專利名稱：用于驗收紙幣的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驗收紙幣的設(shè)備，尤其紙幣自動柜員機，包括一個盛放成捆紙幣的機柜和一個分離機構(gòu)，用于從成捆紙幣抽出單張紙幣。
背景技術(shù)：
在紙幣自動柜員機內(nèi)部的機械裝置是一些高度先進的復(fù)雜部件，它們經(jīng)細心地制造和調(diào)整，以便能具有高節(jié)奏頻率地檢驗、分類、點數(shù)和輸送一張張紙幣。這些機械裝置對異物，尤其金屬物體，如回形針、大頭針、硬幣等反應(yīng)比較靈敏。因此，必須防止這些異物與紙幣一起進入設(shè)備內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種上述類型的設(shè)備，它可以避免因金屬異物損壞設(shè)備內(nèi)的機械部件。
按本發(fā)明為達到此目的采取的措施是，沿至少一個構(gòu)成機柜邊界的壁，設(shè)一個用于檢測與紙幣連在一起的金屬異物的傳感器裝置。
若傳感器裝置在放入的成捆紙幣中發(fā)現(xiàn)了金屬物體，中止或根本不再開始進行紙幣的回收。顧客可能被要求再次檢查紙幣的異物。
不接觸地檢測金屬物體的可能性在于，將傳感器裝置設(shè)計為渦流傳感器。這種渦流傳感器包括一個振蕩器，振蕩器的振蕩被在附近的金屬物體內(nèi)感應(yīng)的渦流衰減和相移。振蕩特征值的這些改變可作為干擾信號加以評估。
所使用的渦流傳感器由一個電流通過的線圈組成，線圈設(shè)在金屬支承板上。在恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計時，通過兩個元件感應(yīng)地相互作用產(chǎn)生傳感器期望的特性。一個扁平地延伸的導(dǎo)體對處于此導(dǎo)體上方的電流通過的線圈磁場分布的影響，與導(dǎo)體的電和磁特性有關(guān)。由投影法得出，此裝置的場分布與相同的線圈和一個在導(dǎo)體界面上反映的線圈的場分布一致。將一個線圈按距離Δ布置在一個扁平導(dǎo)體的上方、通過設(shè)置兩個按間距2Δ有相同幾何尺寸、相同電流振幅和一個取決于扁平導(dǎo)體電和磁特性的電流相位的線圈代替。為了滿足有關(guān)在界面上電場強度切向分量由麥克斯韋方程導(dǎo)出的邊界條件，在理想導(dǎo)體(電導(dǎo)率σ→∞)的極限情況下，在反映線圈內(nèi)的電流方向必須與在原始線圈內(nèi)的方向相反。與相流耦合的磁場彼此削弱。當(dāng)距離減小為Δ→0時總磁場消失。在另一種理想磁導(dǎo)體的極限情況下(導(dǎo)磁率μr→∞)，在反映線圈內(nèi)的電流方向必須與在原始線圈內(nèi)的電流方向一致，以使?jié)M足在導(dǎo)體界面上磁場強度切向分量的邊界條件。與電流耦合的磁場沿正向增強。當(dāng)距離減小為Δ→0時總磁場加倍以及沿反向消失。
因此，所述類型適用于作為渦流傳感器的裝置要求有高導(dǎo)磁率和低電導(dǎo)率的反射材料(Spiegelmaterial)。燒結(jié)的純鐵體在這些方面非常適用。然而它們大多只能提供圓柱形或環(huán)形，很少能提供扁平的形狀。此外，它們松脆，不太結(jié)實以及難以機械加工。錳合金或軟磁性鐵氧體鋼在測量靈敏度、可加工性、可用性和費用等方面形成一種良好的妥協(xié)。在這種情況下，在線圈及其鏡像內(nèi)交流電的同相性不能準(zhǔn)確地滿足。在恰當(dāng)選擇線圈電流的頻率時，電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率作用之比盡管如此仍明顯地處于導(dǎo)磁率一方，所以導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)上重疊兩個磁場分量并因而增強沿正向的測量靈敏度。
