FI88968C - Foerfarande och anordning foer identifiering av slantar - Google Patents

Description

! 88968

Menetelmä ja laite kolikoiden tunnistamiseksi

Esillä oleva keksintö liittyy menetelmään ja laitteeseen kolikoiden tunnistamiseksi ja sisältää kolikon 5 ohjauksen kulkutien lävitse, jossa sähkömagneettinen laite mittaa kolikon tiettyjä ominaisuuksia ja missä joukko mittauksia suoritetaan kolikon ollessa eri kohdissa kulkutietä. Kolikkosuodattimet ovat ennestään tunnettuja mm.

- GB-patentti nro 1 551 209 kuvaa laitteen metalli-10 kappaleiden, erityisesti kolikoiden, tarkastamiseksi, missä sähkömagneettinen vaste mitataan ennalta määrätyillä ajanhetkillä, jotka liittyvät nopeuteen, jolla kolikko ohittaa tunnistimen, - GB-patenttihakemus nro 2 107 104 kuvaa kolikon 15 tunnistuslaitteen, jossa on induktiivinen käämi käämittynä ferriittisydämen ympärille, jossa ferriittisydämessä on kaksi tunnistettaville kolikoille koon ja sijainnin mukaan sovitettua napaa. Kolikon vaikutus sähkömagneettiseen kenttään mitataan kolikon ollessa napojen välissä ja kum-20 mankin navan vieressä, - GB-patenttihakemus nro 2 086 633 kuvaa kolikoiden lajittelulaitteen, jossa on sähkömagneettisen ja valosähköisen tunnistimen yhdistelmä permeabiliteetiltään erilaisten kolikoiden erottamiseksi, 25 - DE-OS nro 2 176 740 kuvaa laitteen, jossa on mo nimutkainen kapasitiivisten, induktiivisten ja valosähköisten tunnistimien järjestelmä kolikoiden tunnistamiseksi.

Näiden tunnettujen menetelmien antamia tuloksia pi-30 detään melko epäluotettavina ja esillä olevan keksinnön päämääränä on voittaa tunnettujen kolikkosuodattimien haittapuolet.

Esillä olevan keksinnön tärkeimmät piirteet määritellään patenttivaatimuksissa.

35 Esillä oleva keksintö antaa kolikkosuodattimen, 2 88968 joka on riippumaton siitä ajasta, joka kolikolta vie detektorin ohittamiseen. Keksintö on yksinkertainen siinä, että se käyttää vain yhtä sähkömagneettisten käämien ryhmää suorittamaan joukon peräkkäisiä sähkömagneettisia mit-5 tauksia kullekin kolikolle. Ne kolikon paikat, jossa mittaukset suoritetaan, määrää kolikko itse.

Edellä mainitut ja muut esillä olevan keksinnön piirteet ja päämäärät käyvät selvästi ilmi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvitetusta keksinnön toteutusten ku-10 vauksesta, missä kuvio 1 esittää kytkettyjen käämien ryhmään liittyvän kolikon reunanhavaitsemisvälineiden yleisiä periaatteita, kuviot 2 ja 3 esittävät käämien tulo- ja lähtösig-15 naaleja lepotilassa ja aktivoidussa tilassa, kuvio 4 esittää vaikutusta, joka saadaan, kun ko-likonreunadetektori sijoitetaan lähelle kolikon yläosaa, kuvio 5 on kolikon tunnistuspiirin kaavamainen lohkokaavio, 20 kuviossa 6 ovat piirissä 5 esiintyvät merkittävät signaalit, ja kuvio 7 esittää kolikontunnistimen väliaikaisesti tallennettuja tuloksia.

Yleiset periaatteet on esitetty kuviossa 1. Kaikki 25 syötetyt kolikot 1 vierivät alas kaltevaa pintaa 2 ja kaikki mittaukset suoritetaan dynaamisesti lyhyessä ajassa ja hyvin pienellä tehonkäytöllä.

Kolikko katkaisee joukon valokanavia 3, 4, 5 ennen kuin ohittaa käämiparin 6 keskikohdan.

