FI72397B - Kapacitiv myntdetektor - Google Patents

Description

1 72397

Kapasitiivinen rahanilmaisin Tämän keksinnön kohteena on kapasitiivinen rahanilmaisin metallirahojen kontrolloimiseksi rahoilla toimivassa laitteessa, rahanilmaisimen käsittäessä rahakanavan, jonka taaksepäin kalteva seinämä on varustettu dielektrisellä aineella päällystetyillä kondensaattorielektrodeilla, jotka on yhdistetty sähkö-virtapiiriin rahan ohikulkiessaan aiheuttaman kapasiteetinmuu-toksen ilmaisemiseksi, jolloin rahakanavalla on vinon kourun muoto varustettuna vierintäradalla, jota pitkin rahat voivat vieriä kosketuksissa seinämän kanssa.

Tanskalaisesta patentista 108 335 tunnetussa tällaisessa rahan ilmaisimessa sisäänsingotut rahat kulkevat alas pääasiallisesti pystysuoran rahakanavan läpi kahden lähellä toisiaan päällekkäin sijaitsevan kondensaattorielektrodin ohitse, jolloin elektrodeihin liitetyssä sähkövirtapiirissä syntyy impulssi rahan ohittaessa elektrodit. Tämän tunnetun rakenteen avulla on mahdollista vain ilmaista rahan kulku laitteen läpi mutta ei todeta rahan mittoja.

On tunnettua suorittaa rahojen läpimitankontrolli rahakourus-sa sähkömagneettisten tai valosähköisten tuntoelimien avulla, jotka tuntoelimet on sijoitettu tiettyihin etäisyyksiin vie-rintäradasta. On myös tunnettua suorittaa läpimitankontrolli sähköisesti siten, että raha kulkiessaan pitkin kourua muodostaa sähköliitännän sähköjohtavan kourunpohjan ja johtavien liuskojen välillä, jotka liuskat sijaitsevat eritysainetta olevan taaksepäin kaltevan kourunseinämän pinnassa. Liuskoilla on sellainen leveys ja ne on asetettu sellaiseen etäisyyteen kourunpohjasta, että kontakti muodostuu, kun rahan läpimitta on ennaltamäärättyjen hyväksyttävien maksimi- ja minimiarvojen välillä. Koska tällaisen ilmaisimen toiminta perustuu sähkökontaktin muodostumiseen, johtavilta liuskoilta vaaditaan tietty pituus kontaktinmuodostuksen varmistamiseksi.

2 72397 US-patentista 3 169 626 on myös tunnettua käyttää kapasitii-vista tarkkailulaitetta, jolla esim. tasapintaiset metalli-levyt voidaan erottaa kohokuviolla varustetuista kolikoista. Kolikon halkaisijaa taikka paksuutta ei tällä laitteella kuitenkaan voida mitata.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada alussa mainittua lajia oleva kapasitiivinen rahanilmaisin, jonka avulla yksi tai useampi rahanläpimitta voidaan kontrolloida.

Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että ainakin yhdellä elektrodilla on pääasiallisesti vierintä-radan suuntainen reuna, joka rajoittaa elektrodia kourussa olevan rahan suuntaan ja joka sijaitsee likimain rahan reunan korkeudella, ja että lisäelektrodi sijaitsee lähempänä raharadan keskusta sekä omaa huomattavasti suuremman pinta-alan kuin ensinmainittu elektrodi.

Kun raha vierii pitkin kourua kosketuksissa sen seinämän kanssa, muodostuu tehokas kapasitiivinen kytkentä rahan ja mainitun lisäelektrodin välille, yhteispinta-alan ollessa huomattavan suuri. Mikäli rahalla on sellainen läpimitta, että se peittää osan ensin mainitusta elektrodista mainitun rajoittavan reunan ohitse, saadaan rahan ja ensimmäisen elektrodin välille tästä peittämisestä riippuva kapasitiivinen kytkentä, joka on pieni verrattuna yllämainittuun kapasitiiviseen kytkentään ja joka pääasiallisesti tulee määräämään elektrodeihin liitetyn sähkövirta-piirin antaman sen signaalin amplitudin, joka rekisteröi rahan. Tässä yhteydessä on huomattava, että ilmaisuvirta-piiri voi olla sovitettu siten, että vain tietyn tason ylittävät signaaliamplitudit tulevat rekisteröidyiksi.

Ellei raha lainkaan peitä ensimmäistä elektrodia, ei tl 3 72397 tietystikään saada mitään kapasitiivista kytkentää tässä kohdassa eikä myöskään rahan rekisteröintiä. Johtuen konstruktion kapasitiivisestä toiminnasta voidaan saavuttaa varma rekisteröinti vieläpä silloin, kun elektrodi ulottuu vain vähän rahakourun pituussuuntaan.

