DE4101157A1

DE4101157A1 - DEVICE FOR TESTING COINS OR THE SAME METAL DISC

Info

Publication number: DE4101157A1
Application number: DE4101157A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Seiler
Original assignee: TRENNER D WH MUENZPRUEFER
Current assignee: TRENNER D WH MUENZPRUEFER
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1992-07-16
Also published as: EP0495267A3; EP0495267A2; ATE126376T1; EP0495267B1; ES2077161T3; DE59106225D1

Abstract

What is proposed is an apparatus for checking coins or similar metal discs, in which the coin in the coin channel can be moved through at least one periodically changing magnetic field which is generated by a pulse generator connected to at least one coil, the coin causing, on a sensor designed as a coil, a signal change which is fed to an evaluation circuit. At least one exciting coil is located on one side of the coin channel and at least one measuring coil is located on the other side, these coils being assigned to one another. The measuring coil is coupled to the generator (9) by means of at least one coupling member (11). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a device for testing of coins or the like metallic disks according to the preamble of the main claim.

Münzprüfer zum Überprüfen unterschiedlicher Eigen schaften einer Münze, wie Material, Größe, Dicke und dergleichen mit elektronischer Auswertung sind allgemein bekannt. Bei der Materialprüfung von Münzen mit elektromagnetischen Wechselfeldern ergeben sich sehr große Probleme bei der Durch dringung der magnetisch sehr verschiedenen, zum Teil gegenläufig wirkenden Materialien. Am besten und einfachsten wurde eine Selektion der ver schiedenen Materialien durch eine den Münzkanal mit dem Prüfling umschließende Spule des Meßkreises erreicht, wie in der DE-PS 29 16 123 offenbart ist. Dies bewirkt eine direkte Transformation der reellen und komplexen Wechselstromeigenschaften der Münzen an den Meßkreis. Da die Meßfelder durch das Zentrum der Meßspule laufen, werden alle Kraftlinien von ihr berührt und je nach Eigen schaft gebündelt oder verdrängt. Dies führt zu einer entsprechenden Verstimmung und Bedämpfung des Kreises. Durch diese bekannte Anordnung wird ein großer Meßbereich zur Verfügung gestellt, wobei ein im wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen den Bündelungsfaktoren verschiedener Materialien entsteht.Coin validator for checking different properties of a coin, such as material, size, thickness and the like with electronic evaluation are generally known. During material testing of coins with alternating electromagnetic fields there are very big problems with the through magnetically very different urge to Some counteracting materials. Preferably and the simplest was a selection of the ver different materials through the coin channel with the coil of the measuring circuit enclosing the test object achieved, as disclosed in DE-PS 29 16 123. This causes a direct transformation of the real and complex AC characteristics of the Coins to the measuring circle. Because the measuring fields through the center of the measuring coil will run all Lines of force touched by her and depending on her own shaft bundled or displaced. this leads to a corresponding upset and dampening of the circle. Through this known arrangement a large measuring range is made available, being an essentially linear relationship between the pooling factors of different Materials are created.

Die bekannte Anordnung, bei der die Spule den Münzkanal umgreift, sind gewisse Mindestabmaße einzuhalten, die nicht unterschritten werden können, d. h. für bestimmte Fälle ist die Anordnung zu groß. Darüber hinaus ist es nicht möglich, den Münzkanal aufzumachen oder ihn zu trennen, beispielsweise um ihn zu reinigen oder störende Hindernisse zu entfernen.The known arrangement in which the coil Covers around the coin channel are certain minimum dimensions to be observed, which cannot be undercut, d. H. the arrangement is closed for certain cases large. In addition, it is not possible to Open the coin channel or separate it, for example, to clean it or disruptive Remove obstacles.

