本發(fā)明涉及一種硬幣識別裝置，尤其是一種基于單線圈的雙頻檢測硬幣識別裝置，同時涉及相應(yīng)的及識別方法，屬于造幣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

硬幣識別普遍基于電渦流檢測原理，即通過通有高頻電流的線圈傳感器以及相應(yīng)的處理電路實現(xiàn)對硬幣材質(zhì)信號的檢測，從而進行硬幣面額、真?zhèn)蔚淖R別。并且因為電渦流具有趨膚效應(yīng)，所以一般采用高頻信號作為檢測硬幣表層材質(zhì)信號，低頻作為檢測硬幣內(nèi)層材質(zhì)信號。尤其對于電鍍、復(fù)合材料等較復(fù)雜結(jié)構(gòu)材料的硬幣需要選擇雙頻或者多頻檢測。據(jù)申請人了解，現(xiàn)有雙頻渦流檢測裝置都需要采用兩個相互獨立線圈傳感器、需要兩個檢測工位，硬幣必須先后通過兩個檢測傳感器后才能根據(jù)傳感器的檢測結(jié)果判斷面額及真?zhèn)?，所以單枚硬幣的AD采樣時間加長，識別效率降低，直接影響檢測速度。

申請?zhí)枮?00710192221.3的中國發(fā)明專利公開了一種《硬幣磁電特性參數(shù)靜態(tài)掃頻檢測方法及檢測儀》，將在預(yù)定頻率范圍變化的掃頻電信號加載到檢測線圈;將待測硬幣置于檢測線圈一側(cè),使其產(chǎn)生渦流并形成逆磁場;記錄檢測線圈的一組視在阻抗變化數(shù)據(jù);對測得的視在阻抗變化數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理;以數(shù)據(jù)處理結(jié)果作為待測硬幣的特性數(shù)據(jù),與系列標(biāo)準(zhǔn)硬幣的對應(yīng)標(biāo)定特性數(shù)據(jù)相比較,從而得出檢測結(jié)果。該專利的方法可以檢測硬幣在連續(xù)頻段上的磁導(dǎo)率和平均電導(dǎo)率等變化,從而確定各類硬幣在廣泛頻率下的磁電特征參數(shù),以實現(xiàn)硬幣機讀磁電特征的防偽設(shè)計與檢測。

此外，申請?zhí)枮?00810123603.5的中國發(fā)明專利公開了一種硬幣磁電特性參數(shù)動態(tài)多頻檢測方法及檢測儀，其特點是采用多頻率檢測方法,可以檢測硬幣在最能體現(xiàn)硬幣差異的頻率上的磁導(dǎo)率和平均電導(dǎo)率等變化,從而確定各類硬幣在廣泛頻率下的磁電特征參數(shù)。

上述現(xiàn)有技術(shù)涉及的檢測裝置并非真正意義上的硬幣識別裝置，而是研究硬幣機讀磁電特征的檢測裝置，并且其檢測電路雖然借助一個傳感線圈可以得到對應(yīng)不同激勵頻率的檢測數(shù)據(jù)，但由于任何時刻傳感線圈只存在一種激勵頻率，因此即使用于硬幣檢測，也需要先后讀取不同頻率下的檢測數(shù)據(jù)才能完成高、低頻率的檢測判定，依然存在采樣時間加長、識別效率降低的問題，影響檢測速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種可以同時讀取高、低頻檢測數(shù)據(jù)的基于單線圈的雙頻檢測硬幣識別裝置，同時給出相應(yīng)的識別方法，從而在保證識別準(zhǔn)確率的前提下，縮短采樣時間，顯著提高硬幣的檢測速度和識別效率。

為了達到以上目的，本發(fā)明基于單線圈的雙頻檢測硬幣識別裝置包括微處理器、激勵信號發(fā)生電路、混頻電路、差分放大電路以及相敏檢波電路；

所述激勵信號發(fā)生電路含有兩個分別受控于微處理器的數(shù)字頻率合成器及其放大濾波電路，用以分別生成兩種頻率的激勵信號；

所述混頻電路由加法器電路構(gòu)成，用以將兩種頻率的激勵信號混頻后傳輸給線圈傳感器及差分放大電路；

所述差分放大電路包括檢測線圈傳感器、對比線圈和電阻組成的橋電路，以及儀用放大器，用以將橋電路引出的傳感器線圈信號與相應(yīng)的激勵信號形成差分放大信號提供給相敏檢波電路；

所述相敏檢波電路由模擬乘法器和低通濾波電路構(gòu)成，用以將激勵信號分別與對應(yīng)的差分信號進行乘法運算及低通濾波，得到分別反映硬幣表層和內(nèi)層材質(zhì)特性的兩相應(yīng)電壓信號反饋到微處理器；

所述微處理器，用以控制生成兩種頻率的激勵信號，并將反饋信號與預(yù)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值對照得出識別結(jié)果。

