專利名稱：硬幣靜態電磁特征測試方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種硬幣靜態電磁特征測試方法及測試儀。
背景技術：
為區別于其它種類的硬幣，顯示自我幣值和防偽，每種硬幣都有自己的特征。硬幣特征共有兩套，其中一套是視覺特征，又稱為大眾防偽特征，包括硬幣的大小、顏色、材質、 花紋等。另一套就是電磁特征，又稱為專家防偽特征，包括硬幣的直流電導率、硬幣的交流電導率、最大磁感應強度、剩磁、矯頑力、起始磁導率、最大磁導率等。在對硬幣進行特征分析時，在硬幣生產過程中，對硬幣進行質量檢測時，在硬幣流通中，對硬幣進行識別時，都要測試硬幣的電磁學特征。硬幣電磁學特征測試分動態和靜態兩大類。在硬幣流通領域內所用的硬幣清分機、地鐵售票機、公交投幣機等對硬幣電磁特征進行測試時，都用動態測量法。在幣道兩側分別安放一只測試線圈，兩線圈或串聯相連， 或并聯相連，兩根輸出線與一 LC振蕩電路的輸入端相連，這樣，LC振蕩電路的輸出端就輸出一交變信號。當真偽硬幣通過測試線圈時，線圈中的交變磁場作用在硬幣上，硬幣中就感應出電渦流，電渦流又產生出一個次級磁場，它與原磁場相互疊加導致原磁場發生變化，使測試線圈內磁通改變，從而使測試線圈的復阻抗發生變化，該變化導致LC振菔電路的交變信號的頻率和幅度發生相應的變化。這種變化與硬幣的電磁特征一一對應，所以，測出交變信號的變化就相當于測出了硬幣的電磁特征，從而達到辯別硬幣真偽和幣值的目的。中國專利號ZL03113396. 7，德國scan coin等硬幣識別器就是根據LC振蕩電路的頻率變化量和幅度變化量來識別硬幣的。所謂依據硬幣動態電磁特征來測試、識別硬幣，是在硬幣滾動過程中對硬幣進行測試、識別。顯然，測試過程中，頻率擾動和幅度變化不是一個常量，而是變化量，幣道用材和設計，硬幣滾動速度等也直接影響著測試結果。為了測試出與硬幣電磁特征相對應的頻率擾動和幅度變化，對硬幣電磁特征進行客觀的評價，必須排除與硬幣電磁特征無關的因
ο為了精確測出硬幣的電磁學特征，常用靜態法。靜態測試又分兩種。第一種靜態測試法是應用相應的測試儀器直接測出硬幣各個物理量。第二種靜態測試法是應用渦流法測試硬幣磁物理量和電物理量的效應，即測試與硬幣磁物理量和電物理量存在對應關系的，LC振蕩電路的頻率擾動量和振蕩信號幅度變化量。對硬幣進行電磁特征分析和質量檢測、對新硬幣進行電磁特征設計，常用靜態渦流測試法。
發明內容
1.發明目的
3
本發明目的是排除與硬幣電磁特征無關的因素，采用靜態渦流測試法，測試出只與硬幣電磁特征相對應的頻率擾動和幅度變化，為硬幣動態電磁特征測試、識別提供理論依據和技術支持。本發明目的還在于，提出的測試方法與裝置不僅能測試、顯示LC振蕩信號的基頻頻率和幅度，而且能測試、顯示硬幣置入測試線圈后，LC振蕩電路頻率擾動量、頻率擾動百分比、幅度變化量。這些特征量是識別硬幣、金銀幣和紀念幣真偽和幣值最重要的量，也是檢驗硬幣、硬幣中間體、硬幣工藝是否合格最重要的依據。2.技術方案本發明技術方案是硬幣靜態電磁特征測試方法，將兩只測試線圈平行放置，一只線圈一端與另一線圈的異名端相連，串聯相連線圈的一端接振蕩電路晶體管Tl集電極，另一端接R1、R2、C1、C2、C3的共同連接點處。首先，當硬幣未置入測試線圈時，單片機測試LC振蕩電路的頻率、即整形電路輸出的頻率fo和LC振蕩電路交變信號的幅度、即整流濾波電路輸出的電壓％。它們反映了硬幣未進入電磁場時，LC振蕩電路的初始狀態。當硬幣置入測試線圈后，單片機再次測試LC振蕩電路的頻率、即整形電路輸出的頻率f和LC振蕩電路交變信號的幅度、即整流濾波電路輸出的電壓V。計算Δf = f-f。r =冬χ 100%
