專利名稱：用于扁平物體的運動傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明指向一種用來評定穿過一個通道運動的扁平物體的運動的方法和設備。具體地說，本發(fā)明涉及其中測量是基于由與扁平物體的運動有關的氣流影響的至少一個風速傳感器的輸出的這樣一種方法和設備。
背景技術：
各種常規(guī)運動檢查方法在先有技術中是已知的，例如使用機電傳感器的方法(美國專利6,220,103；美國專利6,192,285；美國專利5,814,778；美國專利5,324,898；美國專利4,687,928等)、超聲波方法(美國專利6,331,964；美國專利4,414,591等)、使用壓電傳感器的方法(美國專利5,400,012；美國專利5,258,743等)、電容性和電荷敏感方法(美國專利5,391,859；美國專利4,833,281等)、使用微波技術的方法(美國專利6,333,691；美國專利4,981,158等)、使用熱電傳感器的方法(美國專利6,215,399；美國專利6,163,025；美國專利4,943,712等)、使用光學圖像的方法(美國專利6,219,455；美國專利5,824,916；美國專利5,212,379；美國專利4,896,966；美國專利4,099,886等)、及其計算機處理(美國專利6,317,136；美國專利6,188,798；美國專利5,568,203；美國專利4,906,846等)、使用相干光的方法(美國專利5,212,379；美國專利4,334,777等)。由于幣紙的變化尺寸、厚度、材料、表面外觀、結(jié)構(gòu)及退化特性，使用用來評估幣紙的運動的這些方法的任一種都是困難和昂貴的。幣紙在穿過通道運動時也具有使評估更困難的顯著振動。
授予Beerwerth等的美國專利6,203,194描述了一種用于多目的運動探測器的薄膜多對熱電堆傳感器，該傳感器裝有這樣布置的隔膜和/或聚焦元件，從而聚焦的運動物體交替通過傳感器元件的熱和冷接合點，導致產(chǎn)生一個對應傳感器輸出信號。然而，這種方法需要試驗(？)物體的固定發(fā)光和用來把大物體聚焦到熱電堆傳感器上的昂貴光學裝置。
已知在紙張輸送裝置中包括一個卡紙?zhí)綔y器(美國專利4,734,744和美國專利4,203,589)。一個昂貴陣列的光學傳感器及時檢查在規(guī)定點處在規(guī)定位置中的紙張缺少的通路。然而，所有這些探測器在實際卡紙與辨別卡紙的探測器之間有一個顯著時間延遲。
使用預先加熱的風速計的氣流探測是已知的(美國專利6,101,872；美國專利5,1827,960；美國專利5,710,380；美國專利5,629,481；美國專利5,558,099；美國專利5,394,883；美國專利5,272,915；美國專利5,263,370；美國專利5,094,105；美國專利5,081,866；美國專利4,884,215)。然而，先有技術探測器復雜和為較慢運動而設計，并且不能實時探測象征來自紙幣前和后邊緣的氣流振動波的短弱氣流振動。
本發(fā)明提供一種通過測量幣紙周圍的氣流運動或與其意外停止有關的空氣運動檢測具有任意尺寸、厚度和退化的幣紙的運動或意外停止的無接觸方法。
本發(fā)明提供一種用來檢查幣紙運動的設備，該設備包括至少一個傳感器，用于與幣紙的運動或意外停止有關的氣流速度變化的實時測量。
在本發(fā)明的一個最佳方面，設備包含用來測量與幣紙有關的氣流的瞬時速度變化的至少兩個氣流傳感器。
在本發(fā)明的另一個方面，設置包含一行氣流傳感器，并且處理其信號以提供幣紙邊緣的實時位置信息。
