设于所述第一上部凸部和所述第二上部凸部的底部外侧，所述第二透射型检测线圈套设于所述第一上部凸部的所述台阶部，所述透射型补偿线圈套设于所述第二上部凸部的顶部。

进一步地，所述下部凸部的宽度与所述第一上部凸部的外侧和第二上部凸部的外侧之间的距离相同，所述透射型激磁线圈套设于所述下部凸部；所述第一透射型检测线圈和所述第二透射型检测线圈设于所述透射型激磁线圈产生的交变磁场的有效范围内。

进一步地，所述固定板采用玻纤板，所述壳体限位壁垂直穿设于所述固定板，并设于所述下部凸部的顶部中间。

进一步地，所述反射型磁检测装置采用6层反射型PCB雕刻线圈，所述反射型磁检测装置包括依次层叠设置的反射型检测线圈组、反射型激磁线圈组和反射型补偿线圈组。

进一步地，所述反射型检测线圈组包括一对重叠设置的反射型检测线圈，所述反射型激磁线圈组包括一对重叠设置的反射型激磁线圈，所述反射型补偿线圈组包括一对重叠设置的反射型补偿线圈。

进一步地，所述固定板还包括传感器信号端口，所述传感器信号端口设于所述固定板上与开口相对的一侧的外侧，所述透射型磁检测装置和所述反射型磁检测装置的线圈接头连接至所述传感器信号端口。

以及，一种硬币鉴伪清分电感式传感器的控制方法，由控制器控制如上所述的硬币鉴伪清分电感式传感器鉴别硬币的真伪，包括如下步骤：

预存各种面值的标准硬币的特征参数值；

将复合激励信号输入透射型激磁线圈和反射型激磁线圈组；

将待鉴别硬币从反射型磁检测装置上方的磁场区域中穿过；

采集透射型磁检测装置和反射型磁检测装置的输出波形信息和相位信息；

提取待鉴别硬币的特征参数值；

将待鉴别硬币的特征参数值与预存的标准硬币的特征参数值进行对比，判断待鉴别硬币的真伪。

以及，一种硬币鉴伪清分电感式传感器的控制系统，包括依次电性连接的驱动装置、电感式传感器、检测鉴别装置、硬币识别处理模块和温度检测传感器：

驱动装置，包括依次设置的振荡模块、选频模块、混频模块和放大驱动模块，用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号；

电感式传感器，用于硬币的真伪鉴别；

检测鉴别装置，包括依次设置的滤波器、放大器、A/D转换器和储存器，用于对所述电感式传感器输出的波形信号和相位信号进行滤波、放大，并提取波形信号和相位信号的变化量的特征参数值；

硬币识别处理模块，用于比对待鉴别硬币的特征参数值与标准硬币的特征参数值，判断待鉴别硬币的真伪及面值，并发送至不同的处理路径；

温度检测传感器，用于检测外界的温度值，并将温度值反馈至所述硬币识别处理模块，以便于所述硬币识别处理模块依据温度值对提取到的所述电感式传感器的波形信号和相位信号进行温度补偿。

上述硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及系统中，所述透射型磁检测装置的透射型激磁线圈和透射型检测线圈采用大线圈，使磁场的分布面足够大，同时所述反射型磁检测装置采用多个线圈组，避免识别灵敏度降低；所述透射型磁检测装置套设于所述固定板内的凸部上，同时所述反射型磁检测装置固定安装于壳体限位壁内，避免了各个线圈之间的位置变化，使所述电感式传感器能够倾斜安装，使硬币利用自身重量滚过传感器，免去了硬币传送带。本发明的结构简单，易于实现，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1是本发明实施例硬币鉴伪清分电感式传感器的结构示意图。

图2是本发明实施例硬币鉴伪清分电感式传感器的固定板的结构示意图。

图3是本发明实施例硬币鉴伪清分电感式传感器的结构爆炸图。

图4是本发明实施例硬币鉴伪清分电感式传感器的控制方法的流程图。

图5是本发明实施例硬币鉴伪清分电感式传感器的控制系统的电路结构框图。

具体实施方式

本实施例以硬币鉴伪清分电感式传感器为例，以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

请参阅图1、图2和图3，示出本发明实施例提供的一种硬币鉴伪清分电感式传感器100，连接至控制器（未示出），用于硬币种类清分和真伪识别，包括壳体10、设于壳体10内的固定板20和壳体限位壁11，所述壳体限位壁11穿设于所述固定板20，所述固定板20上设有透射型磁检测装置30和反射型磁检测装置40。所述固定板20呈U型，为一侧开口的方框，具有多个向内侧凸起的凸部，多个所述凸部包括向下凸起的上部凸部22和向上凸起的下部凸部23；所述透射型磁检测装置30，包括分别套设于所述下部凸部23和所述上部凸部22的透射型激磁线圈31、透射型检测线圈和透射型补偿线圈34；所述反射型磁检测装置40，设于所述下部凸部23上方的所述壳体限位壁11内，具有激磁、检测和补偿功能。

