EP2040227B1 - Verfahren zum Prüfen von Münzen - Google Patents

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EP2040227B1
EP2040227B1 EP08014737.4A EP08014737A EP2040227B1 EP 2040227 B1 EP2040227 B1 EP 2040227B1 EP 08014737 A EP08014737 A EP 08014737A EP 2040227 B1 EP2040227 B1 EP 2040227B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
measuring
transmitter
signal
track
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP08014737.4A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2040227A2 (de
EP2040227A3 (de
Inventor
Wilfried Meyer
Ulrich Cohrs
Claus Peter Heins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crane Payment Innovations GmbH
Original Assignee
Crane Payment Innovations GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Crane Payment Innovations GmbH filed Critical Crane Payment Innovations GmbH
Priority to PL08014737T priority Critical patent/PL2040227T3/pl
Publication of EP2040227A2 publication Critical patent/EP2040227A2/de
Publication of EP2040227A3 publication Critical patent/EP2040227A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2040227B1 publication Critical patent/EP2040227B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/08—Testing the magnetic or electric properties

Definitions

  • the invention relates to a method for checking coins according to claim 1.
  • the invention relates to a method of testing coins by the inductive measuring method.
  • this method relies on directing a magnetic signal from a transmitting coil onto a coin running along a track and receiving a receiving coil receiving the resulting signal.
  • a more or less pronounced attenuation of the transmission signal takes place.
  • the receiving coil both on the same side as the transmitting coil ( DE 10 2004 013 286 B4 ) as well as on the opposite side ( DE 689 21 608 T2 ).
  • Such a circuit arrangement is also suitable for an inductive measuring arrangement, are arranged in the transmitting and receiving coil on different sides of the coin path.
  • one speaks of a transmissive measurement while the measurement is referred to only on one side of the coin path as a reflective measurement.
  • a periodically recurring portion of the transmission signal in a Number of switching steps divided. From the values of the received signal of the receiving coil, envelopes are formed at the respective switching steps repeating the frequency of the transmission signal.
  • An evaluation device forms from the number of concurrently generated envelopes at least one criterion for generating the acceptance or return signal. In this measurement method, it is assumed that attenuation curves which generate a coin during the passage of the measuring device are significantly frequency-dependent. At low frequencies, the penetration depth is much greater than at high frequencies.
  • the penetration depth is close to zero.
  • the known measuring method one makes use of the property of, for example, a square wave signal consisting of a plurality of harmonics. In the section of the rectangular signal near its rising edge, the signal shape of the receiving coil is essentially determined by the high frequency components.
  • the invention has for its object to provide a method for checking coins, which allows a particularly good discrimination of different coin designs of counterfeit coins.
  • the inventive method is based on a specific Meßspulenan instruct.
  • a transmitting and a receiving coil is arranged on a ferrite core.
  • the diameter of the receiving coil which is closer to the track than the transmitting coil, is smaller than that of the transmitting coil, for example in the ratio of 1 to 2.
  • the diameter of the transmitting coil is smaller than the diameter of the smallest coin to be accepted.
  • a secondary coil is arranged, whose signal is fed back as a negative feedback signal to the transmitting coil. This is to ensure that a constant transmission signal can be given to the transmission coil.
  • This method is, as already explained above, from the DE 198 36 490 C2 known. This document is expressly incorporated by reference.
  • the arrangement of transmitting and receiving coil can be provided, for example, in the manner as in the already mentioned DE 10 2004 013 286 B4 is described.
  • a transmit signal containing harmonics is generated periodically. This is for example a rectangle or triangle signal.
  • the amplitudes of the damping function are determined from the input signals of the respective receiver coil at at least three chronologically different measuring times.
  • At least four measuring cycles are run through.
  • a reflection measurement is carried out in each case with the transmitting and receiving coil.
  • the transmission coils are controlled on each side, and the reception signals of the receiving coils are evaluated on each side.
  • two transmission measurements are carried out, wherein the transmitting coil of the respective opposite receiving coil is evaluated with their signals.
  • the peculiarity is that in one case the receiving coil is formed by a transmitting coil.
  • the order of the reflection and transmission measurements can be chosen arbitrarily.
  • the measured values from the four measuring cycles are related to each other and / or compared with predetermined reference values.
  • the receiving coils (with the exception of the case in which a transmitting coil is used as the receiving coil) have clearly different diameters compared to the transmitting coils, it is possible, for example.
  • the waveforms vary according to the differences in the electrical and magnetic properties of the ring and core materials.
  • the method according to the invention is not only suitable for distinguishing counterfeit coins from genuine ones, but also for classifying the inserted coin values.
  • the coins are moved into abutment against a wall of the track, and in the transmission measurement, the coil arrangement associated with the wall forms the receiving side.
  • a normalization of the measured values of the four cycles is carried out before the evaluation of the measurement results.
