ДИСКРИМИНАТОР ДЛЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОНЕТ Российский патент 2003 года по МПК G07D5/08 

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к дискриминатору монет, содержащему: монетный тракт, вдоль которого должны проходить монеты, содержащие первую и вторую части, изготовленные из разных металлов и/или металлических сплавов; средство катушки, расположенное по соседству с монетным трактом; электрическое средство для подачи изменяющихся по времени сигналов возбуждения к средству катушки; средство детектирования для детектирования вихревых токов, возбуждаемых в монете средством катушки. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу измерения проводимости у соединения между первой и второй частями такой монеты.

Уровень техники
Дискриминаторы монет, которые предназначены для измерения электрических характеристик, например сопротивления или проводимости, монеты путем воздействия на нее магнитным импульсом и детектирования затухания вихревых токов, наводимых в монете, широко известны в технике. Такие дискриминаторы монет используются в различных устройствах обработки монет, таких как машины для подсчета монет, машины сортировки монет, устройства проверки достоверности монет для торговых и игровых машин и т.п. Ранее известные устройства обработки монет описаны, например, в документах WO 97/07485 и WO 87/07742.

Способ, по которому действуют такие дискриминаторы монет, описан, например, в документе GB-A-2135095, в котором устройство проверки монет содержит трансмиттер монет, на который подаются импульсы прямоугольного напряжения так, чтобы генерировать магнитные импульсы, которые наводятся в проходящей монете. Вихревые токи, генерируемые таким образом в монете, создают магнитное поле, которое контролируется или детектируется катушкой приемника. Катушка приемника может быть отдельной катушкой или альтернативно может быть составлена катушкой трансмиттера, имеющей два режима работы. Путем контроля затухания вихревых токов, наводимых в монете, может быть получена величина, представляющая проводимость монеты, поскольку скорость затухания является ее функцией.

Дискриминаторы монет предшествующего уровня техники часто используют малую катушку с диаметром меньшим, чем диаметр монеты. Катушка наводит и детектирует вихревые токи в произвольной точке монеты (действующая часть монеты, которая подвергается вышеописанному измерению проводимости, будет изменяться в зависимости от ориентации, скорости, угла наклона и т.п. монеты относительно катушки). Такой подход достаточен для обычной однородной монеты, изготовленной из одного металла или металлического сплава.

Однако в последнее время в различных странах на рынок были выпущены биметаллические монеты. Хорошо известным примером биметаллической монеты является французский 10-франковик. Более того, некоторые из монет Евро, которые должны быть выпущены в Европейском Сообществе в ближайшем будущем планируются быть биметаллического типа.

Биметаллические монеты изготавливаются следующим образом. Внешние кольца и центральные диски вырубаются из листов (также известных как заготовки) из двух металлов или металлических сплавов, из которых должна быть изготовлена биметаллическая монета. Диск затем вставляется в кольцо, и монета чеканится. Чеканка состоит в сжатии монеты между двумя закрепляющими штампами. Штампы выштамповывают лицевой и хвостовой рисунок на монете, а также сжимают диск и кольцо вместе. Соединение между диском и кольцом называется связью.

Если диск и кольцо чистые и свободны от окисла, связь между металлами будет иметь почти нулевое электрическое сопротивление. В идеале, сопротивление металлов или сплавов гораздо больше, чем сопротивление на связи. Однако если кольцо или диск перед чеканкой покрыты слоем окисла, сопротивление связи будет больше, чем сопротивление металлов или сплавов. Таким образом, путем управления условиями обработки и накопления заготовок между вырубкой и чеканкой возможно управлять сопротивлением связи (или, альтернативно, проводимостью, которая в основном есть обратная величина сопротивления) в конечной биметаллической монете.

Контролировать сопротивление связи таким образом может быть особенно желательным в качестве меры против подделки. При производстве монеты со слишком низким или слишком высоким сопротивлением не выпускаются. Чтобы сделать такое контролируемое производство практичным, требуется способ повторяемого измерения сопротивления связи большого количества монет.

Дискриминаторы монет предшествующего уровня техники не обеспечивают достаточно точное определение сопротивления или проводимости связи, поскольку полученные результаты измерения будут изменяться в значительной степени в зависимости от действительного места измерения на монете. Другими словами, если проводимость для данной монеты случайно будет измерена в месте, расположенном на кольце, результат измерения будет отличаться от результатов, полученных, если измерение имело место на диске. Более того, если место измерения будет захватывать часть связи между кольцом и диском, будет получен еще один результат измерения. Дискриминатор монет предшествующего уровня техники упоминается в вводной части пункта 1 формулы изобретения.

