MXPA96005283A - Sensor de discriminacion de monedas y sistema demanejo de monedas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sensor de discriminación de monedas para discriminar entre monedas deseadas e indeseadas, el cual comprende:una bobina de excitación y una fuente de voltaje conectada a la misma para producir un campo magnético alterno;acoplándose los campos magnéticos con las monedas deseadas e indeseadas para inducir corriente eddy (parásitas) en las monedas;y una bobina de detección que tiene un par de devanados para detectar las corrientes eddy en las monedas deseadas e indeseadas, colocándose dichos devanados a diferentes distancias de las monedas para producir un voltaje diferencial a través de la bobina de detección correspondiente a la composición de las monedas deseadas e indeseadas que se están detectando, la bobina de excitación y la bobina de detección se localizan en el mismo lado de y arriba de las monedas que se están detectando, un elemento para producir una señal simple que representa la amplitud del voltaje producido por la bobina de detección y la diferencia de fase entre el voltaje aplicado a la bobina de excitación y el voltaje diferencial inducido en la bobina de detección y en donde el elemento para detectar una diferencia de fase entre el voltaje aplicado a la bobina de excitación y el voltaje diferencial inducido en la bobina de detección detecta la amplitud del voltaje diferencial mencionado.

Description

SENSOR DE DISCRIMINACIÓN DE MONEDAS Y SISTEMA DE MANEJO DE MONEDAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a dispositivos de manejo de monedas que emplean sensores de discriminación de monedas para manejar monedas de denominaciones mixtas. De una manera más particular, la presente invención se refiere a dispositivos de manejo de monedas que utilizan sensores de corrientes eddy (parásitas) para discriminar entre las monedas de diferentes composiciones . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los dispositivos de manejo de monedas de los tipos anteriores han empleado sensores de corrientes eddy para discriminar entre diferentes monedas. Note que el término "moneda" se utiliza ampliamente en esta descripción, e incluye cualquier tipo de moneda, ficha u objeto que sustituya a las mismas. Un sensor de corrientes eddy incluye cuando menos una bobina primaria para inducir corrientes eddy en la moneda que se vaya a analizar. La bobina primaria recibe un voltaje alterno que produce correspondientemente una corriente alterna en la bobina. La corriente alterna que fluye en la bobina primaria produce un campo magnético alterno a través y alrededor de la bobina, como es bien conocido en la técnica.

Las características del campo magnético alterno dependen de una variedad de factores, incluyendo la frecuencia y la amplitud del voltaje aplicado a la bobina primaria, como se describe más completamente más adelante. La bobina primaria, también conocida como la bobina de excitación, se acopla inductivamente con una moneda puesta en proximidad con una bobina, produciendo de esta manera corrientes eddy en la moneda que se está analizando. Debido a que el campo magnético desde la bobina primaria es alterno, las corrientes eddy correspondientes son también alternas. Las corrientes eddy inducidas están influenciadas por la composición del material de la moneda que se está analizando. Las corrientes eddy alternas inducidas en la moneda también producen campos magnéticos por sí mismas. Estos campos magnéticos se detectan con una ó más bobinas secundarias, también conocidas como bobinas de detección. Debido a que los sensores de corrientes eddy toman la configuración parecida a la de un transformador, con bobinas primarias y secundarias, la bobina primaria también induce un voltaje alterno sobre la bobina ó bobinas secundarias. El voltaje inducido sobre la bobina ó bobinas secundarias desde la bobina primaria se puede describir como un voltaje en modo común, y se debe eliminar ó ignorar con el objeto de enfocarse en la señal de corriente eddy formada de muchos voltajes más pequeños inducidos sobre la bobina secundaria por las corrientes eddy. Esto se ha realizado anteriormente mediante el procesamiento de la señal de voltaje desde la bobina secundaria para eliminar el voltaje inducido sobre la bobina secundaria por la bobina primaria. Este procesamiento de señal puede tener el efecto indeseable de incrementar el número de componentes en el sistema, lo cual incrementa de una manera correspondiente la distorsión de la señal y la posibilidad de otros problemas, tales como falla de partes, ruido eléctrico y complejidad de manufactura. Este procesamiento de señal también puede disminuir la capacidad para resolver las variaciones finas en la señal de corriente eddy. La fuerza de las corrientes eddy producidas es directamente afectada por la frecuencia de los campos magnéticos alternos aplicados. Existe una relación entre el uso de frecuencias altas y bajas en la discriminación de monedas. Las frecuencias altas tienden a crear campos magnéticos que penetran menos profundamente en la moneda, haciendo de esta manera que la composición superficial y la estructura sean más importantes. Esto puede llegar a ser conveniente cuando se discrimina entre monedas chapadas con diseños sobre uno ó ambos lados. Las frecuencias bajas tienden a penetrar más en la moneda, dando una mejor indicación de la composición global, pero tienen el inconveniente de una mayor posibilidad de causar señales ruidosas en el material que rodea a la moneda en el manejador de monedas, debido a la penetración más extensa del campo magnético. Los sensores de corrientes eddy de la técnica anterior han tendido a ser grandes con el objeto de producir grandes campos magnéticos. Los manejadores de monedas que emplean múltiples sensores de corrientes eddy pueden experimentar ruido cruzado entre los sensores. Desafortunadamente, el ruido cruzado interfiere con la determinación precisa del contenido del material de la moneda. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sensor de discriminación de monedas mejorado para utilizarse en la discriminación entre monedas de diferente composición de material. Más específicamente, una modalidad de la presente invención proporciona un sensor de corrientes eddy mejorado para inducir corrientes eddy en una moneda particular dentro de un flujo de monedas que se mueven en secuencia pasando por el sensor. El propio sensor de corrientes eddy está comprendido además de una sola bobina de excitación (primaria) y dos bobinas de detección (secundarias) . La bobina primaria se energiza a una frecuencia particular seleccionada para limitar la magnitud del campo magnético alterno que rodea a la bobina, mientras que permite que el campo magnético penetre suficientemente en la superficie de la moneda que se está analizando. Las dos bobinas de detección incluyen una bobina de detección proximal y una bobina de detección distal. Todo el sensor de corrientes eddy se dispone sobre un lado del flujo de monedas, de tal manera que la bobina de detección proximal se coloque más cerca del flujo de monedas que la bobina de detección distal. La bobina de detección proximal y la bobina de detección distal se colocan y se conectan de tal manera que el voltaje de modo común entre ellas, debido a la bobina de excitación, se sustraiga, y solamente quede un voltaje diferencial que refleje la fuerza de las corrientes eddy. El voltaje diferencial se analiza por su amplitud, así como por su relación de fase con el voltaje aplicado a la bobina de excitación. La información adicional con respecto a la fase, combinada con la amplitud, permite hacer una evaluación más precisa de la composición de la moneda que se está analizando. El manejador de monedas separa mecánicamente las monedas individuales basándose en el tamaño físico, y luego utiliza la información del sensor de discriminación para discriminar entre monedas de tamaño similar hechas de diferentes materiales. En una modalidad preferida, el sensor de corrientes eddy tiene un diámetro que es menor que aquél de la moneda más pequeña que se vaya a analizar. El tamaño pequeño y el campo magnético enfocado, particularmente cuando se emplea en combinación con un protector magnético, reduce el ruido cruzado entre los sensores adyacentes en el manejador de monedas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de un seleccionador de monedas de tipo de disco que incorpora la presente invención, con una porción superior del mismo separado en partes para mostrar la estructura interna. La Figura 2 es una sección horizontal amplificada tomada generalmente a lo largo de la línea 2-2 de la Figura 1. La Figura 3 es una sección amplificada tomada generalmente a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2, que muestra las monedas en elevación completa. La Figura 4 es una sección amplificada tomada generalmente a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 