Es sind ferner Münzprüfer bekannt, die seitlich am Münzkanal angebrachte Spulen aufweisen, die in einer Oszillatorschaltung erregt werden. Eine derartige Anordnung läßt eine Trennbarkeit zwischen Spulen und Münzkanal zu, wodurch eine kleinere Bauweise ermöglicht wird. Dabei treten aber die Nachteile auf, daß Abstandsschwankungen zu Meßfehlern führen und eine geringere Meßauf lösung auftritt. Darüber hinaus wird bei der Verwendung einer Speisespule auf der einen Seite des Münzkanals und einer Koppelspule auf der anderen Seite des Münzkanals bei Materialien der Münze aus magnetisch leitendem Material, zum Beispiel Eisen, Nickel oder entsprechend leitenden Legierungen, die Kopplung von der Speisespule zur Koppelspule unterbrochen und über die Münze zurückgeleitet. Dadurch liegen die Meßwerte sehr eng beieinander, so daß eine Unterscheidung der unterschiedlichen Meßwerte erschwert wird.There are also known coin validators, the side have coils attached to the coin channel which be excited in an oscillator circuit. Such an arrangement leaves separability between the coils and the coin channel, creating a smaller design is made possible. Kick but the disadvantages are that distance fluctuations lead to measurement errors and a lower measurement solution occurs. In addition, at Use a feed coil on one side of the coin channel and a coupling coil on the other side of the coin channel for materials of the Coin made of magnetically conductive material, for example Iron, nickel or equivalent conductive Alloys, the coupling from the feed coil to the Coupling coil interrupted and over the coin returned. As a result, the measured values lie very close together, making a distinction of the different measured values is made more difficult.

Weiterhin ist eine Anordnung mit zwei durch den Münzkanal getrennten gegenüberliegenden Spulen bekannt, die miteinander verbunden sind und mit einem Kondensator einen an einem Generator liegenden Schwingkreis bilden. Bei dieser Anordnung tritt aber nur eine begrenzte Verstimmung und Bedämpfung auf, die bei magnetischen und nicht magnetischen Münzen zu gleichen oder ähnlichen Meßergebnissen führen, so daß eine Unterscheidung nach magnetischen oder nichtmagnetischen Münzen dadurch nur schlecht oder nicht möglich ist.Furthermore, an arrangement with two by the Coin channel separated opposite coils known, which are interconnected and with a capacitor one on a generator form a lying resonant circuit. With this arrangement but occurs only a limited detuning and Damping on that at magnetic and not magnetic coins of the same or similar Results of measurements, so that a distinction for magnetic or non-magnetic coins is only bad or not possible.

Darüber hinaus treten ebenfalls, wie bei dem vorigen Beispiel, Meßfehler durch die Laufunruhe der Münzen und dergleichen auf.Beyond that, too, as with the previous one Example, measurement errors due to the uneven running Coins and the like.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Prüfung von Münzen oder dergleichen metallischen Scheiben zu schaffen, die eine Trennung der Meßspulen vom Münzkanal und damit eine kleinere Bauweise zuläßt, wobei der Auflösungsbereich groß sein soll.The invention is therefore based on the object a device for checking coins or to create such metallic disks, the separation of the measuring coils from the coin channel and thus allows a smaller design, whereby the resolution range should be large.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Ver bindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.This object is achieved by the kenn features of the main claim in Ver loosened with the characteristics of the generic term.