按一種特別優(yōu)選的實施形式，傳感器裝置有至少一個測量線圈和至少一個在其電特性方面與此測量線圈設(shè)計成一致的補償線圈，它們彼此隔開一個距離扁平地放在一個構(gòu)成機柜邊界的金屬支承板上并與一振蕩器和一測定電路連接。這一裝置尤其適用于高靈敏度地探測扁平的物體，如紙幣。測量線圈和補償線圈在這里彼此應(yīng)離得足夠遠，使它們不會以相同的方式受異物如回形針或類似物的影響，所以當(dāng)存在一金屬物體時在測量線圈和補償線圈之間人們得到一個明顯的差頻信號，可對此信號進行評估。
優(yōu)選地，傳感器裝置有多個測量線圈和為它們配設(shè)的補償線圈，它們分布地排列在支承板上，其中總是一個測量線圈和一個與其一致的補償線圈可通過一個乘法器線路先后與振蕩器和測定電路連接。由此獲得一個大面積扁平的傳感器裝置，它允許監(jiān)測整個機柜壁。
支承板至少在其面朝線圈的表面由一種高導(dǎo)磁率的材料組成，例如一種錳合金或軟磁性鐵氧體鋼。支承板可全部用這些材料構(gòu)成。如果不可能這樣做，則在另一種金屬材料上鋪設(shè)一層由這種高導(dǎo)磁率的材料制的薄膜也就足夠了。
線圈應(yīng)盡可能扁平，因而合乎目的的方式是單層線圈式繞組或用石板印刷的腐蝕技術(shù)制造，以及例如粘貼在支承板上或壓印在一薄膜上，薄膜然后被粘貼在支承板上。
帶有線圈的支承板恰當(dāng)?shù)仄叫杏诜旁跈C柜內(nèi)的成捆紙幣的表面。例如支承板本身可由紙幣支持板構(gòu)成，分離機構(gòu)的抽拉件穿過此支持板。在這里，金屬支承板屏蔽此線圈裝置防止來自設(shè)備內(nèi)部的電磁干擾信號。
此裝置也可以這樣設(shè)計，即帶測量和補償線圈的這一或另一塊支承板橫向于成捆紙幣的表面定向。若有兩塊互相垂直地定向的相鄰支承板，則可以共同評估從這些支承板上的線圈獲得的信號，目的是提高傳感器裝置對盛放機柜內(nèi)金屬物體的靈敏度。
恰當(dāng)?shù)?，傳感器?yīng)答的節(jié)奏速度與分離機構(gòu)的抽拉速度相協(xié)調(diào)，確切地說，每抽出一張紙幣被傳感器裝置的全部線圈對檢測一次。由此保證在一張紙幣抽取前檢驗應(yīng)由傳感器裝置檢測的整個空間。
在按本發(fā)明方案的另一種實施形式中，渦流傳感器包括兩組線圈，它們排列在兩個互相平行的在它們之間構(gòu)成盛放成捆紙幣的機柜的邊界的壁上，其中一組線圈接通為發(fā)射線圈，而另一組線圈接通為接收線圈。采用此裝置可以保證渦流傳感器有高的靈敏度，所以即使是在成捆紙幣內(nèi)的小的金屬物體，如訂書釘，也能被檢測出來。
每組線圈優(yōu)選并列地沿機柜的整個寬度布置，所以可以無遺漏地監(jiān)測此機柜。
按一種特別優(yōu)選的實施形式，設(shè)在一個壁上的一個線圈組的線圈相對于設(shè)在另一個壁上的那個線圈組的線圈錯開半個線圈直徑地布置。因此例如一個接收線圈獲得兩個并列的發(fā)射線圈的信號。由此無遺漏地監(jiān)測機柜的寬度，并避免忽略，亦即未檢測到，正好在兩個線圈之間的小的金屬物體。
如上面已說明的那樣，線圈組的線圈分別通過一乘法器線路先后與發(fā)射振蕩器或接收及測定電路連接，其中也總是同時激活多個彼此隔開距離的線圈，以便能使傳感器裝置以高的速度檢測。這就提供了可能性，在成捆紙幣推入時，亦即在紙幣運動過程中可以監(jiān)測整個機柜寬度。