2, que muestra en elevación completa un níquel registrado con una ranura de expulsión. La Figura 5 es una vista en perspectiva de un seleccionador de monedas de tipo de disco a disco que incorpora la presente invención. La Figura 6 es una vista en planta superior de la configuración de la Figura 5. La Figura 7 es una sección amplificada tomada generalmente a lo largo de la línea 7-7 de la Figura 6. La Figura 8 es una sección amplificada tomada generalmente a lo largo de la línea 8-8 de la Figura 6. La Figura 9 es una sección transversal diagramática de una moneda, y de un sensor de discriminación de monedas mejorado que incorpora la invención. La Figura 10 es un diagrama de circuito esquemático del sensor de discriminación de monedas de la Figura 9. La Figura 11 es una vista en perspectiva diagramática de las bobinas en el sensor de discriminación de monedas de la Figura 9. La Figura 12A es un diagrama de circuito de un circuito detector para utilizarse con el sensor de discriminación de la presente invención. La Figura 12B es un diagrama de la forma de onda de las señales de entrada suministradas al circuito de la Figura 12A. DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA Aunque la invención es susceptible de diferentes modificaciones y formas alternativas, en los dibujos se ha mostrado a manera de ejemplo una modalidad específica de la misma, y se describirá con detalle. Sin embargo, se debe entender que no se pretende limitar la invención a la forma particular descrita, sino, por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas. Aunque el sensor de discriminación de monedas de la presente invención se puede utilizar en una variedad de diferentes dispositivos de manejo de monedas, es particularmente útil en los seleccionadores de monedas de alta velocidad del tipo de disco. Por consiguiente, la invención se describirá haciendo una referencia específica al uso de seleccionadores de monedas de tipo de disco como los dispositivos de manejo de monedas de ejemplo en donde se utiliza el sensor de discriminación de monedas. Pasando ahora a los dibujos, las Figuras 1 a 8 ilustran dos tipos de dispositivos de manejo de monedas, que incluyen un seleccionador de monedas de tipo de disco (Figuras 1 a 4) , y un seleccionador de monedas de tipo de disco a disco (Figuras 5 a 8) . Cada uno de estos tipos de dispositivos de manejo de monedas utiliza un miembro de impulso de monedas que tiene una superficie elástica para mover las monedas a lo largo de una superficie de guía de monedas de metal de un miembro de guía de monedas estacionario. En el seleccionador de monedas de tipo de disco, el miembro de impulso de monedas es un disco giratorio, y el miembro de guía de monedas es una cabeza seleccionadora estacionaria. En el seleccionador de monedas de tipo de disco a disco, los miembros de impulso de monedas incluyen un par de discos giratorios, y los miembros de guía de monedas incluyen una cabeza de enfila iento estacionaria y un disco seleccionador estacionario. Con respecto a la siguiente descripción detallada, los términos "plato estacionario" y "plato seleccionador", se definen para abarcar la cabeza seleccionadora estacionaria del seleccionador de monedas de tipo de disco, y la cabeza enfiladora y el disco seleccionador del seleccionador de monedas de tipo de disco a disco. Pasando primero al seleccionador de monedas de tipo de disco de la Figura 1, una tolva 10 recibe las monedas de denominaciones mixtas, y las alimenta a través de las aberturas centrales en un alojamiento 11 y un miembro de guía de monedas en la forma de una cabeza seleccionadora anular ó plato de guía 12 adentro ó debajo del alojamiento. A medida que pasan las monedas a través de estas aberturas, se depositan sobre la superficie superior de un miembro de impulso de monedas en la forma de un disco giratorio 13. Este disco 13 se monta para girar sobre una flecha de poste (no mostrada) , y se impulsa mediante un motor eléctrico 14 montado en una placa base 15. El disco 13 comprende un cojín elástico 16 enlazado a la superficie superior de un disco de metal sólido 17. La superficie superior del cojín elástico 16 de preferencia está separada de la superficie inferior de la cabeza seleccionadora 12 mediante un espacio de aproximadamente 0.13 milímetros. El espacio se establece alrededor de la circunferencia de la cabeza seleccionadora 12 mediante una configuración de montaje de tres puntos que incluye un par de pivotes posteriores 18, 19 cargados por resortes de torsión respectivos 20 que tienden a elevar la porción delantera de la cabeza seleccionadora. Sin embargo, durante la operación normal, la porción delantera de la cabeza seleccionadora 12 se mantiene en su posición mediante una traba 22 que se monta pivotalmente en el marco 15 mediante un tornillo 23. La traba 22 se acopla con un perno 24 asegurado a la cabeza seleccionadora. Para tener acceso a las superficies opuestas del cojín elástico 16 y a la cabeza seleccionadora, la traba se pivotea para desacoplar el perno 24, y la porción delantera de la cabeza seleccionadora se levanta hasta una posición hacia arriba (no mostrada) mediante los resortes de torsión 20. A medida que se gira el disco 13, las monedas 25 depositadas sobre su superficie superior tienden a deslizarse hacia afuera sobre la superficie del cojín debido a la fuerza centrífuga. Las monedas 25, por ejemplo, se desplazan inicialmente desde el centro del disco 13 por un cono 26,, y por consiguiente, están sujetas a suficiente fuerza centrífuga para superar su fricción estática con la superficie superior del disco. A medida que las monedas se mueven hacia afuera, las monedas que quedan planas sobre el cojín entran al espacio entre la superficie del cojín y el plato de guía 12, debido a que el lado inferior de la periferia interna de este plato está separado arriba del cojín 16 por una distancia que es aproximadamente la misma que el grosor de la moneda más gruesa. Como se describe adicionalmente más adelante, las monedas se seleccionan en sus denominaciones respectivas, y las monedas para cada denominación salen desde una ranura de salida respectiva, tal como las ranuras 27, 28, 29, 30, 31 y 32 (ver las Figuras 1 y 2) para los dieces, centavos, níqueles, cuartos de dólar, dólares y medio-dólares, respectivamente. En general, las monedas para cualquier divisa dada son seleccionadas por la variación en el diámetro para las diferentes denominaciones. De preferencia, la mayoría de las operaciones de alineación, referencia, selección y expulsión se realizan cuando las monedas se comprimen hasta acoplarse con la superficie inferior de la cabeza seleccionadora 12. En otras palabras, la distancia entre las superficies inferiores de la cabeza seleccionadora 12 con los pasajes que transportan las monedas y la superficie superior del disco giratorio 13 es menor que el grosor de las monedas que se están transportando. Como se mencionó anteriormente, este control positivo permite que el seleccionador de monedas se detenga rápidamente mediante el frenado de la rotación del disco 13 cuando se ha expulsado un número previamente seleccionado de monedas de una denominación seleccionada desde el seleccionador. El control positivo también permite que el seleccionador sea relativamente compacto, y no obstante, opere a una alta velocidad. El control positivo, por ejemplo, permite que el flujo de una sola fila de monedas sea relativamente denso, y asegura que cada moneda de este flujo se pueda dirigir hacia una ranura de salida respectiva. Pasando ahora a la Figura 2, se muestra una vista inferior de la cabeza seleccionadora preferida 12, que incluye diferentes canales y otros elementos especialmente diseñados para la selección de alta velocidad con un control positivo de las monedas, y no obstante, que elimina el problema de la escoriación. Se debe tener en mente que la circulación de las monedas, que es en la dirección de las manecillas del reloj en la Figura 1, aparece en la dirección contraria a la de las manecillas del reloj en la Figura 2, debido a que la Figura 2 es una vista inferior. Los diferentes elementos que operan sobre las monedas en circulación incluyen una región de entrada 40, un elemento 41 para separar las monedas "pegadas", un elemento 42 para seleccionar las monedas gruesas, un primer elemento 44 para recircular monedas, un primer elemento de referencia 45 que incluye al elemento 46 para recircular monedas, un segundo elemento de referencia 47, y los elementos de salida 27, 28, 29, 30, 31 y 32 para seis denominaciones diferentes de monedas, tales como dieces, centavos, níqueles, cuartos de dólar, dólares y medio-dólares. La superficie más inferior de la cabeza seleccionadora 12 está indicada por el numeral de referencia 50. Considerando primero la región de entrada 40, las monedas que se mueven hacia afuera inicialmente entran debajo de una región semianular, debajo de una superficie plana 61 formada en