CZ243795A3 - Apparatus for testing genuineness of coins, jettons or other flat articles - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro zkoušení pravosti mincí, žetonů nebo jiných plochých předmětů, které má mincovou dráhu se spodní a horní boční stěnou, kde mincová dráha je skloněna pod stanoveným úhlem k vertikální rovině a mince se v ideálním případě pohybuje podél a v kontaktu se spodní boční stěnou a dále mající dvě indukční čidla uspořádaná podél této mincové dráhy, elektronický obvod a řídící a vyhodnocovací jednotku.

Taková zařízení jsou vhodná například pro prodejní automaty, pro elektroměry a pod.

Dosavadní stav techniky

Zařízení pro zkoušení pravosti mincí, žetonů nebo jiných plochých předmětů výše uvedeného typu je známo ze spisu EP 304 535 Bl. Zařízení má tři navzájem nezávisle pracující indukční čidla pro zjišťování tlouštky, průměru mince a složení její slitiny. Tato indukční čidla jsou vytvořena jako dvojité cívky, které jsou uspořádány na obou stěnách mincové dráhy a jsou paralelně nebo sériově elektricky spojena tak, že rozptyl měření, který je výsledkem odrážení nebo skákání mince v mincové dráze, může být kompenzován. Odrážením a skákáním mince se rozumí pohyb mince směrem ode dna mincové dráhy nebo změna polohy této mince vzhledem k bočním stěnám mincové dráhy. Použití dvojitých cívek je však spojeno s nevýhodou, která spočívá v tom, že složení slitiny a tloušťku mince nelze zjišťovat vzájemně nezávisle. Každé z indukčních čidel je částí paralelního rezonančního obvodu v němž je měřen posun rezonančního kmitočtu způsobený mincí a změna znaménka. Naměřené změny těchto parametrů slouží jako rozhodovací kritérium pro přijetí nebo vrácení mince. Možné je rovněž vytvořit indukční čidlo sloužící ke zjištování složení slitiny jako jednoduchou cívku, připevněnou pouze k jedné stěně mincové dráhy.

Detektor mincí s indukčními čidly, pracující s frekvencemi od 3 kHz do 1 MHz, je znám např. z britského spisu GB 1 397 083. Indukční čidla jsou zde uspořádaná v rezonančních obvodech a v můstkových obvodech. Rezonanční kmitočet při přítomnosti mince slouží jako charakteristika této mince.

Ze spisu GB 2 266 804 a rovněž z německého užitného vzoru G 90 13 836.8 je známo použití energii pohlcujících prvků pro dosažení odvalování mince v oblasti čidel bez odrážení a skákání. Takovými energii pohlcujícími prvky jsou výhodně destičky vyrobené z keramiky, které jsou uspořádány v mincové dráze tak, že na ně musí dopadnout každá do vstupního otvoru vhozená mince.

Z německého spisu DE 30 07 484 je známo vytvořit spodní boční stěnu mincové dráhy skloněnou o určitý úhel k vertikální rovině a opatřit ji žebry vytvořenými jako vedení mince ve směru jejího pohybu.

Cílem tohoto vynálezu je vytvořit zařízení pro zkoušení pravosti mincí v němž je složení slitiny a tloušťka mince zjišťováno vzájemně nezávisle a u něhož je v co největší míře eliminováno odrážení a skákání mince a zajištěn nejmenší možný rozptyl měření způsobený jakýmkoliv zbytkovým odrážením nebo skákáním mince.

Podstata vynálezu

Tohoto cíle je dosaženo zařízením pro zkoušení pravosti mincí podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první indukční čidlo je cívka uložená ve spodní boční stěně, druhé indukční čidlo je cívka uložená v horní boční stěně. Zařízení je opatřeno prostředky pro elektricky nezávislou činnost těchto cívek, přičemž elektronický obvod je vybaven pro měření časové změny ohmického odporu dvou cívek během průchodu mince. Řídící a vyhodnocovací jednotka stanovuje nej vyšší hodnotu odporu první cívky jako hodnotu K_T a zjištuje lokální maxima ml, m2 odporu druhé cívky a stanovuje větší ze dvou hodnot dvou maxim ml, m2 jako hodnotu K₂ . Hodnoty Kj_ a K₂ nebo hodnoty a h₂ = Kj_ + k₂ slouží při rozhodování o přijetí nebo vrácení mince.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení vynálezu jsou podrobné popsána níže s odkazem na připojené výkresy, kde:

Obr. l zobrazuje mincovou dráhu zkoušecího zařízení,

Obr. 2 zobrazuje mincovou dráhu v řezu,

Obr. 3 a Obr. 4 zobrazují diagramy skutečných hodnot,

Obr. 5 zobrazuje signál indukčního čidla a

Obr. 6 ukazuje elektrické zapojení.

