硬币识别器传感线圈参数设计及改进

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1、硬币识别器传感线圈参数设计及改进刘艺柱【1】,马传琦【2】（1.河南工业职业技术学院电气工程系，河南南阳473009；2.鹤壁职业技术学院电子信息工程系，河南鹤壁458030）摘要：硬币识别器是基于电涡流式传感器的原理对硬币进行检测和识别的装置。电涡流传感器是提高硬币识别准确率的关键部件，而线圈作为电涡流传感器的核心零件，直接影响着硬币识别的准确率。对电涡流传感器的线圈从磁芯选择、线圈外径、安装位置等三个方面进行了研究和试验，得到了它们之间的定性关系，从而对传感器的优化设计提供了参考依据。该方案应用在投币电话机中，明显地提高

2、了硬币的识别准确率。关键词:硬币检测；电涡流传感器；线圈参数；设计改进CoilparametersandimprovementsofsensingcoilsforcoinrecognizerLIUYi-zhu1,MAChuan-qi2HenanPolytechnicInstitude，Nanyang473009，China;2.HebiVocationalandTechnicalCollege,Hebi458030,China)Abstract:Coinrecobnizerisakindofdetectingandident

3、ifyingdeviceofcoinsbasedonelectriceddycurrentsensorEddycurrentsensorisakeycomponentforimprovingcoinrecognitionaccuracy.Asthekeypartoftheeddycurrentsensor,thecoilparametersanditslayouthasdirectimpactonthecoinrecognitionaccuracy.fInthiswork,theeffectofeddycurrentsens

4、orcoilparametersincludingthecore,coildiameter,andtheirlayoutontherecognitionaccuracywasanalyzed,andqualitativerelationshipbetweenthemwasobtained,supplyingadesignreferensefortheoptimizingofthesensor.Theprogramwasusedinpayphonemachine,andobviouslyincreasedthecoiniden

5、tificationaccuracy.Keywords:coindetection;eddycurrentsensor;coilparameters;designimprovement1引言硬币在日常生活中扮演着重要角色。银行要对大量的硬币进行高效处理，如计数、分类、包装等以使其再流通；自动售货机、无人售票公交车、投币电话等需要对硬币进行实时识别[1]。随着假币的出现，硬币真假判别也成为一个亟待解决的问题，因此硬币识别器的研究具有十分重要的现实意义。硬币识别器是基于电涡流式传感器的原理对硬币进行检测和识别的装置。近年来研究人

6、员采用了调幅式、调频式、调频调幅式、高频反射式、低频透射式等多种方式，谐振法、固频偏谐振法等多种方法对电涡流传感器进行了深入的分析和研究。这些研究在可能涉及的硬币范围内取得了较好的效果。但对硬币的鉴别都局限于项目本身，存在不系统、不完整，对伪币识别效果不好等问题[2]。通过对HT998(3)P/T投币电话机硬币识别器的分析，从调整线圈参数入手改善传感器的性能，提高了硬币识别准确率。2识币原理在金属实时检测方面，电涡流传感器以其结构简单、成本低、测量准确及非接触测量的特点而得到广泛应用。6目前，硬币的具体检测方法如图1所示。检

7、测核心是一套电涡流传感器，在两个正对着的罐形铁氧体磁芯上绕有线圈，若在线圈中通过高频交流电流，则两个图1.硬币检测示意图铁氧体磁芯之间存在交变磁场，一旦硬币进入这个交变磁场区域，硬币内便产生涡流；同时涡流的存在也必定产生与原来磁场方向相反的磁场，使磁场发生变化[4]。不同面值的硬币，其大小、厚度、形状以及其材质均不同，故它们的电导率、磁导率也不相同。电涡流传感器线圈的阻抗、电感和品质因数的变化与其产生的交变磁场内导体的几何形状、外形尺寸、电导率、磁导率等有关，并且和传感器表面到导体表面的距离和相对覆盖面积有关。所以当不同的硬

8、币从通有交变电流的电涡流传感器表面滑动时，将引起不同的涡流效应，使传感器线圈的等效阻抗ZL发生变化。利用这一特性将传感器与一电阻串联后加上频率和幅度均恒定的正弦波，当有金属导体通过传感器线圈表面时，通过对传感器线圈的输出电压进行动态测量、计算并与存贮器中的模式数据进行比较，就可以识别出不同