CN1534311A - 一种硬币传感器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是避免硬币的检测错误。一种硬币传感器，包括：缠绕在线圈中的磁心，与线圈相连的检测电路，其特征在于，磁心的与硬币相对的面为矩形，长轴线(3)垂直于硬币的行进方向。

Description

一种硬币传感器

技术领域

本发明涉及一种非接触式硬币传感器，该硬币传感器检测沿硬币通道运动的硬币。特别是，本发明涉及一种检测无实际接触的双金属硬币的硬币传感器。在此说明书中所使用的“硬币”，包括类似硬币的金属牌或代币筹码。

背景技术

一个一个地分发硬币的硬币漏斗是已知的。如图5所示，通过在基座102上旋转的旋转盘103，硬币漏斗101将存储在币箱104中的硬币105从出口106一个一个地分发出去。

硬币105从出口106分发并通过旁边的硬币传感器107，之后它们从分发槽108分发出去。硬币传感器107通常是接近式传感器；例如与振荡电路相连的线圈。在这种传感器中，当金属接近线圈时，在线圈中以已知方式检测到减弱的高频电流(见日本公开专利说明书7-311273)。

在现有技术中，一对线圈形成螺旋形且离开衬底预定的距离，而且高频电流在线圈之间流动。弹子球或代币在线圈之间通过，并在非接触的情况下进行检测。

在此结构中，线圈不在磁心中缠绕。因此，磁通量在横截面处环行。所以，磁通量不够集中。因此，它耗用了较多的电能，或者说，它需要一定量的电能。

为了使磁通量集中，已知的硬币传感器如图6所示。传感器114围绕绕线部分112缠绕成线圈113，绕线部分112由磁性材料制成，呈门形。绕线部分112呈矩形，且长轴线平行于硬币105的行进方向，如图7所示。

传感器114面对面设置，且它们构成传感器单元117。两传感器114之间的区域为硬币通道118。这些线圈113以累积模式相连并与高频振荡电路119相连。

高频振荡电路119通过检测电路121与晶体管122相连，晶体管122为开关电路。在这种结构中，当硬币105由单金属制成时，相对于材料，在硬币中产生涡流。

因此，由于振荡能量减小，线圈113停止振荡。所以，能检测到硬币105，因为晶体管122变为“接通”的状态。已知双金属币105，其由位于环124中央的圆形板123构成。因此，圆形板123填充在环124中。

双金属币105看似一个整体，但在电学性质上却是分开的。换言之，当在圆形板123的外边缘与环124的内边缘之间存在间隙时，该间隙就成为一绝缘体。

该间隙有时会与绕线部分112面与面相对。在这种情况下，首先，检测电路121的输出电压从V0减小到预定电平V1，因为绕线部分112的边缘面对环124，如图8所示。第二，由于接合处的间隙与边缘相对，衰减作用暂时减小，且输出电压升高到V2。第三，由于环124面对绕线部分112的边缘，输出电压减小到预定电压V1。

现有硬币传感器的接合部分的长度比边缘区域的长度长。因为在现有传感器中，绕线部分112的边缘面的长轴线设置成平行于硬币105的行进方向，如图7所示。或者说，面积较大且现有传感器从接合部分125受到较大的影响。

当接合部分125的长度越长时，该区域上受的影响就越大。因此，输出电压V2就会超过基准电平VB。从而晶体管122暂时变为“断开”的状态，且集电极电压一分为二。

当集电极电压分开时，不输出硬币检测信号，因为输出电压V2超过了基准电平VB，晶体管122暂时变为“断开”状态。而且，由于将分开的信号作为不同的信号计数，所以检测信号变为两个，但通过的硬币只有一个。结果，出现对硬币的计数错误。

发明内容

本发明的目的是避免硬币的检测错误。更为具体地说，本发明的目的是避免双金属币的检测错误。

本发明包括以下结构用于解决该问题。一种硬币传感器包括：被缠绕在线圈中的磁心，与线圈相连的检测电路，其特征在于，磁心与硬币相对的面为矩形，长轴线垂直于硬币的行进方向。而且，“矩形”的含意是具有长轴线和短轴的“方形”。例如，当方形的至少一边为弧线时，所说的矩形也包括该方形。