Příklady uskutečněni vvnálezu

Označení mince M se v následujícím popise vztahuje i na žeton nebo jiný plochý kovový předmět.

Obr. 1 zobrazuje zařízení pro zkoušení mincí, žetonu nebo jiných plochých předmětů, mající mincovou dráhu i, která je výhodně vytvořena jako dutina v tělese 2 sestávajícím ze dvou plastových dílů. Mincová dráha 1 je ohraničena svým dnem 3., spodní a horní boční stěnou 4 a 5. a víkem 6.. Spodní boční stěna 4 je opatřena integrálně vylisovanými žebry 7, která probíhají paralelně se dnem 3. mincové dráhy i ve směru pohybu mince M. Mincová dráha i je ve směru tohoto pohybu skloněna a dvě boční stěny 4 a 5. jsou skloněny pod ostrým úhlem, příkladně pod úhlem 10°, k vertikální rovině V tak, že zkoušená mince M se odvaluje nebo klouže po dně 3. dolů mincovou drahou i, přičemž jedna strana mince M v ideálním případě leží na žebrech 7_ spodní boční stěny 4. Obě boční stěny 4 a 5. mají na svých stranách směřujících ven z mincové dráhy i vybrání pro uložení cívek 9. a 10 . které jsou uspořádány vyoseně a případně vybrání pro uložení kovových destiček 11. 12.. Cívka 9. a destička i 2 jsou umístěny na spodní boční stěně 4 a jsou proto na Obr. 1 znázorněny čárkovaně. Vybrání £ jsou pro zjednodušení zobrazena pouze na Obr. 2. Destičky li a 12 jsou připevněny naproti cívkám 9., resp. 10 a jsou výhodně kruhové nebo pravoúhlé, ale mohou mít i jakýkoliv jiný geometrický tvar. V každém případě jedna cívka 9_ nebo 10 a, jestliže je to vhodné, jedna kovová destička 11 nebo 12 uspořádané na protilehlých bočních stěnách 1 nebo 4 tvoří indukční čidlo. Tyto dvě cívky 9 a 10 jsou jednak spojeny s uzemněním m a jednak se spínačem 13 tak, že mohou být spojeny s elektronickým obvodem 14 a pracovat elektricky navzájem nezávisle. Zařízení dále obsahuje řídící a vyhodnocovací jednotku, příkladně mikroprocesor 15., pro vyhodnocování výstupního signálu elektronického obvodu 14 a pro řízení zařízení. Elektronický obvod 14 a mikroprocesor 15 jsou zkonstruovány tak, že ze signálů naměřených cívkami 9 a 10 odvozují diskrétní hodnoty, které představují charakteristiku druhu slitiny a tloušťky mince M. Mince M je považována za pravou a přijata pouze v případě, že tyto hodnoty souhlasí s předem zadanými hodnotami ve stanovené toleranci, jinak je mince M vrácena.

Obr. 2 zobrazuje mincovou dráhu 1 v příčném řezu na úrovni cívky 10 . Žebra 7 jsou uspořádána se vzájemnou roztečí a, která je výhodně 7,25 mm. Tvar jejich povrchu směřujícího do mincové dráhy l je válcový, kde poloměr křivosti R má velikost srovnatelnou s roztečí a žeber 7. (R = a) . Výhodná je poněkud větší hodnota R, například R = 8 mm. žebra 7. jsou oddělena prohlubněmi 16 , jejichž hloubka je kolem 0,5 mm. Prohlubně l 6 mají v místě největší hloubky mezi žebry 7, plochou oblast 17, takže boční stěna 4 má minimální tloušťku v místě prohlubně 16. Volba tloušťky této stěny závisí pouze na vlastnostech materiálu tělesa 2 a na předpokládaném namáhání, způsobeném mincí M a to bez ohledu na poloměr zakřivení R a rozteč a žeber

7. Výhodná minimální tloušťka stěny je 0,6 mm. Cívka 9 upevněná ve vybrání £ spodní boční stěny 4 má pak pevnou vzdálenost 1,1 mm od mince M, která prochází ideálním způsobem mincovou drahou

1· žebra ]_ rovněž zabraňují nežádoucímu uvíznutí nebo zablokování vlhké mince M.

