CN204904415U - 一种纸币厚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纸币厚度检测装置，设置于ATM的纸币处理机构内，包括输送辊、上红外测距传感器、下红外测距传感器、以及控制器，输送辊对纸币沿纸币输送路径的移动提供动力；上红外测距传感器和下红外测距传感器对称设置于纸币输送路径两侧，且均连接控制器，并实时将检测到的距离数据输送至控制器内；控制器内设置有数据采集模块、数据分析模块、以及数据处理模块，数据采集模块实时接收测量数据，数据分析模块对测量数据进行分析，数据处理模块接收数据分析模块分析后的数据信息，并进行判定纸币的合格与否。其技术方案可得到全面的纸币厚度数据，综合评判该纸币是否合格，可对纸币输送速度进行提速，提升检测效率而不影响检测效果。

Description

一种纸币厚度检测装置

技术领域

本实用新型涉及纸张类厚度检测设备，尤其涉及一种纸币厚度检测装置。

背景技术

在自动存取款机(ATM)、自动提款机(CD)中，为了确定存入的纸币或取出的纸币的张数以及判定纸币的合格与否，通常需要对纸币进行厚度的检测。而现有技术中主要应用的是固定基准辊配合可活动的按压检测辊的方式来实现，通过对按压检测辊的位移活动距离进行检测而测量出纸币表面存在粘贴有胶布或存在折角或存在多张重叠等情况，进而判定该纸币是合格币或是拒绝币而决定是否对此进行继续交易。

然而，这类检测方式在日常应用中日渐凸显出以下问题：

1、在与输送方向垂直的方向上，如果仅有介质的一部分悬挂于检测辊，则检测辊处于单侧悬空状态，发生的位移大于介质的厚度；

2、采用检测辊的方式由于多次高频率的使用易于引起检测辊的疲劳，进而降低检测精度；

3、由于接触式检测的方式需要足够的响应时间，否则将容易存在检测辊上下运动的空白阶段，进而难以对纸币的输送检测速度进行提速处理。

尤其是，目前为了在ATM中加快纸币的操作，因而高速输送介质，而输送速度越快撞击就越大，另外为了保持或提高检测速度，必须缩短检测辊从动于介质厚度所花费的时间。

参阅专利号为CN102819887B的中国专利“厚度检测装置及检测辊”，公开了一种可高精度检测纸类厚度的厚度检测装置及检测辊。该厚度检测装置具备基准辊、检测辊、传感器。基准辊以第一旋转轴为旋转中心。检测辊按压于基准辊，以与第一旋转轴平行设置的第二旋转轴为旋转中心。传感器检测相对于第二旋转轴的检测辊的位移。另外，检测辊具有固定于第二旋转轴的辊内周部和支撑于辊内周部的具有圆筒形状的辊外周部，辊内周部含有衰减系数tanδ为0.2～0.6的弹性材料。

该技术方案能够实现对纸币的厚度进行检测，进而判定纸币的合格与否，但显然其采用检测辊的方式显然难以克服上述现有技术中存在的问题，因此，社会需求一种能够不采用检测辊方式进行纸币厚度检测的装置，而可得到全面的纸币厚度数据，综合评判该纸币是否合格。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种纸币厚度检测装置，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种纸币厚度检测装置，设置于ATM的纸币处理机构内，包括输送辊、上红外测距传感器、下红外测距传感器、以及控制器，

所述输送辊对纸币沿纸币输送路径的移动提供动力；

所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器对称设置于纸币输送路径两侧，且所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器均连接控制器，并实时将检测到的距离数据输送至控制器内；

所述控制器内设置有数据采集模块、数据分析模块、以及数据处理模块，所述数据采集模块实时接收由所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器传输来的测量数据，所述数据分析模块对所述测量数据进行分析，所述数据处理模块接收所述数据分析模块分析后的数据信息，并进行判定纸币的合格与否；

且所述数据分析模块可由所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器每一次对纸币的单次测量数据中得出该测量点上的纸币单点厚度：x＝a-(b+c)，

