DE4317841A1 - Verfahren zur Prüfung von Münzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Münzprüfung gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 246 993 A2 ist ein derartiges Ver­ fahren mit einem Münzprüfer bekannt, welcher einen Sensor zum Testen der jeweiligen Münze enthält. Nach dem Einwerfen bewegt sich die Münze entlang eines Pfades, und gelangt unter anderem in den Meßbereich der elektrischen Spulen des Sensors. Während des Durchlaufens des Meßbereiches er­ zeugt der Sensor ein analoges Ausgangssignal, welches insbesondere vom Material der jeweiligen Münze abhängig ist. In einem Speicher sind für die zu­ lässigen mit dem Münzprüfer zu überprüfenden Münztypen charakteristische Werte gespeichert, wobei hier nur beispielhaft auf maximale oder minimale Werte verwiesen sei. Diese gespeicherten, charakteristischen Werte werden in einer Vergleichseinrichtung mit den Werten des Ausgangssignals des Sensors verglichen, um so die jeweilige Münze als zulässige oder als falsche Münze zu identifizieren. Da das Ausgangssignal in der Praxis von Störgrößen verfälscht sein kann, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Auswertung und dem Vergleich des analogen elektrischen Ausgangssignals. Das Ausgangssignal enthält sowohl das von der Münze verursachte Nutzsignal als auch Störsignale, wobei durch das üblicherweise in dB angegebene Verhältnis des Nutzsignals zum Störsignal die Qualität oder Reinheit des Ausgangssignals definiert wird. Die Optimierung dieses Verhältnisses wurde bisher durch sorgfältigen Aufbau und Auswahl der einzelnen Komponenten des Sensors angestrebt, wobei in der Praxis ein erheb­ licher Aufwand erforderlich war. Des weiteren wurden schon Verfahren zur Mittelwertbildung oder Filterung vorgeschlagen und es sei hier vor allem auf abgestimmte Filter, wie Tiefpaß, Bandpaß oder Hochpaß verwiesen. Derartige regelmäßig als R-C-Glieder ausgebildete Filter sind bei impulsförmigen Störsigna­ len nicht besonders wirksam, welche durch unterschiedlichste äußere Einflüsse induziert werden können. Derartige impulsförmige Störsignale können beispiels­ weise durch elektrostatische Entladungen, plötzliche Unterbrechungen oder Spannungsspitzen der Stromversorgung entstehen, welche durch Schalten von Relais, Starten von Leuchtstoffröhren oder dergleichen, verursacht sind. Solche Störsignale beinhalten grundsätzlich eine hohe Energie, weisen eine sehr kurze Dauer auf und umfassen hohe Pegel der spektralen Frequenz. Im Ergebnis führen die impulsförmigen Störsignale, welche auch als HITS bezeichnet werden, zu erheblichen Meßfehlern. Infolge der genannten Störimpulse werden auch korrekte Münzen als falsch zurückgewiesen, was in der Praxis für die Zuverlässig­ keit und Funktionssicherheit derartiger Münzprüfer recht nachteilig ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß Störsignale zuverlässig erkannt und für die weitere Auswertung unterdrückt werden. Der Münzprüfer soll eine hohe Funktionssicherheit aufweisen und vor allem gegen extern verursachte Störimpulse gesichert sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine präzise Bestimmung des durch die Münze induzierten Signalverlaufes. Das Verfahren beinhaltet als wesentliche Verfahrensschritte zwei Filterungen. Bei der ersten Filterung wird das Signal aufgezeichnet, die unerwünschten Störsignale entfernt und in einem Speicher oder Register gespeichert, welches eine vorgegebene Anzahl von Speicherplätzen für die vorgegebenen Werte enthält. Das vom Sensor erhaltene analoge Signal wird in einem Analog-Digital-Wandler in digitale Meßwerte gewandelt, wobei jeder derart definierte Meßwert unter Beachtung vorgegebener Bedingungen mit wenigstens einem der bereits gespeicherten Werte verglichen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt die Bestimmung von signifikanten Werten, und zwar insbesondere das Minimum oder Maximum. Diese zweite Filterung erfolgt aus einer vorgegebenen Anzahl von Werten, und zwar auf der Basis der sich am meisten wiederholenden Werte. Aufgrund dieser doppelten Filterung werden mit besonders hoher Zuverlässigkeit Störimpulse unterdrückt. Das Verfahren kann mit einem vergleichsweise geringen elektronischen Schaltungsaufwand realisiert werden. Durch Vorgabe von Grenzwerten wird in besonders zweckmäßiger Weise die Genauigkeit optimiert, und zwar unter Berücksichtigung des spezifischen und zu erwartenden Signalverlaufes der dem Münzprüfer zuzuführenden unterschied­ lichen Münzen. Bei der zweiten Filterung wird aus den gespeicherten Werten in Abhängigkeit von sich gleichenden oder wiederholenden Werten der jeweilige Extremwert festgestellt und ggfs. endgültig als solcher gespeichert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei insoweit keine Einschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:

Fig. 1 das vom Sensor gelieferte analoge Signal mit positiven sowie negativen Störimpulsen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild.