Žebra Ί_, která mají válcový povrch o poměrně velkém poloměru R zakřivení způsobují zvětšení kontaktní plochy mezi spodní boční stěnou 4 a mincí M oproti zařízení podle stávajícího stavu techniky. Toto uspořádání způsobuje, že dopad mince M, která neleží ideálně naplocho a který směruje proti spodní boční stěně 4 je poměrně hodně utlumen tak, že odrážení a skákání mince M v oblasti cívek 9 a 10 se bude vyskytovat jen vzácně a to pouze v takových případech, kdy mince M bude mít nějaké poškození, například rýhy nebo zoubky. Stupeň na který lze odrážení a skákání mince M potlačit žebry 7, která mají poloměr R zakřivení menší než je jejich rozteč a, příkladně pouze a/2, je možno zjistit zkouškami. Tvar žeber 7 nemusí být přesně válcový.

Výsledkem velkého utlumení mince M dopadající na spodní boční stěnu 4 je rovněž podstatně menší hluk ve srovnání s běžným provedením žeber 7.

Jiné provedení vynálezu zahrnuje místo žeber ]_, ve spodní boční stěně 4 v oblasti cívek 9. a 10. tenkou destičku, která je volně připevněná paralelně k boční stěně 4. Tato destička má poměrně nízkou hmotnost v porovnání s hmotností zkoušených mincí Maje tvořena příkladně kovem nebo keramikou. Slouží k pohlcení energie skákající mince M. Poté co tato mince M dopadne na uvedenou destičku ztlumí tato její skákání.

Další provedení vynálezu obsahuje kromě mechanických prostředků zabraňujících odrážení a/nebo skákání mince M, rovněž zlepšení v oblasti měření, která dále snižují vliv možného zbytkového skákání nebo odrazů mince M na měření důležitých charakteristik složení slitiny a tloušťky mince M.

Pokud jsou v dalším popise uvažovány obě cívky 9. a 10, je pro zjednodušení místo vztahových značek 2 a 10 použito jediné vztahové značky S. Cívka S znamená tedy jednu z cívek 9. nebo 10 . Cívka S, která je elektricky charakterizována svou indukčností L_s a svým vnitřním ohmickým odporem Rg, představuje indukční čidlo. Výše uvedená kombinace cívky S s jednou z destiček 11 nebo 12. představuje další indukční čidlo. Při průchodu mince M přes cívku S se hodnoty Lg a Rg krátce mění v důsledku fyzické interakce mezi cívkou S a mincí M. Vnitřní odpor Rg zahrnuje statickou složku Rg₍pc a dynamickou složku Rg , Ac ί > která je funkcí úhlové frekvence proudu procházejícího cívkou S, fyzikálních vlastností mince M, geometrie cívky S a zejména vzdálenosti mezi cívkou S a mincí M. Jakmile zkoušená mince M, při odvalování mincovou dráhou 1, přichází do měřící oblasti cívky S, roste její vnitřní odpor Rg. Typická časová zména vnitřního odporu Rg je zobrazena na Obr. 5. Aby se vyloučil vliv průměru mince M na měření tlouštky d a složení slitiny, je průměr cívky S zvolen tak, že je menší než průměr nejmenší zkoušené mince M. Cívka S je uspořádána v boční stěně 4 nebo 5. mincové dráhy χ v takové úrovni, aby nejmenší zkoušená mince M při svém průchodu na krátký čas zcela překryla cívku S. Průměr cívky S je příkladně 14 mm. Odpor vodičů je relativně malý. Jako cívky 9 a 10 je zejména vhodné použít vinuté cívky s feritovým jádrem. Použití jednoduchých cívek 9 a 10 uspořádaných vždy pouze na jedné straně mincové dráhy χ a jejich celkové elektrické oddělení vylučuje ztráty citlivosti spojené s použitím dvojitých cívek.

Elektronický obvod 14 ovládá cívku S v sériovém rezonančním obvodu a přivádí na svůj výstup analogový signál, který je úměrný vnitřnímu odporu R_g cívky S. Při průchodu mince M méřící oblastí cívky S je časová změna tohoto výstupního signálu pomocí analogově digitálního převodníku převedena jako série fl. číselných hodnot do mikroprocesoru 15., kde je uchována. Následně mikroprocesor 15 provádí podrobnou analýzu, která bude popsána níže a jejímž výsledkem jsou dvě hodnoty, například níže popsané hodnoty a K_?, které jsou použity při rozhodování o přijetí nebo vrácení zkoušené mince M.

Cívka 9 je umístěna ve spodní boční stěně 4, podél níž se v kontaktu s ní pohybuje mince M tak, aby vzdálenost mezi cívkou 2 a přilehlým čelem mince M byla pevná, příkladně 1,1 mm. Mince M je vyrobena bud z jedné slitiny nebo z několika slitin. Vnitřní odpor Rg cívky 9_ měřený za přítomnosti mince M je přibližnou funkcí materiálu mince M v případě, že frekvence proudu procházejícího cívkou 9. je vhodně zvolena. Na Obr. 3 je zobrazen vnitřní odpor Rg jako funkce tlouštky d mince M pro mince vyrobené ze tří různých slitin Ll, L2 a L3. V průběhu měření byla mince M umístěna symetricky před cívkou 9.. Z tohoto obrázku je vidět, že vnitřní odpor Rg je prakticky nezávislý na rlouštce d. Takto lze zjistit jednoduchým způsobem za použití cívky 9 důležitou první charakteristickou proměnnou mince M, která je v podstatě výhradně funkcí slitiny nebo kompozice slitin mince M.