el lado inferior del plato de guía ó de la cabeza seleccionadora 12. La moneda Cl, sobrepuesta en la vista en planta inferior del plato de guía de la Figura 2, es un ejemplo de una moneda que ha entrado en la región de entrada 40. El movimiento radial libre de las monedas adentro de la región de entrada 40 se termina cuando se acoplan con una pared 62, aunque las monedas continúan moviéndose circunferencialmente a lo largo de la pared 62 por el movimiento giratorio del cojín 16, como se indica por la flecha central en la dirección contraria a la de las manecillas del reloj en la Figura 2. Para impedir que la región de entrada 40 llegue a bloquearse con las monedas pegadas, la región plana 61 está provista con una superficie inclinada 41 que forma una pared ó escalón 63 para acoplarse con la moneda más superior de un par pegado. En la Figura 2, por ejemplo, una moneda superior C2 está pegada sobre una moneda inferior C3. Como se muestra adicionalmente en la Figura 3, el movimiento de la moneda superior C2 está limitado por la pared 63, de tal manera que la moneda superior C2 se fuerza a separarse de la moneda inferior C3 cuando la moneda inferior se mueve mediante el disco giratorio 13. Regresando a la Figura 2, las monedas circulantes en la región de entrada 40, tales como la moneda Cl, se dirigen enseguida al elemento 42 para seleccionar las monedas gruesas. Este elemento 42 incluye una superficie 64 ranurada hacia la cabeza seleccionadora 12 a una profundidad de 1.78 milímetros desde la superficie más inferior 50 de la cabeza seleccionadora. Por consiguiente, se forma un escalón ó pared 65 entre la superficie 61 de la región de entrada 40 y la superficie 64. La distancia entre la superficie 64 y la superficie superior del disco 13, por consiguiente, es de aproximadamente 1.905 milímetros, de tal manera que las monedas relativamente gruesas entre la superficie 64 y el disco 13 se detienen por la presión del cojín. Para acoplar inicialmente estas monedas gruesas, se forma una porción inicial de la superficie 64 con una rampa 66 localizada adyacente a la pared 62. Por consiguiente, a medida que gira el disco 13, las monedas gruesas en la región de entrada que están enseguida de la pared 62 se acoplan con la rampa 66, y posteriormente se fija su posición radial mediante la presión entre el disco y la superficie 64. Las monedas gruesas que no se pueden acoplar inicialmente a la rampa 66, sin embargo, se acoplan con la pared 65, y por consiguiente se recirculan de regreso adentro de la región central de la cabeza seleccionadora. Esto se ilustra, por ejemplo, en la Figura 4 para la moneda C4. Esta selección y colocación inicial de las monedas gruesas impide que las monedas gruesas mal alineadas obstaculicen el flujo de monedas hacia el primer elemento de referencia 45. Regresando ahora a la Figura 2, la rampa 66 en el elemento 42 para seleccionar las monedas gruesas, también se puede acoplar con un par ó una pila de monedas delgadas. Esta pila ó par de monedas delgadas serán llevadas bajo la presión del cojín entre la superficie 64 y el disco giratorio 13. De la misma manera que una moneda gruesa, este par de monedas apiladas tendrá su posición radial fija, y será llevado hacia el primer elemento de referencia 45. El primer elemento 45 para referenciar las monedas obtiene un flujo de una sola fila de monedas dirigido contra la pared externa 62 y que conduce hasta una rampa 73. Las monedas se introducen en el elemento de referencia 45 moviéndose las monedas más delgadas radialmente hacia afuera por la fuerza centrífuga, ó siguiendo las monedas más gruesas C52a la concentricidad por la presión del cojín. Las monedas apiladas C58a y C50a se separan en la pared interna 82, de tal manera que la moneda inferior C58a es llevada contra la superficie 72a. El progreso de la moneda inferior C58a se ilustra por sus posiciones en C58b, C58c, C58d y C58e. De una manera más específica, la moneda inferior C58 llega a acoplarse entre el disco giratorio 13 y la superficie 72 con el objeto de llevar la moneda inferior hasta el primer elemento de recirculación 44, en donde se recircula por la pared 75 en las posiciones C58d y C58e. Al principio de la pared 82, se utiliza una rampa 90 para reciclar las monedas que no estén completamente entre las paredes externa e interna 62 y 82 y debajo de la cabeza seleccionadora 12. Como se muestra en la Figura 2, no se necesitan otros elementos para proporcionar una introducción apropiada de las monedas en el elemento de referencia 45. El elemento de referencia 45 se ranura adicionalmente sobre una región 91 de una longitud suficiente para permitir que las monedas C54 de la denominación más ancha se muevan hasta la pared externa 62 por la fuerza centrífuga. Esto permite que las monedas C54 de la denominación más ancha se muevan libremente hasta el elemento de referencia 45 hacia su pared externa 62, sin oprimirse entre el cojín elástico 16 y la cabeza seleccionadora 12 en la rampa 90. La pared interna 82 de preferencia se construye para seguir el contorno del techo de la ranura. La región 91 de la ranura de referencia 45 se levanta hasta la cabeza 12 mediante rampas 93 y 94, y el contorno consistente en la pared interna 82 es proporcionado por una rampa 95. El primer elemento de referencia 45 es suficientemente profundo para permitir que las monedas C50 que tengan un espesor menor, sean guiadas a lo largo de la pared externa 62 por la fuerza centrífuga, pero suficientemente superficial para permitir que las monedas C52, C54 que tengan un espesor mayor, se opriman entre el cojín 16 y la cabeza seleccionadora 12, de tal manera que sean guiadas a lo largo de la pared interna 82 a medida que se mueven a través del elemento de referencia 45. La ranura de referencia 45 incluye una sección 96 que se dobla, de tal manera que las monedas C52 , que son suficientemente gruesas para ser guiadas por la pared interna 82, pero que tienen un ancho que es menor que el ancho de la ranura de referencia 45, son llevadas alejándose de la pared interna 82 desde una localización radial máxima 83 sobre la pared interna hacia la rampa 73. Esta configuración en la cabeza seleccionadora 12 permite que las monedas de todas las denominaciones converjan en un dedo inclinado estrecho 73a sobre la rampa 73, siendo las monedas C54 que tengan el espesor más grande sean llevadas entre las paredes interna y externa por la superficie 96 hasta el dedo inclinado 73a, para llevar las orillas externas de todas las monedas hasta una localización radial generalmente común. Al dirigir las monedas C50 radialmente hacia adentro a lo largo de la última porción de la pared externa 62, se reduce de una manera significativa la probabilidad de que las monedas se desfasen de la pared externa 62 por las monedas adyacentes y se conduzcan sobre el dedo inclinado 73a. Cualesquiera monedas C50 que se desfasen ligeramente de la pared externa 62 mientras están siendo conducidas sobre el dedo inclinado 73a, se pueden acomodar moviendo la orilla 51 de la ranura de salida 27 radialmente hacia adentro, lo suficiente para incrementar el ancho de la ranura 27 para capturar las monedas desfasadas C50, pero para impedir la captura de monedas de las denominaciones más grandes. Para seleccionar las monedas holandesas, el ancho del dedo inclinado 73a puede ser de aproximadamente 3.556 milímetros. En el extremo terminal de la rampa 73, las monedas llegan a oprimirse firmemente en el cojín 16, y son llevadas hacia adelante hasta el segundo elemento de referencia 47. Una moneda, tal como la moneda C50c, será llevada hacia adelante hasta el segundo elemento de referencia 47, siempre que una porción de la moneda se acople con el dedo inclinado estrecho 73a sobre la rampa 73. Si una moneda no está suficientemente cerca de la pared 62 para acoplarse con este dedo inclinado 73a, entonces la moneda impacta una pared 74 definida por el segundo elemento de recirculación 46, y esa moneda se recircula de regreso hasta la región de entrada 40. El primer elemento de recirculación 44, el segundo elemento de recirculación 46, y el segundo elemento de referencia 47 se definen en posiciones sucesivas en la cabeza seleccionadora 12. Se debe notar que el primer elemento de recirculación 44, así como el segundo elemento de recirculación 46, recirculan las monedas bajo el control positivo de la presión del cojín. El segundo elemento de referencia 47 también utiliza un control positivo de las monedas para alinear la orilla más externa de las monedas con una pared calibradora 77. Para este propósito, el segundo elemento de referencia 47 incluye una superficie 76, por ejemplo, a 1.27 milímetros desde la superficie del fondo de la cabeza seleccionadora 12, y una rampa 78 que se acopla con las porciones de orilla interna de las monedas, tales como la moneda C50d. Como se muestra mejor en la Figura 2, la porción inicial de la pared calibradora 77 está a lo largo de una trayectoria espiral