為避免傳感器受設(shè)備安裝在設(shè)備內(nèi)部的金屬部分的影響和干擾，兩個線圈組的線圈優(yōu)選地設(shè)置在一金屬支承板面朝機柜的那一側(cè)上，此金屬支承板為線圈屏蔽來自設(shè)備的干擾。


本發(fā)明其他特征和優(yōu)點由以下的說明給出，下面的說明結(jié)合附圖借助實施例闡述本發(fā)明。其中圖1紙幣自動柜員機紙幣盛放機柜的示意側(cè)視圖；圖2帶有按本發(fā)明的傳感器裝置的測量線圈和補償線圈的支承板示意俯視圖；圖3包括振蕩器和測定電路的傳感器裝置電路原理圖；圖4通過紙幣自動柜員機輸入井筒的示意局部剖面圖；圖5帶有一組線圈的支承板局部示意俯視圖；以及圖6兩個彼此錯開的線圈組的示意俯視圖。
具體實施例方式
圖1用10表示紙幣自動柜員機外殼，紙幣自動柜員機適用于驗收紙幣。紙幣自動柜員機通?？砂慈魏我阎姆绞皆O(shè)計，在這里無需詳述。在紙幣自動柜員機操作區(qū)12的內(nèi)部設(shè)計一盛放機柜14，用于放入一捆紙幣16。盛放機柜14有后壁18、底20、頂面22和兩個側(cè)壁24，在這里只表示了其中一個側(cè)壁。成捆紙幣16這樣放入，即將它豎立在底20上以及平貼在后壁18上。后壁18有通孔26，抽拉滾輪28穿過此通孔，它們與分離機構(gòu)的分離滾輪30配合作用逐個抽出成捆紙幣16的一張張紙幣32并送入紙幣自動柜員機內(nèi)進行處理。
實際工作中表明，在紙幣上往往有回形針或大頭釘，紙幣與它們粘附在一起，它們會導(dǎo)致在紙幣自動柜員機內(nèi)部的檢驗和處理裝置的損壞。因此必須防止這些東西進入紙幣自動柜員機內(nèi)。為此，在后壁18上以及也在底20上平行于后壁18或底20地設(shè)扁平的傳感器裝置34或36，下面借助圖2和3詳細說明之。
傳感器裝置包括一支承板38，它用一種高導(dǎo)磁率的金屬例如一種錳合金或軟磁性鐵氧體鋼制成，或覆蓋至少一個這種金屬的薄層。為了使傳感器裝置有最佳的靈敏度，支承板用純鐵體制。然而這種材料通常不能加工成板狀或不能在儀器內(nèi)如在紙幣自動柜員機內(nèi)使用。在支承板上有至少兩個，但優(yōu)選兩個成對的相同的扁平線圈，即所謂盤餅式線圈(Pfannkuchenspulen)，它們以單個線圈式繞組的形式或作為印制線圈設(shè)在支承板表面上。這些線圈例如可以粘貼或壓印在一薄膜上，薄膜本身然后固定在支承板上?？偸莾蓚€彼此隔開距離的線圈應(yīng)設(shè)計成一致的。線圈之一構(gòu)成測量線圈，而另一個稱為補償線圈，在這里測量線圈和補償線圈物理性質(zhì)相同。
如圖3所示，測量線圈組40與乘法器48的第一開關(guān)44連接，以及補償線圈組42與其第二開關(guān)46連接。通過開關(guān)44和46，測量線圈40或42可成對地與電源50和振蕩器52以及差頻放大器54不可逆轉(zhuǎn)和可逆轉(zhuǎn)的進口連接。差頻放大器54的出口與兩個用于相位選擇的整流器56或58的整流線路連接，此外向整流器輸入振蕩器信號或相位差90°的振蕩器信號。整流線路56或58的出口分別通過一AD轉(zhuǎn)換器60或62與微控制器64連接，微控制器一方面控制差頻放大器54以及另一方面控制乘法器48，并通過接口66與PC68連接。此外，微控制器與振蕩器52連接，以便能調(diào)整其頻率。
若激活包括測量線圈40、42的傳感器裝置，則乘法器48的開關(guān)44、46先后分別主動接通一個包括測量線圈40和一個補償線圈42的線圈對。若在機柜內(nèi)，亦即在成捆紙幣16的紙幣32上有金屬物體，則在線圈40、42內(nèi)振蕩的振幅和相位通過在金屬物體內(nèi)感應(yīng)的渦流改變。測量信號上不僅攜帶振幅信息而且攜帶相位信息，借助相位選擇可利用相位信息來區(qū)別不同金屬零件(質(zhì)量、材料)的信號量值與在傳感器裝置和在電子檢驗裝置上因溫度影響引起的信號量值。