其中，b为所述上红外测距传感器测量得到的其到纸币上表面的直线距离，c为所述下红外测距传感器测量得到的其到纸币下表面的直线距离，a为初始测试中得到的无纸币状态下所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器间的直线距离；

所述数据分析模块还得到该纸币单排平均厚度：

$P=\frac{1}{9-d}(\underset{i=1}{\overset{9}{\Σ}}{x}_i-\underset{j=1}{\overset{d}{\Σ}}{y}_j),$

其中，d为所述数据分析模块分析得到的所述纸币单点厚度小于0.09mm的数据个数，y_j为每一次所述纸币单点厚度小于0.09mm的数值记录值；

所述数据分析模块还得到纸币总平均厚度：

其中，m为纸币移动输送过程中上红外测距传感器和下红外测距传感器对纸币共进行的检测次数；

所述数据处理模块接收并分析所述数据分析模块分析得到的所述纸币单点厚度数据、所述纸币单排平均厚度数据、以及所述纸币总平均厚度数据是否均在0.09mm—0.16mm以内，进而判定该纸币的合格与否。

所述控制器内还具有速度控制模块和光照控制模块，

所述速度控制模块用以控制所述输送辊的转动速度，进而控制所述输送路径上的纸币移动速度，

所述光照控制模块用以控制所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器的光照探测频率。

所述纸币移动速度和所述光照探测频率符合条件公式：

$\frac{155f}{v}\≥20$

其中，v为所述纸币移动速度，f为所述光照探测频率。

所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器均具有9个发射口和9个接收口。

9个所述发射口阵列等间距排列设置，9个所述接收口阵列等间距排列设置。

所述数据处理模块接收所述纸币单点厚度数据，并判定：

若所述纸币单点厚度在0.09mm—0.16mm以内，则所述数据处理模块判定该纸币单点厚度数据为真；

若所述纸币单点厚度小于0.09mm，则所述数据处理模块判定该纸币单点厚度数据为无纸币点；

若所述纸币单点厚度大于0.16mm，则所述数据处理模块判定该纸币单点厚度数据为超标数值。

所述数据处理模块接收所述纸币单排平均厚度，并判定：

若纸币单排平均厚度在0.09mm—0.16mm以内，则所述数据处理模块判定该纸币单排平均厚度数据为真；

若纸币单排平均厚度小于0.09mm，则所述数据处理模块判定该纸币单排平均厚度数据为假；

若纸币单排平均厚度大于0.16mm，则所述数据处理模块判定该纸币单排平均厚度数据为超标数值。

所述数据处理模块接收所述纸币总平均厚度，并判定：

若所述纸币总平均厚度在0.09mm—0.16mm以内，则所述数据处理模块判定该纸币总平均厚度数据为真；

若所述纸币总平均厚度Q小于0.09mm，则所述数据处理模块判定该纸币总平均厚度数据为假；

若所述纸币总平均厚度Q大于0.16mm，则所述数据处理模块判定该纸币总平均厚度数据为超标数值。

所述数据处理模块对纸币的合格与否进行判定：

若所述数据处理模块判定所述纸币单点厚度数据、所述纸币单排平均厚度数据、以及所述纸币总平均厚度数据均为真，或

存在部分所述纸币单点厚度数据为无纸币点，且其他所述纸币单点厚度数据、所述纸币单排平均厚度数据、以及所述纸币总平均厚度数据均为真，

则判定该纸币为合格币，并沿着所述输送路径输送该纸币至所述纸币处理机构的下一处理装置对纸币进行处理。

若所述数据处理模块对纸币的合格与否判定结果不为合格币，则判定该纸币为拒绝币，并沿着所述输送路径输送该纸币至纸币处理机构内的纸币存取款口以退还给利用者。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：