Краткое описание изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача разрешения повторяемого и точного определения проводимости или сопротивления связи в монете, содержащей первую и вторую части, изготовленные из разных металлов или металлических сплавов, например, в биметаллической монете.

Эта задача решается для дискриминатора монет, содержащего: тракт монет, вдоль которого должна проходить монета; средство катушки, расположенное по соседству с монетным трактом; электрическое средство для подачи изменяющихся по времени сигналов возбуждения к средству катушки; средство детектирования для детектирования вихревых токов, возбуждаемых в монете средством катушки путем расположения средства катушки так, что контур вихревого тока возбуждается в монете таким образом, что он пересекает, в предопределенной области монеты, связь между первой и второй частями монеты.

Кроме того, вышеописанная задача решается способом измерения проводимости у связи между первой и второй частями монеты, в котором монета подвергается воздействию магнитного поля с помощью средства катушки, внешнего относительно монеты, и в котором вихревые токи, наводимые в монете, детектируются средством детектирования, внешним относительно монеты, причем магнитное поле генерируется так, что контур вихревых токов пересекает связь в предопределенной области монеты.

Описанные выше решения определяются прилагаемыми независимыми пунктами формулы изобретения патента. Предпочтительные воплощения этого изобретения являются задачей, решаемой зависимыми пунктами формулы изобретения.

Краткое описание чертежей
Теперь изобретение будет описано более подробно, причем будет дана ссылка к сопровождающим чертежам, на которых
фиг. 1 есть схематический вид в сечении дискриминатора монет согласно предпочтительному воплощению этого изобретения,
фиг.2 есть схематический вид сверху устройства с фиг.1,
фиг. 3 есть схематическая иллюстрация биметаллической монеты и вихревых токов, генерируемых в ней дискриминатором монет с фигур 1 и 2.

Подробное описание изобретения
Как показано на фиг.1, дискриминатор монет содержит средство катушки в форме двух частей 1а и 1b катушки, которые присоединены к электрическому устройству 7 для подачи к ним импульсов напряжения. Кроме того, дискриминатор монет содержит средство детектирования 9 для детектирования вихревых токов, возбуждаемых в монете магнитными импульсами, генерируемыми средством катушки в ответ на импульсы напряжения, подаваемые от электрического средства 7. Средства 1a, 1b катушки действуют как катушка передатчика для воздействия на биметаллическую монету 5, которая перемещается мимо дискриминатора монет вдоль керамической пластины 3 толщиной 1 мм в направлении, показанном стрелкой, магнитным импульсом, создающим вихревые токи в монете 5, а далее средство катушки действует как катушка приемника для детектирования изменений магнитного поля, создаваемых вихревыми токами в катушке 1 и преобразования их в соответствующие сигналы напряжения.

Как показано на фиг.3, монета 5 содержит кольцо 13а из первого металла или сплава и диск 13b из второго металла или сплава. Связь между диском 13b и кольцом 13а обозначена меткой 11. Устройство 9 детектирования предназначено измерять затухание этих вихревых токов и получать величину проводимости или сопротивления связи как результат этого затухания. Как будет описано далее, дискриминатор монет предназначен осуществлять измерение проводимости, когда центр монеты 5 выровнен с центральной плоскостью 21 дискриминатора монет.

Как видно на фиг.2, средство 1a, 1b катушки содержит первый и второй каркасы 17а, 17b катушек, которые снабжены соответствующими первой и второй обмотками 15а, 15b. Каркасы 17а, 17b катушек имеют полукруглую форму сечения и расположены симметрично относительно каждой стороны центральной плоскости катушки 21. Расстояние между каркасами 17а и 17b катушек равно примерно от 5 до 10 мм, а радиус каждой полукруглой секции равен примерно от 10 до 20 мм. Электрический провод намотан на катушку в равном количестве витков на каждом каркасе 17а, 17b катушки. Например, в качестве электрического провода, образующего катушки 15а, 15b на каркасах 17а, 17b катушки может быть использован медный провод с полиуретановым покрытием с внутренним диаметром 0,2 мм и внешним диаметром около 0,25 мм. Предпочтительно каждая обмотка содержит от 10 до 100 витков и, кроме того, одна обмотка 15а намотана по часовой стрелке, в то время как другая обмотка 15b намотана против часовой стрелки, по причинам, указанным ниже.