  • a normalization can take place, for example, by shifting a quiescent level of the received signals to a standard level (one-point standardization).
  • the quiescent level is known to be the state where no coin is in the measuring arrangement.
  • the standard level is an arbitrary level.
  • Another standardization can be carried out by shifting a first measured value of the respective cycle to a zero point. After determining the facing measured values or measured value curves, a better evaluation can take place in that the standardized measured values or measured value functions are spread.
  • a sensor arranged in front of the inductive measuring arrangement can initiate the starting signal for the inductive measurement.
  • this and / or another sensor is also possible to determine the relative position of a coin to the inductive measuring device, for example, to be able to better measure edge regions of a coin.
  • edge regions of a coin With pronounced extreme values of the damping curves, it can also be readily ascertained that when a coin is centered to the measuring device. This serves, for example, to test the core material of a bicoloured coin.
  • FIG. 1 a coin channel 10 is shown with a first wall 12 and a second wall 14. An inclined bottom 16 of the coin channel 10 ensures that a coin 18 is guided along the wall 12.
  • a first inductive measuring arrangement 20 and on the opposite side a second inductive measuring arrangement 22 is provided.
  • the measuring arrangement 20 consists of a receiving coil A, a transmitting coil C and a secondary coil E.
  • the measuring arrangement 22 has a receiving coil B, a transmitting coil D and a secondary coil F.
  • the construction of the coil arrangement or measuring arrangement 20, 22 results from FIG. 2 ,
  • the receiving coil A is seated with a significantly smaller diameter, for example half the diameter of the transmitting coil C, in a recess of the ferrite core 24.
  • the receiving coils A and B are located directly on the coin channel 10th
  • a square-wave signal 26 reaches an input of a differential amplifier 28, which feeds the transmitting coil C.
  • the transmitting coil C is inductively coupled to the secondary coil E and its output goes to a second input of the differential amplifier 28.
  • the signal of the secondary coil E is given as a negative feedback signal to the differential amplifier 28 such that the signal of the secondary coil E coincides with the transmission signal.
  • FIG. 5 is structurally the measuring arrangement according to FIG. 1 shown.
  • the coin 18 is a bi-color coin with a rim 18a and a core 18b. It moves along the wall 12 of the main plate, in which the first coil arrangement 20 is arranged, wherein the transmitting coil A is located very close to the wall 12.
  • the period of a measuring signal for example a square-wave signal, is for example 300 ⁇ s, where one pulse has a duration of 50 ⁇ s and the pause lasts 250 ⁇ s. Therefore, four cycles of 300 ⁇ s are required to complete four cycles.
  • the measuring points of the measurements of the four cycles therefore have a distance of 1.2 milliseconds.
  • a typical throughput time of a coin through the measuring arrangement of about 70 to 80 milliseconds, therefore, four measured values in the four cycles represent an immediate consequence and thus a measurement of material properties of the coin almost in the same place.
  • the transmitting coil C is activated in the first cycle while the transmitting coil D is activated in the other three cycles.
  • it is receiver coil A which generates the measurements
  • receiver coil B generates the measurement signal
  • in cycle 3 C is the receiver coil.
  • the respective transmitting coil is subjected to the multi-frequency principle with a square wave, as in connection with EP 0 886 247 B1 already described. This document is expressly incorporated by reference.
  • Each cycle can generate any number of measured values, for example 10, by means of a corresponding division of the transmitted pulse.
  • the sensors LS1 to LS3 are, for example, optical light barriers, transmitters and receivers being arranged on the same side as the main plate of the coin validator, while a reflection element is arranged on the carrier plate, which reflects the light of the light transmitter onto the receiver.
  • the light barrier or the sensor LS1 is the starting point for the measurement with the measuring device after the FIGS. 1 and 3 given. After starting the measurement, a quiescent level prevails until the damping starts.
  • the minima are cup-shaped and thus very much flattened, so that it is relatively difficult to determine the time at which the coin is located centrally in the measuring arrangement.
  • the minimum for the cycle TC is much more pronounced.
  • the reason for this is that in this case a transmitting coil is used as a receiving coil. As mentioned several times, the transmitting coil has a significantly larger diameter than the receiving coils of the measuring arrangement.
  • the distance of the sensor LS1 from the measuring arrangement is chosen so that the ring section of the 2 € Bicolor coin is positioned approximately centrally in front of the receiving coils.
  • the arrow LS1 downwards indicates leaving the coin in front of the sensor LS1.
  • the property of the edge can be measured at the time at which the coin edge substantially affects the measuring arrangement.
  • the edge of a bicolour coin has different material properties than the core.
  • the core of the coin can be effectively determined by taking a measurement of that Time takes place in which the damping curve has its minimum. The minimum can be determined, for example, in the cycle TA.
  • the sensor LS3 When leaving the coin of the sensor area, the sensor LS3 generates a signal which can end the measuring process.
  • the speed of the coin can also be measured, e.g. to determine a minimum.
