MXPA95004935A - Validacion de monedas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a aparato para la validación de monedas que comprende una trayectoria para las monedas;unelemento de impacto dispuesto en la trayectoria de monedas para recibir contacto por parte de una moneda;un transductor de impacto dispuesto para generar una señal de salida con dependencia de la vibración del elemento de impacto;y medios de control para determinar un parámetro de las monedas basado en la señal de salida;caracterizado porque el elemento de impacto estáconformado para crear múltiples impactos con una moneda que pasa.

Description

VALIDACIÓN DE MONEDAS La presente invención se refiere a la validación de monedas, y de una manera más particular, a la validación de monedas utilizando una medición acústica de impacto de moneda sobre un miembro de impacto. Históricamente, la validación de monedas original se ha realizado utilizando sensores mecánicos de parámetros tales como el peso de la moneda, su espesor o su diámetro. Los ejemplos de los validadores de monedas mecánicos se muestran en la GB-A-1184843 y en la GB-A-0941211 , en ambas de las cuales se emplea detección mecánica del diámetro de la moneda. En la GB-A-09 1211 , las monedas con faceta son detectadas mediante la provisión de dientes de sierra sobre la rampa de la moneda, y dientes de sierra correspondientes sobre un miembro superior, separado de la rampa de la moneda por el diámetro de la moneda. En la GB-A-1184843 , la configuración es para detectar monedas esmeriladas particulares, y se proporcionan dientes de sierra sobre la rampa para acoplarse con el esmerilado de las monedas, de tal manera que, en conjunto con un elemento superior que se acopla con la orilla superior de las monedas, la rampa controla el movimiento de las monedas, de tal modo que ruedan más bien que deslizarse a lo largo de la rampa. Más rer i entórnente, la técnica se ha movido hacia adelante de estos validadores mecánicos. En la actualidad, se emplean casi universalmente los validadores de monedas electrónicos. En el pasado, se han hecho diferentes intentos por utilizar las vibraciones causadas por el impacto de una moneda sobre un elemento de impacto que forma parte de un aparato de validación de monedas como una indicación de la validez o denominación de la moneda. Un ejemplo se describe en la EP-A-0543212. La diferente dureza de diferentes materiales de monedas, produce un espectro de vibración diferente sobre el impacto, que ee puede utilizar para discriminar entre monedas que de otra manera son muy similares; por ejemplo, las monedas falsificadas de plomo ("slugs" - monedas falsas) de un tamaño y/o peso y/o conductividad similares a los de una moneda genuina, se pueden distinguir de esas monedas por el hecho de que tienen una dureza más baja, lo cual da como resultado un patrón de vibración diferente sobre el impacto. En el uso, un transductor electroacústico (por ejemplo, un sensor piezoeléctrico) se acopla mecánicamente) (directa o indirectamente) con el elemento de impacto, y se utiliza alguna indentación de la ealida del sensor para validar o discriminar una moneda por ejemplo como en la EP-A-0543212, se puede utilizar la amplitud del impulso de salida del sensor causado por el impacto, o como en la GB-A-2236609 se puede utilizar el gradiente del impulso; de una manera alternativa, se utiliza la altura pico del impulso de salida, o alguna otra indentación espectral o temporal de la señal de salida, o alguna combinación de las mismas. Hasta la fecha, no se han empleado ampliamente estas técnicas de validación acústica, debido a que son sensibles no solamente al material de la moneda, sino también a las variaciones en el vuelo de la moneda y en el ruido externo extraño. De conformidad con la presente invención, en un aspecto, se proporciona un validador de monedas que comprende un miembro de impacto configurado para crear múltiples impactos con una moneda. Hemos descubierto que la provisión de múltiples impactos hace posible la reducción del efecto de las variaciones en la salida del sensor causadas por las irregularidades en el vuelo de la moneda y/o en el ruido extraño. Un problema separado en la técnica es la discriminación de las llamadas monedas bicolores; es decir, monedas que tienen un disco interno de un primer material rodeado por uno o más anillos externos concéntricos de diferentes materiales. Los enfoques para resolver este problema hasta la fecha han proporcionado diferentes sensores para detectar diferentes regiones de la moneda, como se describe, por ejemplo, en la GB-A-22G680 .

Aunque estas monedas bicolores generalmente se hacen de uno o más metales que ellos mismos pueden ser duros, por ejemplo, de una dureza comparable con la de otras monedas que se van a discriminar de las mismae, hemos deecubierto que, de una manera sorprendente, estas monedar, bicolores se comportan sobre el impacto de una manera un poco similar a las monedas falsas suaves; es decir, no dan lugar a las altas oscilaciones de amplitud que dan las monedas homogéneas comparables, sino en lugar de eso, a vibraciones de más baja amplitud, amortiguadas, sobre el impacto. Se cree que esta amortiguación se debe a los reflejos acústicos adentro de la moneda en la interconexión entre los diferentes metales. De conformidad con lo anterior, en otro aspecto, hacemos uso de esta propiedad sorprendente de lae monedas bicolores, al proporcionar un método para discriminar entre monedas bicolores y monedas relativamente duras, por ejemplo, causando que una moneda haga impacto sobre un miembro de impacto, transducir las vibraciones generadas en el miembro de impacto, e indicar la presencia de una moneda bicolor cuando las vibraciones causadas por el impacto están en un nivel relativamente bajo. La GB-A-2222903 describe un aparato de detección de monedas acústico en donde se utiliza un puente de peso para validar las monedas con facetas (por ejemplo, las monedas británicas de 50p) . Se acopla un elemento piezoeléctrico al puente de peso. Se declara que el rodado de la moneda con facetas da lugar a un componente acústico de baja frecuencia, que puede ser detectado. Sin embargo, se declara que también se genera una cantidad considerable de ruido de alta frecuencia. En un aspecto adicional de la invención, validamos monedas de múltiples facetas mediante la creación de múltiples impactos controlados a lo largo de una superficie, de tal manera que el movimiento de la moneda con facetas crea una envoltura que modula los picos debidos a los impactos múltiples. Esto mejora la detección y el procesamiento de la envoltura debido a la moneda con facetas. Otros aspectos, indentaciones preferidas y modalidades de la presente invención, llegarán a quedar más claros a partir de la siguiente descripción y de los dibujos, y a partir de las reivindicaciones. Ahora se describirá la invención, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 muestra esquemáticamente la construcción de un validador de monedas de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra' esquemáticamente la configuración eléctrica de un validador de monedas de la modalidad de la Figura 1.