Fig. 1 zeigt beispielhaft das mittels eines elektromagnetischen Sensors beim Vorbeilaufen einer Münze als Spannung erzeugte analoge Signal S gemessen über die Zeit t. Zunächst fällt dieses Signal S in einen Bereich B1 von einem Aus­ gangswert ab auf ein erstes Minimum m1, um danach in einen Bereich B2 wieder anzusteigen und in einem Bereich B3 ein Maximum Max zu erreichen. Von dort fällt das Signal S wieder ab, erreicht ein zweites Minimum m2, um dann von dort wieder auf den Anfangswert anzuwachsen. Das hier lediglich prinzipiell darge­ stellte Signal S ist in seiner konkreten Ausgestaltung abhängig sowohl von dem Aufbau des Sensors als auch von der Größe und insbesondere dem Material der jeweiligen Münze. Es sei festgehalten, daß die Steigungen der Bereiche B1 und B2, die absoluten Werte der beiden Minima und des Maximum zwar unterschied­ lich ausfallen, jedoch grundsätzlich ein vergleichbarer Signalverlauf vorliegt. Durch positive und/oder negative Impulse kann der eigentliche Signalverlauf ver­ fälscht sein. Es sind hier nur beispielhaft zwei derartige Störimpulse P1 und P2 angegeben, wobei in der Praxis über den Gesamtverlauf der Signalkurve einer Vielzahl derartiger Störimpulse auftreten kann.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens. Der elektromagnetische Sensor 2 liefert das analoge Signal S, dessen grundsätzlicher Verlauf anhand von Fig. 1 bereits erläutert wurde. Dem Sensor nachgeschaltet ist ein Analog-Digital-Wandler 4, welcher entsprechende digitale Meßwerte liefert. Auch diese digitalen Meßwerte sind ebenso wie das analoge Signal aufgrund von Störimpulsen verfälscht. So weisen beispielsweise in dem Bereich B1 die aufeinanderfolgenden digitalen Meßwerte keine gleichmäßig fallende Tendenz auf, sondern sie sind entsprechend dem Vorzeichen des jeweili­ gen Störimpulses entweder zu groß oder zu klein.

Die aufeinanderfolgenden digitalen Meßwerte werden daher einer ersten Filte­ rung unterworfen, wie es durch das erste Filter 6 dargestellt ist. Es ist ferner ein Register 8 vorgesehen, welches eine vorgegebene Anzahl von Speicherplätzen, wenigstens insbesondere vier derartige Speicherplätze, aufweist. Mittels des ersten Filters 6 wird jeder digitaler Meßwert unter Beachtung mit wenigstens einem der in dem Register 8 gespeicherten Werte verglichen. Allgemein enthält der Speicher 8 eine Anzahl n Speicherplätze, auf welchen Werte S₁ bis S_n gespei­ chert werden können. Nachfolgend werden die aktuell im Speicher 8 enthaltenen Werte jeweils mit Buchstaben bezeichnet.

Es sei einmal davon ausgegangen, daß für den Bereich B1 die zuletzt gespei­ cherten Werte im Speicher 8 als die Werte "a" bis "d" gespeichert sind, wie es nachfolgend symbolhaft dargestellt ist:

| a | b | c | d |

Ist der nächste gelesene und dem Filter 6 zugeführte Wert D_n wesentlich kleiner als der letzte gespeicherte Wert "d", so werden die Werte im Speicher jeweils um eine Stelle durchgeschoben und der Wert D_n als "e" gespeichert. Der Wert "a" verschwindet und die Speicherbelegung lautet dann:

| b | c | d | e |

Ist hingegen der gelesene Wert in D_n größer als der letzte gespeicherte Wert "d" sowie wesentlich kleiner als der vorletzte Wert "c", so handelt es sich um ein Störsignal, welches aufgrund dieser Bedingungen herausgefiltert und nicht in das Register 8 gegeben wird. Die vorgegebenen Bedingungen sind auf die fallende Tendenz der digitalen Meßwerte in dem Bereich B1 abgestimmt.

Die aufgrund der ersten Filterung in das Register 8 eingespeicherten Werte werden zur Bestimmung der signifikanten Extremwerte, und zwar zunächst des folgenden ersten Minimums m1 einer zweiten Filterung unterworfen, wie es mittels eines zweiten Filters 10 dargestellt ist. Für diese zweite Filterung sei einmal davon ausgegangen, daß in dem Speicher 8 die nachfolgend angegebenen Werte gespeichert seien:

| i | k | o | p |

Der Wert, der in diesen vier gespeicherten Werten i bis p am meisten wiederholt auftritt, soll zunächst als Maximum M gelten. Sofern jeweils zwei der gespeicher­ ten Werte untereinander gleich sind, so gelten die beiden jeweils kleinsten Wer­ te. Diese Überprüfungen und Vergleiche werden immer dann durchgeführt, wenn der zuletzt gelesene Wert D_n größer ist als die beiden zuletzt gespeicherten Werte, beispielsweise "o" sowie "p".

