硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀的製作方法

2023-05-27 05:36:51 2

專利名稱：硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種硬幣參數的檢測儀器，屬於硬幣鑑偽技術領域。
背景技術：
在自動售貨機之類的機具中，普遍採用硬幣進行交易。在硬幣自 動識別過程中，磁電特徵是區分硬幣種類與面額的主要依據之一 。 為了使同 一 幣值的硬幣在自動識別系統中的綜合表象相具有唯一性， 首先應確保硬幣的磁電特徵在應用範圍內具有唯一性。因此，檢測硬 幣在一個通用頻段內的磁電特性具有重要的意義。電渦流檢測技術在硬幣識別領域內得到廣泛應用，其基本原理如圖1所示。當通有交變電流的線圏產生交變;茲場Hp時，在Hp的作用 下，鄰近的硬幣中感應出電渦流，電渦流又產生出新逆磁場Hs，它與 原磁場Hp相互作用，使線圏內的磁通改變，從而使線圈的視在阻抗 發生變化。硬幣的幾何尺寸、電導率、磁導率、花紋結構等會改變電 渦流的密度和分布，從而改變線圈的阻抗。國內外絕大多數硬幣識別 器都使用電渦流檢測技術，只是各硬幣識別器在信號處理方面略有不 同而已。這項技術利用了硬幣可以使檢測線圈的等效電感和電阻產生 明顯變化的原理，並採用電路間接檢測這些變化，由此識別硬幣的類 型。然而，現有技術對於在特定頻點可能存在的磁電特徵表象相同的 不同幣種均無能為力，不能識別。此外，由於檢測參數相對較少，且 均為間接物理量，信息量小，難以進行數據分析處理，不適用於硬幣 機讀磁電特徵的提取，限制了為硬幣製造和防偽提供有用信息。實用新型內容本實用新型要解決技術問題是針對以上現有技術存在的缺點， 提出一種硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀，該檢測儀可以排除外界 因素影響，有效區別包括在特定頻點磁電特徵表象相同的不同幣種在 內的各種》更幣。本專利申請人通過研究逐漸意識到，當在預定有效的頻段範圍內 對線圏在硬幣或其等效組合體影響下的視在阻抗變化進行連續精確 檢測，將開闢解決上述本實用新型技術問題的一條可行途徑。在此認 識基礎上，提出了本實用新型的硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀， 該檢測儀主要由主要由微處理器、掃頻信號發生器、檢測線圈、數據 分析電路組成；所述微處理器的掃頻控制輸出端接所述掃頻信號發生 器的受控端，用以控制掃頻信號發生器以預定規律發出在預定頻率範 圍變化的掃頻電信號；所述掃頻信號發生器的輸出接檢測線圈的輸 入，用以將所述掃頻電信號加載到檢測線圈；所述檢測線圏的輸出接 數據分析電路的信號輸入端，用以將待測硬幣在預定頻率範圍產生的 逆磁場而導致的一組視在阻抗變化數據輸入數據分析電路後，按預 定算法進行數據處理；所述數據分析電路的輸出接^t處理器的輸入 端，用以將數據處理結果作為待測硬幣的特性數據，與系列標準硬幣 的對應標定特性數據相比較，得出檢測判定結果。檢測時的基本步驟為1)、將以預定規律在預定頻率範圍變化的 掃頻電信號加載到檢測線圈；2 )、將待測硬幣以預定間距置於檢測 線圏一側，使其產生渦流並形成逆磁場；3)、記錄檢測線圈在預定頻 率範圍因逆磁場作用而導致的一組視在阻抗變化數據；4)、對測得 的祝在阻抗變化數據按預定算法進行數據處理；5)、以數據處理結果 作為待測硬幣的特性數據，與系列標準硬幣的對應標定特性數據相比較，從而得出檢測判定結果。可以理解，由子本實用新型的檢測結果不僅可以免受諸如溫度等 其它外界因素對硬幣識別的影響，而且能夠有效區別在特定頻點磁電 特徵表象相同的不同幣種，因此明顯提高了硬幣鑑偽的技術水準和準 確性。