con respecto al centro de la cabeza seleccionadora 12 y el disco seleccionador 13, de tal manera que las monedas son impulsadas positivamente en la dirección circunferencial mediante el disco giratorio 13, las orillas externas de las monedas se acoplan con la pared calibradora 77 y son forzadas de una manera ligeramente radial hacia adentro hasta un radio de calibración precisa, como se muestra para la moneda C16 en la Figura 3. La Figura 3 muestra además una moneda C17 que ha sido expulsada del segundo elemento de recirculación 46. Haciendo nuevamente referencia a la Figura 2, el segundo elemento de referencia 47 termina con una ligera rampa 80 que hace que las monedas sean firmemente oprimidas en el cojín 16 sobre el disco giratorio con sus orillas más externas alineadas con el radio calibrador proporcionado por la pared calibradora 77. En el extremo terminal de la rampa 80, las monedas se sujetan entre el plato de guía 12 y el cojín elástico 16 con la máxima fuerza de compresión. Esto asegura que las monedas se detengan seguramente en la nueva posición radial determinada por la pared 77 del segundo elemento de referencia 47. La cabeza seleccionadora 12 incluye además un elemento seleccionador que comprende una serie de ranuras de expulsión 27, 28, 29, 30, 31 y 32, separadas circunferencialmente alrededor de la periferia externa del plato, localizándose las orillas más internas de las ranuras sucesivas progresivamente más lejos de la localización radial común de las orillas externas de todas las monedas para recibir y expulsar las monedas en orden de diámetro creciente. El ancho de cada ranura de expulsión es ligeramente más grande que el diámetro de la moneda que va a ser recibida y expulsada por esa ranura particular, y la superficie del plato de guía adyacente a la orilla radialmente externa de cada ranura de expulsión, oprime las porciones externas de las monedas recibidas por esa ranura hacia adentro del cojín elástico, de tal modo que las orillas internas de esas monedas se inclinan hacia arriba, hacia adentro de la ranura. Las ranuras de expulsión se extienden hacia afuera hasta la periferia del plato de guía, de tal manera que las orillas internas de estas ranuras guían a las monedas inclinadas hacia afuera, y eventualmente expulsan estas monedas de entre el plato de guía 12 y el cojín elástico 16.

Las orillas más internas de las ranuras de expulsión se colocan de tal manera que la orilla interna de una moneda de solamente una denominación particular pueda entrar en cada ranura; las monedas de todas las demás denominaciones restantes se extienden hacia adentro más allá de la orilla más interna de esa ranura particular, de tal modo que las orillas internas de esas monedas no pueden entrar a la ranura. Por ejemplo, la primera ranura de expulsión 27 se pretende para descargar solamente dieces, y por consiguiente, la orilla más interna 51 de esta ranura se localiza en un radio que está separado hacia adentro del radio de la pared calibradora 77 por una distancia que es sólo ligeramente mayor que el diámetro de un diez. En consecuencia, solamente pueden entrar dieces a la ranura 27. Debido a que las orillas externas de todas las denominaciones de monedas se localizan en la misma posición radial cuando salen del segundo elemento de referencia 47, las orillas internas de los centavos, níqueles, cuartos de dólar, dólares y medio-dólares, se extienden todas hacia adentro más allá de la orilla más interna de la ranura 27, impidiendo de esta manera que estas monedas entren a esa ranura particular. En la ranura 28, solamente las orillas internas de los centavos se localizan suficientemente cerca de la periferia de la cabeza seleccionadora 12 para entrar en la ranura. Las orillas internas de todas las monedas más grandes se extienden hacia adentro más allá de la orilla más interna 52 de la ranura 28, de tal manera que permanecen sujetadas entre el plato de guía y el cojín elástico. En consecuencia, todas las monedas, excepto los centavos, continúan girando pasando por la ranura 28. De una manera similar, solamente los níqueles entran a la ranura de expulsión 29, solamente los cuartos de dólar entran a la ranura 30, solamente los dólares entran a la ranura 31, y solamente los medio-dólares entran a la ranura 32. Debido a que cada moneda se sujeta entre la cabeza seleccionadora 12 y el cojín elástico 16 a través de todo su movimiento a través de la ranura de expulsión, las monedas están bajo un control positivo en todo momento. Por consiguiente, cualquier moneda se puede detener en cualquier punto a lo largo de la longitud de su ranura de expulsión, inclusive cuando la moneda ya se esté proyectando parcialmente más allá de la periferia externa del plato de guía. En consecuencia, no importa cuando se detenga el disco giratorio (v.gr. en respuesta a la cuenta de un número previamente seleccionado de monedas de una denominación particular) , las monedas que ya estén dentro de las diferentes ranuras de expulsión pueden ser retenidas dentro de la cabeza seleccionadora hasta que se vuelva a arrancar el disco para la siguiente operación de conteo.

Se monta uno de seis sensores de proximidad S^S,^ a lo largo de la orilla externa de cada uno de los seis canales de salida 27-32 en la cabeza seleccionadora, para detectar y contar las monedas que pasan a través de los canales de salida respectivos. Mediante la localización de los sensores S1-S6 en los canales de salida, cada sensor se dedica a una denominación particular de moneda y, por consiguiente, no es necesario procesar las señales de salida del sensor para determinar la denominación de la moneda. Los campos efectivos de los sensores S1-S6 se localizan todos justo afuera del radio en el cual se calibran las orillas externas de todas las denominaciones de monedas antes de llegar a los canales de salida 27-32, de tal manera que cada sensor detecta solamente las monedas que entran en su canal de salida, y no detecta las monedas que se desvían de ese canal de salida. Solamente la denominación de la moneda más grande (v.gr., los medios-dólares de los Estados Unidos) llega al sexto canal de salida 32 y, por consiguiente, la localización del sensor en este canal de salida no es tan crítica como en los otros canales de salida 27-31. En adición a los sensores de proximidad S1-S6, cada uno de los canales de salida 27-32 también incluye uno de seis sensores de discriminación de monedas D1-D6. Estos sensores D.,-D6 son los sensores de corrientes eddy, y se describirán con mayor detalle más adelante en relación con las Figuras 9 a 12 de los dibujos. Cuando uno de los sensores de discriminación detecta un material de moneda que no es el material apropiado para las monedas en ese canal de salida, se puede detener el disco mediante la desenergización ó el desacoplamiento del motor de impulso y la energización de un freno. La moneda sospechosa se puede descargar entonces sacudiendo el motor de impulso con uno ó más impulsos eléctricos, hasta que la orilla trasera de la moneda sospechosa salga de la orilla de salida de su canal de salida. El movimiento exacto del disco requerido para mover la orilla trasera de una moneda desde su sensor hasta la orilla de salida de su canal de salida, se puede determinar empíricamente para cada denominación de moneda, y luego se almacena en la memoria del sistema de control. Entonces se puede utilizar un codificador sobre el disco seleccionador para medir el movimiento real del disco enseguida de la detección de la moneda sospechosa, de tal manera que se pueda detener el disco en la posición precisa en donde la moneda sospechosa salga de la orilla de salida de su canal de salida, asegurando de esta manera que no se descarguen monedas enseguida de la moneda sospechosa. La Figura 5 ilustra un seleccionador de monedas de tipo de disco a disco que incluye un dispositivo enfilador 110 que tiene una tolva que recibe las monedas de denominaciones mixtas. La tolva alimenta las monedas a través de una abertura de alimentación central en un miembro de guía de monedas en la forma de una cabeza enfiladora anular ó plato de guía 112. A medida que las monedas pasan a través de la abertura de alimentación, se depositan sobre la superficie superior de un miembro de impulso de monedas en la forma de un disco giratorio 114. Este disco 114 se monta para girar sobre una flecha de poste (no mostrada) impulsada por un motor eléctrico (no mostrado). El disco 114 comprende un cojín elástico 118, de preferencia hecho de un hule elástico ó material polimérico, enlazado a la superficie superior de un plato de metal sólido 120. A medida que gira el disco 114 (en dirección levógira como se ve en la Figura 6) , las monedas depositadas sobre la superficie superior del mismo tienden a deslizarse hacia afuera sobre la superficie del cojín 118, debido a la fuerza centrífuga. A medida que las monedas se mueven hacia afuera, las monedas que quedan planas sobre el cojín 118 entran