在本發(fā)明的一個方面，設備包含一個用來探測在輸送通道中的幣紙的實時位置的兩維氣流傳感器矩陣。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種用來檢測氣流變化的低成本無故障緊湊平面熱損耗氣流傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一種最佳運動檢查設備便宜，并且容易并入紙幣檢驗器中。
關于幣紙運動的實時信息用來控制貨幣輸送和減少在包括驗鈔機、紙幣分配器、和用來接收和分配紙幣的自動支付系統(tǒng)的有效性檢查機器中的卡紙。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供一種通過探測物體周圍特別是其前和后邊緣附近的空氣擾動用于扁平物體的迅速和便宜運動檢查的改進無接觸方法和設備。物體不必在表面外觀、結(jié)構(gòu)和退化方面相同。物體最好可以具有基本上任何尺寸或厚度，并且不必比某些最大尺寸小或在某一窄厚度范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明一種檢查扁平物體的運動或意外停止的無接觸方法包括測量由與運動試驗物體有關的氣流流過的預先加熱薄細傳感器導線或球狀熱敏電阻的瞬時冷卻速率。
穿過大氣運動的所有物體引起對應的氣密運動。薄端運動扁平物體產(chǎn)生可與同物體的中間部分有關的幾乎均勻氣流區(qū)別的前和后沖擊波。扁平物體的意外停止引起氣流的振動，特別是當物體是像幣紙那樣薄時。這些沖擊和振動空氣波產(chǎn)生隨加熱細金屬導線的電阻對應減小ΔR的冷卻加熱細金屬導線的氣流變化。在該導線上的對應電壓降ΔU＝I×ΔR，其中I是通過導線的電流。當使用NTC熱敏電阻時，能獲得對應的電壓升高。該信號的交變分量實際上獨立于任何周圍準穩(wěn)定氣流和溫度，由此電壓降指示物體的運動狀態(tài)。
按照本發(fā)明，用于扁平物體的運動檢查的設備包括平行于測試物體一側(cè)布置的至少一個熱損耗傳感器，使傳感器連接到一個穩(wěn)定電流源和形成與傳感器冷卻的瞬時速率成比例的信號的放大器上。
進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，熱損耗傳感器經(jīng)偏轉(zhuǎn)電路連接到一個交變電壓放大器上。放大器和偏轉(zhuǎn)電路的時間常數(shù)與沿導線的典型扁平物體運動時間類似或者與在意外停止下的扁平物體振蕩周期類似。
進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，所述傳感器包括順序連接和彼此等距離定位并且平行于測試物體的前邊緣的一系列熱損耗元件。為了獲得運動過程的最優(yōu)時間分辨率，在相鄰元件之間的最優(yōu)距離d小于d＝3τ×υ，其中υ是物體運動的速率，τ-加熱單個檢測元件的時間常數(shù)。
更進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，熱損耗傳感器包括在分別平行和垂直于測試物體的前邊緣的每一個維上順序連接的一個兩維上型熱損耗元件矩陣，每個一維傳感器行連接到其自己的穩(wěn)定電流源和放大器上，以按照測試物體運動形成一個脈沖序列。
進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，所述傳感器是帶有容納在測試物體意外停止下的脈沖氣流的防護殼體的一根細熱損耗檢測導線。
更進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，設備帶有一個半封閉箱，帶有用于扁平物體輸送的槽；和一個空氣補償開口，帶有與空氣補償開口有關的熱損耗檢測導線。
