Устройство для идентификации и сортировки монет

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а точнее к механизмам включения автоматов, приводимых в действие монетами и жетонами. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности распознавания монет. Устройство содержит генератор, катушки индуктивности, расположенные соосно, магнитопровод, монетопровод между катушками индуктивности, исполнительный блок и индикатор, кроме этого в устройство введены делитель частоты, формирователь импульсов индуцируемого в идентифицируемой монете тока, счетчик выходных импульсов заданной амплитуды и широтно-импульсный детектор, делитель частоты и формирователь импульсов включены между генератором и одной катушкой индуктивности, две другие катушки индуктивности включены встречно и соединены со счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды и с первым входом широтно-импульсного детектора, выходы которых соединены с входами исполнительного блока, выход генератора соединен со вторым входом широтно-импульсного детектора. Множество сигналов вихревых токов при движении монеты в монетопроводе преобразуется в одну числовую характеристику, длительность первой полярности выходного сигнала преобразуется в другую числовую характеристику, сигнал после их обработки достаточен для идентификации монеты. 2 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а точнее к механизмам включения автоматов, приводимых в действие монетами или жетонами. Оно предназначено для использования в торговых и кассовых автоматах, турникетах, телефонах-автоматах.

Известно устройство для идентификации и сортировки монет, которое располагает для каждого номинала отдельным монетоприемником [1] содержащее задающий генератор, монетопровод, распознающий узел и исполнительный блок с индикатором. Однако для монет каждого номинала в таком устройстве необходим отдельный распознающий узел, содержащий множество датчиков, мимо которых плавно проходит контролируемая монета и каждый из которых реагирует на одну из характеристик монеты.

Известно устройство с одним приемным узлом для всех номиналов монет, содержащее электромагнитные катушки и анализатор сигналов, например по гармоническим составляющим [2] Общими с предлагаемым решением признаками такого устройства являются: задающий генератор, электромагнитные катушки, магнитопровод, монетопровод, анализатор сигналов, исполнительный блок с индикатором. Однако такому устройству необходима сложная аналоговая электроника для анализа сигналов, что не позволяет широко использовать данное устройство.

Известно устройство для идентификации и сортировки монет, содержащее электромагнитные катушки и пороговый решающий узел, содержащий только двоичные логические элемента.

На фиг. 1,2 приведены схемы предлагаемого устройства. Оно состоит из генератора 1, мостовой схемы 2, формирователя сигнала 3, блока 4 определения числа экстремумов напряжения, индикатора 5, исполнительного блока 6.

Устройство прототип работает следующим образом.

Выходное напряжение генератора 1 поступает на мостовую схему 2, содержащую четыре катушки индуктивности, включенные в мостовую схему. При прохождении монет мимо съемных катушек мостовой схемы получают сигнал разбаланса моста, который имеет два максимума напряжения. Блок 4 определения числа экстремумов напряжения, состоит из триггера 7 и элемента задержки, позволяет фиксировать экстремум напряжения на выходе мостовой схемы 2. Импульс о балансе мостовой схемы 2 поступает с формирователя 3 сигнала на триггер и переводит его в единичное состояние. Выход триггера соединен с элементом 8 задержки. Через определенное время элемент 8 задержки выдает сигнал на исполнительный блок 6, открывая монете путь в кассу. При двойном экстремуме напряжения формирователь 3 сигнала выдает два импульса, которые за время задержки дважды переключают триггер, который запрещает поступление монеты в кассу, интерпретируя ее как суррогат.

Устройству-прототипу присущи следующие недостатки. Монеты разных геометрических размеров характеризуются различными амплитудами сигналов разбаланса моста. Поэтому для каждой монеты нужен свой приемный узел и отдельное решающее устройство, что не позволяет сделать автомат для приема монет различных достоинств.

Надежность отличения монет от суррогатов остается низкой, поскольку каждая монета характеризуется одним параметром сигнала только его амплитудным значением.

Целью изобретения является создание такого устройства, которое контролирует множество номиналов монет не по одному параметру, а по нескольким, расширение его функциональных возможностей за счет определения числового вектора идентификации любой монеты и в результате повышение точности распознавания монет.

Цель достигается тем, что монетопровод имеет геометрические размеры, позволяющие пропускать монеты любых достоинств. На интервале времени свободного движения монеты по монетопроводу поверхность монеты сканируется импульсным магнитным полем, которое является равномерным внутри щели, частично перекрываемой монетой. Зона равномерного поля возбуждения вихревых токов в монете представляет собой движущуюся вдоль монеты хорду. Двумя съемными катушками воспринимается только сигнал, индуцируемый вихревым полем монеты, а сигналы, индуцируемые полем возбуждения, вычитаются. Сигнал вихревых токов монете является двухпараметровым, он характеризуется амплитудой и длительностью первой полярности. Множество сигналов вихревых токов при движении монеты по монетопроводу преобразуется счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды в первую числовую характеристику, а длительность первой полярности выходного сигнала преобразуется во вторую числовую характеристику широтно-импульсным детектором. Первая и вторая числовые характеристики являются компонентами числового вектора монеты. Множество векторов монеты определенного достоинства образуют двумерную область идентификации монеты.