采用基于單線圈的雙頻檢測硬幣識別裝置的識別方法包括如下步驟：

第一步、微處理器控制激勵信號發(fā)生電路的兩個數(shù)字頻率合成器生成兩種頻率的激勵信號并放大濾波；

第二步、混頻電路將兩種頻率的激勵信號混頻后傳輸給線圈傳感器及差分放大電路；

第三步、差分放大電路將橋電路引出的傳感器線圈信號與相應(yīng)的激勵信號形成差分放大信號提供給相敏檢波電路；

第四步、相敏檢波電路接收差分信號并與對應(yīng)頻率的激勵信號進行乘法運算及低通濾波，得到分別反映硬幣表層和內(nèi)層材質(zhì)特性的兩相應(yīng)電壓信號反饋到微處理器；

第五步、微處理器將反饋信號與預(yù)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值對照得出識別結(jié)果。

由此可見，本發(fā)明只需一個線圈就能實現(xiàn)對硬幣的雙頻材質(zhì)檢測，并且由于激勵線圈的是兩種頻率耦合信號，因此整個檢測過程一氣呵成，顯著提高了檢測效率和速度，同時降低了硬件成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明一個實施例的電路框圖。

圖2為圖1實施例的微處理器和激勵信號發(fā)生電路原理圖。

圖3為圖1實施例的放大濾波電路原理圖。

圖4為圖1實施例的混頻電路原理圖。

圖5為圖1實施例的差分放大電路原理圖。

圖6為圖1實施例的相敏檢波電路原理圖。

具體實施方式

實施例一

本實施例基于單線圈的雙頻檢測硬幣識別裝置如圖1所示，主要由相互按序連接的微處理器、兩路并行的激勵信號發(fā)生電路、混頻電路、差分放大電路以及兩路并行的相敏檢波電路，其中的差分放大電路接線圈傳感器，相敏檢波電路反饋到微處理器。

激勵信號發(fā)生電路中的數(shù)字頻率合成器如圖2所示，由受控于微處理器的DDS芯片AD9854及其外部晶振電路構(gòu)成，微處理器配置AD9854內(nèi)相應(yīng)的寄存器，即能輸出所需頻率的正弦激勵信號（圖中只顯示一路，另一路相同）。該激勵信號通過圖3的放大濾波電路生成預(yù)定頻率及幅值的正弦波激勵信號。圖3的放大濾波電路由串聯(lián)的兩級運放器件U2A、UAB及其外圍器件分別構(gòu)成的放大電路和濾波電路組成。

混頻電路如圖4所示，由運放器件INA134及其外圍器件組成的加法器電路構(gòu)成，兩路不同預(yù)定頻率的正弦波激勵信號DDS1、DDS2輸入后，經(jīng)加法運算形成混頻信號DDS3傳輸給線圈傳感器及差分放大電路。

差分放大電路如圖5所示，由檢測線圈傳感器L2、對比線圈L1和若干電阻組成的橋電路，以及儀用放大器INA128U及其外圍器件構(gòu)成，用以將橋電路引出的傳感器線圈信號與等幅的激勵信號進行差分放大得到差分信號DIF，提供給相敏檢波電路。

相敏檢波電路如圖6所示，包括模擬乘法器AD834與AD818構(gòu)成乘法電路，以及運放器件AD712及其外圍器件構(gòu)成的低通濾波電路；用以將激勵信號DDS1、DDS2分別與對應(yīng)的差分信號DIF進行乘法運算及二階低通濾波，得到分別反映硬幣表層和內(nèi)層材質(zhì)特性的兩相應(yīng)電壓信號VO1、VO2反饋到微處理器。

微處理器除用以控制生成兩種頻率的激勵信號外，還將反饋的電壓信號VO1、VO2與預(yù)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值對照得出硬幣識別結(jié)果。

工作時，本實施例的雙頻檢測硬幣識別裝置通過微處理器（MCU）控制兩個數(shù)字頻率合成器（DDS）芯片生成兩個頻率的正弦波激勵信號，通過放大濾波實現(xiàn)目標(biāo)幅值的激勵信號DDS1和DDS2，然后將兩個激勵信號通過精密加法器進行混頻，混頻后的信號DDS3導(dǎo)入線圈傳感器，通過差分放大電路提取線圈傳感器檢測硬幣的差分信號DIF，然后將DIF信號分別與DDS1、DDS2信號進行相敏檢波電路處理，得到能夠反映硬幣表層和內(nèi)層材質(zhì)特性的VO1和VO2電壓信號，最后通過MCU對VO1和VO2進行AD采樣，將采樣數(shù)據(jù)進行算法運算形成判斷硬幣面值以及真?zhèn)蔚囊罁?jù)。

采用本實施例的雙頻檢測硬幣識別裝置進行硬幣識別只采用一組線圈即可實現(xiàn)雙頻檢測，與現(xiàn)有技術(shù)相比，明顯提高了檢測效率及速度，同時降低的硬件成本，節(jié)省了檢測傳感器的安裝空間。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。