DE2015115A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unter scheidung von Materialproben mit unter schiedhchen Gehalten von ferromagneti sehen Bestandteilen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Unterscheidung von Materialproben mit unterschiedlichen Gehalten von ferromagnetischen Bestandteilen Die erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterscheidung von Materialproben, insbesondere von Scheiben und Hängen, aufgrund ihres unterschiedlichen Gehalts an ferromagnetischen Bestandteilen.
• In naher Zukunft werden Zungen im Zahlungsverkehr erscheinen, die sich von den bisher nichtmagnetisierbaren Münzen durch einen dosierten Gehalt eines ferromagnetischen Bestandteiles unterscheiden. Da dieser ferromagnetische Anteil in mehreren Stufen variierbar ist, ergibt sich somit die Möglichkeit, eine Vielzahl unterscheidbarer Münzen auszugeben.
• Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen die Veränderungen des elektrischen Scheinwidastands einer Spule bei Annäherung der zu prüfenden fjiaterialprobe zum Unterscheiden bzw. 3erkennen derselben benutzt werden. hierbei besteht aber die Notwendigkeit, die betreffende Spule während der Prüfung mit einem zeitlich veränderlichen Strom zu erregen. Durch den zeitlich veränderlichen Strom werden in der zu untersuchenden Probe Wirbelströme induziert, die durch ihre Wechselwirkung mit dem i'eld der Spule die Veränderung des Scheinwiderstandes hervorrufen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist der wesentliche Einfluß des nichtferromagnetischen Grundmaterials.
• Die Erfindung bezweckt die Angabe eines Verfahrens, mit dessen Hilfe es möglich ist, mit ferromagnetischen Haterialien dotierte I;Iaterialproben, insbesondere Scheiben gleicher Abmessungen, und unterschiedlichen Gehalts an ferromagnetischen Bestandteilen zu erkennen.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß jede tIaterialprobe in ein zeitlich kontantes Magnetfeld eingebracht und die Verformung das Feldes zur Unterscheidung bzw. Erkennung der Materialprobe benutzt wird.
• Bringt man eine Materialprobe mit ferromagnetischen Bestandtelen in ein Magnetfeld, so wird dieses verformt.
• Die Verformung hängt einerseits von der Gestalt der Materialprobe und dessen magnetischen Eingen@@haften, wie Menge, Lage und Art der ferromagnetischen Bestandteile ab, zum anderen von dem ursprünglichen Magnetfeld. Da das Feld zeitlich, konstant ist, haben die para- bzw. diamagnetischen elektrisch legenden Bestandteile des Probeköres keinen meßbaren einfluß auf die Verformung des Feldes.
• Ents-prechend den beiden Jöglichkeiten wird das seitlich konstante Magnetfeld von mindestens einem Permanentmagneten erzeugt oder es wird zum Aufbau des zeitlich konstante ten Feldes mindestens ein Elektromagnet mit einem Gleichstrom erregt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß durch die Veformung des magnetischen Feldes in einem mit Abstand gegenüber den Polen des felderzeugenden Magneten angeordnetem Rückschluß eine Anderung des durch den Rückschluß fließenden magnetischen Flusses hervorgerufen wird. Es ist besonders vorteilhaft, die Anderung des magnetischen Flusses zur Unterscheidung bzw.
• erkennung der,i'4aterialproben heranzuziehen. einmal ist es möglich, daß in einer den Rückschluß umgebenden Wicklung durch die Flußänderung eine Spannung induziert wird. Die induzierte Spannung kann direkt auf ein Anzeigegerät gegeben oder einem Betätigungsgerät zugeführt werden, das die einzelnen Materialproben entsprechend ihres Gehalt es an ferromagnetischen Bestandteilen einsortiert.
• Weiterhin ist es möglich, daß in einem in einem sich senkrecht zur Flußrichtung erstreckenden Luftspalt in dem sch Rückfluß eingebrachten Hall-Generator durch die Blußänderung unterschiedliche Hall-Spannungen induziert werden.
• Auch die induzierte Hall-Spannung kann direkt einem Anzeigegerät zugeführt oder auf ein Betätigungsgerät gegeben werden. Die Erfindung betrifft nicht nur das angegebene Verfahren sondern auch eine Morrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die erfindungsgem.iße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Verbindung mindestens eines felderzeugenden Magneten von U-förmiger Gestalt und eines mit Abstand gegenüber den Polflächen des Magneten angeordneten Rück9usses aus ferromagnetischem Material mit einem Vorrichtungsrahmen, wobei der Abstand so gewählt ist, daß die Probescheibe zwischen die Polflächen und den Rückfluß bringbar ist. Sollen z. B. Münzen verschiedener Dicke-gesch prüft werden, so wird der Abstand des Rückklusses von den Polflächen des Magnten so gewählt, daß er der größten Dicke entspricht.
• Der felderzeugende I;Iagnet kann ein Permanent- oder ein Elektromagnet sein.