Keksinnön mukaisen rahanilmaisimen eräässä sovellutusmuo-dossa on ensimmäisellä ja eräällä toisella elektrodilla vierintäradan suuntainen alareuna, jotka alareunat sijaitsevat sellaisilla korkeuksilla vierintäradan yläpuolella, jotka ovat likimain samat kuin vastaavasti pienin hyväksyttävä rahanläpimitta ja pienin hylättävä läpimitan ylikoko. Rahanilmaisimen ollessa näin rakennettu se voi välittömästi määrittää, mihin läpimitta-alueeseen tietty raha kuuluu. Ellei kapasitiivista kytkentää synny rahan ja ensimmäisen elektrodin välille tai jos kytkentä syntyy rahan ja toisen elektrodin välille, rahan läpimitta vastaavasti alittaa sallitun alarajan ja ylittää sallitun ylärajan. Jos kytkentä syntyy rahan ja vain ensimmäisen elektrodin välille, rahan läpimitta on sallittujen rajojen välissä.

Keksinnön mukaisen rahanilmaisimen eräässä toisessa so-vellutusmuodossa muodostaa vierintärata rahakourun seinämän kanssa kulman, joka on pienempi kuin 90°, ja sekä ensimmäisellä että toisella elektrodilla on vierintäradan suuntainen yläreuna, jotka yläreunat sijaitsevat rahakou-russa korkeuksilla, jotka ovat likimain samat kuin sellaisten rahojen alareunan asemilla, joilla on vastaavasti suurin hyväksyttävä paksuus ja suurin hylättävä alipaksuus. Koska rahat siis vierivät radalla, joka on sitä pitemmällä alhaalla kourussa kuta ohuempia rahat ovat, voidaan täten aikaansaada rahojen rekisteröinti niiden paksuudesta riippuen. Ellei kapasitiivista kytkentää rahan ja mainitun ensimmäisen elektrodin välillä muodostu tai jos muodostuu kytkentä rahan ja mainitun toisen elektrodin välillä, on rahan paksuus vastaavasti suurimman sallitun paksuuden 72397 4 yläpuolella ja pienimmän sallitun paksuuden alapuolella. Jos kytkentä muodostuu rahan ja ainoastaan ensimmäisen elektrodin välillä, on rahan paksuus sallittujen rajojen sisäpuolella.

Edelleen eräässä keksinnön mukaisen rahanilmaisimen sovel-lutusmuodossa on useita ensimmäisen ja toisen elektrodin ryhmiä sijoitettu peräkkäin pitkin rahakourua mainittujen rajoitusreunojen ollessa asetettuina erikokoisten rahojen läpimitan ja/tai paksuuden mukaisesti. Koska kullekin yksityiselle elektrodiryhmälle riittää suhteellisen pieni pituus, voidaan rahanilmaisin useitten rahanläpimittojen ja -paksuuksien kontrolloimiseksi rakentaa varsin pienikokoiseksi.

Sähkövirtapiirin yksinkertaistamiseksi on lisäelektrödi sopivimmin yhteinen usealle ensimmäisen ja toisen elektrodin ryhmälle. Peräkkäisohjausta käyttäen johdetaan lähtö-signaali yhteisestä lisäelektrodista yhteiseen vahvistin-ja signaalintasonilmaisinpiiriin.

Keksintöä selitetään tarkemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen rahanilmaisimen erästä sovellutusmuo-toa, kuvio 2 keksinnön mukaisen ilmaisimen rahanläpimitan ilmaisuun tarkoitettua rahakourua edestäpäin katsottuna, kuvio 3 leikkausta pitkin kuvion 2 viivaa 3-3, kuvio 4 keksinnön mukaisen ilmaisimen rahanpaksuuden ilmaisuun tarkoitettua rahakourua edestäpäin katsottuna, kuvio 5 leikkausta pitkin kuvion 4 viivaa 5-5 ja kuvio 6 rahakou-runseinämää käytettäväksi kolmen eri rahankoon läpimitan ja paksuuden ilmaisemiseen, seinämän ollessa edestäpäin katsottuna.

