CN204129828U - 金融设备用纸币测厚电涡流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金融设备用纸币测厚电涡流传感器，包括设在印制板上的电感和电容，电感和电容并联连接构成振荡电路，所述的电感为直接印制在印制板上的铜箔线圈，所述的印制板有M层，每层印制板上设有一个n圈的铜箔线圈，M层印制板上的铜箔线圈的上下位置相对应，M层印制板上的铜箔线圈依次串联连接构成所述的电感。本实用新型的电感线圈通过印制而成，线圈的形状、大小、安装高度及设置位置都能保持很好的一致性，从而方便纸币测厚检测结果的校准、处理和计算，提高纸币测厚数据的精确性，而且设计、制造和应用都很方便。

Description

金融设备用纸币测厚电涡流传感器

技术领域

本实用新型涉及一种电涡流传感器，尤其涉及一种在制作和装配过程中能使各参数保持良好一致性的金融设备用纸币测厚电涡流传感器。

背景技术

电涡流传感器在测量微位移、微厚度方面有着广泛的应用，电涡流探头必须包含一个电感和一个电容构成的LC振荡电路。当被检测物体的形状、和电感的相对位置发生改变时，电感的参数会随之变化，从而影响振荡电路的振幅、频率或相位。通过检测振荡电路参数的变化，就能测出物体形状或位置的改变。金融设备，如ATM机、验钞机等，需要对纸币厚度进行检测，要用到电涡流传感器，但这些设备中的电涡流传感器需要满足批量应用、多点同步探测的特性，如果电涡流传感器中的电感采用传统的绕线电感，由于绕线电感中线圈制造的一致性、焊接高度的一致性都很不够，就会给纸币测厚检测结果的校准、处理和计算带来很多麻烦。

发明内容

本实用新型主要解决原有电涡流传感器中的电感采用传统的绕线电感，由于绕线电感中线圈制造的一致性、焊接高度的一致性都很不够，从而给纸币测厚检测结果的校准、处理和计算带来很多麻烦的技术问题；提供一种金融设备用纸币测厚电涡流传感器，其电感中线圈的形状、大小、安装高度及设置位置都能保持很好的一致性，从而方便纸币测厚检测结果的校准、处理和计算，提高纸币测厚数据的精确性，而且设计、制造和应用都很方便。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括设在印制板上的电感和电容，电感和电容并联连接构成振荡电路，所述的电感为直接印制在印制板上的铜箔线圈，所述的印制板有M层，每层印制板上设有一个n圈的铜箔线圈，M层印制板上的铜箔线圈的上下位置相对应，M层印制板上的铜箔线圈依次串联连接构成所述的电感。本技术方案通过印制电路板的布线制作方法完成，借助计算机辅助设计软件完成布线设计。设计好一层印制板上的铜箔线圈后，其它几层印制板上的铜箔线圈借助计算机辅助设计工具的精确定位功能，通过“复制”、“粘贴”操作完成，故各个铜箔线圈能够精确定位，铜箔线圈的形状、大小能保持良好的一致性，每层印制板上的n圈铜箔线圈精确定位于同一个安装平面内，使电感安装高度保持良好的一致性，从而使电感参数能保持良好的一致性，确保纸币测厚检测结果的校准、处理和计算都很方便，提高纸币测厚数据的精确性，而且设计、制造和应用都很方便。印制板的层数及每层上铜箔线圈的圈数、大小、布线宽度可根据检测需要进行设计。

作为优选，所述的每层印制板上的铜箔线圈的中间部位设有一个带有铜箔的中心导电过孔，铜箔线圈的内端和中心导电过孔相连，铜箔线圈的外端和设在其附近的带有铜箔的导电过孔相连，所述的电容焊接在第一层印制板上并位于第一层印制板铜箔线圈的外端附近，电容的一个极片和第一层印制板铜箔线圈的外端相连，电容的另一个极片通过导电过孔和第M层印制板铜箔线圈的外端相连，第2层印制板至第M-1层印制板上的铜箔线圈分别通过铜箔线圈中间部位的中心导电过孔或铜箔线圈的外端附近的导电过孔依次串联连接。通过中心导电过孔、导电过孔实现各层铜箔线圈的串联连接，制作方便，电容位于铜箔线圈的临近位置，方便实现振荡电路。