Dadurch, daß bei einem Münzprüfer mit zwei sich gegenüberliegenden, durch den Münzkanal getrennten Spulen die Meß- oder Koppelspule über ein Koppelglied an den Generator rückgekoppelt ist, werden die Meßbereiche für die unterschiedlichen Materialien ihrer größten Auflösung nach zusammengeschaltet. Im unteren Meßbereich liegen die nichtmagnetischen Münzen mit kleinem elektrischen Änderungswert, während im Bereich höherer Meßwerte die magnetischen Münzen mit großem elektrischen Änderungswert zu finden sind. Die Abschirmung des magnetischen Wechselfeldes durch eine magnetisch leitende Münze führt nicht mehr zu einer Ein engung des Meßbereichs. Darüber hinaus wird die Lageabhängigkeit der Spulen verringert und Meßfehler durch die Laufunruhe der Münze verhindert.The fact that with a coin acceptor with two opposite, separated by the coin channel Coil the measuring or coupling coil via a coupling element is fed back to the generator, the Measuring ranges for the different materials interconnected in their greatest resolution. The non-magnetic are in the lower measuring range Coins with small electrical change value, while in the range of higher measured values magnetic coins with large electrical Change value can be found. The shield of the alternating magnetic field by a magnetic leading coin no longer leads to an on narrowing of the measuring range. In addition, the The positional dependence of the coils is reduced and Measurement errors prevented by the uneven running of the coin.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maß nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.By the dimension specified in the subclaims are advantageous training and Improvements possible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nach folgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the Drawing shown and are in the after following description explained. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausschnittes des Münzkanals mit verschiedenen Meßspulen, Fig. 1 is a side view of a section of the coin passage with different measuring coils,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Münzkanal nach Fig. 1, Fig. 2 shows a section through the coin passageway of FIG. 1,

Fig. 3 die schaltungsgemäße Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und Fig. 3 shows the circuit configuration of the device according to the invention, and

Fig. 4 die schaltungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung nach einem weiteren Aus führungsbeispiel. Fig. 4 shows the circuit configuration of the invention according to another exemplary embodiment.

In den Fig. 1 und 2 sind unterschiedliche Meß- und Prüfspulen dargestellt, die an einem Münz kanal 1 angeordnet sind. Die Spulen 2, 3, die jeweils beidseitig des Münzkanals vorgesehen sind, sind quaderförmig ausgebildet und dienen zur Erfassung der Größe einer durch den Münzkanal 1 durchlaufenden Münze.In Figs. 1 and 2 different measurements and test coils are shown, which are arranged on a coin channel 1. The coils 2 , 3 , which are each provided on both sides of the coin channel, are cuboid in shape and serve to detect the size of a coin passing through the coin channel 1 .

Mittig innerhalb der Spulen 2, 3 sind ebenfalls auf beiden Seiten des Münzkanals 1 eine Speise- oder Erregerspule 4 und eine Meß- oder Koppelspule 5 angeordnet, die als Topfkernspulen ausgebildet sind und zur Erfassung des Materials der zu prüfenden Münze dienen. Weiterhin ist eine nur auf einer Seite des Münzkanals 1 angeordnete Spule 6 zur Dickenmessung vorgesehen.A feed or excitation coil 4 and a measuring or coupling coil 5 , which are designed as pot core coils and are used to detect the material of the coin to be tested, are likewise arranged in the center of the coils 2 , 3 on both sides of the coin channel 1 . Furthermore, a coil 6 is provided for thickness measurement only on one side of the coin channel 1 .