• Entsprechend der beiden möglichen Verfahren sind zwei' verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung möglich. Bei /sch einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Rück/ luß von einer Drahtwinklung umgeben, deren freie Enden mit einem Anzeige- oder Betätigungsgerät verbindbar sind. Bei einer /sch zweiten bevorzugten Ausführungsform weist der Rück/ luß einen sich senkrecht zur Flußrichtung erstreckenden Luftspalt auf und ist in diesen Luftspalt ein Hall-Generator eingebracht, der mit einer Stromquelle und einem Anzeige- oder Betätigungsgerät verbindbar ist.
• IYeiterhin ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch- Zufuhr-und Abfuhrbahnen für die Materialproben.
• Falls die i4aterialproben nicht durch die Schwerkraft zwischen dem Matten und dem Rückschluß hindurchbewegt werden, ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch einen antreibbaren Schieber zum Einführen der Materialproben zwischen die Polflächen des Magneten und den Rückschluß.
• Die Erfindung soll nun anhand von vier Figuren ausführlich beschrieben werden, die allein der Verdeutlichung der Erfindung dienen und nicht die einzig möglichen aus führungsformen darstellen. Von den Figuren zeigen: Fig. I eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne eingebrachte Materialprobe mit ferromagnetischen Bestandteilen, Fig. II die Anordnung nach Fig. 1 mit eingebrachter jqa terialprobe, Fig. III eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach den Figuren I und II mit einer Zufuhr- und Abfuhrbahn und Fig. IV eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
• Die in den Figuren I bis III beschriebene Vorrichtung weist einen U-förmigen liIagneten 1 und einen als Joch aus Weicheisen ausgebildeten Rückschluß 2 auf, der mit Abstand gegenüber den Polflächen la und ib des Magneten 1 angeordnet ist. Der Magnet ist ein Permanentmagnet.
• Um das Joch ist eine Spule 3 mit den Wicklungsenden 3a und 3b gewickelt.
• Wie aus der Fig. III zu ersehen ist, sind links und rechts von dem Magneten 1 und dem Joch 2 eine Zufuhrbahn 4a und eine Abfuhrbahn 4b angeordnet; auf der Zufuhrbahn 4a ist eine Münze 5 dargestellt, die durch einen antreibbaren Schieber 6'in Richtung des eingezeichneten Pfeiles zwischen die Polflächen des Magneten und den Rückschluß 2 geschoben werden kann.
• Ist die Münze 5 noch nicht in den Zwischenraum zwischen Magnet und Joch eingebracht, so geht der magnetische Fluß 8 des Magneten zu einem gewissen eil 8a durch das Joch 2, während ein anderer Teil 8b des Magnetflusses 8 bereits in dem Spalt zwischen dem U-förmigen Matten 1 und dem Joch 2 aus Weicheisen geschlossen wird. Wird nun die Münze 5 mit ferromagnetischen Bestandteilen in den Luftspalt zwischen Magnet und Joch eingebracht, so verändert sich die Verteilung des magnetischen' Flusses 8 derart, daß ein größerer Teil 8d'bereits'in der Münze 5 geschlossen, d. h. der Magnetfluß 8a durch das Joch 2 wird verringert. Die Flußänderung beim Einbringen der Scheibe 5-bzw. beim Wiederherausnehmen der Scheibe aus dem Luftspalt induziert in der Wicklung 3 auf dem Joch 2 eine Spannung Ui, die an den Enden 3a und 3b abgreifbar ist. In den Figuren I und II ist an die Leiter 3a und 3b ein Meßgerät 7 angeschlosen; die in Weber gemessene Spannung gestattet einen genauen und gut reproduzierbaren Vergleich von Scheiben mit unterschiedlichen ferromagnetischen Bestandteilen. Die Spannung Ui kann aber auch direkt auf ein nicht dargestellte Ueatigungserät gegeben werden, das eine Sinordnung von Scheiben mit unterschiedlichen ferromagnetischen Bestandteilen in verschiedene Fächer gestattet.
• Damit der Magnet 1 das Joch 2 nicht anziehen kann, sind diese beiden Bauteile fest mit einem Vorrichtungsrahmen 9 verbunden. Da die Konstruktion des Vorrichtungsrahmens für die vorliegende Erfindung nicht wichtig ist , ist er nur in der Figur III als Platte dargestellt.
• In der Fig. IV wird eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der das Weicheisenjoch 2 durch einen kleinen Luftspalt 10 unterbrochen ist. Dieser Luftspalt 10 streckt sich senkrecht zur Richtung d-es magnetischen Flusses 8b. In den Spalt 10 ist ein IIall-Generator 12 eingesetzt. IIittels Zweiter 12a und 12b ist der Hall-Generator 12 mit einer ti'omquelle 13 verbindbar. Mittels leiter 12c und 12d ist die durch die Änderung des Flußanteils im Hall-Generator 12 erzeugte iBll-Spannung UH einem Anzeigegerät 14 zuführbar. Diese Unterscheidungs- bzw. Erkennungssignale können auch einem nicht gezeigten Betätigungsgerät zugefährt werden.
• Bei der in der Fig. IV gezeigten Ausführungsform ist der Magnet 11 lein Permanentmagnet, sondern ein Elektromagnet mit einer Spule 15. Die freien Enden 15a und 15b der Erregungsspule 15 sind mit einer Gleichspannungsquelle 16 verbunden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet also auf einfache Art und Weise Materialproben' insbesndere Scheiben und Münzen, mit verschiedenen Gehalten an ferromagnetischen Bestandteilen auf einfache Art und Weise zu erkennen bzw. zu unterscheiden.