Таким образом, предлагаемое устройство содержит задающий генератор, катушки индуктивности, расположенные соосно, магнитопровод, окружающий катушку индуктивности, исполнительный блок, соединенный с индикатором, последовательно соединенные делитель частоты и формирователь импульсов тока возбуждения индуцированного тока в идентифицируемой монете, счетчик выходных импульсов заданной амплитуды и широтно-импульсный детектор, причем, делитель частоты и формирователь импульсов тока включены между задающим генератором и одной катушкой индуктивности, две другие катушки включены встречно и соединены со счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды и с первым входом широтно-импульсного детектора, выходы которых соединены со входами исполнительного блока, выход задающего генератора соединен со вторым входом широтно-импульсного детектора.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что отличительными признаками предлагаемого решения являются: последовательно соединенные делитель частоты и формирователь импульсов тока возбуждения индуцированного тока в идентифицируемой монете, счетчик выходных импульсов заданной амплитуды и широтно-импульсный детектор, причем, делитель частоты и формирователь импульсов тока включены между задающим генератором и одной катушкой индуктивности, две другие катушки включены встречно и соединены со счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды и с первым входом широтноимпульсного детектора, выходы которых соединены со входом исполнительного блока, выход задающего генератора соединен со вторым входом широтно-импульсного детектора.

Схема предлагаемого устройства приведена на фиг.2. Оно содержит генератор 1, выход которого соединен с входом делителя частоты 2, выход которого через формирователь импульсов тока возбуждения индуцируемых токов подключен к катушке возбуждения 4, соосно с катушкой возбуждения размещены съемные катушки 5, 6; между съемной катушкой 5 и катушкой возбуждения 4 помещен монетопровод 7, катушки заключены в магнитопровод 8, съемные катушки 5, 6 включены встречно и соединены с счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды 9 и широтно-импульсным детектором 10, второй вход которого подключен к генератору 1, выходы блоков 9 и 10 подключены к входам исполнительного блока 11, выход которого соединен с индикатором 12.

Устройство для идентификации и сортировки монет работает следующим образом. Выходные импульсы генератора 1 поступают на делитель частоты, с выхода которого импульсы низкой частоты запускают формирователь импульсов тока 3. Импульсы тока преобразовываются катушкой 4 в импульсное магнитное поле, которое воздействует на монету, свободно перемещающуюся по монетопроводу 7. Все катушки имеют прямоугольное сечение. Во время движения монеты на нее воздействует магнитное поле катушки в виде движущейся вдоль монеты хорды. В положении, когда хорда совпадает с диаметром монеты, в съемных катушках 5, 6 индуцируется сигнал максимальной амплитуды.

Когда монета находится на входе и выходе монетопровода, амплитуда выходных сигналов равна нулю, поскольку вихревые токи в монете отсутствуют, а катушки 5, 6 включены встречно и сигналы, создаваемые возбуждающим полем вычитаются. Выходные сигналы катушек, создаваемые индуцированным током, являются двухполярными. Счетчик выходных импульсов заданной амплитуды, выполненного, например, в виде компаратора и последовательного счетчика, определяется количество импульсов, а детектор 10 длительность сигнала.

Стоимость монеты отображается индикатором 12. Если обе цифровые компоненты цифрового вектора монеты не укладываются в область идентификации, то монета идентифицируется как суррогат.

Монета определенного достоинства характеризуется двумя многоразрядными числами. Первое число является функцией ее геометрических размеров, а второе функцией материала, из которого сделана монета. Этим определяется высокая точность проверки монеты на соответствие ее области идентификации.

Поскольку числовые величины являются многоразрядными, то области идентификации монет не перекрываются. Это позволяет использовать один монетоприемник и один распознающий узел для монет всех достоинств. Это расширяет функциональные возможности и увеличивает точность распознавания идентифицируемой монеты.

Формула изобретения

Устройство для идентификации и сортировки монет, содержащее генератор, катушки индуктивности, расположенные соосно, магнитопровод, окружающий катушки индуктивности, монетопровод, расположенный между катушками индуктивности, исполнительный блок, соединенный с индикатором, отличающееся тем, что в устройство введены делитель частоты, формирователь импульсов тока возбуждения индуцированного тока в идентифицируемой монете, счетчик выходных импульсов заданной амплитуды и широтно-импульсный детектор, причем делитель частоты и формирователь импульсов тока возбуждения включены между генератором и одной катушкой индуктивности, две другие катушки включены встречно и соединены со счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды и первым входом широтно-импульсного детектора, выходы которых соединены с входами исполнительного блока, выход генератора соединен с вторым входом широтно-импульсного детектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2