作为优选，所述的电容的两个极片分别和驱动电路相连。本技术方案中的驱动电路和传统电涡流传感器采用的驱动电路相同，实现方便。

作为优选，所述的铜箔线圈呈圆形或正方形或长方形。铜箔线圈的形状可根据检测需要进行设计，正方形或长方形的铜箔线圈设计更为方便。

作为优选，所述的直接印制在印制板上的电感有多个，多个电感分别一一对应地和多个电容并联连接构成多个振荡电路，构成多个电感的每层印制板上的多个铜箔线圈排列成一行、一列或按包含多行和多列的矩阵阵列设置，同一层印制板上的相邻两个铜箔线圈之间的间距相等或不相等。当需要采用多个振荡电路进行检测时，就需要多个电感，多个电感可根据被检测物的形状排布成一行、一列或矩阵阵列。设计好一个电感后，借助计算机辅助设计工具的精确定位功能，通过“复制”、“粘贴”操作完成其它电感的设计，故所有电感都能保持良好的一致性。排成一行的电感适用于呈长方形的被检测物体，如纸币，分布成一行的电感能全面检测纸币长度方向上各个位置的厚度，实现多点同步探测，提高检测的可靠性。

本实用新型的有益效果是：由于构成电感的铜箔线圈是直接印制在印制板上的，故每层铜箔线圈精确定位于同一个安装平面内，使安装高度保持良好的一致性；各个线圈的制作是借助计算机辅助设计工具的“复制”、“粘贴”操作完成的，故线圈的形状、大小能保持良好的一致性，从而使电感参数能保持良好的一致性；借助计算机辅助设计工具的精确定位功能，各个线圈的排列能够精确进行定位；能方便地根据所检测物体的宽度、形状设计并制作出探头阵列。本实用新型满足批量应用、多点同步探测的特性，纸币测厚检测结果的校准、处理和计算都很方便，提高纸币测厚数据的精确性，而且设计、制造和应用也很方便。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的一种电路原理图。

图3是本实用新型中第一层印制板的一种结构示意图。

图4是本实用新型中第M层印制板的一种结构示意图。

图5是本实用新型的一种侧视结构示意图。

图6是本实用新型中第一层印制板的又一种结构示意图。

图7是本实用新型的又一种结构示意图。

图中1.印制板，2.电感，3.电容，4.铜箔线圈，5.中心导电过孔，6.导电过孔，7.第一层印制板，8.极片，9.第M层印制板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，如图1所示，包括由直接印制在印制板1上的铜箔线圈4构成的电感2和焊接在印制板1上的电容3，本实施例中，印制板1有4层，每层印制板上印制有一个10圈的铜箔线圈4，铜箔线圈4呈圆形，4层印制板上的铜箔线圈4的上下位置相对应，每层印制板上的铜箔线圈4的中间部位有一个带有铜箔的中心导电过孔5，铜箔线圈4的内端和中心导电过孔5相连，铜箔线圈4的外端和设在其附近的带有铜箔的导电过孔6相连，如图3、图4所示，电容3焊接在第一层印制板7上并位于第一层印制板7铜箔线圈4的外端附近，电容3的一个极片8和第一层印制板7铜箔线圈4的外端相连，电容3的另一个极片8通过导电过孔6和第4层印制板9铜箔线圈4的外端相连，第2层印制板上的铜箔线圈的内端通过铜箔线圈中间部位的中心导电过孔5和第1层印制板上的铜箔线圈的内端相连，第2层印制板上的铜箔线圈的外端通过铜箔线圈的外端附近的导电过孔和第3层印制板上的铜箔线圈的外端相连，第3层印制板上的铜箔线圈的内端通过铜箔线圈中间部位的中心导电过孔5和第4层印制板上的铜箔线圈的内端相连，使4个铜箔线圈串联连接构成一个电感2，如图2所示，电感2和电容3并联连接构成振荡电路，电容3的两个极片8分别和驱动电路相连。

