反射型磁检测装置、电感式传感器、清分系统及控制方法与流程

1.本发明涉及硬币识别技术领域，具体涉及一种反射型磁检测装置、电感式传感器、硬币鉴伪清分系统及控制方法。


背景技术：

2.在进行硬币的鉴伪清分的硬币处理装置中，利用用于测量硬币的磁特性的硬币鉴伪清分电感式传感器。测量硬币的磁特性，例如确定硬币的总厚度、镀层厚度、直径和材质，从而进行硬币种类清分和真伪识别。
3.已公开专利文献硬币识别用磁传感器，公开(公告)号为103258365a，这个专利文献中，公开了测量利用了四个线圈的透过型和反射型的两者的磁场变化的硬币识别用磁传感器。在该传感器中，反射型的激磁线圈（初级线圈）和检测线圈（次级线圈）、两个透过型的激磁线圈（初级线圈）被配置在输送路径下方，在输送路径上输送的硬币上方与透过型激磁线圈对应的位置配置两个透过型的检测线圈（次级线圈）。于是，除了进行透过磁场的变化的检测，还通过反射型检测线圈检测由于在通过反射型激磁线圈激磁的硬币中产生涡电流而引起的磁通的变化。
4.但是，上述专利文件中，存在由于构成硬币鉴伪清分电感式传感器的各个部件的制造误差和利用多个非自粘性线圈组装磁传感器时的组装误差而在传感器特性中产生变异性的情况，还有用坡莫合金做为磁芯板加工成本贵，且开口导致磁场分布面小，导致识别灵敏度降低，且安装很局限性，只能安装在平面加传送带，不易与斜面安装，同时增加传送带的成本等问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种能够抑制因各个线圈的位置关系的变异性引起传感器性能的降低的反射型磁检测装置、电感式传感器、硬币鉴伪清分系统及控制方法。
6.一种反射型磁检测装置，用于硬币种类清分和真伪识别，包括多层线路板和依次设于所述多层线路板上的多个检测线圈、多个激磁线圈和多个补偿线圈，多个所述检测线圈、多个所述激磁线圈和多个所述补偿线圈从上至下依次重叠雕刻于每层线路板上。
7.进一步地，多个所述检测线圈包括第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈采用圆形线圈，所述第二检测线圈采用椭圆形线圈。
8.进一步地，多个所述激磁线圈包括第一激磁线圈和第二激磁线圈，所述第一激磁线圈采用圆形线圈，所述第二激磁线圈采用椭圆形线圈。
9.进一步地，多个所述补偿线圈包括第一补偿线圈和第二补偿线圈，所述第一补偿线圈采用圆形线圈，所述第二补偿线圈采用椭圆形线圈。
10.进一步地，所述多层线路板采用6层线路板，所述第一检测线圈、所述第二检测线圈、所述第一激磁线圈、所述第二激磁线圈、所述第一补偿线圈和所述第二补偿线圈自上而下依次雕刻于第1层至第6层线路板上；所述第一检测线圈、所述第一激磁线圈和所述第一
补偿线圈组成第一线圈模块，所述第二检测线圈、所述第二激磁线圈和所述第二补偿线圈组成第二线圈模块，所述第一线圈模块和所述第二线圈模块分别形成一个具有激磁、检测和温漂补偿功能的pcb线圈组。
11.以及，一种用于硬币鉴伪清分的电感式传感器，安装于硬币清分机上，包括固定板和穿设于所述固定板的壳体限位壁，所述壳体限位壁内固定安装有反射型磁检测装置。
12.进一步地，所述固定板的一侧设有连接端口，反射型磁检测装置的各个线圈的接头电性连接至所述连接端口。
13.以及，一种硬币鉴伪清分系统，包括依次电性连接的驱动装置、电感式传感器、检测鉴别装置、硬币识别处理模块和温度检测传感器：驱动装置，包括依次设置的振荡模块、选频模块、混频模块和放大驱动模块，用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号；电感式传感器，采用反射型磁检测装置，用于硬币的真伪鉴别；检测鉴别装置，包括依次设置的滤波器、放大器、a/d转换器和储存器，用于对所述电感式传感器输出的波形信号和相位信号进行滤波、放大，并提取波形信号和相位信号的变化量的特征参数值；硬币识别处理模块，用于比对待鉴别硬币的特征参数值与标准硬币的特征参数值，判断待鉴别硬币的真伪及面值，并发送至不同的处理路径；温度检测传感器，用于检测外界的温度值，并将温度值反馈至所述硬币识别处理模块，以便于所述硬币识别处理模块依据温度值对提取到的所述电感式传感器的波形信号和相位信号进行温度补偿。
14.进一步地，所述储存器内储存有标准硬币的特征参数值，作为待鉴别硬币的特征参数值的标准值。