Im folgenden wird eine Schaltung zur Speisung und Auswertung für die Materialmessung beschrieben. Nach Fig. 3 ist die an der einen Seite des Münz kanals 1 angeordnete Speisespule 4 mit Topfkern über einen Widerstand 10 mit einem Impulsgenerator 9 verbunden, der von einem Quarzschwinger 8 ange stoßen wird. Parallel zur Spule kann für den Abgleich und zur Bildung eines Schwingkreises ein Kondensator 12 geschaltet sein. Die der Speisespule gegenüberliegende Koppelspule 5 liegt parallel zu einem Kondensator 13, die gemeinsam einen Meßschwingkreis ergeben, und ist mit einem elektronischen Schalter 14 verbunden, der von einer Steuereinheit 15 angesteuert wird, die Signale vom Impulsgenerator 9 erhält. Der elektronische Schalter 14 ist an einen mit Erdpotential ver bundenen Kondensator 16 und an einen A/D-Wandler 17 angeschlossen, der mit einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller 18 verbunden ist. Das Ausgangs signal des Impulsgenerators 9 wird über ein als Widerstand 11 ausgebildetes Koppelglied an den Schwingkreis, bestehend aus Koppelspule 5 und Kondensator 13, geliefert.In the following a circuit for supply and evaluation for the material measurement is described. According to FIG. 3, arranged on one side of the coin channel 1 power coil 4 is connected to pot core via a resistor 10 to a pulse generator 9 which is powered by a quartz oscillator 8 triggers. A capacitor 12 can be connected in parallel with the coil for the adjustment and to form an oscillating circuit. The coupling coil 5 opposite the feed coil is parallel to a capacitor 13 , which together form a measuring resonant circuit, and is connected to an electronic switch 14 which is controlled by a control unit 15 which receives the signals from the pulse generator 9 . The electronic switch 14 is connected to a capacitor 16 connected to earth potential and to an A / D converter 17 which is connected to a microprocessor or microcontroller 18 . The output signal of the pulse generator 9 is supplied via a coupling element designed as a resistor 11 to the resonant circuit, consisting of coupling coil 5 and capacitor 13 .

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist wie folgt. Der Impulsgenerator erzeugt Rechtecksignale beispielsweise mit einer Frequenz von 12,5 kHz, die in der Spule 4 ein magnetisches Wechselfeld hervorrufen, das in der Koppelspule 5 eine Spannung induziert, derart, daß der Schwingkreis, bestehend aus Koppelspule 5 und Kondensator 13, eine in etwa sinusförmige Spannung mit der Generatorfrequenz als Resonanzfrequenz abgibt.The operation of the circuit arrangement according to FIG. 3 is as follows. The pulse generator generates square-wave signals, for example with a frequency of 12.5 kHz, which cause a magnetic alternating field in the coil 4 , which induces a voltage in the coupling coil 5 , such that the resonant circuit, consisting of the coupling coil 5 and capacitor 13 , approximately one outputs sinusoidal voltage with the generator frequency as the resonance frequency.

Wenn eine Münze 7 durch den Münzkanal 1 rollt, wird der Schwingkreis in der Frequenz verstimmt und in der Amplitude bedämpft. Die unterschiedliche Verstimmung und unterschiedliche Bedämpfung läßt einen Aufschluß auf das Material der Münze 7 zu. Da über den Widerstand 11 das Signal des Generators 9 auf den Schwingkreis 5, 13 phasenrichtig über tragen wird, wird auch bei magnetischen Münzen, die das Feld der Speisespule 4 abschirmen, eine Ankopplung des Generators ermöglicht, so daß die Abschirmung des magnetischen Wechselfeldes nicht zur Einengung des Meßbereiches führt.When a coin 7 rolls through the coin channel 1 , the oscillating circuit is detuned in frequency and its amplitude is damped. The different detuning and different damping allows information about the material of the coin 7 . Since the signal from the generator 9 to the resonant circuit 5 , 13 is transmitted in the correct phase via the resistor 11 , coupling of the generator is made possible even with magnetic coins that shield the field of the feed coil 4 , so that the shielding of the magnetic alternating field is not Narrowing of the measuring range leads.

Die Steuereinheit 15 mit dem elektronischen Schalter 14 und dem Kondensator 16 bilden einen Synchrondemodulator. Die Steuereinheit 15 steuert impulsweise mit der Frequenz des Generators 9 den Schalter 14 an, der kurzschließt, so daß sich der Kondensator 16 jeweils über den Kondensator 13 zum Erdpotential hin etwas entladen kann. An den Kondensator 16 liegt somit eine Spannung, die der einhüllenden des am durch die Koppelspule 5 und den Kondensator 13 gebildeten Ringkreis an liegenden Wechselsignals folgt.The control unit 15 with the electronic switch 14 and the capacitor 16 form a synchronous demodulator. The control unit 15 controls the switch 14 , which short-circuits with the frequency of the generator 9 , so that the capacitor 16 can discharge somewhat to the ground potential via the capacitor 13 . A voltage is thus present at the capacitor 16 , which follows the envelope of the alternating signal present on the ring circuit formed by the coupling coil 5 and the capacitor 13 .

