KR920004083B1 - 주화 식별장치 - Google Patents

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KR920004083B1 KR1019890007021A KR890007021A KR920004083B1 KR 920004083 B1 KR920004083 B1 KR 920004083B1 KR 1019890007021 A KR1019890007021 A KR 1019890007021A KR 890007021 A KR890007021 A KR 890007021A KR 920004083 B1 KR920004083 B1 KR 920004083B1
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Abstract

내용 없음.

Description

주화 식별장치
제 1 도는 본 발명에 따른 한 실시형태의 회로도이다.
제 2 도는 한쌍의 마주보는 전극 어셈블리의 구조를 예시한 도면이다.
제 3 도는 공진 출력파형에서 변화를 예시한 파형도이다.
제 4 도는 주화의 두께를 검지하는 것을 예시한 파형도이다.
제 5 도는 주화의 두께와 정전용량과의 관계를 예시한 도면이다.
제 6 도는 및 제 7 도는 각각 주화 형태를 검지하는 것을 설명하는 파형도이다.
제 8 도는 주화의 두께와 형태를 검지하기 위하여 가변 기준전압을 설정하는 과정을 예시한 파형도이다.
제 9 도는 형태를 검지하는 다른 과정을 예시한 파형도이다.
제 10 도는 본 발명에 따른 다른 실시형태의 회로도이다.
제 11 도는 제 10 도에서 주화와 전극사이의 위치적인 관계를 예시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주화 2, 3 : 전극 어셈블리
4A, 4B : 센서전극 7, 8 : 공진기
9 : 발진기 10 : 인버어터
11, 12 : 버퍼 13, 14 :정류회로
15 : 가산기 16, 17 : 검지기
18 : 제어기
본 발명은 자동판매기 또는 이와 유사한 기기의 여러 가지 자동 서비스 장치에 사용되는 주화 식별장치, 특히 비접촉 식으로 주화의 두께 및/ 또는 형태를 식별할 수 있는 주화 식별장치에 관한 것이다.
오늘날 종종 사용되는 전자식 주화 식별장치는 주화통로의 한면에 배치된 발진코일과 주화통로의 다른 면에 배치된 수신코일을 가지고 있으며, 주화가 통과하는 동안 주화의 외부모양 및 재료를 검지하기 위하여 발진코일과 전자기적으로 결합되어 있어서 수신코일에 의한 전압출력의 감쇠파형에 따라 주화의 진위여부 및 종류를 결정한다.
이러한 식별장치들은 발진 및 수신코일을 이용하여 주화의 직경 및 재료를 검지하는 데에는 적합하지만 주화의 두께 및 형태를 검지하는 데에는 적합하지 않다. 만약 이러한 식별장치들이 주화의 두께 및 형태를 검지한다면, 주화의 재료에 따른 성분을 포함한 신호가 수신코일 출력 나타나서 이 재료를 위해 주화재료에 따른 신호성분을 제거할 회로를 따로 설치할 필요가 있게 되므로 이 식별장치의 구조는 복잡하게 된다. 형태에서와 같이 세부사항인 두께에서의 변화에 응답하기 위하여 주화는 일시적으로 정지해야 하거나 초고속 회로장치가 사용되어야하므로 그 메카니즘 및 회로구조가 복잡하게 된다. 이러한 선택적인 방법을 사용하여 특히 같은 재료와 모양의 가짜 주화를 진짜주화와 분간한다는 것은 불가능하다.
일반적으로 가짜주화의 면은 평평한 반면 진짜주화의 면은 울퉁불퉁한 형태를 하고 있으며 두께도 고르지 못하다.
주화의 울퉁불퉁한 면 또는 외양으로 인하여 다시 말해서 한 쌍의 전극판 사이에 주화를 끼워 넣으므로써 발생하는 가변 전극 정전용량에 따라 주화를 선택하는 방법이 예를들어 일본 특허공고공보 소39-21291호에 기재되어 있다.
상기 출원에 기술된 선택적인 방법에서 선택될 주화가 한쌍의 전극판 사이에 끼워질 때 이 쌍의 전극판 사이에 존재하는 정전용량은 변한다. 이러한 전극판 쌍은 커패시터 브리지의 부재중 하나로서 또는 발진기의 발진부재중 하나로서 연결되어 있으므로 커패시터 브리지에서 불균형을 이용하거나 발진기의 발진 또는 불발진을 이용하여 주화를 선택한다.
