JP2008003672A - 円盤状金属用識別装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パルスで駆動され検出対象である円盤状金属10の電磁気的特性を検出する検出コイル19aと、この検出コイル19aと同一の構造を有するとともに、検出コイル19aと同一のパルスで駆動される基準コイル19bとを有する反射形渦電流センサ20と、検出コイル19aの出力と基準コイル19bの出力とを差動増幅する差動増幅部と、差動増幅部の出力に基づいて円盤状金属10の厚さおよび材質を識別するコントローラとを有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、デジタル信号列で励磁コイルを励磁して、硬貨通路を挟んで配設された受信コイルで検出した信号をフーリエ変換して周波数成分毎のデータを求めてこれを基準データと比較して硬貨の真偽および金種を判別するものがある(例えば、特許文献2参照)。
さらには、中空円筒状のコアに巻回された1次コイルをパルス励磁し、中空円筒状のコアの中心に配置された中心コアに巻回された2次コイルに生じる誘導電圧をサンプリングしてその電圧変化によって円盤状金属の性状異常を検出するものがある(例えば、特許文献3参照)。
このように構成することで、検出コイルを駆動するパルスが幅広い周波数成分を含むため、円盤状金属の多種の特徴を電磁気的特性として検出できる。
また、検出コイルと同一の構造を有する基準コイルの出力と検出コイルの出力とを差動増幅手段によって差動増幅することで、検出コイルの出力に重畳する温度変化等の外乱であるコモンモードノイズを除去し、このコモンモードノイズが除去された差動増幅回路の出力に基づいて識別手段で円盤状金属の厚さおよび材質を識別することができる。
さらに、反射形渦電流センサを用いることで、回路構成が簡素化されるとともに、円盤状金属に対して一方にのみ配置されるため、高いスペース効率が得られてセンサ部分の小型化が図れる。
このように構成することで、予め測定された基準波形と、差動増幅手段から出力された波形とを、例えばパターンマッチングなどによって比較し、差動増幅手段から出力された波形と適合する基準波形に基づいて円盤状金属を識別することができる。
このように構成することで、同一材質、同一厚さの円盤状金属であれば、検出コイルから円盤状金属までの距離の変化にかかわらず、同一特性の出力波形を得ることができる。
このように構成することで、例えば、円盤状金属が同一の材質であれば、差動増幅手段から出力される波形の減衰特性は円盤状金属の厚さに応じて変化するため、識別手段で作動増幅手段から出力される波形の減衰特性の変化に基づいて円盤状金属の厚さを識別することができる。
このように構成することで、検出コイルと互いのベース部を対向させて配置された基準コイルの磁界が、電磁気的作用を及ぼす円盤状金属の影響を受けることを防止するとともに、基準コイルと円盤状金属の電磁気的特性を検出する検出コイルとを隣接配置することができるため、反射型センサを小型化することができる。
また、検出コイルと同一の構造を有する基準コイルの出力と検出コイルの出力とを差動増幅手段によって差動増幅することで、検出コイルの出力に重畳する温度変化等の外乱であるコモンモードノイズを除去し、このコモンモードノイズが除去された差動増幅回路の出力に基づいて識別手段で円盤状金属の厚さおよび材質を識別することができるため、さらに正確な識別を行うことができる効果がある。
そして、反射形渦電流センサを用いることで、回路構成が簡素化されるとともに、円盤状金属に対して一方にのみ配置されるため、高いスペース効率が得られてセンサ部分の小型化が図れるとともに、小型化することで円盤状金属の微細な部分の性状の検査が可能になる。したがって、装置全体の小型化を図ることができるという効果がある。
第1の実施の形態の円板状金属用識別装置11は、円板状金属10の識別を行うもので、例えば硬貨の真偽および金種の識別を行う硬貨識別装置に適用でき、円盤状金属10の入金を行う硬貨入金機、硬貨の入金および出金を行う硬貨入出金機等に組み込まれるものである。
まず、図1に示すような搬送方式で搬送する場合であって、円盤状金属10が搬送路12で搬送される搬送速度が一定で、円盤状金属10と反射型渦電流センサ20とが最も近づいたときの距離(以下リフトオフdという)が変化せずにいつも一定(既知)である場合、円盤状金属10が検出コイル19aから発生している磁界を横切ると、検出コイル19aのインピーダンスが変化して、検出コイル19aに流れる電流が変化をすることとなる。このとき、検出コイル19aおよび基準コイル19bのそれぞれの通電電流を電圧に変換して差動増幅した電圧波形、すなわち差動増幅部35から出力される電圧波形は、円盤状金属10の材質、厚さ毎に異なった特性を示す。
ここで、渦電流の浸透深さは、以下の(1)式で求めることができる。
19a 検出コイル
19b 基準コイル
20 反射型渦電流センサ
35 差動増幅部(差動増幅手段)
37 コントローラ(識別手段)
21 ベース部
22 柱状部
23 外壁部
24a コア
24b コア
Claims (5)
- パルスで駆動され検出対象である円盤状金属の電磁気的特性を検出する検出コイルと、該検出コイルと同一の構造を有するとともに、前記検出コイルと同一のパルスで駆動される基準コイルとを有する反射形渦電流センサと、
前記検出コイルの出力と前記基準コイルの出力とを差動増幅する差動増幅手段と、
該差動増幅手段の出力に基づいて前記円盤状金属を識別する識別手段とを有することを特徴とする円盤状金属用識別装置。 - 前記識別手段は、前記差動増幅手段から出力された波形と、予め測定された基準波形とを比較して検出対象である前記円盤状金属を識別することを特徴とする請求項1に記載の円盤状金属用識別装置。
- 前記識別手段は、前記差動増幅手段から出力された波形を所定のピークレベルで正規化した波形に基づいて識別することを特徴とする請求項1または2に記載の円盤状金属用識別装置。
- 前記識別手段は、前記差動増幅手段から出力される波形の減衰特性から検出対象である前記円盤状金属の厚さを識別することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の円盤状金属用識別装置。
- 前記基準コイルおよび前記検出コイルは、円盤状のベース部と、該ベース部に対して垂直に立ち上がる柱状部と、該柱状部の周囲に配置され前記ベース部に対して垂直に立ち上がる円筒状の外壁部とを備えたポットコアをそれぞれ有し、前記基準コイルの前記ポットコアと前記検出コイルの前記ポットコアとは、各々の前記ベース部を対向させて配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の円盤状金属用識別装置。
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