(1)通过对纸币单点厚度数据、纸币单排平均厚度数据、以及纸币总平均厚度数据的分别检测，得到了更为全面的纸币厚度数据，并可综合评判该纸币是否合格；

(2)可通过调整光照频率的方式对纸币输送速度进行提速处理，以进一步提升检测效率而不影响检测效果。

附图说明

图1为ATM中纸币处理机构的内部结构概略图；

图2为本实用新型纸币厚度检测装置的基本结构示意图；

图3为本实用新型纸币厚度检测装置的上红外测距传感器的仰视示意图。

具体实施方式

以下，将会参照附图描述本实用新型的实施方式。在实施方式中，相同构造的部分使用相同的附图标记并且省略描述。

参阅图1，为ATM中纸币处理机构的内部结构概略图；结合图2，为本实用新型纸币厚度检测装置的基本结构示意图；以及图3，为本实用新型纸币厚度检测装置的上红外测距传感器的仰视示意图。如图中所示，本实用新型纸币厚度检测装置设置于如图1所示的现金自动存储机(即ATM)的纸币处理机构中的纸币鉴别单元30内。

且在ATM的纸币处理机构内,纸币处理机构对存取款纸币进行处理。在主体正面设有用于对存取款纸币进行收纳的纸币存取款口12a。在该纸币存取款口12a设有闸门。此外，纸币存取款口12a设有对存款纸币、取款纸币、以及返还纸币的收纳场所进行分隔的分隔板。纸币处理机构12通过该闸门的开闭，来限制向纸币存取款口12a的纸币的投入或取出。

其中，纸币处理机构在内部收纳有按币种分类盒21～24、回收盒25。按币种分类盒21～24、以及回收盒25能够相对于主体自由拆装。其中，回收盒25收纳被判断为不能用于交易的纸币。纸币处理机构12具有暂时收纳并保留存款纸币等的暂时保留部26。而且，具有对纸币存取款口12a、按币种分类盒21～24、回收盒25、暂时保留部26进行连结的纸币输送路径27。且纸币可按需要在纸币输送路径27上移动。纸币处理机构12具有沿着该纸币输送路径27对纸币进行搬运的纸币搬运部(未图示)。此外，纸币搬运部控制在纸币输送路径27的分支点等设置的挡板，来控制所搬运的纸币的搬运目的地。

而且，纸币处理机构具有对沿着纸币输送路径27搬运的纸币的真假进行鉴别的纸币鉴别单元30。纸币鉴别单元30按照沿着纸币输送路径27搬运的每张纸币，使用从该纸币读取的光学图案或磁性图案等特征量，鉴别其真假。此外，纸币鉴别单元30还进行在纸币上标记的序列号的识别和真假鉴别。

再结合图2和图3所示，且图中所示的80为待检测的纸币，90为纸币输送路径90，显然，纸币输送路径90为上述纸币输送路径27再纸币鉴别单元30内的一部分。纸币鉴别单元30内具有对纸币进行厚度检测的所述纸币厚度检测装置，所述厚度检测单元包括输送辊31、上红外测距传感器32、下红外测距传感器33、以及控制器34，所述输送辊31对纸币沿纸币输送路径90的移动提供动力，上红外测距传感器32和下红外测距传感器33对称设置于纸币输送路径90两侧，且上红外测距传感器32和下红外测距传感器33均连接控制器34，并实时将检测到的距离数据输送至控制器34内。且图中仅显示下红外测距传感器33与控制器34相电连结构，但显然，上红外测距传感器32与控制器34同样相电连。

具体如图2所示，控制器34内具有数据采集模块45、数据分析模块44、以及数据处理模块43。数据采集模块45实时接收由上红外测距传感器32和下红外测距传感器33传输来的测量数据，数据分析模块44对所述测量数据进行分析，数据处理模块43由数据分析模块44分析后的数据信息进行判定纸币的合格与否或多张纸币重叠的情况。

上红外测距传感器32用以测量其到纸币输送路径90上纸币80上表面的直线距离b，下红外测距传感器33用以测量其到纸币输送路径90上纸币80下表面的直线距离c，而初始测试中可得到无纸币状态下上红外测距传感器32和下红外测距传感器33间的直线距离为a，且数据采集模块45实时接收该测量得到的b和c数据，则数据分析模块44可由单次测量中得出该测量点上纸币的单点厚度x＝a-(b+c)，而根据市面上纸币厚度一般在0.1mm—0.15mm内，结合一定的误差余量，设定纸币真假的厚度标准为0.09mm—0.16mm内，从而，

