專利名稱：硬幣靜態(tài)電磁特征測試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬幣靜態(tài)電磁特征測試方法及測試儀。
背景技術(shù)：
為區(qū)別于其它種類的硬幣，顯示自我?guī)胖岛头纻?，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(zhì)、 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(dǎo)率、硬幣的交流電導(dǎo)率、最大磁感應(yīng)強度、剩磁、矯頑力、起始磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率等。在對硬幣進行特征分析時，在硬幣生產(chǎn)過程中，對硬幣進行質(zhì)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(xué)特征。硬幣電磁學(xué)特征測試分動態(tài)和靜態(tài)兩大類。在硬幣流通領(lǐng)域內(nèi)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(tài)測量法。在幣道兩側(cè)分別安放一只測試線圈，兩線圈或串聯(lián)相連， 或并聯(lián)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(dāng)真?zhèn)斡矌磐ㄟ^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(yīng)出電渦流，電渦流又產(chǎn)生出一個次級磁場，它與原磁場相互疊加導(dǎo)致原磁場發(fā)生變化，使測試線圈內(nèi)磁通改變，從而使測試線圈的復(fù)阻抗發(fā)生變化，該變化導(dǎo)致LC振菔電路的交變信號的頻率和幅度發(fā)生相應(yīng)的變化。這種變化與硬幣的電磁特征一一對應(yīng)，所以，測出交變信號的變化就相當(dāng)于測出了硬幣的電磁特征，從而達到辯別硬幣真?zhèn)魏蛶胖档哪康?。中國專利號ZL03113396. 7，德國scan coin等硬幣識別器就是根據(jù)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(jù)硬幣動態(tài)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(shè)計，硬幣滾動速度等也直接影響著測試結(jié)果。為了測試出與硬幣電磁特征相對應(yīng)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(guān)的因
ο為了精確測出硬幣的電磁學(xué)特征，常用靜態(tài)法。靜態(tài)測試又分兩種。第一種靜態(tài)測試法是應(yīng)用相應(yīng)的測試儀器直接測出硬幣各個物理量。第二種靜態(tài)測試法是應(yīng)用渦流法測試硬幣磁物理量和電物理量的效應(yīng)，即測試與硬幣磁物理量和電物理量存在對應(yīng)關(guān)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(zhì)量檢測、對新硬幣進行電磁特征設(shè)計，常用靜態(tài)渦流測試法。

發(fā)明內(nèi)容
1.發(fā)明目的
3
本發(fā)明目的是排除與硬幣電磁特征無關(guān)的因素，采用靜態(tài)渦流測試法，測試出只與硬幣電磁特征相對應(yīng)的頻率擾動和幅度變化，為硬幣動態(tài)電磁特征測試、識別提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本發(fā)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(jì)念幣真?zhèn)魏蛶胖底钪匾牧?，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(jù)。2.技術(shù)方案本發(fā)明技術(shù)方案是硬幣靜態(tài)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(lián)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(dāng)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(tài)。當(dāng)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(yīng)一組靜態(tài)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(nèi)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(jié)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(tài)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(jié)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(chǎn)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(jié)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(shù)；整流濾波電路將交變信號的幅度變?yōu)橹绷麟妷?，以便單片機取樣。單片機負(fù)責(zé)測試并作相應(yīng)的信號處理，通過串行口，將測試結(jié)果傳給另一單片機，該單片機控制液晶顯示模塊顯示結(jié)果。3.有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的有益效果①本發(fā)明不是直接測試硬幣電物理量和磁物理量，而是應(yīng)用渦流法測試硬幣電物理量和磁物理量的效應(yīng)，即測試與硬幣電物理量和磁物理量存在對應(yīng)關(guān)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(fā)明在硬幣電磁特征測試、硬幣電磁特征設(shè)計、硬幣識別中更實用。②本發(fā)明不同于硬幣動態(tài)電磁特征測試，它排除了幣道用材、幣道設(shè)計、摩擦靜電對測試結(jié)果的影響，所測結(jié)果客觀地反應(yīng)了硬幣的電磁特征。③本發(fā)明測試結(jié)果為相對值，因此，生產(chǎn)中無須調(diào)試。④本發(fā)明所用器件少，溫漂小，性能穩(wěn)定，適于長時間運行。
四

圖1是本發(fā)明的硬幣靜態(tài)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(fā)明的電原理圖。
五、具體實施方案參見附圖，本發(fā)明的硬幣靜態(tài)電磁特征測試系統(tǒng)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(lián)，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(fā)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(fā)明平行放置兩只測試線圈的距離為4毫米。當(dāng)然，本發(fā)明的范圍不僅只限于實施例給出的尺寸和電路。
權(quán)利要求
1.硬幣靜態(tài)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(lián)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(dāng)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(tài)；當(dāng)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(yīng)一組靜態(tài)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(nèi)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(tài)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(jié)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(chǎn)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(jié)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(shù)；整流濾波電路是將交變信號的幅度變?yōu)橹绷麟妷旱碾娐罚傻谝粏纹瑱C取樣，單片機測試并作相應(yīng)的信號處理，通過串行口，將測試結(jié)果傳給第二單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬幣靜態(tài)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(tài)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(lián)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(dāng)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(tài)；當(dāng)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(yīng)一組靜態(tài)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(nèi)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(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者黃來友 申請人:南京大學(xué)