La Figura 3a es una vista en corte transversal a través de una porción de la trayectoria de monedas del validador de la Figura 1, viendo hacia abajo de la trayectoria de monedas, en la dirección A mostrado en la Figura 3b. La Figura 3b es una vista de una rampa de monedas que forma parte de la modalidad de la Figura 1, en la dirección B mostrada en la Figura 3a. La Figura 4a y la Figura 4b son diagramas de la salida del sensor (en voltios) , a través del tiempo, que corresponden a una moneda válida y a una moneda falsa de plomo, respectivamente, cuando se prueban con un aparato que no forma una modalidad de la presente invención. Las Figuras 5a y 5b corresponden a las Figuras 4a, y 4b, pero son las salidas del sensor en el aparato de conformidad con las modalidades de las Figuras 1 a 3. La Figura 6 es un diagrama de flujo que muestra esquemáticamente el proceso de operación que se puede realizar mediante el circuito de control que forma parte de la primera modalidad de la presente invención. La Figura 7a ilustra esquemáticamente la configuración de un sensor y elemento de impacto de conformidad con una modalidad adicional de la presente invención. La Figura 7b es un diagrama que muestra una salida del sensor a través del tiempo (que corresponde a las Figuras 4 y 5) para esta modalidad. La Figura 8a ilustra el impacto de una moneda de múltiples facetas con un elemento de impacto de conformidad con la primera modalidad de la presente invención. La Figura 8b corresponde a las Figuras 4 y 5 y a la Figura 7b, e ilustra la salida del sensor de la primera modalidad que corresponde a la moneda de múltiples facetas. La Figura 9 es un bosquejo que ilustra una moneda bicolor en contacto con el elemento de impacto de la primera modalidad de conformidad con un aspecto diferente de la presente invención. Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, un validador de monedas de conformidad con una modalidad de la invención, comprende un alojamiento 1 que incluye una entrada de monedas 2, desde donde pasa una trayectoria de monedas que incluye una rampa 3, a través de una compuerta de dirección 4, hasta uno de dos destinos 5, 6, dependiendo del establecimiento de la compuerta 4. La compuerta 4 se controla mediante una unidad de control electrónico 7 (por ejemplo, un microprocesador o microcontrolador, o un dispositivo lógico de circuito integrado a gran escala) . La operación del dispositivo de control 7 responde a un sensor de impacto 8 colocado en la trayectoria de monedas. También se pueden proporcionar sensores adicionales (indicados generalmente por la referencia 9) que comprendan, por ejemplo, sensores inductivos, a los cuales puede responder el circuito de control 7. El sensor de impacto 8 y cualesquiera sensores adicionales 9 , se conectan con el circuito de control 7, por medio de convertidores de analógico a digital (no mostrados) . El circuito de control 7 se conecta con la compuerta 4, típicamente mediante un accionador electromagnético (por ejemplo, un solenoide) (no mostrado) , para seleccionar el estado de la compuerta 4. La compuerta 4 puede ser provista físicamente por uno o más dispositivos de dirección, y puede dirigir la moneda sobre una de dos o más trayectorias 5, 6, conduciendo a los almacenes para diferentes denominaciones de monedas, o a una caja de efectivo, o a un lanzador de rechazo para monedas inválidas. Con la excepción del sensor de impacto 8, la descripción anterior corresponde ampliamente a la técnica previa bien conocida en, por ejemplo, la GB-A-2094008 (en los detalles eléctricos) , o en la GB-A-2257810 en los detalles mecánicos) . Ahora se describirá con mayor detalle el sensor de impacto 8. Haciendo referencia a la Figura 3, la Figura 3a es una vista bajando por la rampa 3 con una moneda 10 sobre el fondo de la rampa. Definiendo la trayectoria de la moneda, están un par de paredes laterales 11, 12. Las paredes laterales se montan en planos inclinados al vertical en algún ángulo (por ejemplo, alrededor de 12°) , de tal manera que la moneda 10 ee inclina, como se muestra, sobre una de las paredes laterales 11. Sobre la pared lateral opuesta 12 se monta la rampa 3, que incluye el sensor de impacto 8. Haciendo referencia a la Figura 3b, la rampa 3 comprende una primera porción 13 y una segunda porción 14. La segunda porción actúa como un elemento de impacto, y lleva múltiples indentaciones de impacto 15, que en esta modalidad, son dientes triangulares en una inclinación regular, para crear múltiples impactos regulares pequeños con una moneda 10 que ruede a lo largo de la rampa 3. La primera porción 13 es de un material relativamente duro, y actúa como el llamado "tambor de frenado", como se describe en la GB-A-1482417 , ó en la GB-A-2232286. También se muestran una pestaña de acoplamiento 16 y una saliente de acoplamiento 17. La pestaña 16 ee extiende hasta la pared 11, y la saliente 17 se acopla con un receso en la pared 11, como se describe en la GB-A-2257810 y en la GB-A-2235558. En esta modalidad como en las patentes británicas anteriormente mencionadas, las paredes 11, 12, están articuladas entre sí, y se pueden separar para tener acceso a la pista de monedas. Haciendo referencia una vez más a la Figura 3a que es una vista a lo largo de la dirección A de la Figura 3b, la rampa mostrada en la Figura 3b se asegura a la pared 12, y la superficie de acoplamiento de monedas de la rampa se inclina en un ángulo agudo (por ejemplo alrededor de 70°) con la pared 12, de tal manera que la moneda 10 se dirige mediante la rampa hasta acoplarse con la pared 11. Debajo del elemento de impacto 14 de la rampa 3, se proporciona el sensor de impacto 8 en la forma de una barra alargada de un material piezoeléctrico (PZT) con un par de conductores de contacto 18, 19 que hacen contacto con las caras superior e inferior de la barra 8. Las caras superior e inferior de la barra 8 están plateadas, y los conductores de contacto 18, 19 se sueldan a las mismas. El conductor de contacto superior 18 se acomoda proporcionando un receso en el elemento de impacto 14. El elemento de impacto 14 se hace de un material duro, tal como INVAR (u otro metal, por ejemplo acero) , y de preferencia se forma como un todo integral con la primera porción 13. Las indentaciones 15 se pueden formar mediante erosión con chispa u otras técnicas de maquinación, o toda la rampa se puede formar mediante un proceso de moldeo, tal como moldeo por inyección. El sensor 8 se asegura al miembro de impacto 14 mediante un elemento de sujeción rígido para transmitir vibraciones de alta frecuencia directamente al sensor 8. Por ejemplo, se utiliza un enlace de resina epóxica. De preferencia, los materiales del sensor 8 y el elemento de impacto 14, se seleccionan de tal manera que concuerden su coeficientes de expansión térmica, cuando menos aproximadamente (por ejemplo, hasta dentro del 10 por ciento) . Esto elimina la aplicación de una tensión térmica estática al sensor 8 (en donde la fijación entre el sensor 8 y el miembro de impacto 14 es rígida) , o la necesidad de una fijación elástica (y por consiguiente no rígida) entre los dos, para compensar la expansión diferencial. La Figura 4 muestra la respuesta del sensor 8 que podría obtenerse si se empleara un elemento de impacto 14 que careciera de las indentaciones 15 de conformidad con la modalidad anteriormente descrita. En la Figura 4a, se impactó una moneda genuina (una pieza de 100 pesetas) sobre este elemento de impacto. En la Figura 4b, se impactó una moneda falsa de plomo, que se podía confundir en otros aspectos con la moneda, sobre el mismo elemento de impacto. En cada caso, se verá que se obtuvieron picos relativamente grandes. En general, hay más actividad de alta frecuencia en la señal de la Figura 4a para la moneda genuina, de lo que se esperaría dada la mayor dureza de la moneda. Sin embargo, se verá que sería difícil discriminar entre las dos en base a la amplitud o duración de pico, como se propone en la técnica anterior. Haciendo ahora referencia a la Figura 5, ee muestran las salidas correspondientes desde el sensor 8 de la modalidad anteriormente descrita de las Figuras 1 a 3. En la