Vzdálenost mezi cívkou 9 a mincí M je funkcí tlouštky d mince. U cívky 10 je proto vnitřní odpor R₁₀ funkcí nejen materiálu mince M, ale i tlouštky d této mince. Jak ukazuje Obr. 4, je závislost na tlouštce d ve zkoumané oblasti v podstatě lineární pro slitiny Ll, L2 a L3 . Jestliže je slitina mince M známa, může být tlouštka d mince M zjištěna j ednoznačně.

Oproti použití tzv. dvojitých cívek, které jsou uspořádány v obou stěnách mincové dráhy l a jsou elektricky spojeny paralelně nebo sériově, umožňuje použití jednotlivých cívek 9 a 10 s, nebo bez destiček ll a 12., které jsou uspořádány pouze v jedné boční stěně 4 a £ vzájemně zcela nezávislé stanovení dvou parametrů mince M. Mince M je charakterizována na základě své slitiny nebo kompozice slitin a na základě své tlouštky d.

Obr. 5 zobrazuje časovou změnu výstupního signálu elektronického obvodu 14 pro tři mince téhož druhu. Mince přicházejí do oblasti měření první cívky 9. v čase £]_ a opět ji opouštějí v čase £^· ^v čase £3 mince přicházejí do úseku měření druhé cívky 10. který opouštějí v čase £4. Výstupní signál z cívky 9 má dvě maxima Ml a M2 s hodnotami U1 a U2, výstupní signál z druhé cívky 10 má dvě maxima ml a m2 s hodnotami vl a v2. Souvislá čára představuje výstupní signál mince M, která se odvaluje mincovou drahou £ (Obr. 1) bez odrážení a skákání ležíc na žebrech 7_. V tomto případě jsou naměřené hodnoty U1 a U2 a rovněž hodnoty vl a v2 shodné (U1 = U2, vl = v2) .

Čerchovaná čára zobrazuje výstupní signál mince M, která se v oblasti méření první cívky 9. odráží nebo skáče. Hodnoty U1 a U2 jsou zde rozdílné. Čárkovaná čára představuje výstupní signál mince M, která se odráží nebo skáče v měřicí oblasti druhé cívky 10 . Hodnoty vl a v2 jsou v tomto případě odlišné. Zkoušky ukázaly, že alespoň jedna z hodnot Ul nebo U2 a ví nebo v2 i e relativně stálá, tedy má malý rozptyl, zatímco minimum ležící mezi příslušnými maximy podléhá rozptylu většímu. U první cívky 9_ odpovídá hodnota většího ze dvou maxim nejmenší vzdálenosti mezi cívkou 9. a mincí M, jelikož je tlumení cívky 9 největší. U příkladu zobrazeného na Obr. 5 je u obou čar z obou maxim stabilnější druhé maximum M2 o hodnotě U2. Mikroprocesor 15 je z tohoto důvodu programován tak, že zjišťuje největší hodnotu výstupního signálu na první cívce 9 a ukládá ji jako hodnotu Ky. Tlumení druhé cívky 10 je menší, mezi cívkou 10 a mincí M je větší vzdálenost. Mikroprocesor 15 je rovněž programován tak, že zjišťuje hodnoty vl a v2 dvou maxim ml a m2 výstupního signálu na druhé cívce 10 a ukládá menší z hodnot vl a v2 jako hodnotu K₂ (K₂ = min (vl; v2) ) . V příkladu z Obr. 5 odpovídá tomuto případu maximum m2.

Tuto popsanou analýzu výstupních signálů provádí mikroprocesor 15 Aby se vyrovnaly šumy a aby se snížil rozptyl stanovovaných hodnot Ky a K₂, je výhodné převést sérii fi na sérii f2, kde každá hodnota série f2 je průměrem stanoveným z například deseti následujících hodnot série fl. Stanovení největší hodnoty výstupního signálu z první cívky 9 lze provádět numerickým srovnáváním, stanovení maxim ml a m2 lze provádět výpočtem první a druhé derivace série f2.