進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，平面熱損耗傳感器是薄的小型PC板，使熱損耗檢測導線靠在所述PC板邊緣上的印刷導體旁邊，導線和印刷導體的一個側(cè)端連接在一起，而另一個側(cè)端連接到電路上，從而在檢測導線和并排導體的中的電流相等且反向平行。
更進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，平面熱損耗傳感器是薄的小型PC板，使熱損耗檢測導線與小型PC板的變尖邊緣并排，導線的一個側(cè)端連接在一起，而另一個側(cè)端連接到電路上，從而在并排導線中的電流相等且反向平行。
進一步按照本發(fā)明的最佳實施例，針型熱損耗傳感器是一個帶有并排熱損耗導線的細硬金屬桿，桿的一端連接到導線上，并且相對桿和導線端經(jīng)過渡小型PC板連接到電路上，從而在并排導線和桿中的電流相等且反向平行。
更進一步按照本發(fā)明的一個最佳實施例，所述傳感器是帶有薄保護涂層的熱損耗球狀熱敏電阻。
另外按照本發(fā)明的最佳實施例，提供有一種用來檢查扁平測試物體瞬時速度的時間變化的方法，包括測量在通過緊密裝配到測試物體氣流流過的熱損耗傳感器與放入未干擾空氣中的基準熱損耗傳感器的瞬時冷卻速率之間的差。
按照本發(fā)明的最佳實施例，另外提供的是用來檢查扁平測試物體瞬時速度的時間變化的設備，包括每個連接到穩(wěn)定電流源和放大器的差動通道上的至少兩個熱損耗傳感器，一個傳感器位于測試物體氣流中，而另一個傳感器位于未干擾空氣中用于環(huán)境溫度和準穩(wěn)定氣流的補償。穩(wěn)定電流傳感器的饋電允許穩(wěn)定其溫度，從而該方法靈敏度實際上獨立于物體速度。
另外按照本發(fā)明的最佳實施例，設備包括在測試物體與根據(jù)測試物體的運動速率形成冷卻氣流的熱損耗檢測導線之間的至少一個保護墊片。
另外按照本發(fā)明的一個最佳實施例，提供有一種用來定位扁平物體的方法，包括對于經(jīng)在每個中帶有熱損耗傳感器的空氣噴嘴矩陣的測試物體氣流的方向性形成和測量經(jīng)自由噴嘴和由扁平物體屏蔽的噴嘴的氣流流過的每個傳感器的瞬時冷卻速率。由測試物體屏蔽的傳感器的瞬時冷卻速率與位于自由噴嘴中的傳感器相比較小，所以容易確定測試物體的實時位置和其運動行為。
按照本發(fā)明的最佳實施例，另外提供的是用來確定測試物體的實時位置的設備，該設備包括過?？諝鈮毫υ矗恢辽僖粋?cè)空氣噴嘴矩陣，在連接到對應穩(wěn)定電流源上的每個噴嘴中有熱損耗傳感器；及放大器，形成與傳感器冷卻的瞬時速率成比例的信號。
進一步按照本發(fā)明的一個最佳實施例，所有熱損耗傳感器順序連接到穩(wěn)定電流源上，在該穩(wěn)定電流源處，傳感器端部經(jīng)對應模擬多路調(diào)制器連接到放大器的差動輸入上，該放大器分別對于位于允許通道地址中的傳感器的瞬時冷卻速率形成輸出信號。
在操作中，幣紙穿過熱損耗傳感器運動使其“窄”高度尺寸作為前邊緣。前和后沖擊波引起加熱傳感器的迅速冷卻，所以其電阻迅速變化并且我們得到在該導線上的對應電壓降ΔU。所述信號的可變分量由交流放大器放大。在信號時間出現(xiàn)中的點與紙張前和后邊緣通過傳感器導線的瞬時相對應。如果幣紙的長度L是已知的，則其平均速率可以容易地確定為υ＝L/Δt，其中Δt是在前和后信號之間的時間延遲。當熱損耗傳感器包括多個順序連接和彼此離開等距離d1與幣紙的前邊緣平行定位的多個檢測元件時，平均速度是υ＝d1/Δt1，其中Δt1是在相鄰脈沖之間的時間間隔。