30 Käämien välisen kytkennän pieneneminen mitataan useaan kertaan kolikon eri, valokanavien säätelemissä, paikoissa.

Mittausten periaatteet kuvataan kuvioissa 2-4. Ensin kuvataan käämien 6 välinen kytkentä. Käämi CE lähettää 35 sinimuotoisen signaalin E. Kun kolikkoa ei ole kahden kää- 3 88968 min (CE, CR) välissä, signaali otetaan vastaan vaimentu-mattomana. Vastaanotetun signaalin amplitudi R määräytyy kahden käämin välisen kytkentätekijän perusteella. Kolikon tullessa kahden käämin (CE, CR) väliin, vastaanotettu sig-5 naali vaimenee.

Vastaanotetun signaalin amplitudiero (vaimennus Ai) muodostaa tulokset (Ai, A2, A3, ... An ja Amax), jotka mitataan kolikon eri paikoissa.

Valokanavat 3, 4, 5 on sijoitettu eri korkeuksille 10 kaltevan tason 2 ylle ja eri etäisyyksille kolikon keskuksesta. Valokanavat tulisi sijoittaa siten, että yksikön kanava samanaikaisesti toisen kanssa ei satu ohikulkevan kolikon jättöreunaan. Kullekin eri kolikoiden halkaisijoille tulisi olla valokanava, joka on lähellä kolikon 15 yläreunaa, kuten paikassa, joka on korkeammalla kuin 80 % kolikon halkaisijasta. Suorittamalla kytkentämittaus juuri kun vierivä kolikko avaa valokanavan, päästään suureen valikoivuuteen mitä halkaisijaan tulee, koska pieni ero halkaisijassa saa aikaan suuren eron 7 siinä kolikon osas-20 sa, joka on sillä hetkellä käämien herkkien osien 8 välissä. Tätä on havainnollistettu kuviossa 4.

Suorittamalla lisää mittauksia sarjassa samoilla käämeillä, voidaan mitata vaimennuksen muutosnopeus vaimennuksen lisäksi. Tämä antaa viitteen kolikon kuviosta. 25 Suurimmat ja yleensä arvokkaimmat kolikot katkaisevat useimmat valokanavat ja antavat tällöin asiaankuuluvia mittaustuloksia. Ensimmäisen mittauksen pitäisi ensisijaisesti osoittaa pienin vaimeneminen. Valokanavat tulisi asettaa siten, että ainakin 1 % (mieluummin 1-20 %) koli-30 kon pinta-alasta on käämin herkän osan sisällä kun ensimmäinen mittaus suoritetaan.

Kolikon tunnistuspiirin lohkokaavio on kuviossa 5 (seuraavassa kuvauksessa valokanavien lukumäärä on kolme). Kolikon tunnistimessa on mikrotietokone 10, jossa on seu-35 raavat ohjauslinjat: 4 88968 LC1, LC2 ja LC3: valokanavan valinta

Nollaus s nollauslinja 8-bittisen laskurin 11 nollaamiseksi mittausten jälkeen.

Informaatio annetaan mikrotietokoneelle seuraavien 5 lähtölinjojen kautta: DATAVÄYLÄ (DB): kaikki mittaustulokset (AI, A2,...) lähetetään mikrotietokoneelle 10 8-bittisestä veräjästä 12 kahdeksaa lähtölinjaa pitkin.

KESKEYTYS (INT): tämä linja antaa signaalit (INT) 10 mikrotietokoneelle 10 siitä, että veräjällä 12 on mittaustulos .

Laskuri 11 laskee linjalla CP2 havaittujen pulssi-generaattorin 13 pulssien lukumäärän. Tämä on vaimenemisen Ai suora binaarinen mitta.

15 Mikrotietokone 10 valitsee ohjauslinjojen LC1, LC2 ja LC3 välityksellä valitsin/dekooderilla 14 valokanavat ELC1-3, RLC1-3 silloin kun laskuri 11 muuttuu nollatusta lepotilastaan.

Valitsin/dekooderin 14 vastaanotto-osa lähettää 20 signaalin INT mikrotietokoneelle 10 kutakin kolikon paikkaa kohden, jolta mittaustulos tulee lukea veräjältä 12. Signaalin INT ollessa läsnä veräjä 12 on salvattu.

Kellopulssigeneraattori 13 antaa lähetettävälle käämille CE vaihtelevan jännitteen CPl, jonka tekee sini-25 muotoiseksi RC-verkko RCE.

Generaattori myös lataa laskurin 11 kellopulsseilla CP2 silloin kun ei ole komparaattorin 15 estämänä. Generaattoreissa 13 on pulssivenytyslaitteisto komparaattorista 15 tulevia estäviä signaaleja INH varten.