若数据分析模块44分析得到的纸币单点厚度x在0.09mm—0.16mm以内，则数据处理模块43判定该纸币单点厚度数据为真；

若数据分析模块44分析得到的纸币单点厚度x小于0.09mm，则数据处理模块43判定该纸币单点厚度数据为无纸币点；

若数据分析模块44分析得到的纸币单点厚度x大于0.16mm，则数据处理模块43判定该纸币单点厚度数据为超标数值，即存在粘贴有胶布或存在折角或存在多张重叠的情况。

且如图3中所示，本实施例中上红外测距传感器32和下红外测距传感器33均具有9个发射口51和9个接收口52，即对纸币的单次测量中可得到9组b和c，从而得到9组纸币单点厚度x，经数据分析模块44分析后可得到该纸币单排平均厚度其中，d为数据分析模块44分析得到的单点厚度x小于0.09mm的数据个数，且y_j为每一次单点厚度x小于0.09mm的数值记录值，比如x_i为第一个小于0.09mm的数值，则记录y₁＝x_i，且依次类推y₂、y₃、...y_d，且显然，d小于9。

而在数据分析模块44得到纸币单排平均厚度P后，数据处理模块43进行判定：

若纸币单排平均厚度P在0.09mm—0.16mm以内，则数据处理模块43判定该纸币单排平均厚度数据为真；

若纸币单排平均厚度P小于0.09mm，则数据处理模块43判定该纸币单排平均厚度数据为假；

若纸币单排平均厚度P大于0.16mm，则数据处理模块43判定该纸币单排平均厚度数据为超标数值，即存在粘贴有胶布或存在折角或存在多张重叠的情况。

且值得指出的是，市场上的纸币的大小通常都是155mm×77mm的，而相邻的两个发射口51间的中心间距为0.9mm，即9个所述发射口51和9个所述接收口52所组成的阵列长度显然大于纸币宽度，即，可完全覆盖纸币进行测量。

同时控制器34内还具有速度控制模块42和光照控制模块41，速度控制模块42用以控制输送辊31的转动速度，即控制输送路径上的纸币移动速度v，光照控制模块41用以控制上红外测距传感器32和下红外测距传感器33的光照探测频率f，且通过对纸币移动速度v和光照探测频率f的调整，使得保证在纸币输送过程中，上红外测距传感器32和下红外测距传感器33对纸币至少进行了20次光照探测，以确保每次探测的空白未检测部分小于预设规定值，即间距h<0.8mm，同时因纸币长度为155mm，则应符合条件公式：

且这里的纸币输送速度v以mm/s为单位，光照探测频率f以/s为单位

而实际中，为了提高ATM的工作效率，通常对纸币输送路径90上的输送速度即v进行提速，而通常引起的结果是检测不准确，或各部件无法做出及时的响应动作，但众所周知的是，反射型光学传感器具有非接触无损害检测和快速响应的优点，因此，在本实施例中，可通过调整光照频率f的方式对纸币输送速度v进行提速处理，以进一步提升检测效率而不影响检测效果。

且假定在纸币移动输送过程中，上红外测距传感器32和下红外测距传感器33对纸币共进行了m次检测，则显然将得到m个纸币单排平均厚度P，即P₁、P₂、P₃、...P_m，则数据分析模块44可得到纸币总平均厚度而在数据分析模块44得到纸币总平均厚度Q后，数据处理模块43进行判定：