Figura 5a, se impactó una moneda correspondiente a la de la Figura 4a con el elemento de impacto 14, y en la Figura 5b, se impactó una moneda falsa de plomo con la correspondiente a la de la Figura 4b. Se verá que en cada caso, ee pueden ver múltiples impactos separados en la señal de ealida a travée del tiempo, que corresponden al impacto de la orilla rodante de la moneda 10 con cada una de lae indentaciones 15 por turno. Comparando las Figuras 5a y 5b, ee verá que aunque se obtienen impactos grandes aislados para la moneda falsa de plomo, la moneda genuina de la Figura 5a da lugar a un número mucho mayor de picos consistentemente altos, regularmente separados. Es esta propiedad de la salida del sensor 8, causada por las múltiples indentaciones de impacto 15 del elemento de impacto 14, lo que hace posible emplear el sensor 8 para discriminar precisamente o entre monedas auténticas y monedas falsas. Se podrá ver que el circuito de control 7 podría operar de diferentes maneras para utilizar la salida del sensor 8 para validar monedas. Ahora se describirán algunos métodos de Ejemplo. Haciendo referencia a la Figura 6, se inicializa una cuenta pico en cero en un paso 101 mediante el procesador 7. Entonces el procesador 7 lee la salida del seneor 8 en un paso 102, y prueba si está presente un pico o no mediante un método de "escalar la colina" convencional (por ejemplo, comparando el valor recién leído con los valores temporalmente almacenados que representan el valor inmediatamente anterior y el valor antes de ese, y detectando un pico cuando el pico inmediatamente anterior es el más alto de loe tree) . Si ee detecta un pico en el paso 103, se almacena el valor de la amplitud del pico en un paeo 104, y ee incrementa la cuenta pico en un paeo 105. Luego el procesador regresa al paso 102. Si no se detecta un pico en el paso 103, se realiza una prueba de tiempo fuera en un paso 106 para determinar si a transcurrido un tiempo indebidamente largo desde que se detectó el pico anterior. En el caso de que no haya transcurrido todavía un tiempo mayor de un umbral previamente determinado, el circuito de control 7 regresa al paso 102, para continuar intentando detectar un pico. Si la prueba de tiempo fuera en el paso 106 indica que a pasado un tiempo mayor del umbral previamente determinado (que corresponde al tiempo tomado para que una moneda ruede entre las indentaciones adyacentes 15) , el circuito de control 7 procede a un paso de procesamiento 108, que se describirá con mayor detalle más adelante, como un resultado de lo cual, el procesador genera una señal de control para operar la compuerta 4 en un paso 109, dependiendo de la identidad discriminada de la moneda. En una modalidad, el paso de procesamiento 108 consiete en probar las amplitudes picos almacenadas en el paso 104, y contar el número que excedió a un umbral previamente determinado (que corresponde a, o que queda un poco arriba de, el nivel de ruido observado en la salida del sensor 8). El número de picos en exceso de este umbral se compara entonces con una constante previamente determinada, para determinar si la moneda es una moneda dura válida o una moneda falsa de metal suave, y se genera la señal de control de compuerta de acuerdo con si se excedió el umbral o no. Se podrá ver que también sería posible emplear umbrales superior o inferior para definir una ventana de valores de moneda aceptables, más bien que emplear un solo umbral. También se podrá ver que en el paso de detección de pico 103 será posible rechazar (es decir, no almacenar la amplitud de) cualquier pico que quede debajo del umbral de ruido, en cuyo caso, el paso de procesamiento 108 meramente consistiría en examinar el valor de la cuenta pico. A manera de ejemplo, se descubrió que el nivel de ruido ambiental en la salida del sensor fue de alrededor de 0.2 voltios, mientras que las amplitudes pico estuvieron hasta alrededor de 4 a 5 voltios para la modalidad anterior. Mediante el examen de las Figuras 5a y 5b, se verá que este simple método puede conducir a una discriminación válida entre las dos salidas, ya que se observan mucho más picos arriba del umbral de ruido para la moneda válida. En una qdalidad adicional, en el paso de procesamiento 108, el circuito de control 7 se configura para agregar todas las amplitudes pico almacenada para formar un valor de amplitud pico total, que entonces ee compara con un umbral (o como se discutió anteriormente, umbrales superior e inferior) para determinar la aceptabilidad de la moneda. En una configuración preferida, el procesador agrega solamente estas amplitudee pico arriba del umbral de ruido. Una vez más, mediante la inspección de las Figuras 5a y 5b, se verá que este método conduce a una discriminación confiable entre las dos monedas probadas, ya que la Figura 5a muestra un número mucho más alto de picos de alta amplitud, de tal modo que la suma de las amplitudes pico ee considerablemente más alta, a pesar de la existencia de un pequeño número de picos de alta amplitud que se observan realmente en la Figura 5b. En una modalidad todavía adicional, en el paso 108, el circuito de control se configura para clasificar las amplitudes pico almacenadas, para encontrar la cinco amplitudes más altae y formar una suma de los valores de las mismas, y entonces, encontrar las segundas cinco amplitudes más altas y formar una suma de las mismas. Entonces, se toma la proporción entre las dos sumas, y se compara con un umbral previamente determinado, para determinar la aceptabilidad de la moneda (o como antes, con dos umbrales previamente determinados) . Naturalmente, se pueden emplear otros números que no sean cinco; en general, se puede utilizar la proporción del promedio o la suma de las monedas Ni más altas al promedio o la suma de lae eiguientes monedas N2 , como una medida de discriminación. Haciendo referencia una vez más a las Figuras 5a y 5b, se verá que en el caso de la moneda inválida de la Figura 5b, aunque ee obeervan pocos picos de amplitud relativamente grande, la mayoría de los picos son de una baja amplitud. Por consiguiente, el valor de la proporción es alto. Para la moneda válida de la Figura 5a, sin embargo, los picos son generalmente de una altura mucho más uniforme, y por consiguiente, el valor de la proporción es máe bajo. Eete último método' tiene la ventaja de tener una sensibilidad reducida a los factores extraños, tales como la temperatura, que afectan la magnitud de la salida del sensor, ya que estos factores afectan a todas las magnitudes pico. La proporción en este caeo es una medida de la diferencia en la amplitud; en lugar de eso, se podría utilizar la diferencia de suetracción. Se podrá ver que cada una de las técnicas anteriores emplea un elemento de procesamiento estadístico, en el sentido amplio, de la salida del sensor 8, dependiendo por consiguiente el paso de procesamiento 108 más que un pico en la salida del sensor 8. Por lo tanto, se hace uso de las múltiples indentaciones de impacto 15 que proporcionan una pluralidad de impactos uniformes predecibles, y por consiguiente, picos en la salida del sensor 8, y hacen posible que se mejore la confiabilidad de las medidas basadas en las ismae mediante eete procesamiento estadístico. En una modalidad adicional, por cada pico (o de preferencia, cada pico que se exceda de un umbral) , se calcula la proporción de la altura del pico a la amplitud (en el tiempo) del pico. Por ejemplo, la amplitud se puede derivar midiendo el tiempo a través del cual el pico permanece arriba del umbral (ya sea utilizando un circuito de cronómetro digital, o por ejemplo, un integrador analógico interconectado mediante un comparado) . El valor promedio de la proporción así calculado sobre todos los picos, o sobre una subserie seleccionada de picos, se puede comparar con los límites umbrales previamente determinados desvalidando la moneda, ya que en general, las monedas suaves o las monedas falsas exhibirán una amplitud más baja y picos más amplios (y por consiguiente, proporciones más bajas) que las monedas más duras. De hecho, el paso de procesamiento 108 también puede tomar en cuenta las señales desde otros sensores 