一、技术领域
[0001] 本
发明涉及一种硬币动态电磁特征测试方法与系统。它能将硬币进入测试线圈到退出测试线圈，LC振荡
电路的
频率、幅度变化记录下来，并能显示、存储、打印。它能从记录下来的变化中提取一系列参数，依据这些参数识别硬币的真伪和币值。二、背景技术
[0002] 为区别于其它种类的硬币，显示自我币值和防伪，每种硬币都有自己的特征。硬币特征共有两套，其中一套是视觉特征，又称为大众防伪特征，包括硬币的大小、
颜色、材质、花纹等。另一套是电磁特征，又称为专家防伪特征，包括硬币的直流电导率、硬币的交流电导率、最大磁感应强度、剩磁、
矫顽力、起始磁导率、最大磁导率等。以上硬币电磁特征均可用静态法精确测出其绝对值。对新硬币进行电磁特征设计、对硬币进行电磁特征分析和硬币
质量检测、常用静态测量法。
[0003] 在硬币流通领域内所用的硬币清分机、地
铁售票机、公交投币机等对硬币电磁特征进行识别都用动态测量法。在币道两侧分别安放一只测试线圈，两线圈或
串联相连，或并联相连，两根输出线与一LC振荡电路的输入端相连，这样，LC振荡电路的输出端就输出一交变
信号。当真伪硬币通过测试线圈时，线圈中的交变
磁场作用在硬币上，硬币中就感应出电
涡流，电涡流又产生出一个次级磁场，它与原磁场相互
叠加导致原磁场发生变化，使测试线圈内磁通改变，从而使测试线圈的复阻抗发生变化，该变化导致LC振蒎电路的交变信号的频率和幅度发生相应的变化。这种变化与硬币的电磁特征一一对应，所以，测出交变信号的变化就相当于测出了硬币的电磁特征，从而达到辩别硬币真伪和币值的目的。
[0004] 较早的涡流法硬币识别器只根据LC振荡电路交变信号幅度变化最大值来识别硬币，现在流行的港都系列等硬币识别器只根据LC振荡电路的频率变化最大值来识别硬币。中国
专利号：ZL03113396.7，德国scan coin等硬币识别器则根据LC振荡电路的频率变化量和幅度变化最大值，即二维变化量来识别硬币。
三、发明内容
[0005] 本发明目的是：提出一种硬币动态电磁特征测试方法与系统，试图综合测试更多与硬币电磁特征相关的量，更全面反应硬币的电磁特征，进一步提高硬币识别率。
[0006] 本发明技术方案是：硬币动态电磁特征测试方法，在币道两侧分别安放一只测试线圈，两线圈串联相连或并联相连，两根输出线与一LC振荡电路的输入端相连，硬币进入后使LC振蒎电路的交变信号的频率和幅度发生相应的变化，该变化与硬币的电磁特征对应，其特征是：第一、将硬币进入测试线圈直到退出测试线圈，LC振荡电路交变信号的频率和幅度变化过程记录下来，并可以显示、存储、打印这个变化过程；第二，测出LC振荡电路交变信号频率最大变化量Δfm，而且能测出这个最大变化量的时间点tfm及以tfm为中心、正负5-30ms一段时间内变化和∑Δf；第三，不但能测出LC振荡电路交变信号幅度最大变化量ΔVm，而且能测出这个最大变化量的时间点tvm及幅度衰减率V′。根据上述测量的数据对币的真假进行判断。
[0007] 当硬币未进入测试线圈时，
单片机测试LC振荡电路的频率、及整形电路输出的频率f0和LC振荡电路交变信号的幅度、及整流滤波电路输出的
电压V0，它们反映了硬币未进入
电磁场时，LC振荡电路的初始状态。
[0008] 当硬币进入测试线圈后，单片机打开
波数计数器，Δt时间后，关闭波数记数器，读出Δt时间内的波数f1，并测试整流滤波电路的电压值V1；再打开波数记数器，Δt时间后再关闭波数记数器，测出f2和V2，直到硬币退出测试线圈。
[0009] 计算：Δfi＝fi-fo；fi指某个Δt时间内的波数；
[0010] ΔVi＝Vi-Vo；Vi指某个Δt时间内整流滤波电路的电压值；
[0011] 找出Δfi中最大值Δfm和与之相对应的时间点tfm，计算出以tfm为中心，正负10ms一段时间内变化和∑Δf；找出ΔVi中的最大值ΔVm和与之相对应的时间点tvm。计算出整流滤波电路的电压V的衰减率V′＝ΔVm-ΔVtvm+nΔt。
[0012] 每一种真币都对应一组动态电磁特征参量，即：Δfm、tfm、变化和∑Δf、ΔVm、tvm和V′，每一套币的每一种真币的电磁特征参量按币值分别存储在单片机里。当单片机测出一枚硬币的一组电磁特征参量后，就将这组参量与内存中真币的电磁特征参量相比较。当这组电磁特征参量与某一种真币的特征相近时(考虑到一定的误差)，单片机就判这枚硬币为真币，并确定其币值。如与所存的真币特征都不符，则判其为伪币。
[0013] 本发明所测试的交变信号变化过程及参量对应于硬币的电磁特征，所以，本发明提供一种能对硬币电磁特征进行分析的仪器，同时也为研制高识别率的硬币清分机、硬币识别器提供新的技术支持。
[0014] 硬币动态电磁特征测试系统，其特征是由信号采集电路、
信号处理电路和电脑组成，其中信号采集电路包括测试线圈L1、L2、LC振荡电路；信号处理电路包括整形电路5、整流滤波电路6、单片机7。其中测试