Dieser Verfahrensschritt wird immer durchgeführt, so lange der zuletzt gelesene digitale Meßwert D_n größer ist als die beiden letzten gespeicherten Werte. Schließlich wird in zweckmäßiger Weise der somit bestimmte Wert endgültig als das erste Minimum m1 gespeichert, wenn zwei der auf diese Weise bestimmten Werte größer sind als der als Minimum m1 definierte Wert zusätzlich zu einem vorgegebenen Grenzwert K1.

Für den nachfolgenden Bereich B2, in welchem die digitalen Meßwerte ansteigen, werden die Bedingungen für die erste Filterung mit dem Filter 6 umgekehrt. Zur Erläuterung sei davon ausgegangen , daß in dem Speicher 8 die folgenden vier Werte gespeichert sind:

| A | B | C | D |

Ist der zuletzt gelesene Wert D_n wesentlich größer als der zuletzt gespeicherte Wert D, so wird der gelesene Wert D_n als neuer Wert E gespeichert. Die gespei­ cherten Werte wurden um eine Stelle im Register bzw. im Speicher zurückge­ schoben, wobei der Wert A verschwindet. Auch die übrigen für den Bereich B1 geltenden Vergleichskriterien werden invertiert, um so die Anpassung an die steigende Tendenz der Werte im Bereich B2 durchzuführen.

Zur Bestimmung des Maximum M sei davon ausgegangen, daß aufgrund der erläuterten Überprüfungen unter Beachtung der angegebenen Kriterien im Spei­ cher 8 die folgenden Werte gespeichert seien:

| I | K | O | P |

Immer wenn der letzte gelesene Wert D_n kleiner Wert ist als die Werte P und Q wird die Bestimmung des Maximums durchgeführt, wobei die Auswahl der am meisten wiederholten Werte aus den gespeicherten Werten durchgeführt wird. Falls zwei dieser Werte jeweils gleich sind, wird der größere als das Maximum ausgewählt. Schließlich wird das auf diese Weise bestimmte Maximum endgültig gespeichert, sobald zwei der nacheinander gelesenen Werte D_n und D_n+1 kleiner sind als das auf die erläuterte Weise ausgewählte Maximum, und zwar unter Berücksichtigung eines weiteren Grenzwertes K2. Zudem wird hierbei berücksich­ tigt, daß die Differenz zwischen dem Maximum M und dem Minimum m1 größer ist als ein weiterer vorgegebener Grenzwert K3.

In dem Bereich B3, in welchem die Digitalwerte wiederum eine fallende Tendenz aufweisen, erfolgt die Bestimmung des zweiten Minimums m2 entsprechend der Bestimmung des ersten Minimums m1. Anstelle des Grenzwertes K1 gilt nunmehr der Grenzwert K4. Des weiteren gilt die Forderung, daß die Differenz zwischen dem Maximum M und dem zweiten Minimum m2 zweckmäßig einen vorgegebe­ nen Grenzwert K5 erreichen soll. Werden diese Grenzwerte nicht erreicht, so hat das analoge Signal nicht die anhand von Fig. 1 erläuterte Form, sondern eine vergleichsweise einfache Form mit lediglich einem Minimum.

Claims (5)

1. Verfahren zur Prüfung von Münzen, mittels welchen beim Vorbeilaufen an einem Sensor ein analoges elektrisches Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal einer Analog-Digital-Wandlung unter­ worfen wird, daß in einer ersten Filterung jeder der derart erhaltenen digitalen Meßwerte (D_n) mit wenigstens einem in einem Speicher gespeicherten Wert (S₁ bis S_n) verglichen wird und daß bei Erfüllung oder Nichterfüllung von vorgegebenen Bedingungen der digitale Meßwert (D_n) gespeichert wird oder eliminiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils gelesene digitale Meßwert (D_n) mit wenigstens einem der in einem Speicher mit einer vorgegebenen Anzahl von Speicherplätzen gespeicherten Werte (S₁ bis S_n) ver­ glichen wird, wobei als Vergleichskriterien wenigstens eine der Bedingungen: "größer als", "kleiner als", "wesentlich größer als" oder "wesentlich kleiner als" zugrunde gelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aufgrund der ersten Filterung gespeicherten Werten (S₁ bis S_n) in einer zweiten Filterung die signifikanten Werte, nämlich Maxima und/oder Minima, in Ab­ hängigkeit von der Wiederholungszahl von sich gleichenden Werten bestimmt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur endgültigen Bestimmung des jeweiligen signifikanten Meßwertes vorgegebene Grenzwerte (K1 bis Kn) berücksichtigt werden, nach deren Überschreiten oder Unterschreiten die endgültige Speicherung durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen zumindest eines signifikanten Extremwertes, insbesondere des ersten Minimums (m1) und/oder des Maximums und/oder des zweiten Minimums (m2), die Bedingungen für die erste Filterung invertiert werden.