al espacio entre la superficie del cojín y la cabeza enfiladora 112, debido a que el lado inferior de la periferia interna de esta cabeza 112 está separado arriba del cojín 118 por una distancia que es aproximadamente la misma que el espesor de la moneda más gruesa. Como se puede ver más claramente en la Figura 6, las monedas que se mueven hacia afuera entran inicialmente en una ranura anular 124 formada en el lado inferior de la cabeza enfiladora 112, y se extienden alrededor de una mayor porción de la periferia interna de la cabeza enfiladora 112. Para permitir el movimiento radial de las monedas que entran a la ranura 124, la ranura 124 tiene una superficie superior separada de la superficie superior del cojín 118 por una distancia que es mayor que el grosor de la moneda más gruesa. Una pared externa corriente arriba 126 de la ranura 124 se extiende hacia abajo hasta la superficie más inferior 128 de la cabeza enfiladora 112, que de preferencia está separada de la superficie superior del cojín 118 por una distancia (por ejemplo, 0.254 milímetros), que es significativamente menor (por ejemplo, 0.254 milímetros) que el grosor de la moneda más delgada. En consecuencia, el movimiento radial inicial de las monedas se termina cuando se acoplan con la pared externa corriente arriba 126 de la ranura 124, aunque las monedas continúan moviéndose circunferencialmente a lo largo de la pared 126 por el movimiento giratorio del cojín 118. Se forma una rampa 127 en el extremo corriente abajo de la pared externa 126. Las monedas que se acoplan con la pared 126 antes de llegar a la rampa 127 se mueven mediante el cojín giratorio 118 hacia adentro de un canal 129. Por ejemplo, la moneda T'a' en aproximadamente la posición de las 12 en punto en la Figura 6, se moverá mediante el cojín giratorio 118 hacia adentro del canal 129. Sin embargo, las monedas que todavía están colocadas radialmente hacia adentro desde la pared externa 126 antes de llegar a la rampa 127, se acoplan con una pared de recirculación 131, la cual impide que las monedas entren al canal 129. En lugar de eso, las monedas se mueven a lo largo de la pared de recirculación 131, hasta que llegan a una rampa 132 formada en el extremo corriente arriba de un piso 130. La única porción de la abertura central de la cabeza enfiladora 112 que no se abre directamente hacia la ranura 124, es el sector de la periferia que está ocupado por el piso 130. El piso 130 tiene una superficie inferior que es coplanar con, ó está en una elevación ligeramente más alta que, la superficie más inferior 128 de la cabeza enfiladora 112. Las monedas inicialmente depositadas sobre la superficie superior del cojín 118 por medio de su abertura de alimentación central, no entran al sector periférico de la cabeza enfiladora 112 localizado debajo del piso 130, debido a que la separación entre el piso 130 y el cojín 118 es ligeramente menor que el grosor de la moneda más delgada. Cuando una moneda ha entrado sólo parcialmente en la ranura 124 (es decir, no se acopla con la rampa 127) , y se mueve a lo largo de la pared de recirculación 131, se recircula la moneda. De una manera más específica, una porción externa de la moneda se acopla con la rampa 132 sobre la orilla delantera del piso 130. Por ejemplo, se ilustra una moneda de 25 centavos en aproximadamente la posición de las 9 en punto en la Figura 6 acoplada con la rampa 132. La rampa 132 oprime la porción externa de la moneda hacia abajo, hacia adentro del cojín elástico 118, y hace que la moneda se mueva corriente abajo en una trayectoria concéntrica debajo de la orilla interna del piso 130 (es decir, la periferia interna de la cabeza enfiladora 112), extendiéndose' la porción externa de la moneda debajo del piso 130. Después de llegar al extremo corriente abajo del piso 130, la moneda vuelve a entrar a la ranura 124, de tal manera que la moneda se puede mover mediante el cojín giratorio 118 a través de la ranura 124 y hacia adentro del canal 129. Las monedas que se acoplan con la rampa 127 entran al canal 129, definido por la parte interna 131 y una pared externa 133. La pared externa 133 tiene un radio constante con respecto al centro del disco 114. Ya que la distancia entre la superficie superior del canal 129 y la superficie superior del cojín giratorio 118 es sólo ligeramente menor que el grosor de la moneda más delgada, las monedas se mueven corriente abajo en una trayectoria concéntrica a través del canal 129. Para impedir que se escorie la superficie del canal 129 a medida que las monedas se mueven corriente abajo a través del mismo, el canal 129 está provisto con las cavidades rellenas de lubricante 146. Mientras se mueven corriente abajo, las monedas mantienen contacto con la pared externa 133. En el extremo corriente abajo del canal 129, las monedas se mueven hacia adentro de un canal en espiral 134 por medio de una rampa 141. La distancia entre la superficie superior del canal en espiral 134 y la superficie superior del cojín 118 es ligeramente más grande que el grosor de la moneda más gruesa, haciendo de esta manera que las monedas mantengan contacto con una pared espiral externa 137 del canal 134 mientras se mueven corriente abajo a través del canal 134. El canal en espiral 134 guía a las monedas hasta un canal de salida 136. En el extremo corriente abajo de la pared espiral externa 137, es decir, en el punto en donde la pared espiral 137 alcanza su radio máximo, las monedas se acoplan con una rampa 139 que oprime las monedas hacia abajo, hacia adentro de la superficie elástica del cojín giratorio 118. Las orillas externas de las monedas que están contra la pared externa 137 tienen una posición radial común, y están listas para pasar hacia adentro del canal de salida 136. Las monedas cuyas orillas radialmente externas no están acopladas con la rampa 139, se acoplan con una pared 138 de un canal de reciclo 140, el cual guía a estas monedas de regreso hasta la ranura de entrada 124 para su recirculación. El canal en espiral 134 separa la mayoría de las monedas apiladas ó pegadas que entran al canal 134 desde el canal 129. Mientras que un par de monedas apiladas ó pegadas se mueven a través del canal 129, el grosor combinado de las monedas apiladas ó pegadas normalmente es suficientemente grande para hacer que la moneda inferior de ese par se oprima hacia adentro del cojín elástico 118. Como un resultado, ese par de monedas girará concéntricamente con el disco a través del canal 129 y hacia dentro del canal 134. Debido a que la pared interna 135 del canal 134 hace una espiral hacia afuera, la moneda superior eventualmente se acoplará con la porción vertical superior de la pared interna 135, y la moneda inferior pasará debajo de la pared 135 y debajo del piso 130. Entonces esta moneda inferior girará concéntricamente con el disco debajo del piso 130, y se recirculará de regreso hasta la ranura de entrada 124 de la cabeza enfiladora 112. Sin embargo, si el espesor combinado de las monedas apiladas ó pegadas no es suficientemente grande para hacer que la moneda inferior del par se oprima en el cojín 118 (por ejemplo, dos monedas extranjeras muy delgadas) , las monedas se separan en el canal de salida 136 como se describe más adelante. El canal de salida 136 hace que todas las monedas que entren al canal 136, independientemente de los diferentes espesores y/ó diámetros, salgan del canal 136 con una orilla común (las orillas internas de todas las monedas) alineada en la misma posición radial, de tal manera que las orillas opuestas (externas) de las monedas se puedan utilizar para la selección en el dispositivo seleccionador circular 122. La superficie superior del canal 136 está ligeramente separada de la superficie más inferior 128 de la cabeza enfiladora 112, de tal manera que la pared interna 142 del canal 136 forma una pared de guía de monedas. Sin embargo, esta superficie superior está suficientemente cerca de la superficie del cojín para oprimir las monedas de todas las denominaciones en el cojín elástico 118. Mientras que el cojín giratorio 118 mueve las monedas a través del canal de salida 136, las cavidades rellenas de lubricante 146 impiden que las monedas escorien la superficie del canal de salida 136. A medida que avanzan las monedas a través del canal de salida 136, siguen una trayectoria que es concéntrica con el centro de rotación del disco 114 en la Figura 5, debido a que las monedas de todas las denominaciones son continuamente oprimidas firmemente en la superficie del disco elástico. Debido a que las monedas se capturan seguramente mediante este acoplamiento a presión, no hay necesidad de una pared externa para contener las monedas adentro del canal de salida 136. Las orillas internas de las monedas de todas las denominaciones eventualmente se acoplan con la pared interna 142, la cual entonces guía a las monedas hacia afuera, hasta la periferia del disco. Como se puede ver en la Figura 6, una sección corriente