在兩維上型矩陣中，順序連接的與測試物體的前邊緣平行的元件通過上述方式操作。在正交尺寸中的順序連接檢測元件垂直于測試物體的前邊緣并且以等距離定位，d2指示具有對應速度υ⊥＝d2/Δt2的測試物體的橫向位移，其中Δt2是在來自正交傳感器的相鄰脈沖之間的時間間隔。傳感器導線周圍的保護殼體防止它損壞和把氣流通到根據(jù)測試物體運動的導線。對于測試物體氣流放入緊密配合中的熱損耗傳感器的瞬時冷卻速率允許確定扁平測試物體瞬時速度的時間變化。薄測試物體的意外停止導致所述物體的變形和振動，從而熱損耗傳感器指示對應脈沖(多脈沖)信號。平面風速傳感器具有良好的機械耐久性、技術有效性和低成本。在單或雙導線平面和針型傳感器中的加熱電流在并排細導線中反向流動，并且硬導體引起磁排斥力。另一方面，在加熱下傳感器導線經(jīng)受熱膨脹。所述導線運動離開另一個導體(印刷的或硬的)或傳感器導線和小型PC板。所以傳感器靈敏度和響應速率顯著提高。對于在每個空氣噴嘴中帶有熱損耗傳感器的測試物體的形成至少一側(cè)多單元氣流允許物體的定位，并且允許其運動行為的確定。
附圖的簡要描述本發(fā)明的最佳實施例表示在附圖中，其中

圖1是順序連接到穩(wěn)定電流源和放大器上在三根熱損耗導線下運動的幣紙的立體圖；圖2是在幣紙意外停止下在形成脈沖氣流的保護殼體中的熱損耗導線的立體圖；圖3是帶有用于幣紙輸送的槽和使附近熱損耗傳感器經(jīng)偏轉(zhuǎn)電路連接到穩(wěn)定電流源和交變電壓放大器上的空氣補償開口的半封閉箱的立體圖4a是氣流檢測裝置的側(cè)視圖；圖4b是沿圖4a的線b-b的剖視圖；圖5a是具有小型PC板橫截面雙導線平面?zhèn)鞲衅鞯那耙晥D；圖5b和5c分別是圖5a的雙導線平面?zhèn)鞲衅鞯亩艘晥D和后視圖；圖5d是沿圖5a的線a-a得到的剖視圖；圖6a是帶有檢測元件的針形傳感器的前視圖，而圖6b是沿線c-c的剖視圖；圖7是在圖3實施例中的幣紙意外停止的典型信號；圖8是在圖3實施例中的幣紙混雜的典型信號；圖9是在圖2實施例中在意外停止下幣紙振蕩的典型信號；圖10是在圖4實施例中在正常幣紙運動下風速傳感器和傳統(tǒng)光學傳感器的輸出的典型曲線。
最佳實施例的詳細描述下面參照在附圖中表明的主要實施例詳細描述本發(fā)明。
圖1表明使一個線性序列熱損耗傳感器100彼此順序連接的幣紙運動檢查的例子。在所有說明中，傳感器導線標記為1，該導線焊接到安裝在保持架3中的桿2上。導線4是傳感器間的連接。熱激勵電流從電源+V＝5V經(jīng)穩(wěn)定電流源6、信號導體8、順序傳感器線及接地導體9流動。由幣紙5引起的來自傳感器冷卻的希望信號由電路7放大。每個傳感器響應來自幣紙端部的前和后沖擊氣流，所以容易確定測試物體的究間位置和平均速度。如能理解的那樣，其它傳感器能掃描鈔票和辨別面額，并因而辨別其大小。
圖2表明用來檢查在上壁12與下壁13之間在傳送通道102內(nèi)紙幣5的意外停止的裝置。一個壁具有帶有通孔11的進口10。幣紙5的意外停止和彎曲在通孔通道11中產(chǎn)生振蕩氣流。當紙幣突然停止時，例如當卡紙發(fā)生時，通道11和進口10合作產(chǎn)生振蕩氣流。
把熱損耗傳感器導線1放置在開口11中。熱激勵電流從電源+V＝5V經(jīng)穩(wěn)定電流源6、信號導體8、傳感器導線1及接地導體9流動。在意外停止下由幣紙5彎曲和振動引起的來自傳感器導線1冷卻的信號由電路7放大。第一脈沖的前邊緣指示幣紙5意外停止或制動的瞬時。