그러나 전극 구조가 두 개의 전극판을 단순히 마주보게 배열 하였으므로 전극판으로부터의 전기력선이 흩어져 주화의 울퉁불퉁한 면에서 미세한 변화를 검지할 수 없으며 확실하게 검지할 수도 없게된다.
따라서 본 발명의 목적은 주화의 두께 및/ 또는 형태를 매우 확실하게 식별할 수 있는 주화 식별장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 주화통로의 한면에 배치된 첫째 센서전극, 첫째 센서전극에 의해 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 첫째 센서전극을 둘러싸도록 설치된 첫째 보호환 전극, 첫째 센서전극과 마주보도록 주화통로의 다른면에 배치된 둘째 센서전극, 둘째 센서전극에 의해 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 둘째 센서전극을 둘러 싸도록 설치된 둘째 보호환 전극, 미리 정해진 주파수의 발진신호를 출력하는 발진기, 공진기로 부터의 공진출력을 첫째 및 둘째 센서전극에 인가하기 위하여 발진기로부터의 발진신호로 공진하는 공진기, 주화가 주화통로를 통과하는 동안 공진기로부터의 출력 전압신호에 따라 주화의 성질을 검지하는 검지장치로 구성된 주화 식별 장치를 제공한다.
주화통로의 해당면에 놓여있는 전극, 다시 말해서 주화가 통과하는 동안 발생한 전극간 정전용량의 변화를 검지하는 첫째 및 둘째전극과 첫째 및 둘째 센서전극에 의해 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하는 첫째 및 둘째 보호환 전극은 주화통로를 가로질러 공진 출력신호로 인한 전기력선을 인가한다.
하나의 어셈블리는 첫째 센서전극과 첫째 보호환 전극을 포함하고 나머지 하나의 어셈블리는 둘째 센서전극과 둘째 보호환 전극을 포함하는 한쌍의 전극 어셈블리 사이를 주화가 통과할 때 전극 어셈블리 사이의 정전용량이 변하여 이에 의하여 공진출력전압을 변화시킨다. 이 변화는 주화의 두께 및/ 또는 형태의 변화 다음에 일어난다.
따라서 주화의 두께 및/ 또는 형태는 이 변화를 표시하는 전압 또는 파형에 의해 검지된다. 만약 공진 출력전압 신호의 변화가 미리 설정한 기준 전압의 범위내이라면, 그 주화는 미리 설정한 허용 두께 범위내로 확인된다. 만약 미리 설정한 전압 수준을 몇배 가로지르는 출력파형이 발생한다면, 그 주화는 미리 설정한 두께 범위내에서 변동하는 것으로 생각되며 "형태를 갖추고 있다"라고 결정될 수 있다. 이 경우에 센서전극으로부터의 전기력선은 보호환 전극에 의해 비임으로 초점이 모아져서 주화의 두께를 정밀하게 검지할 수 있다.
상술한 바와같이 본 발명에 따른 장치는 전극 어셈블리쌍에서 정전용량의 변화와 이 정전용량의 변화로 인하여 공진전압의 파형 및 변화의 크기를 이용하여 주화의 두께 및/또는 형태를 검지한다. 그러므로 주화의 두께 및/ 또는 형태는 매우 확실하게 식별된다.
본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 본 발명에 따른 주화식별장치의 실시형태의 회로도이다. 제 1 도에서 한 쌍의 마주보는 전극 어셈블리(2)(3)는 주화(1)의 앞면 및 뒷면과 직면하도록 주화통로의 해당면에 놓여있다. 제 2 도에서 주화통로의 단면도에 나타나 있는 바와같이 이 전극 어셈블리(2)(3)는 중심에 놓여 있는 센서전극(4A)(4B)과 각각 센서전극(4A)(4B)으로부터 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 해당 센서전극을 둘러 싸도록 놓여 있는 보호환 전극(5A)(5B)으로 구성되어 있다.
이 센서전극(4A)(4B)은 각각 코일 L1,L2 커패시터 C1,C2 및 전극 어셈블리(2)(3) 본래의 정전용량을 포함한 포유용량 C1f, C2f에 의해 결정된 공진 주파수 f0로 공진하는 공진기(7)(8)로 부터의 출력신호로 인가된다. 공진기(7)는 주파수 f1에서 발진하는 발진기(9)로부터 발진신호를 수신하며, 한편으로 공진기(8)는 발진기(9)로부터 발진신호의 역으로 되어 있으며 인버어터(10)를 통하여 공급되고 반대의 극성을 갖는 발진신호를 수신한다. 이 경우에 발진 주파수 f1는 공진 주파수 f0보다 더 높은 값으로 설정된다. 공진기가 f0에서 공진할 때 전압 V1은 커패시터 C1,C2 각각을 통해 발생한다.