abajo de la pared interna 142 del canal de salida 136 forma la pared calibradora final para las orillas internas de las monedas, a medida que las monedas salen de la cabeza enfiladora 112. El canal de salida 136 separa las monedas apiladas ó pegadas que no se separan mediante el canal en espiral 134. El grosor combinado de cualquier par de monedas apiladas ó pegadas es suficientemente grande para hacer que la moneda inferior de ese par se oprima en el cojín elástico 118. En consecuencia, ese par de monedas girará concéntricamente con el disco. Debido a que la pared interna 142 del canal de salida 136 hace una espiral hacia afuera, la moneda superior eventualmente se acoplará con la porción vertical superior de la pared interna 142, y la moneda inferior pasará debajo de la pared 142. Esta moneda inferior pasará hacia un canal de recirculación 144, el cual funciona como la ranura de entrada 124 para guiar a la moneda corriente abajo hacia adentro del canal 129. En la modalidad preferida, el dispositivo enfilador 110 se utiliza para alimentar el dispositivo seleccionador circular 122 (ver la Figura 5) . Por consiguiente, en la Figura 6 las monedas son seleccionadas al pasar las monedas sobre una serie de aberturas formadas alrededor de la periferia de un miembro de guía de monedas en la forma de un plato seleccionador estacionario ó disco 150. Las aberturas 152a-152h son de un ancho radial progresivamente creciente, de tal manera que las monedas pequeñas se remueven antes que las monedas grandes. Las orillas externas de todas las aberturas 152a-152h están separadas ligeramente alejándose de una pared cilindrica 154 que se extiende alrededor de la periferia externa del disco 150 para guiar a las orillas externas de las monedas a medida que se avanzan más monedas sobre las aberturas sucesivas. La superficie del disco entre la pared 154 y las orillas externas de las aberturas 152a-152h proporciona un soporte continuo para las porciones externas de las monedas. Las porciones internas de las monedas también son soportadas por el disco 150, hasta que cada moneda llega a su abertura, en cuyo punto, la orilla interna de la moneda se inclina hacia abajo, y la moneda cae a través de su abertura. Antes de llegar a la abertura 152a, las monedas son movidas de una manera radial ligeramente hacia adentro por la pared 154 para asegurar una colocación precisa de las monedas después de que se transfieren desde el dispositivo enfilador 110 hasta el dispositivo seleccionador circular 122. Para avanzar las monedas a lo largo de la serie de aberturas 152a-152h, las superficies superiores de las monedas se acoplan con un cojín de hule elástico 156 unido a la superficie inferior de un miembro de impulso de monedas en la forma de un disco giratorio 158 (Figuras 7 y 8) . Como se ve en la Figura 6, el disco 158 gira en la dirección de las manecillas del reloj. De una manera alternativa, el cojín 156 de las Figuras 7 y 8 puede ser sustituido con un anillo de hule elástico unido a la periferia externa de la superficie inferior del disco giratorio 158. La superficie inferior del cojín de hule 156 se pasa suficientemente cerca de la superficie superior del disco 150, de tal manera que el cojín de hule 156 oprime las monedas de todas las denominaciones, independientemente del grosor de la moneda, firmemente hacia abajo contra la superficie del disco 150, mientras que avanza las monedas concéntricamente alrededor del margen periférico del disco 150. En consecuencia, cuando se coloca una moneda sobre la abertura particular 152 a través de la cual se va a descargar esa moneda, el cojín de hule elástico 156 oprime la moneda hacia abajo a través de la abertura (Figura 8) . Como se puede ver en la Figura 6, se monta un sensor de discriminación de monedas D en el disco 150 corriente arriba de las aberturas seleccionadoras 152a y 152q. Debido a que todavía no se han seleccionado las monedas cuando recorren el sensor de discriminación D, este sensor meramente sirve para determinar si una moneda que pasa tiene una composición correspondiente a una de las denominaciones de monedas que se están seleccionando. Si la respuesta es negativa, el disco impulsado 158 se puede detener para permitir la remoción de la moneda indeseada, ó el operador simplemente puede ser alertado del hecho de que se ha detectado una moneda indeseada. Como se puede ver en la Figura 6, se corta una sección en forma de arco del disco estacionario 150 en un lugar adyacente al dispositivo enfilador 110 para permitir una transición suave entre el canal de salida 136 y el dispositivo seleccionador 122. Debido a esta sección cortada, las monedas que avanzan a lo largo del canal de salida 136 formadas por la cabeza enfiladora 112, realmente se acoplan con el cojín de hule 156 antes de que las monedas salgan completamente del disco 114. A medida que cada moneda se aproxima a la periferia del disco 114, la porción externa de la moneda empieza a proyectarse más allá de la periferia del disco. Esta proyección empieza más pronto para las monedas de diámetro grande que para las monedas de diámetro pequeño. Como se puede ver en la Figura 7, la porción de una moneda que se proyecta más allá del disco 114, eventualmente traslapa la superficie de soporte formada por el disco seleccionador estacionario 150. Cuando una moneda traslapa el disco 150, la moneda también intercepta la trayectoria del cojín de hule 156. La porción externa de la moneda se acopla con el cojín de hule 156 (Figura 7) . Cada moneda se coloca parcialmente adentro del dispositivo enfilador 110 y parcialmente adentro del dispositivo seleccionador 122 durante un breve intervalo antes de que la moneda sea realmente transferida desde el dispositivo enfilador 110 hasta el dispositivo seleccionador 122. Como se puede ver en la Figura 6, la pared interna de guía de monedas 142 del canal de salida 136 en la cabeza enfiladora 112 empieza a seguir una extensión de la superficie interna 154a de la pared 154 en el extremo de salida de la cabeza enfiladora 112, de tal manera que las orillas internas de las monedas sobre el disco 114 (que llegan a ser las orillas externas de las monedas cuando se transfieren al disco 150) son guiadas suavemente por la pared interna 142 del canal de salida 136, y luego por la superficie interna 154a de la pared 154, a medida que se transfieren las monedas desde el disco 114 hasta el disco 150. Como se informó anteriormente, el canal de salida 136 tiene una profundidad tal, que las monedas de todas las denominaciones son oprimidas firmemente hacia abajo del cojín elástico 118. Las monedas permanecen oprimidas de esa manera hasta que salen del dispositivo enfilador 110. Esta presión firme de las monedas en el cojín 118 asegura que las monedas permanecen capturadas durante el proceso de transferencia, es decir, asegurando que las monedas no vuelen del disco 114 por la fuerza centrífuga antes de ser transferidas completamente al disco estacionario 150 del dispositivo seleccionador 122. Para facilitar la transferencia de monedas desde el disco 114 hasta el disco 150, la porción de orilla externa de la superficie superior del disco 150 está adelgazada en 160 (ver la Figura 7) . Por consiguiente, aun cuando las monedas sean oprimidas en el cojín 118, las monedas no se atrapan en la orilla del disco 150 durante la transferencia de las monedas. Pasando ahora a las Figuras 9 a 12, una modalidad de la presente invención emplea un sensor de corrientes eddy 210 para funcionar como los sensores de discriminación de monedas D1-D6 del sistema de manejo de monedas. El sensor de corrientes eddy 210 incluye una bobina de excitación 212 para generar un campo magnético alterno utilizado para inducir corrientes eddy en una moneda 214. La bobina de excitación 212 tiene un extremo de inicio 216 y un extremo de terminación 218. En una modalidad, se aplica un voltaje de excitación de corriente alterna Ve?, por ejemplo, una señal senoidal de 250 KHz y 10 voltios de pico a pico, a través del extremo de inicio 216 y del extremo de terminación 218 de la bobina de excitación 212. El voltaje alterno Ve? produce una corriente correspondiente en la bobina de excitación 212, la cual a su vez produce un campo magnético alterno correspondiente. El campo magnético alterno existe adentro y alrededor de la bobina de excitación 212, y se extiende hacia afuera hasta la bobina 214. El campo magnético penetra en la moneda 214 a medida que la moneda se está moviendo en estrecha proximidad a la bobina de excitación 212, y se inducen corrientes eddy en la bobina 214 a medida que la moneda se mueve a través del campo magnético alterno. La fuerza de las corrientes eddy que fluyen en la moneda 214 depende de la composición del material de la moneda, y particularmente de la resistencia eléctrica de ese material. La resistencia afecta a la cantidad de corriente que fluirá en la moneda 114 de acuerdo con la Ley de Ohm (voltaje = corriente * resistencia) .