传感器L1、L2的信号输出端接LC振荡电路的输入端；LC振荡电路的输出端接整形电路、整流滤波电路；整形电路、整流滤波电路的输出端接单片机的输入端，单片机的输出端接电脑的USB口，电脑的另一个USB口接
打印机的USB口。测试线圈L1、L2与LC振荡电路相连，产生交变信号；整形电路将交变信号整为方波信号，以便单片机计数。整流滤波电路将交变信号的幅度变为电压，以便单片机取样。单片机负责测试并作相应的信号处理，通过串行口，将测试结果传给电脑。电脑显示、存储、打印结束。
[0015] 两测试线圈相串联或相关联。测试线圈的一端接振荡电路晶体管T1集
电极，另一端接
电阻R1、R2、电容C1、C2、C3的共同连接点处。
[0016] LC
振荡器的输出端即电阻R4接整形电路U1的输入端，LC振荡器输出端通过电容C5接整流滤波电路的输入端，即晶体管T2的基极。
[0017] 整形电路的输出端即整形集成电路U1的输出端接单片机的输入端，即单片机集成电路U3的“11”脚，整流滤波电路的输出端即晶体管T3的集电极接单片机集成电路U3的“2”脚。单片机的输出端即单片机集成电路的“17”脚接电脑的USB
接口。电脑通过另一个USB接口连接打印机。测试线圈位于币道的两则。
[0018] 最终，单片机将测试的结果通过串行口传送给电脑，所传数据如下：
[0019] ①一系列Δfi；②一系列ΔVi；③初始状态f0、V0；④频率最大变化量Δfm和时间点tfm及变化和∑Δf；⑤幅度最大变化量ΔVm和时间点tvm；⑥幅度衰减率V′；⑦币值。
[0020] 电脑用某一种颜色将一枚硬币的所有特征参量显示出来。其中一系列Δfi和ΔVi显示为曲线，其它显示其值。电脑可用数种颜色，同时显示数枚硬币的电磁特征参量，用于比较、存储、打印。
[0021] 3.有益效果，本发明与
现有技术相比具有如下的有益效果：
[0022] ①本发明能将硬币进入测试线圈到退出测试线圈，LC振荡电路及整形电路和整流滤波电路的变化过程记录下来，并能显示、比较、存储、打印。
[0023] ②本发明不但能测出硬币引起的最大频率变化量Δfm、而且能测出Δfm出现的时间点tfm、及变化和∑Δf。
[0024] ③本发明不但能测出硬币引起的最大幅度变化量ΔVm，而且能测出ΔVm出现的时间点tvm。
[0025] ④本发明能测出硬币退出测试线圈时电压衰减率V′。
[0026] ⑤本发明能用多种颜色，同时显示多枚硬币的动态电磁特征，以便比较。四、
附图说明
[0027] 图1是本发明的硬币动态电磁特征测试系统的原理图。其中有：币道1、硬币2、LC振荡电路4、整形电路5、整流滤波电路6、单片机7、电脑8、打印机9。
[0028] 图2是本发明测试线圈L1、L2安装在投币口的币道中的示意图。其中有：投币口11、币道1、红外同步光束14、测试线圈15、真、伪币分检电
磁铁16。
[0029] 图3是本发明的电原理图。
[0030] 图4是本发明的硬币动态电磁特征测试系统频率测试曲线
[0031] 图5是电压幅值变化实际上反应了币的交流阻抗的测试曲线五、具体实施方案
[0032] 本发明的硬币动态电磁特征测试系统，由信号采集电路、信号处理电路和电脑、打印机所组成。信号采集电路包括测试线圈L1、L2、LC振荡电路4；信号处理电路包括整形电路5、整流滤波电路6、单片机7。其中测试线圈L1、L2的输出端接LC振荡电路4的输入端，LC振荡电路4的输出端接整形电路5、整流滤波电路6。整形电路5、整流滤波电路6的输出端分别接单片机7的输入端“11”和“2”。单片机7的输出端“17”接电脑的USB接口。传感器L1与传感器L2相串联，传感器L2的另一端接振荡电路4中晶体管T1的集电数，传感器L1的另一端接电阻R1、R2、电容C1、C2、C3的共同连接点处。LC振荡器4的输出端即电阻R4接整形电路5即整形集成电路U1的输入端，同时LC振荡器4的输出端还接整流滤波电路6的输入端即晶体管T2的基极。整形电路5的输出端即整形集成电路U1的输出端接单片机7的输入端即单片机集成电路U3的“11”脚，整流滤波电路6的输出端即晶体管T3的集电极接单片机集成电路U3的“2”脚。单片机7的输出端即单片机集成电路U3的“17”脚接电脑USB接口。电脑通过另一个USB接口接打印机USB接口。
[0033] 本发明LC振荡电路4中晶体管T1为NPN晶体管，整形电路中集成电路U1的型号为74HC4584，整流滤波电路6中晶体管T2、T3均为NPN晶体管，单片机7的型号为PIC16F76。
[0034] 在实际以tfm为中心、正负10ms一段时间内变化均可。本发明
实施例中Δt＝1ms，V′＝ΔVm-ΔVtvm+nΔt中n＝16。
[0035] 图4、5是所测试的1.0元人民币硬币的测试结果。图5中电压幅值变化实际上反应了币的交流阻抗，故用电阻ρ表示电压幅值变化的变化，其中∑Δf＝3795Hz，Δfm＝265Hz，tfm＝17ms；ΔVm＝167Ω，tvm＝7ms和V′＝18Ω。
