專利名稱：雙金屬硬幣的鑒別器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種硬幣鑒別器，它包括一條硬幣通路，可安排包含用不同的金屬和/或金屬合金制造的第一部分和第二部分的硬幣沿該通路通過；與硬幣通路相鄰地布置的線圈裝置；用于向線圈裝置輸送隨時間變化的驅動信號的電子裝置；以及用于檢測在硬幣中由線圈裝置感應產生的渦流電流的檢測裝置。此外，本發明還涉及一種用于測量在這種硬幣的第一和第二部分之間的接頭處的電導率的方法。
被布置成通過使硬幣受到磁脈沖作用并檢測在硬幣中感應生成的渦流電流的衰減而測量硬幣的電特性如電阻或電導率的硬幣鑒別器在本技術領域中是普遍知曉的。這種硬幣鑒別器可用在各種各樣的硬幣處理機如硬幣計數機、硬幣分類機、用于自動售貨機和游戲機的硬幣確認器等中。已經早就知道的硬幣處理裝置例如公開在WO97/07485和WO87/07742中。
這種硬幣鑒別器的工作方式在例如GB-A-2135095中作了描述，其中，一個硬幣識別裝置包括一個發送線圈，該線圈被通以矩形電壓脈沖的脈沖，以便產生一個在一正通過的硬幣中感應生成的磁脈沖。在硬幣中如此產生的渦流電流產生一由一接收線圈監視或檢測的磁場。接收線圈可以是一個單獨的線圈，或者可以按另一種方案由具有兩種操作模式的發送線圈構成。通過監控在硬幣中感應產生的渦流電流的衰減，就可得到代表硬幣電導率的值，這是因為衰減率是電導率的函數。
現有技術的硬幣鑒別器常常采用一個直徑小于硬幣直徑的小線圈。該線圈在硬幣的任一點上感應并檢測渦流電流(硬幣的受到上述電導率測量的實際部分將根據硬幣相對于線圈的取向、速度、角度等而改變)。對于用單種金屬或金屬合金制造的普通的均質硬幣而言，這一手段已經足夠。
但是，近年來已經在各個國家的市場上發行了雙金屬硬幣。雙金屬硬幣的一個公知的例子為法國的面值為10法郎的硬幣。此外，在歐州共同體內不久將發行的某些歐元硬幣也計劃是雙金屬型的。
雙金屬硬幣如下所述地制造。從要制造雙金屬硬幣的兩種金屬或金屬合金的板材(也稱為坯料)上沖出外環與中間盤。然后，將中間盤裝配在外環中，并鑄造出硬幣。鑄幣包括在兩個硬化的模子之間壓制硬幣。模子將正面和背面的圖案壓印在硬幣上并強行將中間盤與外環合成一體。中間盤與外環之間的連接處被稱為接頭。
如果中間盤與外環是潔凈的并且無氧化物，則金屬之間的接頭將具有幾乎為零的電阻。理想的是，金屬或合金的電阻要比跨越接頭的電阻大得多。但是，如果外環或中間盤在鑄幣之前被覆蓋以一層氧化物，則接頭的電阻將比金屬或合金的電阻大。這樣，通過控制坯料在沖壓和鑄幣之間的處理和儲存條件，就有可能控制成品的雙金屬硬幣的接頭電阻(或者按另一種方案，控制基本上為電阻的倒數的接頭電導率)。
按這種方法控制接頭的電阻可被特別理想地用作一種防偽措施。在生產中，電阻太小或太大的硬幣都不會被發行。為了使這種受控制的生產切實可行，要求有一種反復測量大量硬幣的接頭電阻的方法。
上述現有技術的硬幣鑒別器不能足夠精確地確定接頭電阻或電導率，因為所獲得的測量結果將根據硬幣上的實際測量點而有很大程度的變化。換句話說，如果給定硬幣的電導率碰巧是在位于外環上的一點上測量的，則測量結果將與在中間盤上所測得的結果不同。此外，如果測量點包括外環與中間盤之間的接頭的一部分，就將得到另一種測量結果。在權利要求1的前序部分中記載了一種按照現有技術的硬幣鑒別器。