由于在紙幣自動柜員機內(nèi)部電開關(guān)過程引起的在傳感器裝置內(nèi)的電磁干擾耦合，可以通過渦流信號的窄頻帶濾波和線圈40和42的差頻線路遏制。
若計算在線圈40和42上產(chǎn)生的差頻信號得出，在盛放機柜內(nèi)肯定存在一金屬物體，則中止連續(xù)地抽拉或根本不開始抽拉。告知顧客他應(yīng)再次取出紙幣和檢查存在的金屬物品。
還可以采取措施提高傳感器裝置的靈敏度，為此除了在后壁18上存在傳感器裝置34外還在盛放機柜14的底20上有傳感器裝置36。傳感器裝置36的信號可以自行評估或可與傳感器裝置34的信號比較，以便創(chuàng)造出另一些針對在盛放機柜14內(nèi)金屬物體存在性的準(zhǔn)則。
乘法器48掃描測量及補償線圈的節(jié)奏速度恰當(dāng)?shù)嘏c紙幣32的抽拉速度匹配，從而保證每張紙幣被整個傳感器裝置應(yīng)答。
由圖4可見總體用70表示的銀行自動柜員機的輸入井筒，它適用于驗收一捆紙幣、票據(jù)或類似物。井筒70在其入口側(cè)被一弧形彎曲的罩72封閉，罩72通過電動機74可在圖示的關(guān)閉位置和打開位置之間調(diào)整，在打開位置它釋放井筒70。在背對罩72的一側(cè)，在井筒70上連接一抽拉及輸送裝置76，在這里無需詳細對其加以說明，它將輸入的成捆紙幣輸往其他處理裝置。
輸入井筒或輸入機柜70以兩個塑料壁78和80為界，它們起先在與罩72的連接段確定一漏斗狀的輸入?yún)^(qū)，接著互相平行地定向。在壁78和80的這一平行區(qū)段彼此相背的一側(cè)，分別設(shè)一金屬支承板82，在支承板面朝井筒70的那一側(cè)帶一組線圈84，如圖5所示。各自線圈組的線圈84粘貼在一支承薄膜86上，它有一延長段88，圖中未表示的用于各線圈84的連接導(dǎo)線在延長段88上延伸。線圈84在各自支承板82上的排列在這里按這樣的方式進行當(dāng)觀察者的視向在圖4上方時，這兩個線圈組彼此錯開二分之一線圈直徑，如圖6示意表示的那樣，圖中的線90表示沿圖4的觀察者視向計量的井筒70的寬度。
由線圈S1至S6發(fā)射的振蕩信號通過引入井筒70內(nèi)的金屬物體在振幅和相位方面發(fā)生畸變，因而在各自的接收線圈E1至E6處通過信號的這種改變可以識別在井筒70內(nèi)存在一金屬物體。在這里，線圈S1至S6和E1至E6分別通過乘法器線路先后與一發(fā)射振蕩器或一接收和測定電路連接。在按圖6的裝置中，接收線圈E1既與發(fā)射線圈S1又與發(fā)射線圈S2組合。接收線圈E2與發(fā)射線圈S2和發(fā)射線圈S3組合，以此類推。通過這種重疊的應(yīng)答，可以無遺漏地監(jiān)測井筒寬度。此外，為了節(jié)省時間，可例如發(fā)射-接收線圈對S1、E1和S4、E4、發(fā)射-接收線圈對S2、E2和S5、E5等同時應(yīng)答，所以即使當(dāng)成捆紙幣比較迅速地通過井筒70運動時，仍能監(jiān)測井筒70的寬度。
業(yè)已證明，此裝置的靈敏度如此之高，以致例如可以辨別，是否有起源于在票據(jù)上的訂書釘或磁性墨水的干擾。以此方式可以可靠地避免金屬零件進入此設(shè)備內(nèi)部并例如損壞或干擾用于紙幣或票據(jù)分離的分離機構(gòu)。