15.以及，一种硬币鉴伪清分系统的控制方法，包括如下步骤：预存各种面值的标准硬币的特征参数值；将复合激励信号输入反射型磁检测装置的激磁线圈组；将待鉴别硬币从反射型磁检测装置上方经过；采集反射型磁传感器的输出波形信息和相位信息；提取待鉴别硬币的特征参数值；将待鉴别硬币的特征参数值与预存的标准硬币的特征参数值进行对比，判断待鉴别硬币的真伪。
16.上述反射型磁检测装置、电感式传感器、硬币鉴伪清分系统及控制方法中，多个所述检测线圈、多个所述激磁线圈和多个所述补偿线圈雕刻于所述多层线路板上，且固定安装于壳体限位壁内，避免了各个线圈之间的位置变化，使所述电感式传感器能够倾斜安装，使硬币利用自身重量滚过传感器，免去了硬币传送带。所述反射型磁检测装置采用多个线圈组，避免识别灵敏度降低，提高了硬币鉴别的准确率。本发明的结构简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
附图说明
17.图1是本发明实施例反射型磁检测装置的结构示意图。
18.图2是本发明实施例反射型磁检测装置的结构爆炸图。
19.图3是本发明实施例用于硬币鉴伪清分的电感式传感器的结构示意图。
20.图4是本发明实施例硬币鉴伪清分系统的结构示意图。
21.图5是本发明实施例硬币鉴伪清分系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
22.本实施例以反射型磁检测装置为例，以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
23.请参阅图1和图2，示出本发明实施例提供的一种反射型磁检测装置100，用于硬币种类清分和真伪识别，包括多层线路板70和依次设于所述多层线路板70上的多个检测线圈、多个激磁线圈和多个补偿线圈，多个所述检测线圈、多个所述激磁线圈和多个所述补偿线圈从上至下依次重叠雕刻于每层线路板上。
24.进一步地，多个所述检测线圈包括第一检测线圈10和第二检测线圈20，所述第一检测线圈10采用圆形线圈，所述第二检测线圈20采用椭圆形线圈。多个所述激磁线圈包括第一激磁线圈30和第二激磁线圈40，所述第一激磁线圈30采用圆形线圈，所述第二激磁线圈40采用椭圆形线圈。多个所述补偿线圈包括第一补偿线圈50和第二补偿线圈60，所述第一补偿线圈50采用圆形线圈，所述第二补偿线圈60采用椭圆形线圈。
25.进一步地，所述多层线路板70采用6层线路板，所述第一检测线圈10、所述第二检测线圈20、所述第一激磁线圈30、所述第二激磁线圈40、所述第一补偿线圈50和所述第二补偿线圈60自上而下依次雕刻于第1层至第6层线路板上；所述第一检测线圈10、所述第一激磁线圈30和所述第一补偿线圈50组成第一线圈模块80，所述第二检测线圈20、所述第二激磁线圈40和所述第二补偿线圈60组成第二线圈模块90，所述第一线圈模块80和所述第二线圈模块90分别形成一个具有激磁、检测和温漂补偿功能的pcb线圈组。
26.具体地，所述第一线圈模块80中各个线圈均为圆形线圈，所述第二线圈模块90的各个线圈均为椭圆形线圈，所述第一线圈模块80与所述第二线圈模块90重叠放置。
27.具体地，所述多层线路板70的pcb雕刻集成技术，把激磁、检测和补偿功能集成于一体，解决了线圈之间的位移引起的磁场分布变化，同时，还保证了磁场的分布均匀，提高了线圈的一致性，并减少了温度漂移对线圈的影响，提高了测试的灵敏度和稳定性。
28.以及，一种用于硬币鉴伪清分的电感式传感器200，安装于硬币清分机上，包括固定板210和穿设于所述固定板210的壳体限位壁220，所述壳体限位壁220内固定安装有如上所述的反射型磁检测装置。
29.进一步地，所述固定板210的一侧设有连接端口211，反射型磁检测装置的各个线圈的接头电性连接至所述连接端口211。
30.具体地，所述电感式传感器200还包括壳体（未示出），所述壳体限位壁220由所述壳体的内侧壁延伸而成，由于所述反射型磁检测装置固定安装于所述壳体限位壁220内，而且各个线圈雕刻于所述多层线路板70内，使所述电感式传感器无论采用水平安装或者采用倾斜安装，都不会改变各个线圈的相对位置，从而保证了所述电感式传感器的稳定性。
31.以及，一种硬币鉴伪清分系统300，包括依次电性连接的驱动装置、电感式传感器、检测鉴别装置、硬币识别处理模块和温度检测传感器：