因此，本發明的一個目的為允許可重復地精確確定如下所述硬幣的接頭電導率或電阻，即該硬幣包含用不同金屬或金屬合金制成的一個第一部分和一個第二部分，例如為一種雙金屬硬幣。
此目的是通過這樣一種硬幣鑒別器來實現的，該鑒別器包括一條將硬幣布置成可沿其通過的硬幣通路；與硬幣通路相鄰地設置的線圈裝置；用于向線圈裝置輸送隨時間變化的驅動信號的電子裝置；以及用于檢測在硬幣中由線圈裝置感應產生的渦流電流的檢測裝置，線圈裝置要如此布置，從而在硬幣中以這樣一種方式感應出渦流電流環路，即該環路在硬幣的一個預定區域中跨越硬幣的第一部分和第二部分之間的接頭。
此外，上述目的通過一種測量在硬幣的第一部分和第二部分之間的接頭處的電導率的方法而實現，其中，使硬幣受到由位于硬幣之外的線圈裝置產生的磁場的作用，以及由硬幣之外的檢測裝置檢測在硬幣中感應生成的渦流電流，磁場是如此產生的，以致有一渦流電流環路跨越在硬幣的預定區域中的接頭。
上述技術方案由所附的獨立權利要求限定。本發明的優選實施例是從屬權利要求的主題。
現在參考附圖更詳細地描述本發明，在圖中
圖1是按照本發明的一個優選實施例的硬幣鑒別器的示意剖視圖；圖2是圖1所示裝置的示意俯視圖；圖3是雙金屬硬幣和由圖1和2所示硬幣鑒別器在其中產生的渦流電流的示意說明圖。
如圖1所示，硬幣鑒別器包括一個其形狀為兩個線圈部分1a和1b的線圈裝置，該線圈部分與一個用于向其供應電壓脈沖的電子裝置7相連。此外，硬幣鑒別器包括用于檢測由磁脈沖在硬幣中感應產生的渦流電流的檢測裝置9，其中所述的磁脈沖是由線圈裝置響應從電子裝置7供應的電壓脈沖而產生的。線圈裝置1a,1b用作一個用于將一個沿一1mm厚的陶瓷板3按箭頭所指示的方向移過硬幣鑒別器的雙金屬硬幣5暴露在磁脈沖中的發送線圈，而所述磁脈沖在硬幣5中引起渦流電流，此外，線圈裝置還起一個接收線圈的作用，用于檢測由渦流電流在硬幣5中產生的磁場變化，并將其轉變成相應的電壓信號。
如圖3所示，硬幣5包括一個用第一種金屬或合金制成的環13a和一個用第二種金屬或合金制成的圓盤13b。圓盤13b與環13a之間的接頭用標號11表示。布置檢測裝置9，以測量渦流電流的衰減并響應此衰減地產生接頭電導率或電阻的值。如同在以后要說明的那樣，硬幣鑒別器要布置成在硬幣5的中心與硬幣鑒別器的中心平面21對準時進行電導率的測量。
如圖2所示，線圈裝置1a,1b包括一個第一線圈架17a和一個第二線圈架17b，它們設有各自的第一和第二繞組15a,15b。線圈架17a,17b具有一個基本上為半圓形的截面形狀并且對稱地布置在線圈中心平面21的兩側。線圈架17a和17b之間的距離約為5-10mm，每個半圓形截面的半徑約為10-20mm。在每個線圈架17a,17b上，電線以相等的匝數纏繞在線圈上。例如，包覆以聚氨酯的內徑為0.2mm且外徑約為0.25mm的銅線可用作在線圈架17a,17b上形成繞組15a,15b的電線。最好，每個繞組包括10-100匝，此外，一個繞組15a順時針纏繞，而另一個繞組15b則逆時針纏繞，其理由如下所述。