优选地，所述固定板20采用玻纤板。

具体地，玻纤板不仅具有较高的机械性能和介电性能、较好的耐热性和耐潮性，还具有良好的加工性。玻纤板的绝缘性能稳定，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差超过标准，适用于高性能电子产品的绝缘要求。

进一步地，所述上部凸部22包括第一上部凸部和第二上部凸部，所述第一上部凸部具有向所述固定板20内侧延伸的台阶部，所述第一上部凸部的向下延伸长度与所述第二上部凸部的向下延伸长度相同。

进一步地，所述透射型检测线圈包括第一透射型检测线圈32和第二透射型检测线圈33，所述第一透射型检测线圈32套设于所述第一上部凸部和所述第二上部凸部的底部外侧，所述第二透射型检测线圈33套设于所述第一上部凸部的所述台阶部，所述透射型补偿线圈34套设于所述第二上部凸部的顶部。所述下部凸部23的宽度与所述第一上部凸部的外侧和第二上部凸部的外侧之间的距离相同，所述透射型激磁线圈31套设于所述下部凸部23；所述第一透射型检测线圈32和所述第二透射型检测线圈33设于所述透射型激磁线圈31产生的交变磁场的有效范围内。

具体地，所述透射型磁检测装置30包括一对大线圈和两个小线圈，一对所述大线圈分别为所述透射型激磁线圈31和所述第一透射型检测线圈32，两个所述小线圈分别为所述第二透射型检测线圈33和所述透射型补偿线圈34，所述透射型激磁线圈31在激励信号的激励下产生交变的磁场，交变的磁场使所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33和所述透射型补偿线圈34产生变化的电流，所述透射型补偿线圈34用于减少温度漂移对线圈的影响。

当待鉴别硬币通过所述透射型磁检测装置30时，硬币改变了所述透射型激磁线圈31与所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33和所述透射型补偿线圈34之间的磁场的磁通量，从而改变了所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33和所述透射型补偿线圈34内的电流的大小和相位，控制器检测到电流的大小和相位的变化量，并提取待鉴别硬币的特征参数值，与预存的标准硬币的特征参数值比对，以判定待鉴别硬币的真伪。

进一步地，所述壳体限位壁为所述壳体内部侧壁的延伸，所述壳体限位壁11垂直穿设于所述固定板20，并设于所述下部凸部23的顶部中间。所述反射型磁检测装置40采用6层反射型PCB雕刻线圈，所述反射型磁检测装置40包括依次层叠设置的反射型检测线圈组、反射型激磁线圈组和反射型补偿线圈组。所述反射型检测线圈组包括一对重叠设置的反射型检测线圈，所述反射型激磁线圈组包括一对重叠设置的反射型激磁线圈，所述反射型补偿线圈组包括一对重叠设置的反射型补偿线圈。

具体地，所述反射型磁检测装置40包括两组所述反射型检测线圈、所述反射型激磁线圈和所述反射型补偿线圈，所述反射型补偿线圈用于减少温度漂移对线圈的影响。

当待鉴别硬币从所述反射型磁检测装置40的上方经过时，待鉴别硬币内产生感应涡流，感应涡流引起的感应磁场的变化，使所述反射型激磁线圈和所述反射型补偿线圈内的电流的大小和相位变化，控制器检测到电流的大小和相位的变化量，并提取待鉴别硬币的特征参数值。

进一步地，所述固定板20还包括传感器信号端口21，所述传感器信号端口21设于所述固定板20上与开口相对的一侧的外侧，所述透射型磁检测装置和所述反射型磁检测装置40的线圈接头连接至所述传感器信号端口21。

具体地，所述固定板20上具有固定孔，使所述固定板20通过螺栓固定安装于所述壳体10，使所述硬币鉴伪清分电感式传感器倾斜安装时，其内部的所述透射型磁检测装置30和所述反射型磁检测装置40的安装位置固定不变。