30 Laskurin 11 sisältö välitetään mikrotietokoneelle 10 veräjän 12 kautta. Kun signaali INT on loogisessa ala-tilassa, sisältö on salvattu. Signaalin ollessa loogisessa ylätilassa INT-linjassa, laskurin sisältö välitetään suoraan dataväylälle DB.

35 Digitaali/analogia-muunnin (D/A) 16 muuntaa lasku- 5 88968 rin 11 binaarisisällön analogiasignaaliksi, joka syötetään komparaattorille 15.

Komparaattorin 15 tuloissa vastaanottavasta käämistä CR saatavaa vastaanotettua signaalia OUT-COIL verrataan 5 D/A-muuntimen 16 lähtöön OUT-DA, kuvio 6.

Kun OUT-COIL-signaali tulee pienemmäksi kuin OUT-DA-signaali, komparaattorin lähtö INH tulee matalaksi. Lepotilassa tämä tapahtuu jokaiselle negatiiviselle OUT-COIL-signaalin puoliaallolle. Kellopulssigeneraattorissa 10 13 olevan pulssin venytin kattaa puoliaaltojen välisen ajanjakson ja koska pitkiä pulsseja saapuu lyhyin aikavälein (kuvio 6), kellopulssin CP2 kulku laskuriin 11 on estynyt.

Mittausten suoritus kuvataan nyt viitaten kuvioihin 15 5 ja 6. Lepotilassa RM OUT-DA -signaalin taso on ennalta asetettu niin, että kun laskurin sisältö on nolla, vastaanotetun OUT-COIL-signaalin negatiivinen puoliaalto menee signaalin OUT-DA alapuolelle aina. Joka kerta kun OUT-COIL menee OUT-DA:n alapuolelle, komparaattorin 15 lähtö 20 menee alas ja kellopulssi CP2 laskurille 11 on estetty. Kellopulssigeneraattorin 13 pulssin venytin kattaa kahden negatiivisen puoliaallon välisen ajanjakson. Laskuri 11 pysyy nollassa ja OUT-DA-signaali stabiilina.

Seuraavien lähtöjen jännitteet on esitetty kaava-25 maisesti: OUT-COIL, OUT-DA, INH ja CP2. Taajuudet eivät ole oikein suhteessa kolikon kulkuun menevään aikaan.

Kolikon kulku käämien välissä on toimintatila AM, joka nyt kuvataan. Kolikon vaikutus lähetinkäämin CE ja vastaanotinkäämin CR välissä on, että vastaanotetun sig-30 naalin OUT-COIL amplitudi vaimenee. Tämä merkitsee, että vastaanotetun signaalin negatiivinen puoliaalto ei enää mene OUT-DA:n alapuolelle. Näin ollen ei komparaattorin 15 lähdössä enää esiinny INH-signaalin pulsseja.

INH-signaalin ollessa stabiilina ylätilassaan, ei 35 kellopulssisignaali CP2 ole enää estetty ja laskuri 11 ai- 6 88968 kaa laskea. Tämän laskurin sisältö muutetaan nyt analogia-signaaliksi D/A-muuntimessa 16. Koska D/A-muuntimen binaa-ritulo kasvaa, myös sen lähtösignaali OUT-DA kasvaa.

Kuten kuviosta 6 nähdään, signaali OUT-DA seuraa 5 vastaanotetun signaalin vaimentunutta amplitudia, kunnes maksimivaimennus saavutetaan. Kun OUT-DA on saavuttanut tämän tason, signaalin OUT-COIL amplitudi alkaa kasvaa ja signaalin negatiivinen puoliaalto menee jälleen signaalin UT-DA alapuolelle. Tämän vuoksi INH-linjalla alkavat 10 pulssit jälleen, CP2 estyy ja laskuri pysähtyy paikkaan, jonka se saavutti ja pysyy stabiilina. Laskurin sisältö on luku, joka kuvaa kolikon maksimivaimennusta ja OUT-DA pysyy stabiilina maksimivaimennustasolla. Myös informaatio veräjästä 12 DB-linjaan pysyy stabiilina korkeimmalla ar-15 vollaan nimen omaiselle kolikolle.