9. La moneda simplemente puede ser rechazada en el caso de que fracasen las pruebas anteriormente descritas (indicando una moneda falsa suave) , o puede ser aceptada condicional ente si se pasan las pruebas, dependiendo la decisión de aceptación final de las salidae de loe otros sensoree 9. De una manera alternativa, en otra modalidad, se puede emplear la medida calculada en las modalidades anteriormente descritas como una indicación de una posible identidad de moneda para "preacondicionar" o controlar la operación del circuito de control 7 en el procesamiento de las salidae de los otros seneoree 9 (por ejemplo, en la eelección de umbralee euperior e inferior particulares con los cuales se comparan las salidas de los sensores 9) . De una manera alternativa, la medida calculada en cualquiera de las modalidades anteriores se puede incorporar en una prueba que depende conjuntamente de la medida y de las salidae de otros sensores 9, como se describe, por ejemplo, en la GB-A-2238152 ó en la GB-A-2254949 , ambas de las cuales se incorporan a la preeente como referencia en su totalidad. Para determinar el efecto de diferentes parámetros de construcción de la modalidad anteriormente descrita de las Figuras 1 a 3, se modificaron estos parámetros. Primeramente, se probó el efecto de variar la fijación entre el sensor 8 y el elemento de impacto 14. Se deecubrió que la fijación adhesiva daba lugar a un nivel de salida de señal del sensor más alto que la sujeción física de los dos. De diferentes tipos de adhesivo, se descubrió que un adhesivo de resina epóxica dura (por ejemplo, un adhesivo E-15) daba un incremento en el nivel de la señal (por ejemplo, del orden de un factor de 10) sobre un adhesivo de cianoacrilato. De una manera alternativa, ee ha descubierto que es posible soldar el sensor 8 al elemento de impacto 14, utilizando, por ejemplo, soldadura ultrasónica. En cualquier caso, se prefiere que la fijación no se remblandezca de una manera significativa sobre todo el rango de posibles condiciones de temperatura ambiental. Por ejemplo, el adhesivo de resina epóxica anteriormente mencionado tenía una temperatura de transición de vidrio o de re blandecimiento mayor de 90°C, y la soldadura empleada tenía un punto de fusión mayor de 90°C. Estos resultadoe indican que la amplitud de ealida del sensor se incrementa al incrementar la dureza y la rigidez de la fijación entre el sensor 8 y el elemento de impacto 14. Sería posible proporcionar las indentaciones 15 que ee extendieran sobre la primera porción 13 también. Sin embargo, en la práctica se encuentra conveniente utilizar la primer porción 13 solamente para estabilizar el movimiento de la manera, y no para utilizar la salida del sensor que corresponde al tiempo durante el cual la moneda está sobre la primera porción 13, ya que como se muestra en la Figura 1, la primera porción 13 recibe el impacto inicial de la moneda que cae, que es variable, dependiendo de la fuerza con la cual se inserte la moneda y de otros factores. De conformidad con lo anterior, no hay una gran ventaja en la provisión de las indentaciones de impacto 15 sobre la primera porción 13. Es posible utilizar otros materiales diferentes a INVAR o acero para la segunda porción 14. Sería posible que las indentaciones 15 realmente formaran parte del sensor 8 mismo; sin embargo, para los sensores piezoeléctricos, el material de cerámica empleado se daña de una manera relativamente fácil, y se degradará bajo múltiples impactos de monedas. De conformidad con lo anterior, se prefiere utilizar un material relativamente duro o resistente al impacto y al desgaete (por ejemplo, INVAR o acero) para la segunda porción 14. Se podría emplear un material de cerámica, pero podría ser difícil proporcionar las indentaciones relativamente pequeñas 15 requeridas mediante técnicas de fabricación de cerámica convencionales. Sería posible asegurar una carga mecánica relativamente masiva (por ejemplo, una carga absorbente) en la cara posterior del sensor 8, para confinar las vibraciones transmitidas al sensor 8 desde el elemento de impacto 14 adentro del seneor 8. Se podría esperar que esto mejoraría el funcionamiento del sensor 8 con propiedades mecánicas apropiadamente seleccionadas de la carga, aunque los experimentos iniciales no han indicado ganancias significativas. Se encuentra conveniente hacer el espesor del elemento de impacto 14 relativamente pequeño (por ejemplo, de 1 a 3 milímetros) , para mejorar la eficiencia con la cual se acoplan las vibraciones en el sensor 8. Más bien que emplear un sensor alargado 8 que se extienda sobre toda la longitud del elemento de impacto 14, es posible emplear un elemento sensor más pequeño 8. Los efectos ee indican eequemáticamente en la Figura 7a; se descubrió que la amplitud de la salida del sensor 8 es más alta cuando la moneda está en contacto con las regiones del elemento de impacto 14 adyacentes al sensor 8, aplicando de esta modo una envoltura sobre la salida del seneor 8, como ee muestra nocionalmente en la Figura 7b. Aunque sería posible, con un procesamiento apropiado mediante la unidad de control 7, utilizar la salida de esta configuración, por consiguiente, se prefiere utilizar un sensor que se extienda a lo largo de la longitud del elemento de impacto 14, o varios seneores en puntos a lo largo del elemento de impacto. Cuando se van a validar monedas de múltiples facetas, como se muestran en la Figura 8a (por ejemplo, cuando la trayectoria de monedas se dimensiona para aceptar estas monedas, y el circuito de control 7 contiene datos para validar estas monedas) , se encuentra que la amplitud de la salida del sensor 8 varía de acuerdo con la porción de la faceta que esté en contacto con el elemento de impacto 14, para imponer una envoltura sobre la salida del sensor de una manera característica de la moneda de múltiples facetas, como se muestra nocionalmente en la Figura 8b. Por esta razón, si se van a emplear los métodos descritos anteriormente con referencia a la Figura 6, el elemento de impacto de preferencia se hace cuando menos tan largo como la circunferencia de una faceta de la moneda, de modo que todos los puntos a lo largo de la longitud de una faceta estén preeentes en la salida del sensor 8. Se podrá ver que la salida del sensor, en este caso, también se podría utilizar para detectar monedas de múltiples facetas basándoee en eete efecto de amplitud. Se debe notar que la "envoltura" sería completamente invisible si la moneda rodara bajando por una superficie lisa. Se investigó el efecto de variar la inclinación (es decir, la separación entre las indentaciones adyacentes 15) . Se descubrió que, en términos generales, al incrementar la inclinación, se incrementaba la precisión con la cual se podían separar las onedae genuinae de las monedas falsas suavee. Por ejemplo, para eeparar la moneda de 100 pesetas española de una moneda falsa de plomo, se descubrió que una inclinación de 0.8 milímetros funcionaba de una manera adecuada, pero una inclinación de 1.0 milímetros funcionaba mejor. Al incrementar la inclinación tanto como 1.5 milímetros, sin embargo, se causaba una degradación en el funcionamiento, debido a que, por el tamaño de las monedas probadas, la inclinación era una fracción apreciable de la circunferencia de la moneda, de tal modo que la curvatura de la moneda causaba que entrara entre las indentaciones adyacentes 15, más bien que rodara suavemente sobre la parte superior. Un efecto adicional de esto, es que se altera el vuelo de la moneda, lo cual puede hacer las lecturas de los otros sensores 9 menos confiables. Por consiguiente, se prefiere que las indentaciones se separen por una separación suficientemente pequeña, en relación con la circunferencia de la moneda que se vaya a probar, que el elemento de impacto 14 actúe como una superficie sobre la cual pueda rodar la moneda; en otras palabras, que actúe como una superficie "plana" en relación con la curvatura de la moneda. En cada caso probado, la inclinación entre las indentaciones 15 fue sustancialmente mayor que cualquier esmerilado presente en una moneda que se fuera a probar (por un factor de 4 ó 5) .