Der A/D-Wandler 17 wandelt das am Kondensator 16 liegende analoge Signal in digitale Signale um und liefert sie an den Mikrocontroller 18, der anhand von Vergleichsdaten feststellt, aus welchem Material die Münze besteht bzw. ob die Münze in ihren Materialeigenschaften eine zulässige Münze ist.The A / D converter 17 converts the analog signal on the capacitor 16 into digital signals and delivers them to the microcontroller 18 , which uses comparison data to determine what material the coin is made of and whether the coin has a permissible coin in terms of its material properties is.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Meßkreis über den Widerstand 11 an den Generator 9 gekoppelt. Als Koppelglieder können auch andere Koppelglieder, z. B. Kondensatoren oder Induktivi täten in unterschiedlichen Kombinationen, parallel mit Widerständen oder in Reihe vorgesehen sein. Welche Art von Kopplungsglieder verwendet werden, hängt von der Güte und Phasenlage ab. Auch ist eine Fußpunktkopplung an den Meßschwing kreis denkbar.In the exemplary embodiment shown, the measuring circuit is coupled to the generator 9 via the resistor 11 . Other coupling links, e.g. B. capacitors or inductances in different combinations, in parallel with resistors or in series. Which type of coupling elements are used depends on the quality and phase position. A base point coupling to the measuring oscillating circuit is also conceivable.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Spulen 4, 5 als Materialspulen vorgesehen. Es können aber zur genaueren Erfassung weitere Spulen zur Materialprüfung am Münzkanal 1 ange ordnet sein, die sowohl induktiv als auch galvanisch gekoppelt sind und zumindest teilweise auf die Arbeitsfrequenz, d. h. die Frequenz des Generators 9 abgestimmt sind. Wenn mehrere Spulen vorgesehen sind, können die unterschiedlichen Schwingkreise auch unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen, die in entsprechender Weise vom Generator 9 ge liefert werden, wodurch die Eindringtiefe in die Münzen bei unterschiedlichen Materialien eingestellt werden können.In the exemplary embodiment described, two coils 4 , 5 are provided as material coils. However, for more precise detection, additional coils for material testing on coin channel 1 can be arranged, which are both inductively and galvanically coupled and are at least partially matched to the working frequency, ie the frequency of generator 9 . If several coils are provided, the different resonant circuits can also have different resonance frequencies, which are supplied in a corresponding manner by the generator 9 , whereby the depth of penetration into the coins can be set for different materials.

So können beispielsweise auf der der Erregerspule gegenüberliegenden Seite des Münzkanals zwei Meß spulen mit Abstand nebeneinander angeordnet sein, deren Meßkreise voneinander getrennt sind und mit dem Mikrocontroller verbunden sind. Mit dieser Anordnung kann bei definiertem Abstand gleichzeitig die Größe der Münzen erfaßt werden.For example, on the excitation coil opposite side of the coin channel two measuring coils should be arranged next to each other at a distance, whose measuring circuits are separated from each other and are connected to the microcontroller. With this arrangement can be at a defined distance at the same time the size of the coins are recorded.

Wenn die zwei Meßkreise unterschiedliche Frequenzen, beispielsweise die Grundfrequenz des Generators und eine Oberwellenfrequenz aufweisen, können weitere Kriterien, beispielsweise die Eindring tiefe erfaßt werden.If the two measuring circuits have different frequencies, for example the fundamental frequency of the generator and have a harmonic frequency other criteria, such as intrusion deep can be grasped.