在此结构中，双金属币的接合部分垂直于矩形磁心的长轴线移动。或者说，磁心的短轴与接合部分相对。因此，面对着磁心的相对面的接合部分的长度比先有技术短得多。从而，当在接合部分处存在间隙时，振荡线圈的衰减效应减小。所以，传感器就不会误检测。

本发明是有需求的，因为护壁由磁性材料制成并围绕线圈放置。在这种结构中，磁性护壁围绕着线圈。在磁心中通过的磁通量在通过护壁时形成回路。因此，当在磁心周围有金属时，磁通量不会泄漏到金属之外。所以，传感器的误检测情况减少了。而且，传感器的布置也不受到限制。

本发明是有需求的，因为磁心和护壁通过基座连接。在这种结构中，通过磁心的磁通量通过磁心、基座和护壁而形成回路。因此，磁通量的泄漏进一步减小。而且传感器的布置也不受到限制。

本发明是有需求的，因为传感器与具有磁心和护壁的传感器相同且离开该传感器一预定距离，且硬币通道位于该两传感器之间。在这种结构中，磁通量穿过彼此相对的两磁心之间的空隙。该空隙也位于彼此相对的护壁之间。因此，磁通量密度变高。从而，提高了能量效率，降低了能量损耗。

附图说明

图1为具有实施例的传感器单元的硬币传感器的透视图。

图2为本实施例的硬币传感器的检测电路。

图3为涉及本实施例的硬币和磁心的示意图。

图4为图2处的工作原理示意图。

图5为与现有硬币传感器连接的硬币漏斗的透视图。

图6为现有硬币传感器以及检测电路的略图。

图7为涉及现有硬币及磁心的示意图。

图8为现有检测电路的工作原理示意图。

附图标号说明

1A、1B磁心

3长轴线

4A、4B线圈

5A、5B护壁

6A、6B基座

18检测电路

105硬币

116行进方向

118硬币通道

具体实施方式

图1为具有该实施例的传感器单元的硬币传感器的透视图。图2为该实施例的硬币传感器的检测电路。图3为涉及本实施例的硬币和磁心的示意图。图4为图2处的工作原理示意图。

磁心1A由铁磁材料制成，且形状呈长方柱形，如图1所示。磁心1A的边缘面1A为矩形，且该矩形的长轴线3垂直于硬币105的行进方向116。

铜线缠绕在磁心1A中并形成线圈4A。缠绕的矩形线圈4A可贴附在磁心1A周围并由粘合剂粘合到磁心1A上，但是，当缠绕在磁心1A中的线圈4A接近磁心1A时，磁通量的效能增大。

护壁5A呈类环形且位于线圈4A周围。换言之，护壁5A围绕着线圈4A。护壁5A通过基座6A与磁心1A相连。或者说，磁心1A、护壁5A以及基座6A是整体模铸的。传感器7A包括磁心1A、护壁5A、基座6A以及线圈4A。

本发明至少包括磁心1A的矩形边缘面2A以及缠绕在磁心1A中的线圈4A。但是，当护壁5A围绕着线圈4A时，磁通量集中在磁心1A中并通过护壁5A形成回路。因此，尽管金属位于护壁5A附近，检测精度不会受到影响。而且，检测精度不会受到影响，还因为磁心1A和护壁5A通过基座6A相连且磁通量通过基座6A形成回路。

传感器7B与传感器7A相同，且位于该区域上方，即硬币通道118的对面。构成传感器7B的部件以相同的数字标号出现，但A换成B。换言之，传感器7A和7B相对安放，且彼此离开预定距离，它们构成传感器单元9。

传感器单元9固定在外壳11的凹口部分12处，外壳11由树脂制成，形似盒罐，且边缘面2A和2B相对设置。在上述检测电路连接在凹口部分12处之后，安装基板13。凹口部分12由盖子14遮盖。用于与控制单元(未示出)相联系的连接器15固定在基板13处。

以下参考图2说明检测电路16。传感器7B的线圈4B与科尔皮兹(colpits)型振荡电路17相连。传感器7A的线圈4A与检测电路18相连。检测电路18的输出与比较器21的输入端子相连。

比较器21的另一个输入端子与基准电平设定电路22相连。比较器21的输出端子与晶体管23的基极相连，该晶体管为开关电路。晶体管23的集电极与识别电路相连(未示出)。