線圈的兩個半邊1a,1b的相鄰部分19a和19b包含基本上彼此平行地延伸并相對于線圈平面21對稱地布置的繞組線。此外，由于繞組15a,15b是由一根單一的連續導線形成的，當被來自電子裝置7的電壓脈沖驅動時，將有一共同的電流流過整個繞組15a,15b。對此，將在繞組15a,15b周圍產生脈沖磁場。在線圈的中心區域中，即在相鄰部分19a,19b和中心平面21的周圍，電流將在兩個繞組15a,15b中沿相同的方向流動，并因而將相互合作地產生一個磁場。
當硬幣如圖1所示地位于線圈的中間時，即當硬幣5的直徑23(見圖3)與線圈1a,1b的中心平面21對準時，測量接頭電導率。由電子裝置7供給線圈1a,1b的電壓脈沖的持續時間可根據實際應用選擇；不過，對于多數情況而言，10-100微秒的持續時間看來似乎是合適的。-由于上述布置，如同在圖3中示意地示出的那樣，在硬幣5中，沿大致與兩個繞組15a,15b的繞線圖案(即對稱的雙半圓形)相對應的通路，產生一渦流電流環路27。在硬幣中產生的渦流電流環路的精確形狀是一個復雜的課題，它難于數學模型化。不過，試驗已經表明，渦流電流環路有一大致與下面所描述的近似的流動。
圖1和2中所示的線圈是設計用于直徑小于線圈1a,1b的直徑的硬幣的。因此，在硬幣5中產生的渦流電流環路27具有一如圖3所示的形狀。在硬幣5的中心區域25中，即在靠近硬幣的直徑23的區域中，渦流電流環路27(或者實際上是兩個渦流電流環路27)將從在硬幣一側的某點至在硬幣另一側的某點平行于直徑23地延伸。當渦流電流環路27到達硬幣5的周邊時，渦流電流被迫繞硬幣表面流動，并且最終返回至硬幣的第一側。結果，在從硬幣的第一側至其相對側的途中，即沿硬幣5的直徑23，渦流電流環路27將兩次跨越硬幣5的環13a與圓盤13b之間的接頭11。這樣，由于測量是在硬幣5與線圈1a,1b對準時進行的，故渦流電流環路27的檢測必然包括接頭11，而不會像現有技術方案那樣忽略這方面。
通過采用按照本發明的硬幣鑒別器，就有可能減少偽造品的危險，這是因為，硬幣鑒別器在生產硬幣時可用于揀出這種硬幣，可以發現這種硬幣的接頭具有預定極限值以外的電阻或電導率。最好，硬幣鑒別器在操作上與在圖中未公開的儲存裝置相連，該儲存裝置用于儲存流通的硬幣種類的預定的接頭電導率或電阻的最大值和最小值。在測量了硬幣的電導率或電阻以后，將檢測裝置9的輸出與預定的極限值相比較，以便確定接頭電導率或電阻是否位于允許范圍內，其中在允許范圍內的硬幣允許發行，而未落入允許范圍內的硬幣將被阻止發行。
按照一種替代實施例，上述的硬幣鑒別器可用于通過確定硬幣的接頭電導率或電阻并將檢測值與預定的極限值相比較而確定已經在市場上存在的雙金屬硬幣的真實性。
上面已經參考幾個實施例描述了本發明。但是，在本發明的由所附獨立權利要求限定的范圍內，可能存在與上述幾個實施例不同的實施例。例如，線圈裝置可以用不同于電壓脈沖的電信號如正弦波或矩形波驅動。為了在硬幣中產生所要求的渦流電流，實際上可以采用任何一種隨時間變化的電驅動信號，這可以由本領域中的技術人員很容易地予以實現。
此外，線圈裝置可以包括兩個以上的線圈架和繞組。例如，線圈裝置可以用四個線圈架和繞組形成，它們最好相對于任一個或幾個線圈的中心平面對稱地布置。
權利要求