  • a diameter measurement can take place, as it is known per se with the aid of such sensors.
  • FIG. 7 is an example of the evaluation of the measured values from the four cycles described reproduced.
  • five measured values for the different switching steps 1 to 5 for the cycle RA are plotted. These are eg the minima of the curves RA1 to RA5 (not all drawn in).
  • the course of such a curve corresponds to the deformation of a rectangular signal with which, for example, the transmitting coil C was fed.
  • the diagram also contains the quiescent level R and a standard level.
  • the quiescent level is shifted to the standard level, which leads to a raising of the curve (middle diagram).
  • the distance between measured value 1 and quiescent level is set to approximately 100. This results in a spread of the curve, as shown in the bottom diagram.
  • the influence of the air gap field is eliminated, which arises for example by the fact that the coin does not run smoothly along a track wall, but at a distance to this, the distance is also oscillating can change, depending on the movement of the coin on the track.
  • FIG. 8 is another example of a standardization of measured values shown, a so-called two-point normalization.
  • two-point normalization is meant that the distance of two specific measured values of the cycle RA is standardized, for example, from RA 1 to RA3.
  • the measured values are plotted in a diagram with resting and standard levels (see top diagram).
  • the first normalization step the measured value is pulled to the zero point.
  • the distance between measured value 1 and measured value 2 is set to 100. In this way, there is an elimination of the influence of the air gap field and thus a disturbance on the determination of measurement results.
  • the circuitry with which the individual cycles RA, RB, TC and TA are controlled is not shown. It is easily realizable.
  • the electronic circuit for generating the transmission and processing of the received signals is also not shown. It is also understood that in addition to the cycles described also other measuring cycles can be performed in which, for example, the transmitting coil D receiving coil, while the coil C is activated as a transmitting coil.

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Münzen nach Patentanspruch 1.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Prüfen von Münzen nach dem induktiven Meßverfahren. Generell beruht dieses Verfahren darauf, daß von einer Sendespule ein magnetisches Signal auf eine entlang einer Laufbahn laufende Münze gerichtet wird und eine Empfangsspule das resultierende Signal empfängt. Abhängig von der Werkstoffzusammensetzung der Münze erfolgt eine mehr oder weniger ausgeprägte Dämpfung des Sendesignals. Es ist ferner allgemein bekannt, die Empfangsspule sowohl auf der gleichen Seite wie die Sendespule anzuordnen ( DE 10 2004 013 286 B4 ) als auch auf der gegenüberliegenden Seite ( DE 689 21 608 T2 ). Aus DE 10 2004 013 286 B4 ist auch bekannt, eine einzige Empfangsspule auf einem einzigen Ferritkern anzuordnen und die Empfangsspule in einer koaxialen Ringausnehmung des Ferritkerns an der der Münzlaufbahn zugekehrten Stirnseite anzuordnen, wobei die Bemessung von Sende- und Empfangsspule so gewählt ist, daß die Empfangsspule von einem im wesentlichen homogenen Magnetfeld der Sendespule durchflutet ist. Mit Hilfe einer solchen Anordnung können Münzen mit ausreichend hoher Auflösung geprüft werden über die Dicke der Münze hinweg, ohne daß sich Abstandsschwankungen der Münze besonders nachteilig auswirken. Weitere Angaben zum Stand der Technik kann man in der US 4717006 A , US 5263566 A , EP 0978807 A , US 4705154 A und EP 1241636 A finden.
  • Für eine zuletzt beschriebene Anordnung ist aus DE 198 36 490 C2 bekannt, neben der Sendespule eine Sekundärspule vorzusehen, die mit der Sendespule gekoppelt ist. Das Signal der Sekundärspule wird auf den zweiten Eingang eines Differenzverstärkers gegeben, auf den das Sendesignal gelangt. Das Signal der Sekundärspule ist so geschaltet, daß das Signal der Sekundärspule mit dem Sendesignal übereinstimmt. Die in der Sekundärspule induzierte Spannung wirkt als Gegenkopplungssignal und bewirkt, daß die in der Primärspule induzierte Spannung gleich der Spannung ist, mit der die Primärspule angesteuert wird (Sendesignal). Im Leerlauf wird mithin die Empfangsspule vom selben magnetischen Fluß wie die Primärspule durchsetzt, wodurch auch in dieser Spule die induzierte Spannung die gleiche Kurvenform wie in der Sendespule aufweist. Eine derartige Schaltungsanordnung ist jedoch auch für eine induktive Meßanordnung geeignet, bei der Sende- und Empfangsspule auf verschiedenen Seiten der Münzlaufbahn angeordnet sind. In diesem Fall spricht man von einer transmissiven Messung, während die Messung nur auf einer Seite der Münzlaufbahn als reflektive Messung bezeichnet wird.