圖3表明當測試紙張經(jīng)在帶有空氣補償開口17的方向器15中的槽16從箱14運動或向其運動時用來檢查幣紙5意外停止或制動的裝置。熱損耗傳感器導線1放置得離開口11不遠，并且用來保護免受損壞，它可以借助于專用墊片與幣紙分離。在圖3的上部中，表示穩(wěn)定電流源和放大器原理圖。帶有電阻器29-31和加速電容器23的晶體管18(T1是2N4403)形成穩(wěn)定電流源。帶有電阻器32、33的電容器24形成偏轉(zhuǎn)電路，放大器構(gòu)造在帶有負反饋元件25、26、27、34、35的芯片19上(A1是OP07EP)。二極管27(D1是1N914B)用于瞬時加速。導體21是OUTPUT信號，20-電源(+5V)，22-中性(接地)導體。組成圖3的電路的所有電阻器和電容器的值分別在表I和表II中給出。
表I
表II
來自晶體管T1 18的穩(wěn)定電流70mA提供熱損耗傳感器導線1。在這時在熱損耗傳感器導線1上的損耗功率是約30mWt，對應導線重新加熱溫度是約130℃。在環(huán)境溫度20℃下，總導線溫度是150℃。所述重新加熱溫度幾乎不取決于環(huán)境溫度，在氣流冷卻下的溫度降與重新加熱溫度(8.5/130＝0.065)相比要小得多，所以方法靈敏度實際上是恒定的。例如，在從0℃到40℃的溫度變化下方法靈敏度只上升約20％。放大器A1 19由希望信號經(jīng)偏轉(zhuǎn)電路C2 24、R4 33、R5 32提供，所以輸出信號的穩(wěn)定分量獨立于環(huán)境溫度。二極管D127加速在希望的負脈沖之后和在接通設備時的過渡過程。
圖4a和4b表明用于來自在上壁12與下壁13之間的輸送通道102中通過的幣紙5的前和后邊緣的氣流探測的裝置。一個壁帶有接收在幣紙5的前和后邊緣通過時的氣流脈沖的通孔11。帶有加熱導線1的平面熱損耗傳感器37放置到開口11中，并且焊接到PC板36上。這塊PC板用螺釘38固定在上壁12上，留下開口11的后邊緣未阻塞。箭頭42表示當幣紙5離開輸送通道時由后邊緣引起的氣流。反射光學傳感器43指示在輸送通道中幣紙5存在。因為輸送帶39的保持和緩沖動作，關于圖4的實施例最好用于來自幣紙5的前和后邊緣的氣流探測。
帶條39傾向于減小在前和后邊緣中間的紙幣的氣流擾動部分。即使帶條傾向于減小信號強度，也更容易識別由通過流過開口11的前邊緣或后邊緣引起的氣流擾動。當緊密控制鈔票相對于傳感器的位置時，鈔票評估通道的橫截面不大，紙幣任一側(cè)的間隙最好是1到3mm。
PC板36以與評估通道的后部空開的方式安裝，并且在其上有延伸到在通道中的端口中的幾個傳感器，而簡化制造。也有可能在以平齊方式安裝在評估通道中的可更換模塊中把通過開口11、PC板36和傳感器組合。
用在圖1、圖3的實施例中的熱損耗傳感器帶有一根焊接到正方形錳銅桿(0.64×0.64mm)的端部上的細鎢絲(直徑約8mkm)。總導線長度是約2.54mm(電阻≈4歐姆)，有效長度是1.9mm。通過該導線的最優(yōu)穩(wěn)定電流是70mA，平均工作溫度是150℃。桿安裝到保護導線免于損壞的高溫玻璃填充PCT保持架中。自由桿端借助于標準2銷孔或通過焊接連接到電路上。帶有緊配合空氣層的該導線的加熱時間(從20到150℃)借助于70mA的加熱電流是約0.4秒，而在強迫加熱下是0.25秒(在0.05秒期間是0.16A)。用于氣流調(diào)制的該傳感器的時間響應小于5毫秒。最優(yōu)測試物體速度是300mm/秒。使用的偏轉(zhuǎn)電路和交流放大器的時間常數(shù)是約30毫秒，所以傳感器行或矩陣的空間分辨率是約9mm。放大器增益是約160，典型輸出電壓是約-3V，所以在氣流冷卻下傳感器電阻的下降是0.25歐姆，并且對應溫度降是約8.5℃。