Vaimennuksen muutosnopeuden mittaus kuvataan nyt. Tunnistimen ollessa lepotilassaan, laskuri 11 on nollattuna ja valovalintalinjalla LC1 on ylätasolla oleva signaa li. Kun kolikko nyt saapuu käämien väliin ja aloittaa OUT-20 COIL-signaalin vaimentamisen, valitsin/dekooderi 14 panee signaalin ensimmäisen valokanavan ELC1 lähettimelie. Kun kolikko avaa tien valolle ensimmäiselle valovastaanotti-melle RLC1, valitsin/dekooderi 14 salpaa veräjän 12 sisällön ja antaa iNT-signaalin mikrotietokoneelle 10. Tietoko-25 ne lukee veräjältä 12, tallentaa tiedon "ensimmäisen vai-mennusmittauksen tulos" Ai ja muuttaa ylätason signaalin LCl:stä LC2:een.

INT-signaali katoaa, joten veräjä 12 avautuu uudelle datalle ja ELC2 on kytketty. Laskuri jatkaa pyörimistä 30 kolikon ohittaessa käämiä matkallaan suurimman vaimennuksen kohtaan. Kun RLC2 vastaanottaa valoa, veräjän 12 sisältö, joka on laskuriin 11 kerääntynyt lukema, salpautuu jälleen, uusi INT-signaali saa mikrotietokoneen lukemaan veräjältä 12, varastoimaan tuloksen "TOISEN VAIMENNUSMIT-35 TAUKSEN TULOS" A2 ja vaihtamaan ylätason signaalin LC2:sta 7 88968 LC3:een. Sen jälkeen kun "KOLMANNEN VAIMENNUSMITTAUKSEN TULOS" A3 on talletettu, poistetaan LC3:sta ylätasolla oleva signaali ja INT-signaali katoaa, niin että veräjä 12 aukeaa jälleen uudelle datalle.

5 Tämän jälkeen mikrotietokone 10 odottaa tämän ni menomaisen kolikon maksimivaimennustasoa tarkastamalla laskurin 11 sisällön veräjän 12 kautta joka 8 ms. Kun kaksi peräkkäistä mittausta osoittaa, että laskurin sisältö pysyy muuttumattomana (nollasta poikkeavana), veräjän si-10 sältö talletetaan "MAKSIMIVAIMENNUS" (Amax). Kun laskuri 11 on nollattu ja LClseen saatettu ylätason signaali, odotetaan seuraavaa kolikkoa. Emitteri ELC1 ei kuitenkaan syty ennen kuin uusi kolikko alkaa vaimentaa käämien signaaleja.

15 Tunnistimella, jossa on kolme valokanavaa, on neljä talletettua välitulosta Ai, A2, A3 ja Amax, kuvio 7.

Kuvio 7 esittää kolikon kulun aikana vaimennusta OUT-COIL-signaalin kannalta. Myös laskuriin 11 menevät kellopulssit CP2 on esitetty samoin kuin paikat OUT-20 COIL:iin verhokäyrällä, joilla vaimennusmittaukset Ai, A2 , A3 ja Amax suoritetaan. OUT-DA-signaali menee alas välittömästi kun laskuri 11 nollataan.

Koska tietylle kolikolle maksimivaimennus (tulos Amax) korreloi muiden mitattujen vaimennusten kanssa (tu-25 lokset AI, A2 ja A3) geometrian ja kolikon kuvion määräämällä tavalla, vierekkäisten mittaustulosten eroa kuvaa paljon kapeampi Gaussin jakautumakäyrä satunnaisnäytteille kuin mitä maksimitulos Amax yksinään antaisi. Mitatut arvot voidaan yhdistää monella tavoin. Suureen valikoivuu-30 teen päästään kun käytetään kahta laskettua arvoa Amax A3 ja A3-A2 kolmen alkuperäisen mittaustuloksen (Ai, A2, Amax) lisäksi.

Kolmivalokanavaisessa kolikontunnistimessa seuraa-vien tulosten täytyy siis olla esiohjelmoitujen hyväksy-35 misrajojen puitteissa: 8 88968

Maksimivaimennusmittauksen tulos Amax

Ensimmäisen vaimennusmittauksen tulos AI

Toisen vaimennusmittauksen tulos A2

Korrelaatiotulos Cl Amax-A3 5 Korrelaatiotulos C2 A3-A2

Rajojen asettaminen voidaan suorittaa käyttämällä kolikkotyypin satunnaisnäytettä kolikontunnistimessa. Tämän näytteen eri mittauksia voi sitten edustaa Gaussin jakauma keskiarvonaan μ ja standardipoikkeamanaan d.