Para resumir, se prefiere una separación de inclinación que sea mayor que la inclinación del esmerilado de la orilla de cualquier moneda que se vaya a probar, pero no tan grande que las indentaciones 15 presenten obstáculos al rodado de la moneda más pequeña que se vaya a probar. Se prefiere proporcionar una multiplicidad de indentaciones 15; por ejemplo, cuando menos 5 indentaciones, y de preferencia cuando menos 10 indentaciones. Convenientemente, se pueden emplear entre 20 y 30 indentaciones. Aunque se indica un perfil de diente de sierra (triangular) de las indentaciones 15, las indentaciones podrían tener otros perfiles; por ejemplo, podrían ser escalones rectangulares. Aunque en las Figuras 3a y 3b se muestra la superficie de acoplamiento de monedas de la rampa inclinada en un ángulo agudo con la pared 12 para dirigir la moneda 1 hasta acoplarse con la pared 11, en otras modalidades, el elemento de impacto 14 y las indentaciones 15 sobre el mismo, se proporcionan en un ángulo superficial (y de hecho, puede ser normal a las paredes 11, 12, y por consiguiente, paralelo a la orilla de la moneda) . Lo mismo puede ser cierto de la rampa inmediatamente antes del elemento de impacto. Esto es preferible para reducir el efecto de una geometría variable de las esquinas.