S účelem vyloučit v co největší možné míře další fyzikální faktory, jako je teplota, vlhkost atd., které mají vliv na měřené výsledky, je výhodné, když mikroprocesor 15 vytváří poměrné hodnoty Py=ry/Ky a P₂=r₂/K₂, kde proměnné ry a 1₂ představují vztažný odpor, který se rovná vnitřnímu odporu Rg_ cívky 9., resp. vnitřnímu odporu Ry₀ cívky 10 při nepřítomnosti mince M. Srovnávací odpory r·] a r₂ jsou výhodně stanovovány pokaždé přímo před a po průchodu mince M.

Jak je známo, má každá mince dvě strany, které jsou různě ražené a jsou běžně označovány jako rub a líc mince. Toto asymetrické ražení mince M způsobuje, že charakteristické proměnné Ky a K₂ stanovené pro určitou minci M závisejí na tom, kterou stranou leží tato mince M na boční stěně 4. Rozptyl proměnných Kg_ a K₂, který je možný u určitého typu mince, je tímto efektem ještě zvětšen. Velikost rozptylu proměnné K_; zůstává i tak dostatečně malá pro to, aby bylo možno jednoznačně stanovit slitinu z níž je mince M vyrobena. Na druhé straně však je tímto efektem rušeno měření tloušťky d v takové míře, že stanovení pravosti mince M a/nebo stanovení její hodnoty je mnohem obtížnější, nebot mince různé hodnoty, které jsou vyrobeny z téže slitiny se často jen velmi málo liší svou tlouštkou d. Použitím dále popsaného dalšího měření lze vliv tohoto efektu na stanovení tloušťky d omezit. U mince M bez reliéfu byly měřením na cívkách 9 a 10. získány například hodnoty iq a K₂. Jestliže mince M má asymetrický reliéf a jestliže leží lícem směrem k cívce 9, jsou měřením získány odlišné hodnoty K₁+<ír₁ a K₂- r₂. Zvětšení proměnné iq způsobuje zmenšení proměnné K₂, nebot zmenšení vzdálenosti mezi cívkou £ a mincí M vede na druhé straně ke zvětšení vzdálenosti mezi touto mincí M a druhou cívkou 10 . V důsledku lineární závislosti proměnných K_x a K₂, které jsou funkcí vzdálenosti mince M od příslušné cívky, je toto tvrzení pravdivé v případě, že jsou použity identické cívky 9 a 10 a v případě použití stejné frekvence Co pro buzení těchto dvou cívek ( S*r]_ = 5r₂=<5r) . Pro případ téže mince M, která však má rubovou stranu přivrácenou ke druhé cívce 10 budou místo uvedených hodnot naměřeny hodnoty iq. 5* r a K₂+cTr. Součet H₂ = íq+K₂ nebo součet I₂ = Pi + P₂ pak výhodně slouží jako míra tloušťky d mince M a tím i jako kritérium pro přijetí nebo vrácení mince M. Součty H₂ a I₂ jsou nezávislé na tom, kterou stranou mince M přiléhá k boční stěně 4, nebot hodnoty — £*r a +6*r se zde vzájemně vyruší.

Obr. 3 zobrazuje, že měřené hodnoty iq jsou pro různé slitiny jasně odlišné. Slitinu mince M je tedy možno zjistit poměrně snadněji a tolerance, které pak určují, zda bude mince M přijata nebo vrácena právě na základě zjištění její slitiny, mohou být stanoveny poměrně široce. Užší tolerance jsou stanoveny u proměnných K₂ nebo P₂ nebo H₂ nebo I₂, nebot přibližně stejnou tlouštku má více různých mincí M. Omezení odrážení nebo skákání mincí M v oblasti indukčních čidel pomocí nově zkonstruovaných žeber 7. v kombinaci s právě popsanou detailní analýzou signálu umožňuje nastavení úzké tolerance pro tyto proměnné Kg nebo Pg nebo Hg nebo lg.

Obr. 6 ukazuje výhodný elektronický obvod 14, mající sériový rezonanční obvod RLC pro oddělené zjišťování změny ohmického odporu Rg a indukčnosti Lg cívky S. Základem je zjištění, že sériový rezonanční obvod RLC, tvořený cívkou S a kapacitním prvkem C, představuje v případě rezonance čistě ohmickou impedanci Zg, která je rovna odporu Rg cívky S. Oproti tomu, v případě rezonance, se paralelní rezonanční obvod ve kterém jsou cívka £ a kapacitní prvek C paralelně zapojeny, se chová jako impedance

C x Rg

Zp = j x _L_S která je funkcí poměru odporu Rg a indukčnosti Lg cívky £ (j označuje imaginární jednotku). Rezonanční frekvence Cu ₀(Lg) sériového rezonančního obvodu RLC je dána vztahem:

% (^Ls) ⁼ _ ·

Lg X C

Elektronický obvod 14 zahrnuje diferenciální zesilovač 18 s invertujícím vstupem 19 a neinvertujícím vstupem 20, rezistor 21. dvoustupňový zesilovací obvod 22 a detektor 23 amplitudy. Sériový rezonanční obvod RLC sestává z cívky £ a kapacitního prvku C, které jsou zapojeny v sérii a je jedním vedením spojen s uzemněním m a dalším vedením s invertujícím vstupem 19 diferenciálního zesilovače 18 . Výstup diferenciálního zesilovače 18 je přiváděn zpět přes rezistor 2J_ na invertující vstup 19 a přes zesilovací obvod 22 na neinvertující vstup 20 diferenciálního zesilovače 18.