Kuviossa 1 on esitetty taaksepäin kaltevan seinämän 1 ja pohjan 2 käsittävä rahakouru. Seinämä 1 on sähköisesti eristävää ainetta, ja se on varustettu kahdella metalli-

II

5 72397 liuskalla 3 ja 4,jotka on päällystetty kuviosta puuttuvalla eristävällä kerroksella. Seinämänä 1 voi olla esimerkiksi painettu levy, ja liuskat 3 ja 4 voivat olla kuparipäällysteitä painetun levyn pinnassa. Eristävänä kerroksena voi olla suojalakka tai esim. polytetrafluori-eteeniä oleva eristysnauha. Kuviossa 1 näkyy metallikiek-ko 5, esim. raha, joka lepää kourunpohjan 2 päällä peittäen osittain seinämän 1 liuskat 3 ja 4. Täten tulee esiintymään kapasitiivinen kytkentä liuskojen 3 ja 4 välillä, liuskan 3 ja rahan 5 muodostaessa kondensaattorin Cl, joka on johtavassa yhteydessä kondensaattoriin C2, jonka muodostavat liuska 4 ja sitä peittävä rahan 5 osa.

Generaattorista 6 johdetaan vaihtojännite, esim. 200 kHz, liuskaan 4, ja mainitut kaksi kondensaattoria C2 ja Cl siirtävät sen liuskaan 3 liitettyyn vahvistimeen 7, jonka lähtösignaali johdetaan signaalintasoilmaisimeen 8, joka antaa lähtösignaalin päätteeseen 9. Rahan ja liuskan 3 muodostama kondensaattori on paljon suurempi kuin rahan ja liuskan 4 muodostama kondensaattori C2, minkä vuoksi kondensaattorin C2 suuruus olennaisesti määrää vahvistimen 7 lähtösignaalin amplitudin. Kondensaattorin C2 suuruus, kuten välittömästi nähdään, riippuu siitä, kuinka suuren osan raha 5 peittää liuskan 4 pinta-alasta. Kun raha 5 poistuu, mitään signaalia ei siirry generaattorista 6 vahvistimeen 7 eikä tasonilmaisin 8 anna lähtösignaa-lia päätteeseen 9.

Kuvioissa 2 ja 3 esitetty rahanilmaisimen sovellutusmuoto rahanläpimitan ilmaisemista varten käsittää vastaavat osat kuin kuvio 1, osien ollessa merkittynä samoilla viitenumeroilla. Niinpä levy 1 on varustettu päällysteillä eli elektrodeilla 3 ja 4, joita peittää dielektrinen kerros 10, kuten ilmenee kuviosta 3. Elektrodien 3 ja 4 lisäksi seinämässä on elektrodi 11, johon samoin kuin elektrodiin 4 jaksoittain johdetaan vaihtojännite generaattorista 6 (kuvio 1). Elektrodeilla 4 ja 11 on kourunpohjan / 6 72397 2 suuntainen alareuna, joka on sijoitettu siten rahan 5 määrätyn koon suhteen, että rahan kulkiessa rahakourun kautta joko ei lainkaan synny kapasitiivista kytkentää tai syntyy kytkentä elektrodin 3 ja elektrodin 4 välille tai elektrodin 3 sekä molempien elektrodien 4 ja 11 välille riippuen rahan koosta. Ellei mitään kapasitiivista kytkentää synny elektrodien 3 ja 4 välille, rahan läpimitta on hyväksyttävän rajan alapuolella. Jos kytkentä syntyy elektrodin 3 sekä molempien elektrodien 4 ja 11 välille, on rahan läpimitta sallitun rajan yläpuolella. Mikäli kapasitiivinen kytkentä syntyy vain elektrodien 3 ja 4 välille, on rahan läpimitta hyväksyttävien rajojen sisäpuolella.

Kuvioissa 4 ja 5 esitetty rahanilmaisimen sovellutusmuoto rahanpaksuuden ilmaisemiseksi käsittää vastaavat osat kuin edellisissä kuvioissa, ja niissä on käytetty samoja viitenumerolta pilkulla varustettuna. Tässä sovellutus-muodossa kourunpohja 2' muodostaa takaseinämän kanssa kulman, joka on pienempi kuin 90°. Niinpä pitkin raha-kourua vierivä raha 5' vajoaa sitä alemmaksi kouruun kuta ohuempi se on. Elektrodit 4' ja 11' on sen vuoksi sijoitettu kourunpohjan lähelle, jotta ne voivat ilmaista rahan alareunan sijainnin. Yhdenmukaisesti edellisen sovellutus-muodon kanssa on elektrodien 4' ja 11’ yläreunat asetettu siten, että rahan paksuus määrää, esiintyykö kapasitiivinen kytkentä elektrodin 3' sekä elektrodien 4' ja 11’ välillä. Niinpä jos kapasitiivinen kytkentä syntyy elektrodin 3' ja elektrodin 11' välille, on rahan paksuus hyväksymisrajan alapuolella. Ellei synny kytkentää elektrodien 3' ja 4' välille, on rahan paksuus hyväksymisrajan yläpuolella. Mikäli syntyy kytkentä elektrodien 3' ja 4' välille, mutta ei elektrodien 3' ja 11’ välille, on rahan paksuus hyväksyttävien rajojen sisäpuolella.