高通滤波器24与位于检测电路18与晶体管23之间的比较器21并联。高通滤波器24包括电阻25、与电阻25并联的电容器26、以及与电阻25串联的二极管27。

以下参考图3和图4说明工作原理。首先，说明硬币通道118中没有硬币105且高通滤波器24不工作的情况。

基于高频电流在传感器7B的线圈4B中产生的磁通量集中在磁心1B的矩形边缘面2B处，并通过护壁5B和基座6B形成回路。基于上述磁通量的的磁心1A的磁通量集中在传感器7A磁心1A的矩形边缘面2A处并通过护壁5A和基座6A形成回路。

因此，在线圈4A中产生感应电流且检测电路18输出预定电压V0。电压电平V0高于基准电平设定电路22的参考电压VB，且比较器21的输出位于其上。因此，晶体管23变为“接通”的状态。

当硬币105从出口106分发时，硬币105的大约一半的直径通过位于传感器7A与7B之间的硬币通道118。换言之，硬币105向垂直于磁心1A的矩形边缘面2A的长轴线的方向运动，如图3所示。

因此，双金属币105的接合部分125向着垂直于长轴线3的方向运动。在运动过程中，首先，硬币105的环124面对矩形边缘面2A和2B。因此，基于环124的材料在线圈4A中产生感应电流。

检测电路18根据感应电流输出电压V1。比较器21将电压V1与基准电平设定电路22中的基准电压VB相比较。当电压V1低于电压VB时，输出变为“低”。当输出为“低”时，晶体管23变为“断开”并输出硬币的检测信号。在这种情况下，比较器21的输出为“低”，因为电压V1低于基准电压VB。

接着，接合部分125面对矩形边缘面2A和2B。在这种情况下，接合部分125垂直于边缘面2A和2B的长轴线3。接合部分125与边缘面2A、2B之间的面长度约为边缘面2A和2B的短轴长度。

因此，当接合部分125处有间隙时，基于通过没有接合部分125的硬币105磁通量，在硬币105中会产生涡流。接合部分125的长度明显短于边缘面2A的区域的长度。该涡流是基于通过圆形板123和环124的磁通量的。而且，由于磁通量的减小，在线圈4A中产生感应电流。检测电路18的输出暂时升高为电压V2，但变化量较小。

电压V2不会升高到电压V2，因为电压V2的变化量很小，且晶体管23继续保持在“断开”的状态。接着，环124面对矩形边缘面2A和2B且检测电路28的输出降低为V1。硬币105通过后，检测电路18的输出回到V0。因此，晶体管23的集电极电压E1像脉冲一样，所以不会发生计数错误。

以下说明高通滤波器的工作原理。当存在间隙时，检测电路18的输出电压迅速升高到电压V2。或者说，比较器21的输入在瞬间变为“低”电平。

但是在比较器21的输入变为“低”一瞬间之后，电流流过电容器26和二极管27。所以电流就存储在电容器26中。因此，晶体管的基极电压逐渐升高，如图4中虚线所示。而且，在这种持续上升的情况下，接合部分125正对着边缘2A、2B。因此，晶体管23的基极电压重新降低到V1。基极电压继续升高到低于电压V2的V3。

所以，避免了电压升高超过基准电压VB。而且，当增加了高通滤波器24时，避免了输出电压超过基准电压VB，因为输入电压的变化量变小了。因此，即使在接合部分125处有间隙，晶体管23的集电极电压也继续保持在“接通”的状态。所以，检测精度变得更高。

在本发明中，检测电路可以改变为以累积模式连接的线圈4A和4B，累积模式与现有的振荡电路以及开关电路相连(例如：在日本公开专利7-311273的图5中的电路)。它具有相同的效果。

Claims (4)

1.一种硬币传感器，包括：

缠绕在线圈(4A)中的磁心(1A)，

与线圈(4A)相连的检测电路(18)，

其特征在于，

磁心(1A)与硬币(105)相对的表面为矩形，长轴线(3)垂直于硬币的行进方向。

2.根据权利要求1的硬币传感器，其特征在于，护壁(5A)由磁性材料制成且位于线圈(4A)周围。

3.根据权利要求2的硬币传感器，其特征在于，磁心(1A)通过基座(6A)与护壁(5A)相连。

4.根据权利要求3的硬币传感器，其特征在于，传感器(4B)与具有磁心(1A)和护壁(5A)的传感器(4A)相同，且离开传感器(4A)一个预定的距离，且硬币通道(118)位于两传感器(4A、4B)之间。

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