Zesilovací obvod 22 má za úkol za prvé uvést při zapnutí elektronického obvodu 14 sériový rezonanční obvod RLC do oscilací a za druhé zajišťovat amplitudově stabilizované napětí U3 (t) pro buzení tohoto sériového rezonančního obvodu RLC. Tento úkol je uskutečňován dvěma invertory 24 a 25 zapojenými v sérii a za nimi připojeným děličem 26 napětí.

Kondenzátory 27 a 28 jsou zapojeny před vstupem invertoru 24 resp. 25. a výstup těchto invertoru 24 a 25 je veden zpět na (jejich vstup přes rezistor 29 resp. přes rezistor 30.. Kondenzátory 27 a 28 slouží pro potlačení stejnosměrného napětí. Rezistory 29 a 10 určují pracovní bod invertoru 24 a

25.· Při zapnutí elektronického obvodu 14 se zesilovací obvod 2 2 chová jako lineární zesilovač střídavého proudu tak, že, v důsledku pozitivní zpětné vazby výstupního napětí U₁(t) diferenciálního zesilovače 18 s jeho neinvertujícím vstupem 20, začíná sériový rezonanční obvod RLC oscilovat. Zesílení výstupního signálu U_x(t) je zvoleno tak velké, že druhý invertor 25. - je vždy nasycen. Na jeho výstupu je pak napětí U₂(t) obdélníkového průběhu, přičemž dvě napěťové úrovně tohoto napětí odpovídají kladné a záporné úrovni napětí, kterou je, bipolárně vzhledem k zemi m, známým způsobem napájen celý elektronický obvod 14. Úroveň napětí U₂(t) je snížena ohmickým napěťovým děličem 26 spojeným se zemí m. Na výstupu zesilovacího obvodu 22 je napětí U₃ (t) obdélníkového průběhu a proto je na vstupu 20 diferenciálního zesilovače 18 uvedené napětí ve fázi s napětím Ujjt), ale jeho amplituda závisí na amplitudě napětí U₁(t). Napěťový dělič 26 zahrnuje dva rezistory 31 a 32 . Rezistor 31 je řádově stejné hodnoty jako je odpor Rg cívky S. Rezistor 32 je dimenzován tak, že úroveň napětí U₃(t) je několik desítek pod 100 milivoltú. Detektor 23 amplitudy slouží k měření amplitudy napětí U]_(t) a k jejímu přenášení ve vhodné formě do mikroprocesoru 15.

Při průchodu mince M kolem cívky £ se mění rezonanční frekvence 6<Jq (Lg) úměrně ke změně indukčnosti L^. Popsaný elektronický obvod 14 pracuje tak, že sériový rezonanční obvod RLC osciluje s frekvencí , která se vždy rovná rezonanční frekvenci <ju₀ (Lg) . Při průchodu mince M kolem cívky S se rovněž mění její odpor Rg. Jestliže má sériový rezonanční obvod RLC při rezonanci ohmickou impedanci Zg = Rg a jestliže napětí U₃(t), které slouží k buzení sériového rezonančního obvodu RLC. je periodickým napětím s konstantní amplitudou, je napětí i(t) proudící sériovým rezonančním obvodem RLC a tím i amplituda napětí Uj_ (t) na výstupu diferenciálního zesilovače 18 přímou mírou odporu Rg cívky S. Vyhodnocení signálu U₄ (t) je prováděno, jak bylo dříve popsáno, mikroprocesorem 15.

Frekvence d napětí U2(t) obdélníkového průběhu přítomného na výstupu druhého invertoru 25 lze zjistit neznázorněným jednoduchým způsobem, například za použití výpočetního modulu, který umožňuje, aby mikroprocesor 15 v době, kdy mince M překrývá cívku S, vypočítal frekvenci podle časové změny amplitudy napětí U]_(t). Tímto způsobem v cívce 9. nebo v cívce 10 stanovené frekvence 1 a CP2 odpovídají rezonančním frekvencím při průchodu mince M a představují třetí a čtvrtou charakteristickou proměnnou K3 a K₄, které slouží jako další rozhodovací kritéria pro přijetí nebo vrácení zkoušené mince M.