圖5a、5b、5c、和5d表明在圖4a和4b的實施例中使用的平面熱損耗傳感器。這種平面?zhèn)鞲衅鲙в幸粋€薄(≈0.1mm)小型PC板37，PC板37帶有對于PC板的窄邊緣的一側(cè)向外隔開的兩根熱損耗檢測鉑導線1。導線的端部在點44處焊接到印刷導體45上。右導線端穿過過渡開口47連接在一起，并且相對端借助于安裝開口46或通過直接焊接到在主PC板上的槽連接到所述電路上。每根導線的工作長度是約5mm。在加熱下，每根傳感器導線經(jīng)受熱膨脹，并且由于在反向平行電流之間的磁性排斥力導線彼此遠離高達0.3mm。帶有緊配合空氣層的該傳感器導線的加熱時間(從20到150℃)是約0.5秒。對于來自任何方向(除來自PC板之外)的調(diào)制氣流該傳感器的典型時間響應小于10毫秒，與相同大小的單導線傳感器相比總靈敏度幾乎大2倍。
圖6a和6b表明在窄通道中使用的或用于選擇性方向靈敏度的針型熱損耗傳感器110。這種針形傳感器帶有一個過渡小型PC板37，PC板37帶有印刷導體45和安裝開口46。細(≈0.3mm)鋼桿48的左端和鉑傳感器(長度約15mm)導線1焊接到印刷導體45上。所述桿和導線的右端在112處焊接在一起。在加熱下，傳感器導線經(jīng)受熱膨脹，并且由于在導線和桿中的反向平行電流之間的磁性排斥力，所述導線遠離桿運動高達0.5mm。帶有緊配合空氣層的該傳感器導線的加熱時間(從20到150℃)是約0.7秒。當氣流指向傳感器導線時，對于氣流調(diào)制該傳感器的典型時間響應小于7毫秒。當傳感器導線在桿空氣盲區(qū)中時，傳感器靈敏度和響應速度減小高達50倍。
能用在所有實施例中的另一種(更昂貴)類型的熱損耗傳感器是帶有薄玻璃保護涂層的熱損耗球狀熱敏電阻，例如由THERMOMETRICS，INC制造的FP07。在工作電流3mA(RT＝25℃＝3kOhm)下，這種傳感器對于分別到傳感器側(cè)和末端的氣流方向具有良好的靈敏度和約1-3毫秒的快速響應。
圖7是在圖3的實施例中幣紙意外停止的典型信號的例子。箭頭↓停止指示在停止時間中的點。箭頭1→指示輸出信號的零電平。使用帶有TDS2MM測量模塊的示波器TEKTRONIX TDS220，倍增因數(shù)是X-50毫秒/點，Y-1V/點。在意外停止下，幣紙彎曲，并且產(chǎn)生通過補償開口17的氣流和熱損耗導線1的對應快速冷卻。輸出信號指示這種突然冷卻，并且用作致動幣紙的緊急停止的觸發(fā)脈沖。
圖8表明在圖3的實施例中幣紙卡死的一個例子。箭頭↓停止指示當?shù)谝粠偶埖耐Ｖ钩霈F(xiàn)時在時間中的點。箭頭1→指示輸出信號的零電平。初始輸出脈沖(與上述類似)指示第一紙的停止。連續(xù)幣紙超越第一紙張，并且每個借助于按上述形成的輸出信號引起另外停止。
圖9是在圖2的實施例中在意外停止下幣紙振動的一個例子。箭頭↓停止指示當幣紙的前邊緣停止出現(xiàn)時在時間中的點。箭頭1→指示輸出信號的零電平。在前邊緣的意外停止之后，幣紙開始振動和形成折，并且引起在開口11中的振蕩氣流(圖2)。這種氣流引導帶有相應多脈沖輸出信號的熱損耗導線1的可變冷卻。在第一脈沖的前邊緣處能進行幣紙的緊急停止，以減少鈔票的折疊。
圖10是一張接一張運動過圖4的熱風速傳感器和光學傳感器的一系列紙幣的運動的信號的曲線。偏轉(zhuǎn)電路和放大器的時間常數(shù)是約1秒，放大器增益是500。熱風速傳感器和光學傳感器對準，并且平行于紙幣的前邊緣排列。
在作為用于在銀行、郵政設施、超市、售貨亭或運輸設施中的辨別裝置、自動取款機或其它幣紙?zhí)幚硌b置的幣紙運動用途的上下文中描述了本發(fā)明。然而，要理解，這里表示和描述的實施例對于運動檢查其它物體，特別是扁平物體，如在打印機和復印機中的紙張，也可能是有用的。也能檢測票據(jù)、薄膜、板、金屬箔和卡的運動。檢查裝置可以是靜止的或可攜帶的、電池供電的或通過連接到一個電氣出口上供電。