附圖標(biāo)記一覽表10 外殼 12 操作區(qū)14 盛放機柜 16 成捆紙幣18 后壁 20 底22 頂面 24 側(cè)壁26 通孔 28 抽拉滾輪30 分離滾輪 32 紙幣34 傳感器裝置36 傳感器裝置38 支承板40 測量線圈42 補償線圈 44 第一開關(guān)46 第二開關(guān) 48 乘法器50 電源 52 振蕩器54 差頻放大器56 相位選擇的整流器58 相位選擇的整流器 60 AD轉(zhuǎn)換器62 AD轉(zhuǎn)換器 64 微控制器66 接口 68 PC70 機柜 72 罩74 電動機76 抽拉和輸送機構(gòu)78 塑料壁80 塑料壁82 支承板84 線圈86 支承薄膜 88 延長段90 線
權(quán)利要求
1.用于驗收紙幣、票據(jù)和類似物的設(shè)備，尤其紙幣自動柜員機，包括一個盛放成捆紙幣(16)的機柜(14)和一個分離機構(gòu)(28、30)用于從成捆紙幣(16)抽出單張紙幣(32)，其特征為沿至少一個構(gòu)成機柜(14)邊界的壁(18、20、22、24)，設(shè)一個傳感器裝置(34、36)，用于檢測與紙幣(32)連在一起的金屬異物。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為傳感器裝置(34、36)設(shè)計為渦流傳感器。
3.按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征為傳感器裝置(34、36)有至少一個測量線圈(40)和至少一個在其電特性方面與此測量線圈設(shè)計成一致的補償線圈(42)，它們彼此隔開一個距離扁平地放在一塊構(gòu)成機柜(14)邊界的金屬支承板(38)上并與一振蕩器(52)和一測定電路(54、56、58、60、62、64、68)連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征為傳感器裝置(34、36)有多個測量線圈(40)和為它們配設(shè)的補償線圈(42)，它們分布地排列在支承板(38)上，其中總是一個測量線圈(40)和一個與其一致的補償線圈(42)可通過一個乘法器線路(48)先后與振蕩器(52)和測定電路連接。
5.按照權(quán)利要求3或4之一所述的設(shè)備，其特征為支承板(38)平行于處于機柜(14)內(nèi)成捆紙幣(16)的表面。
6.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征為支承板(18)由紙幣支持板構(gòu)成，分離機構(gòu)的抽拉件(28)穿過此支承板。
7.按照權(quán)利要求3至6之一所述的設(shè)備，其特征為這一或另一支承板(38)配備有橫向于成捆紙幣(16)表面的測量和補償線圈(40、42)。
8.按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征為渦流傳感器包括兩組線圈(84)，它們排列在兩個互相平行的在它們之間構(gòu)成盛放成捆紙幣的機柜(70)邊界的壁(78、80)上，其中一組線圈(84)接通作為發(fā)射線圈，而另一組線圈接通作為接收線圈。
9.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征為每組線圈(84)并列地沿機柜(70)的整個寬度設(shè)置。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其特征為設(shè)在一個壁(78、80)上的一個線圈組的線圈S1至S6相對于設(shè)在另一個壁(80、78)上的那個線圈組的線圈E1至E6彼此錯開二分之一線圈直徑布置。