Při použití popsaného zařízení podle vynálezu mohou být proměnné K₄ a a tím i složení slitiny a tloušťka d mince M stanoveny s přesností, která je dostatečná pro rozlišení mnoha druhů mincí M. Pro vyloučení možnosti podvodu, kdy minci M2 o určitém složení slitiny a větší tloušťce d je možno napodobit použitím mince Ml o menší tloušťce d nebo tenkou kovovou destičkou tak, že vzdálenost mezi mincí Ml nebo kovovou destičkou a cívkou 2 je záměrně zvětšena, například vložením nekovové vrstvy mezi minci Ml a cívku 9., je postačující zjistit, zda je rezonanční frekvence (l_s) cívky 9. při průchodu mince M větší nebo menší než tato rezonanční frekvence při nepřítomnosti mince. Znaménko změny rezonanční frekvence ♦ o(Lg) cívky 9. tak výhodně slouží jako další rozhodovací kritérium pro přijetí nebo vrácení mince M. Přesné stanovení rezonanční frekvence COg(^Ls) při přítomnosti mince M není nezbytné.

Výhoda uspořádání cívky 9. nebo 10 v sériovém rezonančním obvodu RLC spočívá v tom, že proměnnou, charakterizující složení slitiny nebo proměnnou charakterizující tloušťku d, lze stanovit pomocí obvodu, který měří tlumení sériového rezonančního obvodu RLC za přítomnosti mince M a jehož konstrukce je jednoduchá. Sériový rezonanční obvod RLC tedy představuje zvláště vhodný prostředek pro měření změny odporu indukovaného v cívce S. Tímto zařízením lze zkoušet rovněž mince u nichž nedochází k žádné změně signálu nebo jen k nedostatečné změně signálu při použití paralelního rezonančního obvodu v případech, kdy se změny indukčnosti Lg a odporu Rg budou vzájemně kompenzovat.

Indukčnost Lg cívky S a hodnota kapacitního členu C jsou voleny tak, že rezonanční frekvence oo ₀(Lg) laděného rezonančního obvodu RLC se pohybuje v rozsahu 50 až 200kHz, přičemž typickou hodnotou je 90kHz. Při těchto frekvencích je hloubka průniku magnetického pole generovaného cívkou S do mince M dostatečně velká, čehož výsledkem je, že složení materiálu mince M může být zjištěno dostatečně selektivně.

Kolísání úrovně napětí U₃(t) budícího rezonanční obvod RLC, vyvolané například kolísáním pracovního napětí, které napájí elektronický obvod 14, nemá vliv na proměnné Kg a K₂, nebot tyto proměnné představují poměr dvou po sobě následujících měření odporu.

Jako invertory 24 a 25 mohou být použity příkladně invertory známého typu 4007. U zvláštního provedení elektronického obvodu 14 je alespoň jeden z invertorú 24 nebo 25. nahrazen součástí NAND nebo NOR s dalším vstupem, který je napojen na výstup mikroprocesoru 15 . Elektronický obvod 14 lze jednoduchým způsobem zapnout a vypnout pomocí logiky napětí na výstupu mikroprocesoru 15.. Obvod 14 lze tak zapnout krátce, pouze po dobu zkoušení mince M. Nahrazení obou invertorú 24 a 25 prvky NAND nebo NOR přináší výhodu v tom, že obvod 14. potřebuje ve vypnutém stavu mimořádně nízký příkon.

Obr. 6 zobrazuje pouze jeden příklad elektronického obvodu 14. který je vhodný pro zjištování změny odporu Rg cívky S pomocí sériového rezonančního odporu RLC. Mnoho dalších příkladů elektronického zapojení sériového rezonančního obvodu RLC, která budí sériový rezonanční obvod RLC napětím nebo proudem lze nalézt v technické literatuře.

Claims (9)