若纸币总平均厚度Q在0.09mm—0.16mm以内，则数据处理模块43判定该纸币总平均厚度数据为真；

若纸币总平均厚度Q小于0.09mm，则数据处理模块43判定该纸币总平均厚度数据为假；

若纸币总平均厚度Q大于0.16mm，则数据处理模块43判定该纸币总平均厚度数据为超标数值，即存在粘贴有胶布或存在折角或存在多张重叠的情况。

当对纸币总平均厚度Q检测完后，数据处理模块43汇总对该纸币的判定数据并进行总判定：

若纸币单点厚度x数据、纸币单排平均厚度P数据、以及纸币总平均厚度Q数据均为真，

或存在部分纸币单点厚度x数据为无纸币点，且其他纸币单点厚度数据、纸币单排平均厚度P数据、以及纸币总平均厚度Q数据均为真，

则判定该纸币为真币，并输送至所述纸币处理机构的下一部分进行纸币处理；否则，判定该纸币为拒绝币，即存在粘贴有胶布或存在折角或存在多张重叠等情况的纸币，并经由纸币处理机构内的纸币输送路径27搬运至纸币处理机构内的纸币存取款口12a以退还给利用者。

这样，通过对纸币单点厚度数据、纸币单排平均厚度数据、以及纸币总平均厚度数据三者的分别检测，得到了更为全面的纸币厚度数据，并可综合评判该纸币是否合格；可通过调整光照频率f的方式对纸币输送速度v进行提速处理，以进一步提升检测效率而不影响检测效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种纸币厚度检测装置，设置于ATM的纸币处理机构内，其特征在于，包括输送辊、上红外测距传感器、下红外测距传感器、以及控制器，

所述输送辊对纸币沿纸币输送路径的移动提供动力；

所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器对称设置于纸币输送路径两侧，且所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器均连接控制器，并实时将检测到的距离数据输送至控制器内；

所述控制器内设置有数据采集模块、数据分析模块、以及数据处理模块，所述数据采集模块实时接收由所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器传输来的测量数据，所述数据分析模块对所述测量数据进行分析，所述数据处理模块接收所述数据分析模块分析后的数据信息，并进行判定纸币的合格与否；

且所述数据分析模块可由所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器每一次对纸币的单次测量数据中得出该测量点上的纸币单点厚度：x＝a-(b+c)，

其中，b为所述上红外测距传感器测量得到的其到纸币上表面的直线距离，c为所述下红外测距传感器测量得到的其到纸币下表面的直线距离，a为初始测试中得到的无纸币状态下所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器间的直线距离；

所述数据分析模块还得到该纸币单排平均厚度：

$P=\frac{1}{9-d}(\underset{i=1}{\overset{9}{\&Sigma;}}{x}_i-\underset{j=1}{\overset{d}{\&Sigma;}}{y}_j),$

其中，d为所述数据分析模块分析得到的所述纸币单点厚度小于0.09mm的数据个数，y_j为每一次所述纸币单点厚度小于0.09mm的数值记录值；

所述数据分析模块还得到纸币总平均厚度：

其中，m为纸币移动输送过程中上红外测距传感器和下红外测距传感器对纸币共进行的检测次数；

所述数据处理模块接收并分析所述数据分析模块分析得到的所述纸币单点厚度数据、所述纸币单排平均厚度数据、以及所述纸币总平均厚度数据是否均在0.09mm—0.16mm以内，进而判定该纸币的合格与否。

2.如权利要求1所述的纸币厚度检测装置，其特征在于，所述控制器内还具有速度控制模块和光照控制模块，

所述速度控制模块用以控制所述输送辊的转动速度，进而控制所述输送路径上的纸币移动速度，

所述光照控制模块用以控制所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器的光照探测频率。

3.如权利要求2所述的纸币厚度检测装置，其特征在于，所述纸币移动速度和所述光照探测频率符合条件公式：

$\frac{155f}{v}\&GreaterEqual;20$

其中，v为所述纸币移动速度，f为所述光照探测频率。

4.如权利要求3所述的纸币厚度检测装置，其特征在于，所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器均具有9个发射口和9个接收口。

5.如权利要求4所述的纸币厚度检测装置，其特征在于，所述上红外测距传感器和所述下红外测距传感器均具有9个发射口和9个接收口。