Las propias corrientes eddy también producen un campo magnético correspondiente. Se disponen una bobina detectora proximal 222 y una bobina distal 224 arriba de la moneda 214, de tal manera que el campo magnético generado por la corriente eddy induce voltajes sobre las bobinas 222, 224. La bobina detectora distal 224 se coloca arriba de la moneda 214, y la bobina detectora proximal 222 se coloca entre la bobina detectora distal 224 y la moneda que pasa 214. En una modalidad, la bobina de excitación 212, la bobina detectora proximal 222 y la bobina detectora distal 224 están todas enrolladas en la misma dirección (ya sea dextrógira o levógiramente) . La bobina de detección proximal 222 y la bobina detectora distal 224 se enrollan en la misma dirección, de tal manera que los voltajes inducidos sobre estas bobinas por las corrientes eddy se orientan apropiadamente. La bobina de detección proximal 222 tiene un extremo de inicio 226 y un extremo de terminal 228. De una manera similar, la bobina distal 224 tiene un extremo de inicio 230 y un extremo de terminación 132. Con el objeto de incrementar la distancia desde la moneda 114, las bobinas detectoras 222, 224 se colocan como sigue: el extremo de terminación 228 de la bobina detectora proximal 222, el extremo de inicio 226 de la bobina detectora proximal 222, el extremo de terminación 232 de la bobina detectora distal 224 y el extremo de inicio 230 de la bobina detectora distal 224. Como se muestra en la Figura 12, el extremo de terminación 228 de la bobina de detección proximal 222 se conecta con el extremo de terminación 232 de la bobina detectora distal 224 por medio de un alambre conductor 234. Será apreciado por los expertos en este campo que son posibles otras combinaciones de las bobinas detectoras 222, 224. Por ejemplo, en una modalidad alternativa, la bobina de detección proximal 222 se enrolla en dirección opuesta a la de la bobina de detección distal 224. En este caso, el extremo de inicio 226 de la bobina proximal 222 se conecta con el extremo de terminal 232 de la bobina distal 224. Las corrientes eddy en la moneda 214 inducen los voltajes V y Vdíst, respectivamente, sobre las bobinas detectoras 222, 224. De la misma manera, la bobina de excitación 212 también induce un voltaje en modo común V „, sobre cada una de las bobinas detectoras 222, 224. El voltaje en modo común Vcon1 es efectivamente el mismo sobre cada bobina detectora, debido a la simetría de la configuración física de las bobinas detectoras adentro de la bobina de excitación 212. Debido a que las bobinas detectoras 222, 224 se enrollan y se orientan físicamente en la misma dirección, y se conectan en sus extremos de terminales 228, 232, el voltaje común modal VC0(? inducido por la bobina de excitación 212 se sustrae, dejando solamente un voltaje diferencial Vdif que corresponde a las corrientes eddy en la moneda 214. Esto elimina la necesidad de circuitería adicional para sustraer el voltaje común modal Vcom. El voltaje común modal Vcom efectivamente se sustrae, debido a que tanto la bobina de detección distal 224 como la bobina de detección proximal 222 reciben el mismo nivel de voltaje inducido Vcom desde la bobina de excitación 212. A diferencia del voltaje común modal, los voltajes inducidos por la corriente eddy en las bobinas detectoras no son efectivamente los mismos. Esto se debe a que la bobina detectora proximal 222 se coloca a propósito más cerca de la moneda que pasa que la bobina detectora distal 224. Por consiguiente, el voltaje inducido en la bobina detectora proximal 222 es significativamente más fuerte, es decir, tiene una mayor amplitud, que el voltaje inducido en la bobina detectora distal 224. Aunque la presente invención sustrae el voltaje inducido por la corriente eddy sobre la bobina distal 224 del voltaje inducido por la corriente eddy sobre la bobina proximal 222, la diferencia de amplitud de voltaje es suficientemente grande para permitir una resolución detallada de la respuesta de la corriente eddy. Como se ve en la Figura 9, la bobina de excitación 212 está radialmente rodeada por un protector magnético 234. El protector magnético 234 tiene un alto nivel de permeabilidad magnética con el objeto de ayudar a contener el campo magnético que rodea a la bobina de excitación 212. El protector magnético 234 tiene la ventaja de impedir que el campo de dispersión magnética interfiera con otros sensores de corrientes eddy cercanos. El protector magnético está él mismo radialmente rodeado por una caja externa de acero 236. En una modalidad, la bobina de excitación utiliza un núcleo de cerámica cilindrico (v.gr., de alúmina) 238. La alúmina tiene las ventajas de ser impermeable a la humedad y de proporcionar una buena superficie de desgaste. Es deseable que el núcleo 248 pueda soportar el desgaste, debido a que puede entrar en contacto friccional con la moneda 214. La alúmina soporta el contacto friccional bien, debido a su alto grado de dureza, es decir, aproximadamente 9 en la escala de Mohs. Para formar el sensor de corrientes eddy 10, las bobinas de detección 222, 224 se enrollan en una forma de bobina (no mostrada) . Una forma preferida es un cilindro que tiene una longitud de 12.7 milímetros, un diámetro máximo de 6.6548 milímetros, un diámetro mínimo de 4.2164 milímetros, y dos ranuras de 1.524 milímetros de ancho separadas por 1.524 milímetros, y separadas de un extremo de la forma por 0.762 milímetros. Tanto la bobina de detección proximal 222 como la bobina detectora distal 224 tienen 350 vueltas de una capa de alambre magnético cubierto con esmalte A G #44 enrollado para llenar de una manera generalmente uniforme el espacio disponible en las ranuras. Cada una de las bobinas detectoras 222, 224 se enrolla en la misma dirección con los extremos terminales 228, 232 conectados entre sí por el alambre conductor 234. Los extremos de inicio 226, 230 de las bobinas detectoras 222, 224 se conectan con alambres identificados por separado en un cable de conexión. La bobina de excitación 212 es una capa generalmente uniforme enrollada sobre una forma de bobina de cerámica de alúmina cilindrica que tiene una longitud de 12.7 milímetros, un diámetro externo de 6.985 milímetros, y un espesor de pared de 0.79375 milímetros. La bobina de excitación 212 se enrolla con 135 vueltas de alambre magnético cubierto con esmalte AWG #42 en la misma dirección que las bobinas detectoras 222, 224. El voltaje de la bobina de excitación Vex se aplica a través del extremo de inicio 216 y del extremo terminal 218. Después de que se enrollan la bobina de excitación 212 y las bobinas detectoras 222, 224, la bobina de excitación 212 se desliza sobre las bobinas detectoras 222, 224 alrededor de un eje central común. En este momento, el sensor 210 se conecta con un oscilador de prueba (no mostrado) , el cual aplica el voltaje de excitación Ve? a la bobina de excitación 212. La posición de la bobina de excitación se ajusta a lo largo del eje de la bobina para dar una respuesta nula desde las bobinas detectoras 222, 224 en un voltímetro de corriente alterna sin metal cerca de los embobinados.