JoAV = V-V0每一種真幣都對應一組靜態電磁特征參量，S卩Af、r、AV0單片機將測試的電磁特征參量與機內存儲的真幣特征量相比較，確定該幣是某幣值真幣或偽幣。測試單片機7 再將測試結果、r、、及幣值通過串行口傳給液晶模塊控制單片機8，并在液晶顯示模塊9上顯不。LC振蕩器的輸出端即電阻R4接整形電路Ul的輸入端，LC振蕩器輸出端通過電容 C5接整流濾波電路的輸入端，即晶體管T2的基極。整形電路的輸出端即整形集成電路Ul的輸出端接單片機7的輸入端，即單片機7 集城電路U3的“11”腳，整流濾波電路的輸出端即晶體管T3的集電極接單片機7集成電路 U3的“2”腳。單片機7集成電路U3的“17”腳接液晶顯示模塊控制單片機8集成電路AT89C2051 的2腳。液晶顯示模塊控制單片機8集成電路AT89C2051通過并行口接液晶顯示模塊。硬幣靜態電磁特征測試儀，由信號采集電路、信號處理電路和信號處理單片機、測試結果顯示電路組成；其中信號采集電路包括測試線圈Li、L2、LC振蕩電路4 ；信號采集電路就是產生交變信號的電路；信號處理電路包括整形電路5、整流濾波電路6、單片機7 ；測試結果顯示電路包括液晶顯示模塊控制單片機8和液晶顯示模塊9 ；其中測試線圈Li、L2 的輸出端接LC振蕩電路4的輸入端；LC振蕩電路4的輸出端接整形電路5、整流濾波電路 6 ；整形電路5、整流濾波電路6的輸出端分別接單片機7的輸入端；單片機7輸出端接液晶顯示模塊控制單片機8和液晶顯示模塊9。整形電路將交變信號整為方波信號，以便單片機計數；整流濾波電路將交變信號的幅度變為直流電壓，以便單片機取樣。單片機負責測試并作相應的信號處理，通過串行口，將測試結果傳給另一單片機，該單片機控制液晶顯示模塊顯示結果。3.有益效果本發明與現有技術相比具有如下的有益效果①本發明不是直接測試硬幣電物理量和磁物理量，而是應用渦流法測試硬幣電物理量和磁物理量的效應，即測試與硬幣電物理量和磁物理量存在對應關系的，LC振蕩電路的頻率擾動量Δ ·、ι·和振蕩信號幅度變化量AV。本發明在硬幣電磁特征測試、硬幣電磁特征設計、硬幣識別中更實用。②本發明不同于硬幣動態電磁特征測試，它排除了幣道用材、幣道設計、摩擦靜電對測試結果的影響，所測結果客觀地反應了硬幣的電磁特征。③本發明測試結果為相對值，因此，生產中無須調試。④本發明所用器件少，溫漂小，性能穩定，適于長時間運行。
四
圖1是本發明的硬幣靜態電磁特征測試儀的原理圖。其中有試線圈L1、L2、硬幣 2、LC振蕩電路4、整形電路5、整流濾波電路6、單片機7、液晶顯示模塊控制單片機8和液晶顯示模塊9。圖2是本發明的電原理圖。
五、具體實施方案參見附圖，本發明的硬幣靜態電磁特征測試系統儀，由信號采集電路、信號處理電路和信號處理單片機、液晶顯示模塊控制單片機和液晶顯示模塊所組成。信號采集電路包括測試線圈Li、L2、LC振蕩電路4 ；信號處理電路包括整形電路5、整流濾波電路6、單片機 7 ；液晶顯示模塊控制單片機8和液晶顯示模塊9。其中測試線圈Li、L2的輸出端接LC振蕩電路4的輸入端，LC振蕩電路4的輸出端接整形電路5、整流濾波電路6。整形電路5、整流濾波電路6的輸出端分別接單片機7的輸入端“11”和“2”。單片機7的輸出端“17”接液晶顯示模塊控制單片機8的“2”端；液晶顯示模塊控制單片機8通過并行口接液晶顯示模塊9。測試線圈Ll與測試線圈L2相串聯，測試線圈L2的另一端接振蕩電路4中晶體管 Tl的集電極，測試線圈Ll的另一端接電阻R1、R2、電容C1、C2、C3的共同連接點處。LC振蕩器4的輸出端即電阻R4接整形電路5即整形集成電路Ul的輸入端，同時LC振蕩器4的輸出端還接整流濾波電路6的輸入端即晶體管T2的基極。整形電路5的輸出端即整形集成電路Ul的輸出端接單片機7的輸入端即單片機集成電路U3的“11”腳，整流濾波電路6 的輸出端即晶體管T3的集電極接單片機集成電路U3的“2”腳。單片機7的輸出端即單片機集成電路U3的“17”腳接液晶顯示模塊控制單片機8的“2”腳。液晶顯示模塊控制單片機8通過并行口接液晶顯示模塊9。本發明LC振蕩電路4中晶體管Tl為NPN晶體管，整形電路中集成電路Ul的型號為74HC4584，整流濾波電路6中晶體管T2、T3均為NPN晶體管，單片機7的型號為 PIC16F76，液晶顯示模塊控制單片機8的型號為89C2051，液晶顯示模塊的型號為南京國顯HD44780。本發明平行放置兩只測試線圈的距離為4毫米。當然，本發明的范圍不僅只限于實施例給出的尺寸和電路。