10 Viiden mittauksen tulokset lasketaan (esim. μ + 2d) ja talletetaan EPROM:iin.

Valittaessa kolikkoja näytteenottoa varten, kussakin rajojen asettamista varten tapahtuvassa näytteenotossa voi kolikoiden lukumäärä olla pieni.

15 Esillä olevan keksinnön "vuokaavio" voidaan luetel la seuraavasti: - laskuri nollataan, - valot poissa - vastaanottava käämi vastaanottaa vaimentumattoman signaalin 20 - kolikko menee käämien väliin - signaali alkaa vaimentua - laskuri alkaa laskea, ei aikaa, vaan portaittaista vaimennuksen kasvua (lisäyksiä) - valokanava 1 kytkeytyy 25 - kolikko sulkee valon tien - kolikko avaa valolle tien - laskurin tila rekisteröidään (AI) - valokanava 1 kytkeytyy pois - valokanava 2 kytkeytyy 30 - kolikko avaa tien valolle - laskurin tila rekisteröidään (A2) - valokanava 2 kytkeytyy pois - laskurin sisältöä tarkastetaan jatkuvasti maksi-mivaimennuksen löytämiseksi 35 - maksimivaimennus löytyy 9 88968 - laskurin tila rekisteröidään (Amax) - laskuri nollataan - rekisteröidyt tulokset (AI, A2, ... Amax) arvioidaan yksinään ja/tai yhdessä 5 - kolikko hylätään tai hyväksytään - valmiina uutta kolikkoa varten

Pienemmät kolikot eivät tuki valokanavaa 1 (ja 2). Mittaustulokset AI (ja A2) rekisteröityvät välittömästi laskuriin.

10 On ilmeistä, että edellä esitetyt yksityiskohtaiset spesifikaatiot pitää nähdä vain esimerkkinä esillä olevan keksinnön toteutuksen periaatteista.

Claims (8)

1. Menetelmä kolikoiden tunnistamiseksi, joka menetelmä sisältää kolikon (1) ohjaamisen kulkutien (2) läpi, 5 jossa sähkömagneettinen elin (6) mittaa kolikon tiettyjä ominaisuuksia ja jossa mittauksia suoritetaan kohdassa, jonka kolikon reunan rekisteröintivälineet (3,4,5) määräävät, tunnettu siitä, että käämiparin käsittävällä sähkömagneettisella elimellä (6) tehdään joukko sähkömag- 10 neettisia mittauksia kolikon (1) ollessa eri kohdissa kulkutietä (2), että yksittäiset optiset tunnistimet (3,4,5) määräävät ainakin kaksi näistä kohdista, että kukin mittaus sisältää signaalin (Ai,A2,A3,Amax) rekisteröinnin, joka signaali edustaa tiettyä sähkömagneettisen elimen (6) 15 antaman leposignaalin vaimennusta, ja että ainakin kolmea signaalia ja/tai signaaliyhdistelmää verrataan vertailuarvoihin kolikon hyväksymiseksi tai hylkäämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaukset suoritetaan lukemalla 20 laskuria (11), jota askelletaan vaimennuksen asteittaisen kasvun mukaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaimennus mitataan ainakin yhdessä kohdassa maksimivaimennuskohdan lisäksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että laskuri (11) käynnistyy kolikon (1) saapuessa sähkömagneettisen elimen (CE/CR) sähkömagneettiseen kenttään.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n- 30. e t t u siitä, että ainakin yksi laskurin lukema otetaan kolikon ollessa kohdassa, jossa yksi optisista tunnistimista (3, kuva 1) on lähellä kolikon (1) yläreunaa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauksia suoritetaan kohdissa (3, 35 4,5), joissa ohittavan kolikon "jättöreuna" rekisteröidään. il 88968

7. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin yhden optisen tunnistimen, joka on sijoitettu ainakin yhden mitattavan kolikon yläreunan (ylempänä kuin 80 5. kolikon halkaisijasta) lähelle.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että optiset tunnistimet (3,4,5) on sijoitettu niin, että ainakin 1 % (edullisesti 1 - 20 %) kolikon pinta-alasta on sähkömagneettisen elimen sähkömag- 10 neettisen kentän sisällä, kun ensimmäinen mainituista optisista tunnistimista rekisteröi kolikon. 12 88968