Entonces se desliza el campo magnético 144 sobre la bobina de excitación 212 y sea ajusta para dar nuevamente una respuesta nula desde las bobinas detectoras 222, 224. El campo magnético 244 y las bobinas 212, 222, 224 dentro del campo magnético 244, se colocan entonces en la caja de acero externa 246, y se encapsulan con una resina polimérica (no mostrada) para "congelar" la posición del campo magnético 244 y de las bobinas 212, 222, 224. Después de que se cura la resina, un extremo del sensor de corrientes eddy 210 más cercano a la bobina detectora proximal 222 se lija y se traslapa para producir una superficie plana y lisa con las bobinas 212, 222 ligeramente separadas adentro de la resina. Con el objeto de detectar el efecto de la moneda 214 sobre los voltajes inducidos sobre las bobinas detectoras 222, 224, se prefiere utilizar una combinación de análisis de fase y de amplitud del voltaje detectado. Este tipo de análisis minimiza los efectos de las variaciones en la geometría superficial de la moneda y en la distancia entre la moneda y las bobinas. El voltaje aplicado a la bobina de excitación 212 hace que fluya corriente en la bobina 212, que queda detrás del voltaje 220. Por ejemplo, la corriente puede atrasar el voltaje 220 por 90 grados en una bobina superconductora. En efecto, las corrientes eddy 214 de la moneda imponen una pérdida resistiva sobre la corriente en la bobina de excitación 212. Por consiguiente, la diferencia de fase inicial entre el voltaje y la corriente en la bobina de excitación 212 disminuye por la presencia de la moneda 214. Por lo tanto, cuando las bobinas detectoras 224, 226 tienen un voltaje inducido sobre ellas, la diferencia de fase entre el voltaje aplicado a la bobina de excitación 212 y el de las bobinas detectoras, se reduce debido al efecto de la corriente eddy en la moneda. La cantidad de reducción en la diferencia de fase es proporcional a las características eléctricas y magnéticas de la moneda y, por consiguiente, a la composición de la moneda. Mediante el análisis tanto de la diferencia de fase como de la máxima amplitud, se puede hacer una evaluación precisa de la composición de la moneda. Las Figuras 12A y 12B ilustran un detector sensible a la fase preferido 250 para muestrear la señal de salida diferencial Vdjf desde las dos bobinas detectoras 222, 224. La señal de salida diferencial Vdif se pasa a través de un amplificador amortiguador 252 y hasta un interruptor 254, en donde se muestrea la Vdíf amortiguada una vez por ciclo cerrándose momentáneamente el interruptor 254. El interruptor 254 se controla mediante una serie de impulsos de referencia producidos a partir de la señal Ve?, un impulso por ciclo. Los impulsos de referencia 258 se sincronizan con el voltaje de excitación Ve?, de tal manera que la amplitud de la señal de salida diferencial Vdjf durante el intervalo de muestreo, es una función no solamente de la amplitud de los voltajes de la bobina detectora 236, 238, sino también de la diferencia de fase entre las señales en la bobina de excitación 212 y las bobinas de detección 236, 238. Los impulsos derivados a partir de Ve? se retrasan por un "ángulo de desfasamiento" que se puede ajustar para minimizar la sensibilidad de Vdif a las variaciones en el espacio entre la cara proximal del sensor 210 y la superficie de la moneda 214 que se está detectando. El valor del ángulo de desfasamiento para cualquier moneda dada se puede determinar empíricamente moviendo un disco metálico convencional, hecho del mismo material que la moneda 214, desde una posición en donde hace contacto con la cara del sensor, hasta una posición en donde queda separado de aproximadamente 0.0254 milímetros a 0.508 milímetros de la cara del sensor. La muestra de señal desde el detector 250 se mide en ambas posiciones, y se anota la diferencia entre las dos mediciones. Este proceso se repite en varios ángulos de desfasamiento diferentes para determinar el ángulo de desfasamiento que produce la diferencia mínima entre las dos mediciones. Cada vez que se muestrea la Vdlf amortiguada, la muestra resultante se pasa a través de un segundo amplificador intermedio 256 y hasta un convertidor de analógico a digital (no mostrado) . El valor digital resultante se suministra a un microprocesador (no mostrado) , el cual compara ese valor con varios rangos diferentes de valores almacenados en una tabla consulta (no mostrada) . Cada rango almacenado de valores corresponde a un material de moneda particular y, por consiguiente, el material de moneda representado por cualquier valor de muestra dado es determinado por el rango almacenado particular en el cual cae el valor de la muestra. Los rangos de valores almacenados se pueden determinar empíricamente simplemente midiendo un lote de monedas de cada denominación, y almacenando el rango de valores resultante medido para cada denominación.

Claims (4)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un sensor de discriminación de monedas para discriminar entre monedas deseadas e indeseadas, el cual comprende: una bobina de excitación para producir un campo magnético alterno; acoplándose los campos magnéticos alternos con las monedas deseadas e indeseadas para inducir corrientes eddy (parásitas) ; y una bobina de detección que tiene un par de embobinados para detectar las corrientes eddy en las monedas deseadas e indeseadas, colocándose dichos embobinados a diferentes distancias de las monedas para producir un voltaje diferencial que corresponde a la composición de las monedas deseadas e indeseadas que se están detectando.
2. 2. Un sistema detector de discriminación de monedas para discriminar entre monedas deseadas e indeseadas, el cual comprende: una bobina de excitación que tiene un voltaje aplicado a ella para producir un campo magnético alterno, acoplándose dicho campo magnético alterno con las monedas deseadas e indeseadas para inducir corrientes eddy; una bobina de detección para detectar las corrientes eddy a partir de las monedas deseadas e indeseadas, produciendo dicha bobina de detección un voltaje diferencial que corresponde a la composición de las monedas deseadas e indeseadas que se están detectando; y un elemento para detectar una diferencia de fase entre el voltaje aplicado a la bobina de excitación y el voltaje diferencial inducido en la bobina de detección.
3. 3. El sistema detector de discriminación de monedas para discriminar entre monedas deseadas e indeseadas de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento para detectar una diferencia de fase entre el voltaje aplicado a la bobina de excitación y el voltaje diferencial inducido en la bobina de detección, también comprende además un elemento para detectar una amplitud de dicho voltaje diferencial.
4. 4. Un sistema detector de discriminación de monedas para discriminar entre monedas deseadas e indeseadas, el cual comprende: una bobina de excitación que tiene un voltaje senoidal aplicado a ella para producir un campo magnético alterno, acoplándose dicho campo magnético alterno con las monedas deseadas e indeseadas para inducir corrientes eddy en las mismas; una bobina de detección para detectar las corrientes eddy a partir de las monedas deseadas e indeseadas, teniendo dicha bobina de detección una bobina proximal colocada adyacente a las monedas deseadas e indeseadas, y una bobina distal colocada más lejos de las monedas deseadas e indeseadas, en donde las bobinas proximal y distal se enrollan en la misma dirección que la bobina primaria, teniendo dicha bobina proximal un extremo de inicio y un extremo de terminación, teniendo dicha bobina distal un extremo de inicio y un extremo terminal, conectándose el extremo terminal de la bobina distal con el extremo terminal de la bobina proximal, poniéndose uno del extremo de inicio de la bobina proximal y de la bobina distal eléctricamente a tierra, y quedando el otro sin tierra, exhibiendo el extremo que no está a tierra un voltaje diferencial que corresponde a la composición de las monedas deseadas e indeseadas que se están detectando; y un elemento para detectar una diferencia de fase entre el voltaje aplicado a la bobina de excitación y el voltaje diferencial inducido en la bobina de detección.