以及，请参阅图4，示出一种硬币鉴伪清分电感式传感器的控制方法，由控制器控制如上所述的硬币鉴伪清分电感式传感器鉴别硬币的真伪，包括如下步骤：

S10，预存各种面值的标准硬币的特征参数值；

S20，将复合激励信号输入透射型激磁线圈31和反射型激磁线圈组；

S30，将待鉴别硬币从反射型磁检测装置40上方的磁场区域中穿过；

S40，采集透射型磁检测装置30和反射型磁检测装置40的输出波形信息和相位信息；

S50，提取待鉴别硬币的特征参数值；

S60，将待鉴别硬币的特征参数值与预存的标准硬币的特征参数值进行对比，判断待鉴别硬币的真伪。

具体地，S40步骤四中采集透射型磁检测装置30和反射型磁检测装置40的输出波形信息和相位信息，具体包括：

S41，控制器实时采集所述透射型激磁线圈31、所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33和所述透射型补偿线圈34的输出信号；

S42，控制器实时采集所述反射型激磁线圈组、所述反射型检测线圈、所述反射型补偿线圈的输出信号。

具体地，所述控制器中包括驱动装置和储存器，所述驱动装置用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号，所述储存器用于储存有标准硬币的特征参数值，标准硬币的特征参数值包括标准硬币经过所述电感式传感器时，控制器采集所述透射型激磁线圈31、所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33、所述透射型补偿线圈34、所述反射型激磁线圈组、所述反射型检测线圈、所述反射型补偿线圈的输出波形信息和相位信息。

具体地，当所述电感式传感器中没有硬币通过时，由于所述透射型磁检测装置和所述反射型磁检测装置中的各个线圈的位置固定不变，所述透射型激磁线圈31和所述反射型激磁线圈产生的交变磁场引起的所述透射型激磁线圈31、所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33、所述透射型补偿线圈34、所述反射型激磁线圈组、所述反射型检测线圈、所述反射型补偿线圈的输出波形信号保持不变。

当硬币经过所述电感式传感器时，硬币行进的方向与交变磁场的磁力线的方向垂直，切割交变磁场中的磁力线，硬币内产生涡流，从而影响所述电感式传感器内部的磁场的分布和强度，使所述透射型激磁线圈31、所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33、所述透射型补偿线圈34、所述反射型激磁线圈组、所述反射型检测线圈、所述反射型补偿线圈的输出波形信号发生改变。

控制器实时采集所述透射型激磁线圈31、所述第一透射型检测线圈32、所述第二透射型检测线圈33、所述透射型补偿线圈34、所述反射型激磁线圈组、所述反射型检测线圈、所述反射型补偿线圈的输出波形信息和相位信息，并将其与所述储存器内储存的标准硬币的特征参数值比对，以判定待鉴别硬币的真伪。

以及，请参阅图5，示出一种硬币鉴伪清分电感式传感器的控制系统，包括依次电性连接的驱动装置、电感式传感器、检测鉴别装置、硬币识别处理模块和温度检测传感器：

驱动装置，包括依次设置的振荡模块、选频模块、混频模块和放大驱动模块，所述驱动装置用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号；

电感式传感器，用于硬币的真伪鉴别；

检测鉴别装置，包括依次设置的滤波器、放大器、A/D转换器和储存器，用于对所述电感式传感器输出的波形信号和相位信号进行滤波、放大，并提取波形信号和相位信号的变化量的特征参数值；

硬币识别处理模块，用于比对待鉴别硬币的特征参数值与标准硬币的特征参数值，判断待鉴别硬币的真伪及面值，并发送至不同的处理路径；

温度检测传感器，用于检测外界的温度值，并将温度值反馈至所述硬币识别处理模块，以便于所述硬币识别处理模块依据温度值对提取到的所述电感式传感器的波形信号和相位信号进行温度补偿。

具体地，所述复合激励信号包括多个不同频率的电信号，经所述电感式传感器的激磁线圈后，产生交变的磁场，在检测线圈中产生不同波形和相位的交变的电信号，再由所述检测鉴别装置将接收到的交变的电信号进行处理。

具体地，所述储存器中储存有标准硬币的特征参数值，作为待鉴别硬币的特征参数值的标准值，进行比对后判断待鉴别硬币的真伪。

具体地，所述硬币识别处理模块包括存放伪币的异币盒和存放不同面值真币的多个分币盒，当所述硬币识别处理模块鉴别待鉴别硬币为伪币时，将其踢出至所述异币盒内，当所述硬币识别处理模块鉴别待鉴别硬币为真币时，将其按照面值输送至不同的所述分币盒内。