Más bien que utilizar un sensor piezoeléctrico, sería posible utilizar un medidor de tensión de silicio, o un transductor electromagnético (por ejemplo, una bobina en movimiento) . Sin embargo, un sensor piezoeléctrico proporciona una alta amplitud de salida, y por lo tanto, éste es adecuado para utilizarse. Algunos tipos de sensores piezoeléctricos (por ejemplo, de material PX59, disponible en Philips, Eindhoven, NL) pueden tener una variación baja o inclusive de cero en el nivel de salida con la temperatura; esto es particularmente conveniente. Para sujetar el elemento de impacto al alojamiento 1, se proporciona el elemento de sujeción 20. En las modalidades anteriores, el sensor 8 se acopla directamente al elemento de impacto 14, tan estrechamente como sea posible, de tal manera que los impactos se acoplen directamente al seneor con poca pérdida a travée de loe reflejos. De conformidad con lo anterior, la naturaleza del elemento de sujeción 20 no es crucial para la operación de la preeente invención. Se pueden emplear elementos de sujeción mecánicos, tales como remaches. Puede ser preferible acoplar el elemento de impacto 14 de una manera relativamente suelta al alojamiento 1, de tal manera que las vibraciones desde las fuentes externas sean atenuadas antes de llegar al seneor 8. Igualmente, si el acoplamiento es suficientemente rígido, el sensor 8 se puede utilizar para transducir las vibraciones desde otras posiciones del alojamiento 1, por ejemplo, para el propósito descrito en nuestra solicitud de patente del Reino Unido anterior 9303833, presentada el 25 de febrero de 1993, publicada como la GB-A-2275532. No se excluye el uso de un traneductor que no sea de contacto (por ejemplo, un micrófono) . Se podrá ver que se podrían emplear muchas otras técnicas mediante el circuito de control 7 para interpretar la señal desde el sensor 8. Por ejemplo, se podría emplear filtración espectral para mejorar la discriminación entre las monedas; la filtración de paso alto para remover los componentes debajo de 2kHz, reduce la amplitud de la señal de las monedas falsas suaves, para lo cual, mucha de la energía está presente en frecuencias más bajas. Se podría utilizar otras técnicas espectrales; por ejemplo, los componentes filtrados en paso alto y en paso bajo de la salida del sensor se podrían comparar. Igualmente, se podrían utilizar técnicas de filtración de dominio de tiempo para mejorar la precisión de la discriminación. Ya que la salida del seneor 8 consiste en un número de picos bien definidos en separaciones temporales bien definidas, es posible emplear técnicas de correlación para extraer la información contenida en los picos de señal, mientras que se ignora el ruido preeente entre loe picos. Por coneiguiente, el circuito de control 7 ei plemente podría realizar una operación de autocorrelación a través del tiempo sobre la salida del seneor 8, y utilizar los valores del coeficiente de autocorrelación pico como una medida de la validez de la moneda, o habiendo determinado la autocorrelación pico, y por consiguiente el intervalo de tiempo entre los impulsos adyacentes, podría utilizar la información de la correlación para ignorar los picos aparentes causados por el ruido, pero que se presentaran en tiempos entre los verdaderos picos de impacto. Como se describió en nuestra solicitud anterior GB- A-2236609, un pico que llegue poco después de un pico anterior, puede deberse a una llegada de una segunda moneda. De conformidad con lo anterior, al detectar un pico aparente entre dos picos de impacto verdaderos en una modalidad, la invención no hace uso de los picos detectados, ya que se puede presentar confusión, un mal reconocimiento, o finalmente, atascamientos de monedas, en donde una moneda siga cercanamente a otra. Ya que las indentacionee regularmente diepuestas de la presente modalidad producen un intervalo bien caracterizado entre picos genuinos sucesivos que se presentan desde una sola moneda, la presente invención hace posible la detección seneible de la llegada de una eegunda moneda (que produce picos en diferentes tiempos) . Más bien que emplear técnicas de correlación, se pueden emplear otras técnicas de dominio de tiempo; por ejemplo, después de detectar un pico arriba de una altura umbral previamente determinada, se puede eetablecer un período de tiempo muerto (correspondiente a un tiempo transversal mínimo de una moneda entre dos indentaciones adyacentes) , y se pueden ignorar los niveles de señal dentro del período de tiempo muerto para los propósitos de la validación; la presentación de cualesquiera picos dentro del período de tiempo muerto se asume entonces que corresponde a la llegada de otra moneda. Igualmente, la información derivada desde el sensor 8 ee podría utilizar para otros propósitos que no fueran validar monedas directamente; por ejemplo, ya que el intervalo de tiempo entre los picos es inversamente proporcional a la velocidad de la moneda, se puede determinar directamente la velocidad de la moneda a partir de esta técnica, y se puede utilizar ya sea como un indicador de la validez de la moneda, o como un valor para corregir la salida de otros sensores 9 para tomar en cuenta la velocidad. El orden numérico del coeficiente de autocorrelación pico es directamente proporcional al intervalo de tiempo entre picos adyacentes, y por consiguiente, invereamente proporcional a la velocidad de la moneda. Más bien que proporcionar un perno de contacto superior en un receso, en donde el elemento de impacto se hace de metal, es posible utilizar el elemento de impacto como un contacto superior si está en contacto eléctrico con el sensor piezoeléctrico. El contacto eléctrico se puede lograr ya sea mediante soldadura del componente piezoeléctrico al elemento de impacto, o mediante la utilización de un adhesivo conductor (tal como resina epóxica cargada con aluminio) , o mediante la utilización de una capa suficientemente delgada de adhesivo para que el componente piezoeléctrico y el elemento de impacto estén en contacto suficiente en puntos separados para permitir que fluya la corriente. Es posible utilizar el eensor 8 como un sensor de llegada, para el propósito deecrito en la GB-A-2168185 (incorporada a la preeente en su totalidad como referencia), ya que la salida pico del sensor 8 es alta (del orden de 5 voltios) , y el sensor 8 no requiere de una fuente de potencia externa. También sería posible utilizar un seneor de llegada separado para hacer posible que el circuito de control 7 considere solamente las porciones de tiempo de la señal de salida del sensor que queden despuée del impacto o de los impactos iniciales (ya que éstos pueden depender de una forma no representativa del vuelo de la moneda) , y/o en o antes de los impactos finales, al final del elemento de impacto 14. En el desarrollo de las modalidades anteriormente descritae, ee probó una moneda bicolor, como se muestra esquemáticamente en la Figura 9. Sorprendentemente, se descubrió que, comparándose con una moneda homogénea de un diámetro, masa, y dureza similares, la respuesta del sensor 8 a la moneda bicolor fue de una amplitud reducida; en otras palabras, que la moneda bicolor se comportó un poco como una moneda de material suave o como una moneda falsa. Haciendo referencia a la Figura 9a, esto parece deberse a los reflejos acústicos en la interconexión entre el disco de metal interno 10b y el disco de metal externo 10a. De conformidad con lo anterior, sorprendentemente se encuentra que es posible utilizar técnicas de validación acústica (de preferencia, pero no exclusivamente, las descritas en las modalidades anteriores) para distinguir entre una moneda bicolor y una moneda homogénea de dureza, masa, y dimensiones similares. Cuando se probó utilizando el segundo de los pasos de procesamiento anteriormente descritos (en donde la suma de todas lae amplitudes pico arriba de un umbral de ruido, se compara con un umbral de referencia) se descubrió que los valores obtenidos para una moneda bicolor quedan, sobre una escala entre los valores para una moneda homogénea y aquellos para una moneda falsa de plomo, aproximadamente 20 por ciento debajo de los obtenidos para una moneda homogénea, lo cual ee euficiente para hacer que ésta sea una técnica valiosa para discriminar las monedas bicolores (cuando menos en combinación con la salida de otros sensores 9).