Il 7 72397

Kuvio 6 esittää rahakouruseinämää käytettäväksi kolmen erilaisen koon omaavien rahojen läpimitan ja paksuuden ilmaisemista varten. Seinämänä on painettu levy, joka käsittää yhteiset elektrodit 3 ja 3' mainitun kolmen rahankoon läpimitan ja paksuuden vastaavasti ilmaisemiseksi. Elektrodit 4 ja 11 sekä vastaavasti elektrodit 4' ja 11' kutakin kolmea rahankokoa varten on sijoitettu siten toistensa ja kourunpohjan suhteen, kun kourunpohja asennetaan kourunseinämän yhteyteen siten, että elektro-deihin 3 ja 3' voidaan peräkkäin lähettää signaali, jonka arvo riippuu siitä, onko sisäänviedyn rahan, joka on yhtä niistä kolmesta rahakoosta, joille ilmaisin on tarkoitettu, läpimitta ja paksuus sallittujen rajojen sisä- tai ulkopuolella. On selvää, että vaihtojännite johdetaan generaattorista 6 (kuvio 1) peräkkäin elektrodeihin 4, 11 ja 4', 11'. Johtuen peräkkäisohjauksen kapasitiivisestä vaikutuksesta voidaan elektrodit 4, 11 ja 4', 11' tehdä lyhyiksi rahakourun pitkittäissuunnassa ja sijoittaa lähelle toisiaan, niin että koko rahakouru saadaan lyhyeksi .

Claims (5)

8 72397

1. Kapasitiivinen rahanilmaisin metallirahojen kontrolloimiseksi rahoilla toimivassa laitteessa, rahanilmaisimen käsittäessä rahakanavan, jonka taaksepäin kalteva seinämä (1, 1') on varustettu dielektrisellä aineella (10, 10') päällystetyillä kondensaattorielektrodeilla (3, 4, 11, 4’, 11'), jotka on yhdistetty sähkövirtapiiriin (6-9) rahan (5, 5') läsnäolon aiheuttaman kapasiteetinmuutoksen ilmaisemiseksi, jolloin rahakanavalla on vinon kourun muoto varustettuna vierintäradalla (2, 2’), jota pitkin rahat (5) voivat vieriä kosketuksissa seinämän (1) kanssa, tunnet-t u siitä, että ainakin yhdellä elektrodilla (4, 11, 4*, 11’) on pääasiallisesti vierintäradan (2, 2') suuntainen reuna, joka rajoittaa elektrodia kourussa olevan rahan radan suuntaan ja joka sijaitsee likimain rahan reunan korkeudella, ja että lisäelektrodi (3, 3') sijaitsee lähempänä raharadan keskusta sekä omaa huomattavasti suuremman pinta-alan kuin ensinmainittu elektrodi (4, 11, 4', 11').

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kapasitiivinen rahanilmaisin, tunnettu siitä, että eräällä ensimmäisellä ja eräällä toisella elektrodilla (4, 11) on pääasiallisesti vierintäradan (2) suuntainen alareuna, jotka alareunat sijaitsevat sellaisilla korkeuksilla vierintäradan yläpuolella, jotka likimain ovat samat kuin vastaavasti pienin hyväksyttävä rahanläpimitta ja pienin hylättävä läpimitan ylikoko.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kapasitiivinen rahanilmaisin, tunnettu siitä, että vierintärata (2') muodostaa rahakourun seinämän (1') kanssa kulman, joka on pienempi kuin 90°, että eräällä ensimmäisellä ja eräällä toisella elektrodilla (41, 11') on pääasiallisesti vierintäradan (2') suuntainen yläreuna, jotka yläreunat sijaitsevat rahakourussa korkeuksilla, jotka ovat likimain samat kuin sellaisten rahojen alareunan asemilla 11 9 72397 rahakourussa, joilla on vastaavasti suurin hyväksyttävä paksuus ja suurin hylättävä alipaksuus.

4. Patenttivaatimuksen 1 ja/tai 3 mukainen kapasitiivi-nen rahanilmaisin, tunnettu siitä, että useita ensimmäisen ja toisen elektrodin (4, 11, 4', 11') ryhmiä on sijoitettu peräkkäin pitkin rahakourua mainittujen rajoitusreuno-jen ollessa asetettuina erikokoisten rahojen läpimitan ja/tai paksuuden mukaisesti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kapasitiivinen rahanilmaisin, tunnettu siitä, että lisäelektrodi (3, 3') on yhteinen usealle ensimmäisen ja toisen elektrodin (4, 11, 4', 11') ryhmälle.