Bei einer Anordnung der Meßspulen übereinander, ist eine Erfassung der Materialeigenschaften von solchen Münzen möglich, die in der Mitte und am Rand unterschiedliche Materialien aufweisen.If the measuring coils are arranged one above the other, is an assessment of the material properties of such coins possible in the middle and have different materials on the edge.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schaltung ist anhand der Prüfung des Materials der Münze erläutert worden, in gleicher Weise ist die in Fig. 3 dargestellte Schaltung für die Größen messung anwendbar, wobei die Ausgangsspannung des Synchrondemodulators für die Größen- bzw. Durchmessermessung ebenfalls über einen A/D-Wandler an den Mikrocontroller geliefert wird, der die Auswertung vornimmt. The configuration of the circuit according to the invention has been explained on the basis of the examination of the material of the coin, in the same way the circuit shown in FIG. 3 can be used for the size measurement, the output voltage of the synchronous demodulator for the size or diameter measurement likewise being carried out via an A / D-converter is delivered to the microcontroller that performs the evaluation.

In Fig. 4 ist eine Schaltung dargestellt, mit der Spannungsschwankungen ausgeschaltet werden können. Dazu ist zusätzlich zu der Schaltung nach Fig. 1 die Spannungsversorgung U_B des Generators 9 über einen Widerstand 22 mit dem Referenzspannungsteiler 21, 20 des A/D-Wandlers 17 verbunden. Der eine Anschlußpunkt des Kondensators 16 liegt am Signaleingang des A/D-Wandlers 17 während der andere Anschlußpunkt mit dem Ver bindungspunkt der Widerstände 21, 20 ver bunden ist. Durch die symmetrische Einspeisung des Erregersignals über die Widerstände 10, 11 und den Referenzspannungsteiler 20, 21, 22 für den A/D-Wandler wird eine Anpassung an die Spannungsschwankung so vorgenommen, daß sie durch die Verhältnisbildung im A/D-Wandler 17 nicht zur Auswirkung kommt.In Fig. 4 shows a circuit, can be switched to the voltage fluctuations. For this purpose, in addition to the circuit according to FIG. 1, the voltage supply U _{B of} the generator 9 is connected to the reference voltage divider 21 , 20 of the A / D converter 17 via a resistor 22 . One connection point of the capacitor 16 is located at the signal input of the A / D converter 17 while the other connection point with the connection point of the resistors 21 , 20 is connected. Due to the symmetrical feeding of the excitation signal via the resistors 10 , 11 and the reference voltage divider 20 , 21 , 22 for the A / D converter, an adaptation to the voltage fluctuation is carried out in such a way that it does not become due to the ratio formation in the A / D converter 17 Impact comes.

Claims

1. Device for checking coins or the like metallic disks, in which the coin is movable in the coin channel through at least one periodically changing magnetic field, which is generated by a pulse generator connected to at least one coil, the coin being connected to a sensor designed as a coil Calls signal change, which is fed to an evaluation circuit, characterized in that at least one excitation coil and one measuring coil are arranged on one side of the coin channel and on the other side, which are assigned to each other, and that the measuring coil via at least one coupling element ( 11 ) is coupled to the generator ( 9 ).

2. Device according to claim 1, characterized records that for in-phase coupling a resistor is provided as a coupling element.

3. Device according to claim 1, characterized records that the coupling link from a Series or parallel connection of one Resistor, a capacitor and / or Coil exists.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that several assigned Excitation and measuring coils with the same or ge separate evaluation circuits are provided.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least two measuring coils at a distance from each other are arranged.

6. The device according to claim 4 or 5, characterized characterized in that to adjust the Different depths of penetration into the coins Measuring frequencies are provided.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the evaluations circuit has an A / D converter that the Supply voltage of the pulse generator is due to a reference voltage divider that is connected in such a way that by ratio formation an effect of voltage fluctuations on the measurement signal is prevented.

8. The device according to claim 7, characterized records that the internal reference voltage divider of the A / D converter via a resistor is due to the supply voltage.