要理解，在各實施例的上下文中為了清晰起見描述的本發(fā)明的各種特征可以在單個實施例中組合地提供。相反，在單個實施例的上下文中為了簡短描述的本發(fā)明的各種特征也可以分別提供或以任何適當組合提供。
熟悉本專業(yè)的技術人員要理解，本發(fā)明不限于以上的具體表示和描述。而是，本發(fā)明的范圍僅由跟隨的權利要求書定義。
表示在圖2中的具體檢測結(jié)構(gòu)允許氣流實際運動到幣紙通道中和遠離其運動。在靠近表示在圖3中的傳感器的凹腔中的開口允許氣流通入凹腔和從其出去。這個開口大大地提高了傳感器和方法的靈敏度。
本發(fā)明涉及用于能用于幣紙的運動控制的紙幣的運動檢查的方法和設備?？刂七^程包括另外的元件，這些元件包括硬件控制和軟件控制的元件。控制過程在各種類型的設備中可以不同。傳感器和方法可以用來檢測-用于設備的緊急停止的脈沖的前邊緣；-用于臨時交替/往復紙幣運動的脈沖的前邊緣；-風速和光學傳感器信號一起用于紙幣速度和位置的程序計算；-風速傳感器信號用于本輸送過程的終止和保存的致動；-風速傳感器信號用于在通道中的紙幣必需分配；及-風速傳感器信號用于紙幣確定尺寸。
盡管這里已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的各種最佳實施例，但熟悉本專業(yè)的技術人員要理解，對其可以進行變更，而不脫離本發(fā)明的精神或附屬權利要求書的范圍。
權利要求
1.一種檢測紙張運動的方法，包括使紙張運動通過一個評估通道，使用一個風速熱損耗傳感器檢測在所述評估通道中的氣流，傳感器的阻力根據(jù)所述氣流變化，對于由與在所述評估通道中的紙張的運動有關的大氣擾動引起的傳感器的阻力突然變化，估計熱損耗傳感器的輸出信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中當紙張運動過所述評估通道時，所述方法評估與紙張的前或后邊緣有關的擾動。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，包括將所述風速熱損耗傳感器定位在連接到所述評估通道上的開放端通道中。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，包括提供通過所述通道和流向所述評估通道的氣流，該氣流與由與通過所述評估通道的所述紙張的所述運動有關的所述擾動引起的相對氣流相反，并且對于指示通過所述通道的所述紙張的前邊緣或后邊緣的運動的條件分析所述風速傳感器的輸出。
5.一種用來檢測紙幣穿過一個評估通道的運動的裝置，包括一個評估通道；用來使紙幣運動通過評估通道的裝置；一個氣流通道，其一端打開到所述評估通道中，并且暴露于與穿過所述評估通道的紙幣的運動有關的任何空氣擾動；一個風速熱損耗傳感器，布置在所述通道中，并且由穿過所述通道的任何氣流冷卻，穿過所述通道的所述氣流由與穿過所述評估通道的所述紙幣的運動有關的擾動改變；及用來測量所述傳感器的電阻變化和使用所述測量變化作為所述紙幣運動的指示的裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述熱損耗傳感器平行于測試物體的一側(cè)布置，并且所述裝置包括一個穩(wěn)定電流源和一個形成一個與導線傳感器冷卻的瞬時速率成比例的信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其中熱損耗傳感器通過一個偏轉(zhuǎn)電路連接到一個交變電壓放大器上，所述放大器和偏轉(zhuǎn)電路具有近似等于沿傳感器的典型扁平物體運動時間或等于在意外停止下的扁平物體振蕩周期的時間常數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述傳感器包括順序連接和彼此等距離隔開及在評估下平行于紙幣的前邊緣布置的線性多個熱損耗元件。