以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。 圖1為電渦流檢測的基本原理示意圖。圖2為本實用新型一個實施例的電路原理框圖。圖3為與圖2對應的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀硬體部分的基本 構成參見圖2所示，由DDS掃頻信號發生器信號源、AMP寬帶功率驅 動電路、檢測線圏、I-V變換電路、M)C模/數U/D)轉換電路、LPF 低通濾波電路、DFT數據分析電路、微處理器等部分構成。其中，各 部分可以按需集成在相應的模塊晶片(Module)中。本實施例具體電路見圖5，主要由DSP數位訊號處理器6 (型號 ADSnQO )、作為掃頻信號發生器的DDS信號源晶片1 (型號AD9854 )、 功率驅動電路2、檢測線圈3、 1/V轉換器電路4、 A/D轉換電路5、 以及集成在DSP數位訊號處理器晶片中的低通濾波預處理電路LPP和 (傅立葉變換)數據分析電路DFT組成。數位訊號處理器的掃頻控制 輸出端接掃頻信號發生器中DDS序列發生器的受控端，用以控制掃頻 信號發生器以預定正弦變化少見律發出在預定頻率範圍(3千赫茲到3 兆赫茲)變化的掃頻電信號。掃頻信號發生器的輸出通過集成在DDS信號源晶片內部的P/A以及1/V轉換接檢測線圈的輸入，用以將掃頻電信號加載到檢測線圏。檢測線圖的輸出通過I/V以及A/D轉換電路 接DSP數位訊號處理器中LPF預處理電路之後，接DFT ^:據分析電路 的信號輸入端，用以將待測硬幣在預定頻率範圍產生的逆磁場而導 致的 一組視在阻抗變化數據輸入數據分析電路後，按傅立葉變換算法 進行數據處理。該數據分析電路的輸出經DSP數位訊號處理器中的微 處理器，將數據處理結果作為待測硬幣的特性數據，與系列標準硬幣 的對應標定特性數據相比較，得出檢測結果。DSP數位訊號處理器通 過USB通信接口 7與上位計算機通信連接，完成檢測數據的傳輸。檢測時，掃頻信號源採用脈衝(DDS)掃頻技術，為系統提供了 具有極高頻率和相位穩定度的掃頻信號，保證了檢測結果的精確性。 寬帶功率驅動電路對信號源的信號進行功率放大，為檢測線圏提供足 夠的檢測電流；I-V轉換裝置將檢測線圈中包含硬幣信息的電流轉換 成一定幅度的電壓，供A/D轉換電路轉換成數字量，DFT數據分析電 路對檢測到的信息進行由時域到頻域的轉換或進行相關運算，獲得各 頻點下檢測電壓的實部和虛部，微處理器讀取DFT的計算結果，並根 據信號源的輸出幅度計算得出各頻點下檢測線圏視在阻抗的實際值， 並發送到PC機iit行後期處理，最終獲得所需硬幣磁電特性參數靜態 掃頻檢測結果。總之，該實施例採用有別與現有技術方法的掃頻方式，可以檢 測硬幣在連續頻段上的磁導率和平均電導率等變化，從而確定各類 硬幣在廣泛頻率下的磁電特徵參數，以實現硬幣機讀磁電特徵的防 偽設計與檢測，即可為硬幣防偽鑑偽設備奠定基礎，也可用於流通 硬幣的機讀磁電特徵;j^測和硬幣鑑偽。
權利要求1.一種硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀，主要由微處理器、掃頻信號發生器、檢測線圈、數據分析電路組成；其特徵在於所述微處理器的掃頻控制輸出端接所述掃頻信號發生器的受控端；所述掃頻信號發生器的輸出接檢測線圈的輸入；所述檢測線圈的輸出接數據分析電路的信號輸入端；所述數據分析電路的輸出接微處理器的輸入端。
2. 根據權利要求1所述的硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀， 其特徵在於所述掃頻信號發生器的輸出通過D/A以及1/V轉換接檢 測線圈的輸入，所述檢測線圏的輸出通過I/V以及A/D轉換電路接數 據分析電路的信號輸入端。
3. 根據權利要求2所述的硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀， 其特徵在於所述檢測線圈的輸出通過I/V以及A/D轉換電路，並經 低通濾波預處理電#數據分析電路的信號輸入端。
4. 根據權利要求3所述的硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀， 其特徵在於所述掃頻信號發生器輸出處的D/A以及I/V轉換電路集 成在DDS信號源晶片中。
5. 根據權利要求4所述的硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀， 其特徵在於所述低通濾波預處理電路和數據分析電路集成在DSP數 字信號處理器晶片中。
專利摘要本實用新型涉及硬幣磁電特性參數靜態掃頻檢測儀，屬於硬幣鑑偽技術領域。該檢測儀主要由微處理器、掃頻信號發生器、檢測線圈、數據分析電路組成；微處理器的掃頻控制輸出端接所述掃頻信號發生器的受控端；掃頻信號發生器的輸出接檢測線圈的輸入；檢測線圈的輸出接數據分析電路的信號輸入端；數據分析電路的輸出接微處理器的輸入端。本實用新型採用有別與現有技術方法的掃頻方式，可以檢測硬幣在連續頻段上的磁導率和平均電導率等變化，從而確定各類硬幣在廣泛頻率下的磁電特徵參數，以實現硬幣機讀磁電特徵的防偽設計與檢測。
文檔編號G07D5/08GK201166872SQ20072013182
公開日2008年12月17日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者司峻峰, 夏凌雲, 廖俊寧, 張武軍, 徐麗新, 亮 戴, 檀世民, 邵繼南, 海 陸, 陳曉明 申請人:中鈔長城金融設備控股有限公司