1．一種硬幣鑒別器，包括一條硬幣通路(3)，包含用不同的金屬和/或金屬合金制造的第一和第二部分(13a,13b)的硬幣(5)可被布置成沿該通路通過；與硬幣通路相鄰地設置的線圈裝置(1a,1b)；用于向線圈裝置輸送隨時間變化的驅動信號的電子裝置(7)；以及用于檢測在硬幣中由線圈裝置感應生成的渦流電流的檢測裝置(9)，其特征為，線圈裝置(1a,1b)被布置成在硬幣(5)中感應生成一個渦流電流環路(27)，該渦流電流環路在硬幣的一預定區域(25)中跨越硬幣的在第一和第二部分(13a,13b)之間的接頭(11)。
2．如權利要求1所述的硬幣鑒別器，其特征為，硬幣(5)的預定區域(25)靠近硬幣的直徑(23)。
3．如權利要求1或2所述的硬幣鑒別器，其特征為，線圈裝置(1a,1b)包括分別設有第一和第二繞組(15a,15b)的第一和第二線圈架(17a,17b)，繞組相互連接并以這樣一種方式與電子裝置(7)相連，即，在繞組的相鄰部分(19a,19b)中，第一繞組中電流的流動與第二繞組中電流的流動平行，并且流動方向相同。
4．如權利要求3所述的硬幣鑒別器，其特征為，第一和第二線圈架(17a,17b)具有基本上為半圓形的截面形狀。
5．如權利要求2至4中的任一項所述的硬幣鑒別器，其特征為，第一和第二線圈架(17a,17b)相對于線圈裝置(1a,1b)的中心平面(21)對稱地布置，繞組(15a,15b)的相鄰部分(19a,19b)基本上平行于此中心平面地延伸。
6．如權利要求2至5中的任一項所述的硬幣鑒別器，其特征為，第一和第二繞組(15a,15b)包括相同的電線匝數，匝數值最好在10和100之間。
7．如權利要求6所述的硬幣鑒別器，其特征為，第一線圈架(17a)上的繞組(15a)順時針纏繞，而第二線圈架(17b)上的繞組(15b)逆時針纏繞。
8．一種測量在由至少兩種不同的金屬或金屬合金構成的硬幣(5)的第一和第二部分(13a,13b)之間的接頭(11)處的電導率的方法，其中，硬幣受到位于硬幣外面的線圈裝置(1a,1b)的磁場的作用，并且用位于硬幣外面的檢測裝置(9)檢測在硬幣中感應生成的渦流電流，其特征為，產生磁場，從而一渦流電流環路(27)跨越在硬幣(5)的一個預定區域(25)中的接頭(11)。
9．如權利要求8所述的方法，其特征為，渦流電流環路(27)跨越在硬幣(5)的直徑(23)附近的接頭(11)。
10．如權利要求8或9所述的方法，其特征為，進一步包括以下步驟將檢測裝置(9)的輸出與電導率值的預定范圍進行比較；以及根據比較結果確定硬幣是真的還是假的。
11．如權利要求8或9所述的方法，其特征為，進一步包括以下步驟將檢測裝置(9)的輸出與電導率值的預定范圍進行比較；以及根據比較結果確定硬幣的電導率是否滿足預定的要求。
全文摘要
一種硬幣鑒別器具有:一條硬幣通路(3),將包含有用不同的金屬和/或金屬合金制成的第一和第二部分(13a,13b)的硬幣(5)布置成可沿其通過;與硬幣通路相鄰地布置的線圈裝置(1a,1b);用于向線圈裝置輸送隨時間變化的驅動信號的電于裝置(7);以及用于檢測在硬幣中由線圈裝置感應產生的渦流電流的檢測裝置(9)。線圈裝置(1a,1b)被布置成在硬幣(5)中感應形成一個渦流電流環路(27),該環路在硬幣的預定區域(25)中跨越在硬幣的第一和第二部分(13a,13b)之間的接頭(11)。
文檔編號G07D5/08GK1289429SQ9980249
公開日2001年3月28日 申請日期1999年1月26日 優先權日1998年1月30日
發明者杰弗里·豪厄爾斯 申請人:斯坎硬幣工業公司