驱动装置，包括依次设置的振荡模块、选频模块、混频模块和放大驱动模块，用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号；电感式传感器，采用反射型磁检测装置，用于硬币的真伪鉴别；检测鉴别装置，包括依次设置的滤波器、放大器、a/d转换器和储存器，用于对所述电感式传感器输出的波形信号和相位信号进行滤波、放大，并提取波形信号和相位信号的变化量的特征参数值；硬币识别处理模块，用于比对待鉴别硬币的特征参数值与标准硬币的特征参数值，判断待鉴别硬币的真伪及面值，并发送至不同的处理路径；温度检测传感器，用于检测外界的温度值，并将温度值反馈至所述硬币识别处理模块，以便于所述硬币识别处理模块依据温度值对提取到的所述电感式传感器的波形信号和相位信号进行温度补偿。
32.具体地，所述驱动装置生成的复合激励电信号输入所述反射型磁检测装置的激磁线圈，激磁线圈产生交变的磁场，交变的磁场在检测线圈和补偿线圈内产生变化的电流。当待鉴别硬币从所述反射型磁检测装置的上方经过时，待鉴别硬币内产生感应涡流，感应涡流引起的感应磁场的变化，使激磁线圈、检测线圈和补偿线圈内的电流的大小和相位变化，所述检测鉴别装置检测到电流的大小和相位的变化量，并提取待鉴别硬币的特征参数值。
33.具体地，所述电感式传感器内还可以设置透射型电感式传感器，使硬币的鉴别结果更加准确。
34.进一步地，所述储存器内储存有标准硬币的特征参数值，作为待鉴别硬币的特征参数值的标准值。
35.以及，一种硬币鉴伪清分系统的控制方法，包括如下步骤：s10，预存各种面值的标准硬币的特征参数值；s20，将复合激励信号输入反射型磁检测装置的激磁线圈组；s30，将待鉴别硬币从反射型磁检测装置上方经过；s40，采集反射型磁检测装置的输出波形信息和相位信息；s50，提取待鉴别硬币的特征参数值；s60，将待鉴别硬币的特征参数值与预存的标准硬币的特征参数值进行对比，判断待鉴别硬币的真伪。
36.具体地，s40中采集反射型磁检测装置的输出波形信息和相位信息，具体步骤为：由检测鉴别装置实时采集反射型磁检测装置的检测线圈、激磁线圈和补偿线圈的输出电信号的波形信息和相位信息，经滤波、放大、模数变换后，提取其特征参数值。
37.具体地，所述驱动装置用于生成驱动所述电感式传感器的复合激励信号，所述储存器用于储存有标准硬币的特征参数值，标准硬币的特征参数值包括标准硬币经过所述电感式传感器时，所述检测鉴别装置采集所述第一检测线圈10、所述第二检测线圈20、所述第一激磁线圈30、所述第二激磁线圈40、所述第一补偿线圈50和所述第二补偿线圈60的输出波形信息和相位信息。
38.具体地，当所述电感式传感器中没有硬币通过时，由于所述反射型磁检测装置中的各个线圈的位置固定不变，所述第一激磁线圈30和所述第二激磁线圈40产生的交变磁场引起的所述第一检测线圈10、所述第二检测线圈20、所述第一补偿线圈50和所述第二补偿
线圈60的输出波形信号保持不变。
39.当硬币经过所述电感式传感器时，硬币行进的方向与交变磁场的磁力线的方向垂直，切割交变磁场中的磁力线，硬币内产生涡流，从而影响所述电感式传感器内部的磁场的分布和强度，使所述第一检测线圈10、所述第二检测线圈20、所述第一激磁线圈30、所述第二激磁线圈40、所述第一补偿线圈50和所述第二补偿线圈60的输出波形信号发生改变。
40.所述检测鉴别装置实时采集所述第一检测线圈10、所述第二检测线圈20、所述第一激磁线圈30、所述第二激磁线圈40、所述第一补偿线圈50和所述第二补偿线圈60的输出波形信息和相位信息，并将其与所述储存器内储存的标准硬币的特征参数值比对，以判定待鉴别硬币的真伪。
41.上述反射型磁检测装置、电感式传感器、硬币鉴伪清分系统及控制方法中，多个所述检测线圈、多个所述激磁线圈和多个所述补偿线圈雕刻于所述多层线路板70上，且固定安装于壳体限位壁220内，避免了各个线圈之间的位置变化，使所述电感式传感器能够倾斜安装，使硬币利用自身重量滚过传感器，免去了硬币传送带。所述反射型磁检测装置采用多个线圈组，避免识别灵敏度降低，提高了硬币鉴别的准确率。本发明的结构简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
42.需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。