Соседние части 19а и 19b двух половинок 1a, 1b катушки содержат провода обмотки, которые проходят существенно параллельно друг другу и расположены симметрично относительно плоскости катушки 21. Более того, поскольку обмотки 15а, 15b сформированы одним единственным непрерывным проводом, общий электрический ток будет протекать через все обмотки 15а, 15b, когда они возбуждены импульсом напряжения от электрического средства 7. В ответ на это вокруг обмоток 15а, 15b будет создано импульсное магнитное поле. В центральной области катушки, т. е. вокруг соседних частей 19а, 19b и центральной плоскости 21, ток будет протекать в одном и том же направлении в обеих обмотках 15а, 15b и будет поэтому содействовать в создании магнитного поля.

Проводимость соединения измеряется, когда монета находится в середине катушки, как показано на фиг.1, т.е. когда диаметр 23 (смотри фиг.3) монеты 5 выровнен с центральной плоскостью 21 катушки 1а, 1b. Длительность импульсов напряжения, подаваемых электрическим средством 7 к катушке 1а, 1b, может быть выбрана в соответствии с действительным применением; однако длительность от 10 до 100 микросекунд оказывается подходящей для большинства случаев.

Благодаря вышеописанному расположению контур вихревых токов 27 генерируется в монете 5 вдоль тракта, который примерно соответствует расположению проводов двух обмоток 15а, 15b (т.е. симметричной двойной полукруглой форме), как схематически показано на фиг.3. Точная форма контура вихревых токов, генерируемого в монете, сложная, которую трудно смоделировать математически. Однако опыты показали, что контур вихревых токов имеет плавное приближение к контуру, описанному ниже.

Катушка, показанная на фигурах 1 и 2, предназначена для использования с монетами, диаметр которых меньше, чем диаметр катушек 1a, 1b. В результате, контур вихревых токов 27, генерированных в монете 5, будет иметь форму, показанную на фиг.3. В центральной области 25 монеты 5, т.е. в области, ближайшей к диаметру 23 монеты, контур вихревых токов 27 (или вообще два контура вихревых токов 27) будет проходить параллельно диаметру 23 от точки на одной стороне монеты к точке на противоположной стороне монеты. Когда контур вихревых токов 27 достигает окружности монеты 5, вихревые токи вынуждаются протекать вокруг поверхности монеты и в конце концов возвращаются к первой стороне монеты. В результате, контур 27 вихревых токов пересечет соединение 11 между кольцом 13а и диском 13b монеты 5 дважды на пути от первой стороны монеты к противоположной стороне, т.е. вдоль диаметра 23 монеты 5. Таким образом, поскольку измерение происходит, когда монета 5 выровнена с катушкой 1а, 1b, детектирование контура 27 вихревых токов обязательно включает соединение 11, в отличие от подходов предшествующей техники, которые имеют недостаток в этом отношении.

Путем использования дискриминатора монет согласно настоящему изобретению возможно уменьшить риск подделок, поскольку дискриминатор монет может быть использован во время производства монет для отсортировывания таких монет, у которых обнаружено, что сопротивление или проводимость соединения попадает вне предопределенных пределов. Предпочтительно дискриминатор монет оперативно присоединен к средству накопителя, не показанному на чертежах, для хранения предопределенных максимального и минимального значений проводимости или сопротивления связи для данного типа монет. После измерения проводимости или сопротивления монеты, выходной сигнал устройства детектирования 9 сравнивается с предопределенными пределами, чтобы определить, попадает ли проводимость или сопротивление соединения в приемлемый диапазон, при котором будет разрешено выпустить монету, или не попадает в приемлемый диапазон, в случае чего выпуск этой монеты будет предотвращен.

Согласно альтернативному воплощению, дискриминатор монет, описанный выше, может быть использован для определения истинности биметаллических монет, уже присутствующих на рынке, путем определения проводимости или сопротивления их соединения и сравнения детектированного значения с предопределенными пределами.

Изобретение было описано выше со ссылкой к нескольким примерам воплощений. Однако возможны воплощения, отличающиеся от описанных воплощений, находящиеся в рамках этого изобретения, как это определено прилагаемыми независимыми пунктами формулы изобретения патента. Например, средство катушки может возбуждаться электрическими сигналами, отличающимися от импульсов напряжения, таких как синусоидальные волны или прямоугольные волны. Для того чтобы генерировать в монете желаемые вихревые токи, виртуально могут быть использованы изменяющиеся по времени сигналы электрического возбуждения любого типа, как может быть легко понятно опытному специалисту.