1. Zařízení pro zkoušení mincí, žetonu nebo jiných plochých předmětů mající mincovou dráhu (1) se spodní boční stěnou (4) a horní boční stěnou (5), kde mincová dráha (1) je skloněna pod stanoveným úhlem k vertikální rovině (V) a mince (M) se v ideálním případě pohybuje podél a v kontaktu se spodní boční stěnou (4), dále mající dvě indukční čidla uspořádaná podél mincové dráhy (1) , elektronický obvod (14) a řídící a vyhodnocovací jednotku (15), vyznačující se tím, že první indukční čidlo je cívka (9) uložená ve spodní boční stěně (4) , druhé indukční čidlo je cívka (10) uložená v horní boční stěně (5), tím, že je opatřeno prostředky (13,14) pro elektricky nezávislou činnost cívek (9,10), přičemž elektronický obvod (14) je vybaven pro měření časové změny ohmického odporu Rg(_t) a Rio(t) dvou cívek (9,10) během průchodu mince (Μ) , řídící a vyhodnocovací jednotka (15) stanovuje nejvyšší hodnotu odporu Rg (t) první cívky (9) jako hodnotu K_x, tím, že řídící a vyhodnocovací jednotka (15) zjištuje lokální maxima (ml,m2) odporu Rio(t) druhé cívky (10) a stanovuje větší ze dvou hodnot (vl,v2) dvou maxim (ml,m2) jako hodnotu K₂ a že hodnoty K₃ a K₂ nebo hodnoty K₃ a H₂ = Kj_ + K₂ slouží při rozhodování o přijetí nebo vrácení mince (M).

2. Zařízení pro zkoušení mincí, žetonů nebo jiných plochých předmětů mající mincovou dráhu (1) se spodní boční stěnou (4) a horní boční stěnou (5), kde mincová dráha (1) je skloněna pod stanoveným úhlem k vertikální rovině (V) a mince (M) se v ideálním případě pohybuje podél a v kontaktu se spodní boční stěnou (4), dále mající dvě indukční čidla uspořádaná podél mincové dráhy (1) , elektronický obvod (14) a řídící a vyhodnocovací jednotku (15), vyznačující se tím, že první indukční čidlo je cívka (9) uložená ve spodní boční stěně (4), druhé indukční čidlo je cívka (10) uložená v horní boční stěně (5), tím, že je opatřeno prostředky (13,14) pro elektricky nezávislou činnost cívek (9,10), přičemž elektronický obvod (14) je vybaven pro měření časové změny ohmického odporu Rg(t) a Rio(t) dvou cívek (9,10) během průchodu mince (Μ), řídící a vyhodnocovací jednotka (15) stanovuje nejvyšší hodnotu odporu R<3(t) první cívky (9) jako hodnotu K_L, tím, že řídící a vyhodnocovací jednotka (15) zjišťuje lokální maxima (ml,m2) odporu Rio(t) druhé cívky (10) a stanovuje větší ze dvou hodnot (vl,v2) dvou maxim (ml,m2) jako hodnotu K₂, že řídící a vyhodnocovací jednotka (15) stanovuje vnitřní odpor r₂ první cívky (9) a vnitřní odpor r₂ druhé cívky (10) přímo před nebo po průchodu mince (Μ) , že hodnoty P₁ = r₁/K₁ a P₂ = r₂/K₂ nebo hodnoty P^ a I₂=P₁+P₂ slouží při rozhodování o přijetí nebo vrácení mince (M).

3. Zařízení-podle nároku nebo 2, vyznačující se tím, že cívky (9,10) jsou pro měření odporu uspořádány v sériovém rezonančním obvodu (RLC).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že elektronický obvod (14) zahrnuje diferenciální zesilovač (18) a zesilovací obvod (22) a že výstup diferenciálního zesilovače (18) je veden zpět přes rezistor (21) na invertující vstup (19) a přes zesilovací obvod (22) na neinvertující vstup (20) a zesilovací obvod (22) uvádí při zapnutí elektronického obvodu (14) sériový rezonanční obvod (RLC) do oscilace a vytváří amplitudově stabilizované napětí (U3(_t)) pro buzení sériového rezonančního obvodu (RLC).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zesilovací obvod (22) má dva invertory (24, 25) spojené v sérii nebo součásti NAND nebo NOR.

6. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že je opatřeno prostředky pro zjišťování znaménka změny rezonanční frekvence ((juq(^ls11 ^v P^rvní cívce (9) při průchodu mince (M) a tím, že toto znaménko slouží jako další rozhodovací kritérium pro přijetí nebo vrácení mince (M).

7. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že na bočních stěnách (4, 5) jsou připevněny proti cívkám (9, 10) kovové destičky (11, 12).

8. Zařízení pro zkoušení mincí, žetonu nebo jiných plochých předmětů mající mincovou dráhu (i) se spodní boční stěnou (4) a horní boční stěnou (5), kde spodní boční stěna (4) je opatřena ve směru pohybu mince (M) žebry (7), mincová dráha (l) je skloněna pod úhlem k vertikální rovině (V) a mince (M) se v ideálním případě pohybuje v kontaktu se žebry (7) podél spodní boční stěny (4), vyznačující se tím, že poloměr (R) zakřivení žeber (7) má alespoň poloviční velikost rozteče (a) sousedních žeber (7).

9. zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že poloměr (R) zakřivení žeber (7) je vpodstatě srovnatelný s roztečí (a) sousedních žeber (7).