  • Die Erzeugung eines geeigneten Sendesignals, wie sie in DE 198 36 490 C2 beschrieben ist, ist vor allen Dingen von Bedeutung für eine sogenannte Multifrequenzmessung, wie sie in EP 0 886 247 B1 beschrieben ist. Bei diesem Meßverfahren wird ein periodisch wiederkehrender Abschnitt des Sendesignals in eine Anzahl von Schaltschritten unterteilt. Aus den Werten des Empfangssignals der Empfangsspule werden bei den jeweiligen sich mit der Frequenz des Sendesignals wiederholenden Schaltschritten Hüllkurven gebildet. Eine Auswertevorrichtung bildet aus der Anzahl der zeitgleich erzeugten Hüllkurven mindestens ein Kriterium zwecks Erzeugung des Annahme- oder Rückgabesignals. Bei diesem Meßverfahren wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß Dämpfungskurven, welche eine Münze beim Durchlauf der Meßvorrichtung erzeugt, signifikant frequenzabhängig sind. Bei niedrigen Frequenzen ist die Eindringtiefe viel größer als bei hohen Frequenzen. Bei sehr hohen Frequenzen wird bekanntlich ein sogenannter Skin-Effekt erzeugt, bei dem die Eindringtiefe nahe Null ist. Bei dem bekannten Meßverfahren macht man sich die Eigenschaft z.B. eines Rechtecksignals zunutze, das aus einer Vielzahl von Harmonischen besteht. Im Abschnitt des Rechtecksignals nahe seiner ansteigenden Flanke wird die Signalform der Empfangsspule im wesentlichen durch die hohen Frequenzanteile bestimmt.
  • Mit steigender Zahl der Schaltschritte bestimmen überwiegend die niedrigeren Frequenzanteile die Signalform.
  • Aus der eingangs erwähnten DE 689 21 608 T2 ist auch bekannt, auf beiden Seiten eine Spulenanordnung zu wählen, bei der jeweils auf jeder Seite zwei Spulen auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind. Eine erste Sendespule erzeugt ein Signal, das von den Empfangsspulen auf beiden Seiten der Münzlaufbahn empfangen wird. Anschließend erzeugt die zweite Sendespule auf der anderen Seite der Münzlaufbahn ein Signal, das wiederum von beiden Empfangsspulen empfangen wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen von Münzen zu schaffen, das eine besonders gute Diskriminierung der verschiedensten Münzausführungen von Falschmünzen erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einer bestimmten Meßspulenanordnung aus. Auf jeder Seite der Laufbahn ist auf einem Ferritkern eine Sende- und eine Empfangsspule angeordnet. Der Durchmesser der Empfangsspule, die näher zur Laufbahn liegt als die Sendespule, ist kleiner als der der Sendespule, beispielsweise im Verhältnis von 1 zu 2. Der Durchmesser der Sendespule ist kleiner als der Durchmesser der kleinsten anzunehmenden Münze. Auf dem Ferritkern ist, mit der Sendespule gekoppelt, eine Sekundärspule angeordnet, deren Signal als Gegenkopplungssignal auf die Sendespule rückgekoppelt ist. Damit soll erreicht werden, daß ein konstantes Sendesignal auf die Sendespule gegeben werden kann. Dieses Verfahren ist, wie weit oben bereits erläutert, aus der DE 198 36 490 C2 bekannt geworden. Auf diese Schrift wird ausdrücklich Bezug genommen. Die Anordnung von Sende- und Empfangsspule kann z.B. in der Weise vorgesehen werden, wie sie in der bereits erwähnten DE 10 2004 013 286 B4 beschrieben ist.
  • Die Erzeugung von Sende- und Verarbeitung von Empfangssignalen ist ähnlich, wie in EP 0 886 247 B1 beschrieben. Es wird periodisch ein Sendesignal erzeugt, das Harmonische enthält. Dies ist z.B. ein Rechteck- oder Dreiecksignal. Während eines vorgegebenen Meßintervalls periodisch wiederkehrender Abschnitte des Sendesignals werden an mindestens drei zeitlich unterschiedlichen Meßzeitpunkten die Amplituden der Dämpfungsfunktion aus den Eingangssignalen der jeweiligen Empfängerspule ermittelt.
  • Zeitlich nacheinander werden mindestens vier Meßzyklen durchlaufen. Auf jeder Seite der Laufbahn wird mit Sende- und Empfangsspule jeweils eine Reflektionsmessung durchgeführt. Hierbei werden die Sendespulen auf jeder Seite angesteuert, und es werden die Empfangssignale der Empfangsspulen auf jeder Seite ausgewertet. Außerdem werden zwei Transmissionsmessungen durchgeführt, wobei die der Sendespule jeweils gegenüberliegende Empfangsspule mit ihren Signalen ausgewertet wird. Die Besonderheit ist, daß in einem Fall die Empfangsspule von einer Sendespule gebildet ist. Die Reihenfolge der Reflexions- und Transmissionsmessungen kann beliebig gewählt werden. Die Meßwerte aus den vier Meßzyklen werden zueinander in Beziehung gesetzt und/oder mit vorgegebenen Referenzwerten verglichen.
  • Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Empfangsspulen (mit Ausnahme des Falls, in dem eine Sendespule als Empfangsspule verwendet wird), deutlich unterschiedliche Durchmesser im Vergleich zu den Sendespulen haben, lassen sich z.B. bei der ringförmig angeordneten Bicolormünzen zeitgleich und unabhängig ermittelte Kurvenformen als Unterscheidungskriterium auswerten. Die Kurvenformen variieren entsprechend den Unterschieden der elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Ring- und Kernmaterial.
  • Für den Fall, daß eine Sendespule als Empfangsspule verwendet wird, wird bei der maximalen Dämpfung im Vergleich zu den sonst verwendeten Empfangsspulen eine Kurvenform erhalten, die besser zur Bestimmung der zentrischen Position der Münze in der Spulenanordnung geeignet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur geeignet, Falschmünzen von echten zu unterscheiden, sondern auch die eingeworfenen Münzwerte zu klassifizieren.
  • Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung werden die Münzen in Anlage an einer Wand der Laufbahn bewegt, und bei der Transmissionsmessung bildet die der Wand zugeordnete Spulenanordnung die Empfangsseite.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vor der Auswertung der Meßergebnisse eine Normierung der Meßwerte der vier Zyklen durchgeführt. Eine Normierung kann etwa dadurch erfolgen, daß ein Ruhepegel der Empfangssignale auf einen Normpegel verschoben wird (Einpunkt-Normung). Der Ruhepegel ist bekanntlich der Zustand, bei dem keine Münze sich in der Meßanordnung befindet. Der Normpegel ist ein willkürlich gewählter Pegel.
  • Eine andere Normung kann dadurch erfolgen, daß ein erster Meßwert des jeweiligen Zyklus auf einen Nullpunkt verschoben wird. Nach Bestimmung der zugekehrten Meßwerte bzw. Meßwertkurven kann eine bessere Auswertung dadurch erfolgen, daß die normierten Meßwerte bzw. Meßwertfunktionen gespreizt werden.
  • Es ist bekannt, etwa zur Durchmessermessung zwei weitere im Laufweg der Münzen versetzte Sonden vorzusehen, welche aus den Eintritts- und Austrittssignalen für eine Münze und deren Geschwindigkeit den Durchmesser der Münzen bestimmen. Erfindungsgemäß kann ein vor der induktiven Meßanordnung angeordneter Sensor das Startsignal für die induktive Messung initiieren. Mit Hilfe dieses und/oder eines weiteren Sensors ist auch möglich, die Relativposition einer Münze zur induktiven Meßanordnung zu bestimmen, um z.B. Randbereiche einer Münze besser vermessen zu können. Bei ausgeprägten Extremwerten der Dämpfungskurven läßt sich auch ohne weiteres feststellen, wann eine Münze sich mittig zur Meßanordnung befindet. Dies dient z.B. dazu, das Kernmaterial einer Bicolormünze zu testen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch eine Spulenanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    Fig. 2
    zeigt schematisch eine der beiden Spulenanordnungen nach Fig. 1.
    Fig. 3
    zeigt die Schaltungsanordnung der Spulenanordnung nach Fig. 2.
    Fig. 4
    zeigt die Anordnung einer induktiven Meßanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und drei weitere Meßsonden bzw. Sensoren.
    Fig. 5
    zeigt eine konstruktiv detailliertere induktive Meßanordnung nach Fig. 1.
    Fig. 6
    zeigt jeweils drei Dämpfungskurven von drei Meßzyklen einer induktiven Meßanordnung nach Fig. 1 bzw. 5.
    Fig. 7
    zeigt verschiedene Tabellen und Kurven für eine Einpunkt-Normierung der Meßergebnisse.
    Fig. 8
    zeigt verschiedene Tabellen und Kurven für eine Zweipunkt-Normierung der Meßergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In Figur 1 ist ein Münzkanal 10 dargestellt mit einer ersten Wand 12 und einer zweiten Wand 14. Ein schräger Boden 16 des Münzkanals 10 sorgt dafür, daß eine Münze 18 entlang der Wand 12 geführt wird. Auf der münzanliegenden Wand 12 des Münzkanals 10 ist eine erste induktive Meßanordnung 20 und auf der gegenüberliegenden Seite eine zweite induktive Meßanordnung 22 vorgesehen. Die Meßanordnung 20 besteht aus einer Empfangsspule A, einer Sendespule C und einer Sekundärspule E. Die Meßanordnung 22 hat eine Empfangsspule B, eine Sendespule D und eine Sekundärspule F. Der Aufbau der Spulenanordnung bzw. Meßanordnung 20, 22 ergibt sich aus Figur 2.