權利要求
1.硬幣靜態電磁特征測試方法，其特征是將兩只測試線圈平行放置，一只線圈一端與另一線圈的異名端相連，串聯相連線圈的一端接振蕩電路晶體管Tl集電極，另一端接R1、 R2、C1、C2、C3的共同連接點處；當硬幣未置入測試線圈時，單片機測試LC振蕩電路的頻率、 即整形電路輸出的頻率&和LC振蕩電路交變信號的幅度、即整流濾波電路輸出的電壓Vtl， 它們反映了硬幣未進入電磁場時，LC振蕩電路的初始狀態；當硬幣置入測試線圈后，單片機再次測試LC振蕩電路的頻率、即整形電路輸出的頻率 f和LC振蕩電路交變信號的幅度、即整流濾波電路輸出的電壓V ；計算Δ f = f-f0r = ^x 100% /oΔ V = V-V0每一種真幣都對應一組靜態電磁特征參量，即Δ ·、ι·、AV;單片機將測試的電磁特征參量與機內存儲的真幣特征量相比較，確定該幣是某幣值真幣或偽幣。
2.硬幣靜態電磁特征測儀，其特征是由信號采集電路、信號處理電路和信號處理單片機、測試結果顯示電路組成；其中信號采集電路包括二只測試線圈L1、L2、LC振蕩電路(4)； 信號采集電路就是產生交變信號的電路；信號處理電路包括整形電路(5)、整流濾波電路 (6)、第一單片機(7)；測試結果顯示電路包括液晶顯示模塊控制的第二單片機(8)和液晶顯示模塊(9)；其中測試線圈L1、L2的信號輸出端接LC振蕩電路(4)的輸入端；LC振蕩電路⑷的輸出端接整形電路(5)、整流濾波電路(6)；整形電路(5)、整流濾波電路(6)的輸出端接第一單片機(7)的輸入端；第一單片機(7)的輸出端接液晶顯示模塊控制的第二單片機(8)和液晶顯示模塊(9)；整形電路是將交變信號整為方波信號的電路，由單片機計數；整流濾波電路是將交變信號的幅度變為直流電壓的電路，由第一單片機取樣，單片機測試并作相應的信號處理，通過串行口，將測試結果傳給第二單片機。
3.根據權利要求2所述的硬幣靜態電磁特征測試儀，其特征是LC振蕩器的輸出端即電阻R4接整形電路Ul的輸入端，LC振蕩器輸出端通過電容C5接整流濾波電路的輸入端， 即晶體管T2的基極；整形電路的輸出端即整形集成電路Ul的輸出端接單片機(7)的輸入端，即U3的“11”腳，整流濾波電路的輸出端即晶體管T3的集電極接第一單片機U3的“2” 腳；第一單片機U3的“17”腳接液晶顯示模塊控制的第二單片機(8)即AT89C2051的2腳； 液晶顯示模塊控制的第二單片機AT89C2051通過并行口接液晶顯示模塊。
全文摘要
硬幣靜態電磁特征測試方法及裝置，將兩只測試線圈平行放置，一只線圈一端與另一線圈的異名端相連，串聯相連線圈的一端接振蕩電路晶體管T1集電極，另一端接R1、R2、C1、C2、C3的共同連接點處；當硬幣未置入測試線圈時，單片機測試LC振蕩電路的頻率、即整形電路輸出的頻率f0和LC振蕩電路交變信號的幅度、即整流濾波電路輸出的電壓V0，反映了硬幣未進入電磁場時，LC振蕩電路狀態；當硬幣置入測試線圈后，單片機再次測試LC振蕩電路的頻率、即整流濾波電路輸出的電壓V；每一種真幣都對應一組靜態電磁特征參量，即Δf、r、ΔV；單片機將測試的電磁特征參量與機內存儲的真幣特征量相比較，確定該幣是某幣值真幣或偽幣。
文檔編號G07D5/08GK102446374SQ201010297850
公開日2012年5月9日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者黃來友 申請人:南京大學