9.根據(jù)權利要求6或7所述的裝置，其中所述傳感器包括在分別平行和垂直于測試物體的前邊緣的每個維中順序連接的一個兩維型熱損耗元件矩陣，熱損耗元件的每一個維行連接到其自己的穩(wěn)定電流源和放大器上，以按照測試物體運動形成一個脈沖序列。
10.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述傳感器是一根帶有一個保護殼體的細熱損耗檢測導線，該保護殼體容納在測試物體意外停止下的脈沖氣流。
11.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中平面熱損耗傳感器是薄的小型PC板，使熱損耗檢測導線靠在所述PC板邊緣上的印刷導體旁邊，導線和印刷導體的一個側(cè)端連接在一起，而另一個側(cè)端連接到電路上，從而在檢測導線和并排導體的中的電流平行但方向相反。
12.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中平面熱損耗傳感器是薄的小型PC板，使兩個熱損耗檢測導線與所述小型PC板的一個邊緣的任一側(cè)隔開，導線的一側(cè)端連接在一起，而另一側(cè)端連接到電路上，從而在并排檢測導線中的電流平行但方向相反。
13.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中針型熱損耗傳感器是一個帶有并排熱損耗導線的細硬金屬桿，桿的一端連接到導線上，并且相對的桿和導線端經(jīng)過渡小型PC板連接到電路上，從而在并排檢測導線和桿中的電流平行但方向相反。
14.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述傳感器是帶有薄保護涂層的熱損耗球狀熱敏電阻。
15.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述裝置帶有一個半封閉箱，帶有用于幣紙輸送的槽；和至少一個空氣補償開口，帶有靠近它的所述熱損耗傳感器。
16.一種用來測量幣紙瞬時速度的時間變化的方法，包括測量在由紙幣氣流冷卻的一個熱損耗傳感器與放置在未擾動空氣中的一個基準熱損耗傳感器的瞬時冷卻速率之間的差。
17.一種用來檢查幣紙瞬時速度的時間變化的設備，包括每個連接到一個穩(wěn)定電流源和放大器的差動通道上的至少兩個熱損耗傳感器，其中一個傳感器位于測試物體氣流中，而另一個傳感器位于未擾動空氣中。
18.一種用來定位幣紙的方法，包括對于穿過在每個中帶有熱損耗傳感器的空氣噴嘴的矩陣的測試物體氣流的方向的形成、和測量由穿過自由噴嘴和由扁平物體屏蔽的噴嘴的氣流流過的每個傳感器的瞬時冷卻速率。
全文摘要
一種用于扁平物體，最好是幣紙的無接觸、快速和便宜運動檢查的簡單方法和設備。物體在大小、厚度、表面外觀、配置和退化方面不必相同。通過探測在測試物體的意外停止下的氣流振蕩或在物體周圍特別是在其前和后邊緣上的空氣運動進行檢查。
文檔編號G01K7/22GK1484006SQ03141238
公開日2004年3月24日 申請日期2003年6月3日 優(yōu)先權日2002年6月20日
發(fā)明者梅凱洛·巴澤諾夫, 德邁托·拜丁, 歐萊克桑德·盧克寧, 博格丹·米舒寧, 拜丁, 米舒寧, 桑德 盧克寧, 梅凱洛 巴澤諾夫 申請人:卡施科德公司