정전용량 C1,C2의 출력은 해당 센서전극(4A)(4B)과 연결되어 있으며 또한 버퍼(11)(12)의 입력과도 연결되어 있고, 이 버퍼의 출력은 제 2 도에 나타나 있는 바와같이 센서전극(4A)(4B)을 가로질러 전기력선(6)이 흩어지는 것을 방지할 수 있도록 전극 어셈블리(2)(3)의 보호환 전극(5A)(5B)에 가해진다.
주화의 다른 세부사항은 전기력선(6)을 비임으로 형성시키므로써 알 수 있다. 센서전극의 위치에서 검지된 출력의 측정이 최초로 행해지는 출발점이 확실하게 설정된다.
버퍼(11)(12)의 출력은 각각 검지 및 정류회로(13)(14)에 연결되며, 여기서 주파수 f0에서 중심이 된 신호성분이 DC전압으로 바뀌고 나서 그 다음에 가산기 (15)에 가산된다. 이어서 가산기(15)의 출력은 두께 검지기(16)와 형태 검지기(17)로 입력된다.
두께 검지기(16)는 주화가 전극 어셈블리를 통과할 때 발생한 가산기(15)로부터의 전압출력의 변동이 적당한 두께에 해당하는 범위내인가를 검지하므로써 주화의 두께가 적당한가 아닌가를 결정한다. 형태 검지기(17)는 가산기(15)로부터의 출력전압신호의 변동이 주화의 형태에 해당하는 파형 범위내인가에 따라 형태가 있다는 것을 검지한다. 이 검지의 결과는 주화의 식별 및 종류가 결정되는 제어기(18)에 전달된다.
지금부터는 주화가 전극 어셈블리(2)(3)를 통과할 때 이루어지는 장치의 작동을 설명하기로 한다. 대기상태에서 전압 V1이 제 3 도에 나타나 있는 바와같이 각 커패시터 C1,C1를 가로질러 주파수 f1에서 발생한다. 주파수 f0는 대기상태에 있는 공진주파수이다.
이러한 상황에서 주화가 투입되어 전극 어셈블리(2)(3)사이를 통과할 때 전극 어셈블리(2)(3)사이의 정전용량은 주화(1)가 통과하는 동안 변하여서 제 3 도에 나타난 공진파형에서의 커어버가 실선으로 나타낸 위치에서 저주파수쪽에 있는 점선으로 나타낸 위치로 이동한다. 주파수 f1에서 커패시터 C1,C2를 가로지른 전압은 V1에서 V2로 감소한다. 이 경우에 주화가 통과하는 동안 정전용량의 변화는 예를들어 0.1PF 또는 그 이하로 적지만 이 작은 변화가 공진주파수가 벗어나기 때문에 전압진폭에서는 큰 변화로 나타난다. 커패시터 C1,C2를 가로지른 전압에서의 변화는 검지 및 정류회로(13)(14)에 의해 버퍼 (11)(12)를 거쳐 제 4 도에 나타낸 파형 a(실선) 및 b(점선)으로 검지되고 정류된다. 제 5 도에 나타나 있는 바와같이 주화의 두께(t)는 식 t=D-(D1+D2)로 나타내지며, 이 식에서 D는 전극 어셈블리(2)(3)사이의 거리이고, D1은 전극 어셈블리(2)와 주화(1)의 앞면사이의 거리이며 D2는 전극 어셈블리(3)와 주화(1)의 뒷면사이의 거리이다.
제 4 도에서 파형 a(실선)과 b(점선)을 합쳐서 된 파형 C(일점쇄선)은 상기 등식에서 얻어지는 바와같이 주화의 두께와 상관관계(미시적으로 주화의 각면에 대한 형태)를 가지고 있다. 다시 말해서 만약 파형 C가 사용된다면 전극 어셈블리(2)(3)사이를 통과한 주화(1)의 두께는 주화(1)가 전극 어셈블리(3)보다 전극어셈블리(2)에 더 가깝게 통과하더라도 검지될 수 있으며, 그역 또한 마찬가지이다.