A partir de lo anterior, se podrá ver que las modalidades anteriormente descritas son meramente ejemplos de la invención en su sentido más amplio. Se pueden hacer muchas alteraciones y sustituciones sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, se puede alterar la geometría de las indentaciones 15, o se pueden separar en una separación irregular más bien que en una inclinación regular. Igualmente, se pueden utilizar componentes análogos tales como los circuitos detectores de picos, en lugar de los pasos correspondientes realizados por el circuito de control. En lo anterior, el término "moneda" pretende abarcar no solamente artículos válidos de divisas, sino también fichas para máquinas de juegos o similares, y monedas f lsificadas, como lo requiera el contexto. En ]o anterior, el término "acústico" pretende también abarcar las frecuencias debajo o encima de las que quedan dentro del rango de audibilidad humana.

Claims (33)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de validación de monedas, el cual comprende una trayectoria de monedas (2, 5, 6) ; un elemento de impacto (14) dispuesto en la trayectoria de monedas, para ser contactado por una moneda (10); un transductor de impacto (8) configurado para generar una señal de salida dependiendo de la vibración del elemento de impacto (14); y un elemento de control (7) para determinar un parámetro de moneda basándose en la señal de salida; caracterizado porque el elemento de impacto (14) se configura para crear múltiples impactos con una moneda que pasa (10) .

2. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de impacto (14) y el traneductor de impacto (8) eon elementos separados en comunicación mecánica.

3. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de impacto (14) se asegura directamente al transductor de impacto (8).

4. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de impacto (14) y el transductor de impacto (8) se aseguran entre sí mediante una fijación rígida configurada para tranemitir vibraciones de frecuencia relat ivamente alta.

5. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 3 ó en la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de impacto (14) y el transductor de impacto (8) se aseguran entre sí mediante adhesivo.

6. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 5, caracterizado porque el adhesivo es una resina epóxica.

7. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los coeficientes térmicos de expansión del elemento de impacto (14) y del transductor de impacto (8), son aproximadamente igualee.

8. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque el elemento de impacto (14) se hace de un material más resistente al impacto que el transductor de impacto (8) .

9. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento de impacto (14) es ?n elemento de metal.

10. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transductor de impacto (8) es un transductor piezoeléctrico .

11. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, ó de las reivindicaciones 7 a 10 cuando se anexe a las mismas, caracterizado porque el transductor de impacto (8) se dispone sobre sustancialmente toda la longitud del elemento de impacto (14), a lo largo de la trayectoria de monedas, sobre la cual se presentan múltiples impactos.

12. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 11, caracterizado porque el transductor de impacto (8) comprende un solo sensor que se extiende a lo largo de toda la longitud.

13. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de impacto (14) comprende una superficie de contacto con monedas que lleva una pluralidad de indentaciones de impacto de monedas (15) separadas a lo largo de la trayectoria de monedas.

14. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 13, caracterizado porque el elemento de control (7) almacena datos para determinar un parámetro de, y la trayectoria de monedas es dimensional para aceptar, una moneda de facetas (10) ; y en donde las indentaciones de impacto de monedas se disponen sobre una longitud de la trayectoria de monedas que es cuando menos igual a la longitud circunferencial de una faceta de la moneda con facetas (10) .

15. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 13 ó en la reivindicación 14, caracterizado porque las separaciones entre las indentaciones (15) son sustancialmente iguales.

16. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque las separaciones entre las indentacionee (15) son sustancialmente más grandes que la inclinación de cualquier esmerilado de cualquier moneda (10), para la que la trayectoria de monedas está dimensionada para aceptar, y para lo cual, el elemento de control (7) almacena datos para utilizarse en la determinación.

17. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque las separaciones entre las indentaciones (15) son suficientemente pequeñas para que la moneda realice un movimiento de rodado relativamente uniforme sobre el elemento de impacto (14) , siendo los múltiples impactos de una amplitud uniforme y relativamente pequeña para cualquier moneda válida para la que la trayectoria de monedas está dimensionada para aceptar, y para lo cual, el elemento de control (7) almacena datos para utilizarse en la determinación.

18. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque las indentaciones (15) tienen lados inclinados.

19. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicacionee 18, caracterizado porque las indentaciones (15) son sustancialmente triangulares.

20. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de control (7) se configura para responder a porciones de la señal de salida que corresponden a una pluralidad de impactos.

21. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 20, caracterizado porque el elemento de control (7) se configura para realizar un procesamiento estadístico sobre la señal de salida.

22. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 20 ó en la reivindicación 21, caracterizado porque el elemento de control (7) se configura para determinar una pluralidad de niveles de amplitud pico.

23. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 21 ó 22, caracterizado porque el elemento de control (7) se configura para responder a la suma de una pluralidad de niveles de amplitud pico.

24. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, caracterizado porque el elemento de control (7) ee configura para responder a la diferencia en amplitud entre porciones de la señal de salida de diferentes amplitudes.

25. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 24, caracterizado porque el elemento de control responde a la proporción de amplitud entre las porciones de la señal de ealida.

26. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque el elemento de control (7) se configura para no responder a los picos de la señal de salida que quedan debajo de un nivel previamente determinado que queda arriba del nivel del ruido ambiental en la eeñal de ealida.

27. El aparato de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 26, caracterizado porque el elemento de control (7) reeponde al número de picoe arriba del nivel previamente determinado.

28. El aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el parámetro de la moneda determinado por el elemento de control (7), es la identidad o la validez de la moneda.

29. Un método de validación de monedas, el cual comprende los pasos de hacer que una moneda sufra múltiples impactos controlados y detectar estos impactos controlados.

30. El uso del aparato de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, para validar monedas.

31. Un método para discriminar monedas con facetas, el cual comprende rodar una moneda con facetas a lo largo de ?na superficie configurada para crear múltiples impactos y detectar el movimiento de la moneda, de tal manera quo las amplitudes de los impactos son moduladas por una envoltura que correeponde a lae facetas de la moneda.

32. Un método para discriminar un primer tipo de moneda la cual comprende una pluralidad de regiones radialmente separadae (10a, 10b) de diferentes materiales, de un segundo tipo de moneda de materiales de una dureza similar, el cual comprende utilizar detección acústica para discriminar la resonancia más baja del primer tipo.

33. Un validador de monedas para monedas bicolores (como ee definen en la presente), el cual comprende un sensor acústico.