  • Auf einem relativ langen Ferritkern 24, sind auf dessen Außenseite die Sendespule C und die Sekundärspule E angeordnet. Vorzugsweise sind die Spulen E und C bifilar gewickelt. Die Empfangsspule A sitzt mit einem deutlich kleineren Durchmesser, beispielsweise dem halben Durchmesser der Sendespule C, in einer Ausnehmung des Ferritkerns 24. Wie sich auch aus Figur 1 ergibt, liegen die Empfangsspulen A und B unmittelbar am Münzkanal 10.
  • Eine elektrische Verschaltung der Meßanordnung 20 geht aus Figur 3 hervor. Ein Rechtecksignal 26 gelangt auf einen Eingang eines Differenzverstärkers 28, der die Sendespule C speist. Die Sendespule C ist mit der Sekundärspule E induktiv gekoppelt und ihr Ausgang geht auf einen zweiten Eingang des Differenzverstärkers 28. Das Signal der Sekundärspule E wird als Gegenkopplungssignal auf den Differenzverstärker 28 gegeben derart, daß das Signal der Sekundärspule E mit dem Sendesignal übereinstimmt.
  • Die konstruktive Ausgestaltung der Anordnung nach Figur 1 geht aus Figur 5 hervor. Mit Figur 1 gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Figur 5 ist konstruktiv die Meßanordnung nach Figur 1 dargestellt. Die Münze 18 ist eine Bicolormünze mit einem Rand 18a und einem Kern 18b. Sie bewegt sich an der Wand 12 der Hauptplatte entlang, in der die erste Spulenanordnung 20 angeordnet ist, wobei sich die Sendespule A sehr nahe an der Wand 12 befmdet.
  • Mit der in Figur 1 bzw. 5 dargestellten Meßanordnung werden bei der Münzprüfung wiederholt vier Meßzyklen nacheinander durchlaufen. Die Periode eines Meßsignals, beispielsweise ein Rechtecksignal, beträgt z.B. 300 µs, wobei ein Puls 50 µs Länge hat und die Pause 250 µs dauert. Um vier Zyklen zu durchlaufen, werden daher viermal 300 µs benötigt. Die Meßpunkte der Messungen der vier Zyklen haben daher einen Abstand von 1,2 Millisekunden. Bei einer typischen Durchlaufzeit einer Münze durch die Meßanordnung von etwa 70 bis 80 Millisekunden stellen daher vier Meßwerte in den vier Zyklen eine unmittelbare Folge dar und damit eine Messung von Materialeigenschaften der Münze annähernd am selben Ort.
  • Nachstehend ein Beispiel für vier Zyklen mit der Meßanordnung nach Figur 1 bzw. 5:
    Zyklus 1 2 3 4
    Bezeichnung RA RB TC TA
    Sendespule C D D D
    Empfangsspule A B C A
  • Wie aus der Tabelle hervorgeht, wird die Sendespule C im ersten Zyklus aktiviert, während die Sendespule D in den anderen drei Zyklen aktiviert wird. Bei den Zyklen 1 und 4 ist es die Empfängerspule A, welche die Meßwerte erzeugt, während beim Zyklus 2 die Empfängerspule B das Meßsignal erzeugt und im Zyklus 3 ist C die Empfangsspule.
  • Die jeweilige Sendespule wird nach dem Multifrequenzprinzip mit einem Rechtecksignal beaufschlagt, wie es in Verbindung mit EP 0 886 247 B1 bereits beschrieben wurde. Auf diese Druckschrift wird ausdrücklich Bezug genommen.
  • Man erkennt, daß in den ersten beiden Zyklen 1 und 2 nach dem reflektiven und bei den Zyklen 3 und 4 nach dem Transmissionsprinzip gearbeitet wird.
  • Jeder Zyklus kann durch entsprechende Aufteilung des Sendeimpulses eine beliebige Anzahl von Meßwerten erzeugen, beispielsweise 10.
  • Wobei der erste Meßwert nicht zum Zeitpunkt t = o des Sendeimpulses ermittelt wird, sondern erst nach einem vorgegebenen zeitlichen Offset damit ein stabiler Zustand der Verstärker gewährleistet ist.
  • Bei vorzugsweise 4 Zyklen werden somit 4 x 10 Meßwerte erzeugt, die zur Klassifizierung und Auswertung verwendet werden können.
  • Es reicht jedoch aus, nur zu bestimmten Abtastzeitpunkten Meßwerte zu wählen, beispielsweise bei den Abtastzeitpunkten 1,3 und 9 oder 1,2 und 9 oder dergleichen. Denn die unmittelbar benachbarten Abtastzeitpunkte ergeben zum Teil redundante Meßwerte, so daß die Anzahl der zu speichernden Referenzwerte auf diese Weise reduziert werden kann.