11.按照權(quán)利要求8至10之一所述的設(shè)備，其特征為線圈組的線圈(84)可分別通過一乘法器線路先后與發(fā)射振蕩器或接收及測定電路連接。
12.按照權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征為總是同時激活多個彼此隔開距離的線圈(84)。
13.按照權(quán)利要求8至12之一所述的設(shè)備，其特征為兩個線圈組的線圈(84)設(shè)置在金屬支承板(82)面朝機柜(70)的那一側(cè)上。
14.按照權(quán)利要求3至7和13之一所述的設(shè)備，其特征為支承板(38、82)至少在其面朝線圈(40、42、84)的表面由一種高導(dǎo)磁率的材料組成。
15.按照權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征為高導(dǎo)磁率的材料是一種錳合金。
16.按照權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征為高導(dǎo)磁率的材料是軟磁性鐵氧體鋼。
17.按照權(quán)利要求3至7和13至16之一所述的設(shè)備，其特征為線圈(40、42、84)制成單層的線圈式繞組或用石板印刷的腐蝕技術(shù)制造。
18.按照權(quán)利要求3至7和13至17之一所述的設(shè)備，其特征為線圈粘貼在一薄膜上，薄膜粘貼在支承板(38、82)上。
19.按照權(quán)利要求3至7和13至18之一所述的設(shè)備，其特征為線圈粘貼在支承板(38、82)上。
20.按照權(quán)利要求1至18之一所述的設(shè)備，其特征為傳感器應(yīng)答的節(jié)奏速度與分離機構(gòu)(28、30)的抽拉速度協(xié)調(diào)。
21.設(shè)備，其特征為通過在狹窄的磁場耦合器內(nèi)設(shè)通過電流的扁平線圈，此磁場耦合器含有扁平的高電導(dǎo)率(相互作用)的支承材料，實現(xiàn)了一種可通用的渦流傳感器，它沿正向(支承板面朝線圈的那一側(cè))有增強的測量靈敏度，以及沿反向屏蔽。
22.按照權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征為傳感器用于確定材料和構(gòu)件的性質(zhì)，例如硬度、淬火深度、組織、尺寸和層厚以及用于檢測磁不均勻性和磁雜散場。
23.按照權(quán)利要求21和22所述的設(shè)備，其特征為傳感器外殼直接用作線圈架，其中，在不能磁化的外殼材料(例如鋁、不銹鋼、塑料)的情況下，線圈繞組用一種錳合金的薄層或箔襯墊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于驗收紙幣的設(shè)備，它包括一個盛放成捆紙幣(16)的機柜(14)和一個分離機構(gòu)(28、30)用于從成捆紙幣(16)抽出單張紙幣(32)，其中，沿至少一個構(gòu)成機柜(14)邊界的壁(18、20、22、24)，設(shè)一個傳感器裝置(34、36)，用于檢測與紙幣(32)連接的金屬異物。
文檔編號G07D7/04GK1494707SQ02806076
公開日2004年5月5日 申請日期2002年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月5日
發(fā)明者馬丁·蘭德韋爾, 海因茨·安德默, 雷納·貝克, 諾伯特·博斯, 艾弗里特·基塞爾曼, 克里斯托弗·羅德納, 安德里·亞山, 亞山, 博斯, 安德默, 托弗 羅德納, 特 基塞爾曼, 貝克, 馬丁 蘭德韋爾 申請人:溫克爾尼克斯多夫國際有限公司