두께 검지기(16)에 대해서는 자세하게 도시하지 않았다. 제 4 도에 나타나 있는 바와같이 파형 C의 바닥이 기준 전압 Vth1과 Vth2사이에 설정되어 있는가를 검지하기 위하여 비교회로나 이와 유사한 것이 사용된다. 형태 검지기(17)에 대해서도 자세히 도시하지 않았지만 기준전압 Vth3이 제 6 도에서와 같이 설정되며 만약 파형 C의 바닥이 Vth3를 세 번 또는 그 이상 가로지른다면 "형태가 있다"라는 결정이 이루어진다. 형태가 없는 가짜 주화에 대해서는 가산기(15)의 출력파형 C이 제 7 도에서 d(실선) 또는 e(점선)으로 나타나 있으며 Vth3를 세 번 또는 그이상 가로지르지 않는다. 그러므로 주화는 형태가 없다는 결정을 하게된다.
한편 상술한 실시형태는 고정된 레벨 Vth1, Vth2, Vth3를 사용하였지만 이들은 다음과 같이 변화할 수 있게 설정해도 된다. 제 8 도에 나타나 있는 바와 같이 Vth1, Vth2와 Vth3는 가산기(15)로부터의 출력파형 C의 최저전압 레벨을 참고로 특별한 전압(α, β, γ)에 의해 이동된 레벨로 설정된다. 이러한 설정에 의해 습도 및/또는 먼지의 퇴적으로 인하여 주변조건이 변하더라도 주화의 두께 및 / 또는 형태는 정확하게 검지될 수 있다.
결국 가산기(15)의 출력파형 C와 파형 C의 지연번역 C'사이를 비교하므로써 울퉁불퉁한 형태에 해당하는 펄스파형이 얻어지며, 제 9 도에 나타나 있는 바와같이 Vth3를 사용하지 않고서 펄스파형에서 펄스의 수와 폭을 이용하여 형태가 있다는 것을 검지할 수 있다.
상술한 실시형태와는 달리, 제 10 도에 나타나 있는 바와같이 주화(1)와 전극 어셈블리(2)사이의 정전용량의 변화로 인한 커패시터 C1로부터의 출력전압에서의 변화를 이용하므로써 0V에서 전극 어셈블리(3)를 접지하여 주화의 두께와 검지할 수도 있다. 이 경우에 두께 검지기(16)는 변위 검지기(16')로 작용할 필요가 있고 형태검지기(17)는 주화의 한 면에 대하여 형태를 검지하는 회로로 작용할 필요가 있다. 주화(1)와 전극 어셈블리(2)가 제 11 도에 나타나 있는 바와같이 이들사이에 일정한 거리 D가 생기도록 이들 사이에 상대적인 관계를 설정할 필요가 있다. 이것은 주화통로를 전극 어셈블리(2) 또는 (3)쪽으로 기울임으로써 쉽게 이루어질 수 있다.
상기 실시형태에서 주화의 두께와 형태 모두를 검지하는데 대하여 기술하였지만 주화와 두께와 형태중 하나만 검지하는 것도 본 발명에 따른 장치에서는 가능하다.

Claims (15)

  1. 주화통로의 한 면에 배치된 첫째 센서전극, 첫째 센서전극에 의하여 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 첫째 센서전극을 둘러 싸도록 설치된 첫째 보호환 전극, 첫째 센서전극과 마주보도록 주화통로의 다른 면에 배치된 둘째 센서전극, 둘째 센서전극에 의하여 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 둘째 센서전극을 둘러 싸도록 설치된 둘째 보호환 전극, 미리 정해진 주파수의 발진신호를 출력하는 발진기, 공기로부터의 공진출력을 첫째 및 둘째 센서전극에 인가하기 위하여 발진기로부터의 발진신호로 공진하는 공진기, 주화가 주화통로를 통과하는 동안 공진기로부터의 출력전압신호에 따라 주화의 성질을 검지하는 검지장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 공진기는 반대 극성의 공진출력을 각각 첫째 및 둘째 센서전극에 인가하는 첫째 및 둘째 공진회로로 되어 있으며, 검지장치는 각각 첫째 및 둘째 공진회로에서의 출력신호를 검지 및 정류하는 첫째 및 둘째 검지 및 정류회로, 첫째 및 둘째검지 및 정류회로에서의 출력신호를 가산하기 위한 가산기와, 가산기로부터의 출력신호와 미리 설정한 기준 전압을 비교하므로써 주화의 성질을 검지하는 검지회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 검지회로는 가산기로부터의 최저출력낙하 전압에 따라 기준 전압을 변화시키고 설정하는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 검지회로는 공진기로부터의 출력신호전압을 첫째 및 둘째 기준전압보다 비교하여 공진기로 부터의 출력신호 전압이 첫째 및 둘째 기준전압 사이에 있을 때 주화는 미리 설정한 두께 범위내이라는 