  • In Figur 6 sind für die Zyklen RA, TC und TA jeweils drei Dämpfungskurven aufgetragen. Für den Zyklus RA sind dies die Dämpfungskurven für die Schaltschritte 1, 2 und 9. Für die Dämpfungskurven TC gilt dies für die Schaltschritte 1, 3 und 9. Für den Zyklus TA sind für die Schaltschritte 1, 2 und 9 die Dämpfungskurven aufgetragen. Außerdem sind durch die vertikalen Pfeile LS1, LS2 und LS3 die Zeitpunkte im Diagramm eingetragen, an denen eine Münze einen der Sensoren LS1, LS2 und LS3 erreicht bzw. verläßt. Das Erreichen zeigt ein nach oben stehender Pfeil und das Verlassen zeigt ein nach unten stehender Pfeil an. Die Sensoren LS1 bis LS3 sind z.B. optische Lichtschranken, wobei Sender und Empfänger auf der gleichen Seite z.B. der Hauptplatte des Münzprüfers angeordnet sind, während auf der Laufbahnträgerplatte ein Reflexionselement angeordnet ist, das das Licht des Lichtsenders auf den Empfänger reflektiert. Mit der Lichtschranke bzw. dem Sensor LS1 wird der Startpunkt für die Messung mit der Meßanordnung nach den Figuren 1 und 3 gegeben. Nach dem Start der Messung herrscht zunächst ein Ruhepegel vor, bis die Dämpfung einsetzt. Man erkennt, daß für den Zyklus RA die Minima becherförmig sind und mithin sehr stark abgeflacht, so daß es relativ schwierig ist, den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem sich die Münze zentrisch in der Meßanordnung befindet. Das Minimum für den Zyklus TC ist deutlich ausgeprägter. Grund hierfür ist, daß hierbei eine Sendespule als Empfangsspule verwendet wird. Wie mehrfach erwähnt, hat die Sendespule einen deutlich größeren Durchmesser als die Empfangsspulen der Meßanordnung.
  • Der Abstand des Sensors LS1 von der Meßanordnung ist so gewählt, daß der Ringabschnitt der 2 € Bicolormünze annähernd zentrisch vor den Empfangsspulen positioniert ist.
  • Der Pfeil LS1 nach unten zeigt das Verlassen der Münze vor dem Sensor LS1 an.
  • Mithin kann die Eigenschaft des Randes zum Zeitpunkt gemessen werden, an dem der Münzrand wesentlich die Meßanordnung beeinflußt. Bekanntlich weist der Rand einer Bicolormünze andere Materialeigenschaften als der Kern auf. Der Kern der Münze kann wirksam bestimmt werden, indem eine Messung zu dem Zeitpunkt erfolgt, in dem die Dämpfungskurve ihr Minimum hat. Das Minimum läßt sich z.B. im Zyklus TA bestimmen.
  • Der Sensor LS3 erzeugt beim Verlassen der Münze des Sensorbereichs ein Signal, das den Meßvorgang beenden kann. Mit Hilfe der gezeigten Sensoren kann auch die Geschwindigkeit der Münze gemessen werden, um z.B. ein Minimum zu bestimmen. Außerdem kann eine Durchmessermessung erfolgen, wie sie mit Hilfe derartiger Sensoren an sich bekannt ist.
  • In Figur 7 ist ein Beispiel für die Auswertung der Meßwerte aus den beschriebenen vier Zyklen wiedergegeben. In dem Beispiel sind fünf Meßwerte zu den unterschiedlichen Schaltschritten 1 bis 5 für den Zyklus RA aufgetragen. Dies sind z.B. die Minima der Kurven RA1 bis RA5 (nicht alle eingezeichnet). Der Verlauf einer solchen Kurve, wie er in dem obersten Diagramm dargestellt ist, entspricht der Verformung eines Rechtecksignals, mit dem z.B. die Sendespule C gespeist wurde. In das Diagramm ist außerdem der Ruhepegel R eingetragen sowie ein Normpegel.
  • Im ersten Normungsschritt wird der Ruhepegel auf den Normpegel verschoben, was zu einem Anheben der Kurve führt (mittleres Diagramm). Im zweiten Schritt wird der Abstand zwischen Meßwert 1 und Ruhepegel auf annähernd 100 gesetzt. Dabei ergibt sich eine Spreizung der Kurve, wie im untersten Diagramm dargestellt. Mit Einpunkt-Normierung nach Fig. 7 ist dargestellt, daß der Abstand eines bestimmten Meßwertes des Zyklus RA z.B. RA1 zu dem Ruhewert normiert wird.
  • Mit Hilfe der Normierung wird der Einfluß des Luftspaltfeldes eliminiert, der etwa dadurch entsteht, daß die Münze nicht glatt an einer Laufbahnwand entlangläuft, sondern im Abstand zu dieser, wobei der Abstand sich auch oszillierend verändern kann, je nach Bewegung der Münze auf der Laufbahn.