Кроме того, средство катушки может содержать более двух каркасов катушки и обмоток. Например, средство катушки может быть сформировано четырьмя каркасами и обмотками, предпочтительно симметрично расположенными около центральной плоскости (плоскостей) любой катушки.

Изобретение относится к средствам проверки достоверности монет и, в частности, к способу измерения проводимости между первой и второй частями монеты. Технический результат заключается в точном определении проводимости или сопротивления у связи между первой и второй частями монеты. Устройство включает в себя монетный тракт (3), вдоль которого должна проходить монета (5), содержащая первую и вторую части (13а, 13b), изготовленные из разных металлов и/или металлических сплавов, средство (1a, 1b) катушки, расположенное рядом с монетным трактом, электрическое средство (7) для подачи изменяющихся по времени сигналов к средству катушки и средство (9) детектирования для детектирования вихревых токов, возбуждаемых в монете средством катушки. Средство (1а, 1b) катушки предназначено возбуждать в монете (5) контур вихревых токов (27), который в предопределенной области (25) монеты (5) пересекает связь (11) между первой и второй частями (13а, 13b) монеты. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Дискриминатор монет, содержащий монетный тракт (3), вдоль которого должна проходить монета (5), содержащая первую и вторую часть (13а, 13b), изготовленные из разных металлов и/или металлических сплавов, средство (1a, 1b) катушки, расположенное по соседству с монетным трактом, электрическое средство (7) для подачи изменяющихся по времени сигналов возбуждения к средству катушки, и средство (9) детектирования для детектирования вихревых токов, возбуждаемых в монете средством катушки, отличающийся тем, что средство (1а, 1b) катушки выполнено с возможностью возбуждения в монете (5) контура вихревых токов (27), который в предопределенной области (25) монеты пересекает связь (11) между первой и второй частями (13а, 13b) монеты. 2. Дискриминатор монет по п. 1, в котором предопределенная область (25) монеты (5) находится поблизости от диаметра (23) монеты. 3. Дискриминатор монет по п. 1 или 2, в котором средство (1а, 1b) катушки содержит первый и второй каркасы (17а, 17b) катушки, снабженные первой и второй обмотками (15а, 15b) соответственно, причем обмотки взаимно соединены и присоединены к электрическому средству (7) таким образом, что ток протекает в первой обмотке параллельно току, протекающему во второй обмотке в соседних частях (19а, 19b) обмоток, и имеет такое же направление. 4. Дискриминатор монет по п. 3, в котором первый и второй каркасы (17а, 17b) катушки имеют существенно полукруглую форму сечения. 5. Дискриминатор монет по любому из пп. 2-4, в котором первый и второй каркасы (17а, 17b) катушки расположены симметрично относительно центральной плоскости (21) средства (1a, 1b) катушки, причем соседние части (19а, 19b) обмоток (15а, 15b) проходят существенно параллельно этой центральной плоскости. 6. Дискриминатор монет по любому из пп. 2-5, в котором первая и вторая обмотки (15а, 15b) содержат одинаковое количество витков электрического провода, причем предпочтительно, чтобы количество витков равнялось величине между 10 и 100. 7. Дискриминатор монет по п. 6, в котором обмотка (15а) на первом каркасе (17а) катушки намотана по часовой стрелке, а обмотка (15b) на втором каркасе (17b) катушки намотана против часовой стрелки. 8. Способ измерения проводимости у связи (11) между первой и второй частями (13а, 13b) монеты (5), состоящей из, по меньшей мере, двух разных металлов или металлических сплавов, в котором монета подвергается воздействию магнитного поля с помощью средства (1а, 1b) катушки, внешнего относительно монеты, и в котором вихревые токи, возбуждаемые в монете, детектируются средством (9) детектирования, внешним относительно монеты, отличающийся тем, что магнитное поле генерируют так, что контур (27) вихревых токов пересекает связь (11) в предопределенной области (25) монеты (5). 9. Способ по п. 8, в котором контур (27) вихревых токов пересекает связь (11) вблизи диаметра (23) монеты (5). 10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют этап сравнения выходного сигнала средства (9) детектирования с предопределенным диапазоном величин проводимости и определяют, на основании результата этого сравнения, является ли эта монета истинной или фальшивой. 11. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют этап сравнения выходного сигнала средства (9) детектирования с предопределенным диапазоном величин проводимости и определяют, на основании результата этого сравнения, удовлетворяет ли проводимость этой монеты предварительно установленным требованиям или нет.