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 공진기로부터의 출력신호전압이 미리 설정한 배수에 의해 미리 설정한 기준전압을 가로지를 때 검지회로는 주화가 형태를 가지고 있다는 결정을 하는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 검지회로는 가산기로부터의 출력파형과 이 출력파형의 지연 번역을 비교하므로써 주화의 울퉁불퉁한 형태에 해당하는 펄스파형을 뽑아내는 장치와, 이 펄스파형에서 펄스의 수와 폭에 따라 주화의 형태가 있다는 것을 검지하는 장치로 되어 있는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 첫째 및 둘째 센서전극 중 하나는 공진기의 출력으로 인가되며 첫째 및 둘째센서전극 중 나머지 하나는 접지되는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 첫째 및 둘째 보호환 전극은 각각 첫째 및 둘째 센서전극에 인가된 신호의 변화에 따라 변하는 신호로 인가되는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  9. 주화통로의 한 면에 배치된 첫째 센서전극, 첫째 센서전극에 의하여 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 첫째 센서전극을 둘러 싸도록 설치된 첫째 보호환 전극, 첫째 센서전극과 마주보도록 주화통로의 다른면에서 배치된 둘째 센서전극, 둘째 센서전극에 의하여 발생한 전기력선이 흩어지는 것을 방지하기 위하여 둘째 센서전극을 둘러 싸도록 설치된 둘째 보호환 전극, 미리 정해진 주파수의 발진신호를 출발하는 발진기, 공진기로부터 공진출력을 첫째 및 둘째 센서전극에 인가하기위하여 발진기로부터의 발진신호를 공진하는 공진기, 주화가 주화통로를 통과하는 동안 공진기로부터의 출력 전압신호에 따라 주화의 두께를 검지하는 검지장치, 주화가 통과하는 동안 공진기로부터의 출력전압신호에 따라 주화의 형태를 검지하는 검지장치로 구성되어 있는 것을 특징으로하는 주화 식별장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 공진기는 반대 극성의 공진출력을 각각 첫째 및 둘째 센서전극에 인가하는 첫째 및 둘째 공진회로로 되어 있으며, 두께 검지장치는 각각 첫째 및 둘째 공진회로에서의 출력신호를 검지 및 정류하는 첫째 및 둘째 검지 및 정류회로, 첫째 및 둘째 검지 및 정류회로에서의 출력신호를 가산하기 위한 가산기와, 가산기로부터의 출력신호와 첫째 및 둘째 기준전압을 비교하여 공진기로부터의 출력신호전압이 첫째 및 둘째 기준전압사이에 있을 때 주화의 두께는 미리 결정된 두께 범위내이라는 것을 결정하는 장치로 되어 있으며, 형태 검지장치는 가산기로부트의 출력신호와 셋째 기준전압을 비교하므로써 주화의 형태를 검지하는 회로로 되어 있는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 첫째, 둘째 및 셋째 기준전압은 가산기로부터의 최저 낙하전압에 따라 변하고 설정되는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 공진기로부터의 출력신호전압이 미리 결정된 최소한의 배수에 의해 미리 결정된 기준파형을 가로지를 때 형태 검지장치는 주화가 형태를 가지고 있다는 결정을 하는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 형태 검지장치는 가산기로부터의 출력파형과 이 출력파형의 지연 번역을 비교하므로써 주화의 울퉁불퉁한 형태에 해당하는 펄스 파형을 뽑아내는 장치와, 이 펄스 파형에서 펄스의 수와 폭에 따라 주화의 형태가 있다는 것을 검지하는 장치로 되어 있는 것을 특징으로하는 주화 식별장치.
  14. 제 9 항에 있어서, 첫째 및 둘째 센서전극중 하나는 공진기의 출력으로 인가되며 첫째 및 둘째 센서전극중 나머지 하나는 접지되는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
  15. 제 9 항에 있어서, 첫째 및 둘째 보호환 전극은 각각 첫째 및 둘째 센서전극에 인가된 신호의 변화에 따라 변하는 신호로 인가되는 것을 특징으로 하는 주화 식별장치.
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