本实施例通过印制电路板的布线制作方法完成，借助计算机辅助设计软件完成布线设计。设计好一层印制板上的铜箔线圈后，其它几层印制板上的铜箔线圈借助计算机辅助设计工具的的精确定位功能，通过“复制”、“粘贴”操作完成，故各个线圈能够精确定位，线圈的形状、大小能保持良好的一致性，每层印制板上的铜箔线圈精确定位于同一个安装平面内，使电感安装高度保持良好的一致性，从而使电感参数能保持良好的一致性，确保纸币测厚检测结果的校准、处理和计算都很方便，提高纸币测厚数据的精确性，而且设计、制造和应用都很方便。

本实施例中，如图5所示，铜箔线圈的最大半径为8mm、最小半径为4mm，则平均半径a＝6mm，铜箔线圈的布线宽度b＝4mm，电感的总圈数N＝4×n＝40圈，则根据公式L＝(aN)²/(203a+279b)(uH)，得出电感2的电感量为：

L＝(6×40)²/(203×6+279×4)＝24.6(uH)

如果需要获得1MHz左右的谐振频率，则根据公式：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$

电容的大小：

$C=\frac{1}{L{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}\≈1.03\left(\mathrm{nF}\right)$

就是说，本实施例在实际应用时，选用1nF的电容，可获得1MHz左右的频率，后端驱动电路可设计为1MHz。

实施例2：本实施例的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，如图6所示，包括直接印制在印制板1上的4个电感2和焊接在印制板1上的4个电容，每层印制板上印制有排列成一行的4个铜箔线圈4，上下位置对应的铜箔线圈串联连接构成一个电感2，4个电感2一一对应地和4个电容3并联连接构成4个振荡电路，4个电容再一一对应地和4个驱动电路相连。其余结构同实施例1。本技术方案适用于呈长方形的被检测物体，如纸币，分布成一行的电感能全面检测纸币长度方向上各个位置的厚度，实现多点同步探测，提高检测的可靠性。

实施例3：本实施例的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，如图7所示，包括直接印制在印制板1上的4个电感2和焊接在印制板1上的4个电容，每层印制板上印制有排列成一行的4个铜箔线圈4，铜箔线圈4呈长方形。其余结构同实施例2。本技术方案适用于呈长方形的被检测物体，如纸币，分布成一行的电感能全面检测纸币长度方向上各个位置的厚度，实现多点同步探测，提高检测的可靠性。

Claims (5)

1.一种金融设备用纸币测厚电涡流传感器，其特征在于包括设在印制板(1)上的电感(2)和电容(3)，电感(2)和电容(3)并联连接构成振荡电路，所述的电感(2)为直接印制在印制板(1)上的铜箔线圈(4)，所述的印制板(1)有M层，每层印制板上设有一个n圈的铜箔线圈(4)，M层印制板上的铜箔线圈(4)的上下位置相对应，M层印制板上的铜箔线圈(4)依次串联连接构成所述的电感(2)。

2.根据权利要求1所述的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，其特征在于所述的每层印制板上的铜箔线圈(4)的中间部位设有一个带有铜箔的中心导电过孔(5)，铜箔线圈(4)的内端和中心导电过孔(5)相连，铜箔线圈(4)的外端和设在其附近的带有铜箔的导电过孔(6)相连，所述的电容(3)焊接在第一层印制板(7)上并位于第一层印制板(7)铜箔线圈(4)的外端附近，电容(3)的一个极片(8)和第一层印制板(7)铜箔线圈(4)的外端相连，电容(3)的另一个极片(8)通过导电过孔(6)和第M层印制板(9)铜箔线圈(4)的外端相连，第2层印制板至第M-1层印制板上的铜箔线圈(4)分别通过铜箔线圈中间部位的中心导电过孔(5)或铜箔线圈的外端附近的导电过孔(6)依次串联连接。

3.根据权利要求2所述的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，其特征在于所述的电容(3)的两个极片(8)分别和驱动电路相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，其特征在于所述的铜箔线圈(4)呈圆形或正方形或长方形。

5.根据权利要求1或2或3所述的金融设备用纸币测厚电涡流传感器，其特征在于所述的直接印制在印制板(1)上的电感(2)有多个，多个电感(2)分别一一对应地和多个电容(3)并联连接构成多个振荡电路，构成多个电感(2)的每层印制板上的多个铜箔线圈(4)排列成一行、一列或按包含多行和多列的矩阵阵列设置，同一层印制板上的相邻两个铜箔线圈(4)之间的间距相等或不相等。