Claims (12)

Pat entansprüche

1. Verfahren zur Unterscheidung von Materialproben, insbesondere von Scheiben und Münzen, auBgruncA ihres unterschiedlichen Gehaltes an ferromagnetischen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Materialprobe in ein zeitlich konstantes magnetisches Feld eingebracht und die Verformung des Feldes zur Unterscheidung bzw.

Erkennung der Materialprobe benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitlich konstante ragnetSeld wn mindestens einem Permanentmagneten erzeugt wird.

3. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbau des zeitlich konstanten Magnetfeldes mindestens ein Blektromagnet mit einem Gleichs @@om erregt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verformung des magnetischen Feldes in einem mit Abstand gegenüber den Polen des felderzeugenden Magneten angeordnetem Rückschluß eine Änderung des durch den Rückschluß fließenden magnetischen Flusses hervorgerufen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer den Rückschluß umgebenden Wicklung durch die Fluߣ?tnderung eine Spannung induziert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem in einem sich senkrecht zur Flußrichtung er--streckenden Luftspalt in dem Riickschluß eingebrachten Hall-Generator durch die Flußänderung unterschiedlicher Hall-Spannungen induziert werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verbinden mindestens eines felderzeugenden Magneten (1; 11) von U-förmiger Gestalt und eines mit abstand gegenüber den Polflächen (1a, 1b) des Magneten angeordneten Rückschlusses (2) aus ferromagnetischem Material mit einem Vorrichtungsrahmen (9), wobei der Abstand so gewählt ist, daß die Materialprobe zwischen die Polflächen (la, 1b) und den Rückschluß (2) bringbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der felderzeugende magnet ein Permanent- (1) oder ein Elektromagent (11) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschluß (2) von einer Drahtwinklung (3) umgeben ist, deren freie Enden (3a, 3b) mit einem Anzeige- oder Betätigungsgerät (7) vatindbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschluß (2) einen sich senkrecht zur Flußrichtung erstreckenden Luftspalt (10) aufweist und in diesen Luftspalt ein Hall-Generator (12) eingebracht ist, der mit einer Stromquelle (13) und einem inzeige-oder Betätigungsgerät (14) verbindbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch Zufuhr- und Abfuhrbahnen (4a; 4b) fr die j4terialproben.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch einen antreibbaren Schieber (6) zum Einführen der Materialprobe (5) zwischen die Polflächen des Magneten (1; 11) und den Rückschluß