上述硬币鉴伪清分电感式传感器、控制方法及系统中，所述透射型磁检测装置30的透射型激磁线圈31和透射型检测线圈采用大线圈，使磁场的分布面足够大，同时所述反射型磁检测装置40采用多个线圈组，避免识别灵敏度降低；所述透射型磁检测装置30套设于所述固定板20内的凸部上，同时所述反射型磁检测装置40固定安装于壳体限位壁11内，避免了各个线圈之间的位置变化，使所述电感式传感器能够倾斜安装，使硬币利用自身重量滚过传感器，免去了硬币传送带。本发明的结构简单，易于实现，成本低廉，便于推广。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硬币鉴伪清分电感式传感器，连接至控制器，用于硬币种类清分和真伪识别，其特征在于，包括壳体、设于壳体内的固定板和壳体限位壁，所述壳体限位壁穿设于所述固定板，

固定板，呈一侧开口的方框型，具有多个向内侧凸起的凸部，多个所述凸部包括向下凸起的上部凸部和向上凸起的下部凸部；

透射型磁检测装置，包括分别套设于所述下部凸部和所述上部凸部的透射型激磁线圈、透射型检测线圈和透射型补偿线圈；

反射型磁检测装置，设于所述下部凸部上方的所述壳体限位壁内，具有激磁、检测和补偿功能。

2.如权利要求1所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述上部凸部包括第一上部凸部和第二上部凸部，所述第一上部凸部具有向所述固定板内侧延伸的台阶部，所述第一上部凸部的向下延伸长度与所述第二上部凸部的向下延伸长度相同。

3.如权利要求2所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述透射型检测线圈包括第一透射型检测线圈和第二透射型检测线圈，所述第一透射型检测线圈套设于所述第一上部凸部和所述第二上部凸部的底部外侧，所述第二透射型检测线圈套设于所述第一上部凸部的所述台阶部，所述透射型补偿线圈套设于所述第二上部凸部的顶部。

4.如权利要求3所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述下部凸部的宽度与所述第一上部凸部的外侧和第二上部凸部的外侧之间的距离相同，所述透射型激磁线圈套设于所述下部凸部；所述第一透射型检测线圈和所述第二透射型检测线圈设于所述透射型激磁线圈产生的交变磁场的有效范围内。

5.如权利要求1所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述固定板采用玻纤板，所述壳体限位壁垂直穿设于所述固定板，并设于所述下部凸部的顶部中间。

6.如权利要求5所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述反射型磁检测装置采用6层反射型PCB雕刻线圈，所述反射型磁检测装置包括依次层叠设置的反射型检测线圈组、反射型激磁线圈组和反射型补偿线圈组。

7.如权利要求6所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述反射型检测线圈组包括一对重叠设置的反射型检测线圈，所述反射型激磁线圈组包括一对重叠设置的反射型激磁线圈，所述反射型补偿线圈组包括一对重叠设置的反射型补偿线圈。

8.如权利要求1所述的硬币鉴伪清分电感式传感器，其特征在于，所述固定板还包括传感器信号端口，所述传感器信号端口设于所述固定板上与开口相对的一侧的外侧，所述透射型磁检测装置和所述反射型磁检测装置的线圈接头连接至所述传感器信号端口。

9.一种硬币鉴伪清分电感式传感器的控制方法，由控制器控制如权利要求1-8任一项所述的硬币鉴伪清分电感式传感器鉴别硬币的真伪，其特征在于，包括如下步骤：

预存各种面值的标准硬币的特征参数值；

将复合激励信号输入透射型激磁线圈和反射型激磁线圈组；

将待鉴别硬币从反射型磁检测装置上方的磁场区域中穿过；

采集透射型磁检测装置和反射型磁检测装置的输出波形信息和相位信息；

提取待鉴别硬币的特征参数值；

将待鉴别硬币的特征参数值与预存的标准硬币的特征参数值进行对比，判断待鉴别硬币的真伪。

10.一种硬币鉴伪清分电感式传感器的控制系统，其特征在于，包括依次电性连接的驱动装置、电感式传感器、检测鉴别装置、硬币识别处理模块和温度检测传感器：

驱动装置，包括依次设置的振荡模块、选频模块、混频模块和放大驱动模块，用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号；

电感式传感器，用于硬币的真伪鉴别；

检测鉴别装置，包括依次设置的滤波器、放大器、A/D转换器和储存器，用于对所述电感式传感器输出的波形信号和相位信号进行滤波、放大，并提取波形信号和相位信号的变化量的特征参数值；

硬币识别处理模块，用于比对待鉴别硬币的特征参数值与标准硬币的特征参数值，判断待鉴别硬币的真伪及面值，并发送至不同的处理路径；

温度检测传感器，用于检测外界的温度值，并将温度值反馈至所述硬币识别处理模块，以便于所述硬币识别处理模块依据温度值对提取到的所述电感式传感器的波形信号和相位信号进行温度补偿。

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