  • In Figur 8 ist ein weiteres Beispiel für eine Normierung von Meßwerten dargestellt, eine sogenannte Zweipunkt-Normierung. Mit Zweipunkt-Normierung ist gemeint, daß der Abstand von zwei bestimmten Meßwerten des Zyklus RA z.B. von RA 1 zu RA3 normiert wird. Dabei sind wiederum z.B. für fünf Schaltschritte eines Meßzyklus RA die Meßwerte in einem Diagramm aufgetragen mit Ruhe- und Normpegel (siehe oberstes Diagramm). Im ersten Normierungsschritt wird der Meßwert auf den Nullpunkt gezogen. Im zweiten Schritt wird der Abstand von Meßwert 1 und Meßwert 2 auf 100 gesetzt. Auch auf diese Weise erfolgt eine Eliminierung des Einflusses des Luftspaltfeldes und damit einer Störgröße auf die Ermittlung von Meßergebnissen.
  • Die Schaltungsanordnung, mit der die einzelnen Zyklen RA, RB, TC und TA gesteuert werden, ist nicht gezeigt. Sie ist ohne weiteres realisierbar. Die elektronische Schaltung zur Erzeugung der Sende- und Verarbeitung der Empfangssignale ist ebenfalls nicht dargestellt. Es versteht sich außerdem, daß zusätzlich zu den beschriebenen Zyklen auch weitere Meßzyklen durchgeführt werden können, bei denen etwa die Sendespule D Empfangsspule ist, während die Spule C als Sendespule aktiviert wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Prüfen von Münzen, die sich entlang einer Laufbahn bewegen, unter Verwendung einer Spulenanordnung die auf jeder Seite der Laufbahn je eine mit einem Sendesignal beaufschlagbare Sendespule (C, D) und je eine Empfangsspule (A, B) auf je einem gemeinsamen Ferritkern (24) aufweist, sodass sich die erste Sendespule (C) und die erste Empfangsspule (A) auf einer Seite und die zweite Sendespule (D) und die zweite Empfangsspule (B) auf der anderen Seite der Laufbahn befinden, wobei die im Durchmesser kleinere Empfangsspule näher an der Laufbahn liegt als die Sendespule und der Durchmesser der Sendespule kleiner als der Durchmesser der kleinsten anzunehmenden Münze ist und wobei auf dem Ferritkern eine mit der Sendespule gekoppelte Sekundarspule (E,F) angeordnet ist, deren Signal als Gegenkopplungssignal auf den Eingang eines Differenzverstärkers (28) so geschaltet ist, daß das Signal der Sendespule mit dem auf den anderen Eingang des Differenzverstärkers gegebenen Sendesignal übereinstimmt, mit den folgenden Schritten:
    - es wird periodisch ein Sendesignal erzeugt, das Harmonische enthält,
    - während eines vorgegebenen Meßintervalls periodisch wiederkehrender Abschnitte des Sendesignals werden an mindestens drei unterschiedlichen Meßzeitpunkten die Amplituden der Dämpfungsfunktion aus den Empfangssignalen einer jeweiligen Empfangsspule ermittelt,
    - es werden zeitlich nacheinander mindestens vier Meßzyklen durchlaufen,
    - bei denen auf jeder Seite der Laufbahn mit Sende- und Empfangsspule jeweils eine Reflexionsmessung durchgeführt und zwei Transmissionsmessungen durchgeführt werden, wobei bei einer der beiden Transmissionsmessungen die gegenüberliegende Sendespule als Empfangsspule geschaltet wird,
    - die Meßwerte bzw. Dämpfungsfunktionen aus mindestens einer der Meßzyklen werden in Bezug zueinander gesetzt und/oder mit vorgegebenen Referenzwerten verglichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Münzen in Anlage an einer Wand der Laufbahn bewegt werden und bei der Transmissionsmessung die der Wand zugekehrten Sende- und Empfangsspulen die Empfängerseite bilden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Münzen in Anlage an einer Wand der Laufbahn bewegt werden und bei der Transmissionsmessung die der Wand abgekehrten Sende- und Empfangsspulen die Empfängerseite bilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einem Vergleich mit Referenzwerten die Meßwerte der Meßzyklen normiert werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Normierung dadurch erfolgt, daß ein Ruhepegel der Empfangssignale auf einen Normpegel verschoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Normierung dadurch erfolgt, daß ein erster Meßwert auf einen Nullpunkt verschoben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die normierten Meßwerte bzw. Meßwertfunktionen gespreizt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einer Meßsonde in Bewegungsrichtung vor der Spulenanordnung ein Anwesenheitssignal erzeugt wird, mit dem eine Beziehung zwischen Meßwerten und der tatsächlichen Position der Münze bezüglich der Spulenanordnung hergestellt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßzyklus mit dem Signal einer Meßsonde gestartet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Anwendung auf eine Sekundärspule, die bifilar mit der Sendespule (C bzw. D) auf dem Ferritkern gewickelt wird.
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