声硬币传感器
阅读：658发布：2021-10-29
专利汇可以提供声硬币传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种容量检测器、 波导 和用于和硬币 传感器 一起使用的集合管以及用于感测硬币容器的容量的方法。在一个方面中，用于和硬币传感器一起使用的波导包括用于接收声 信号 的激励端、邻近硬币容器布置的喇叭端和将喇叭端和激励端互连的管道。在实施方案中，该波导的喇叭端可限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。，下面是声硬币传感器专利的具体信息内容。
1.一种硬币储存容量检测器，所述容量检测器包括：
至少一个波导，每个波导还包括：
被配置为接收发送的声信号的激励端，
喇叭端，所述喇叭端限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭或曳物线喇叭,与所述喇叭端互连的锥形喇叭，和
将所述锥形喇叭和所述激励端互连的管道；
硬币容器，被布置为邻近每个喇叭端并被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆，其中，发送的声信号被该硬币容器内的至少一个表面反射，由此形成反射的声信号；
声传感器，被配置为响应于接收发送的声信号或反射的声信号而输出测量信号；
处理器，被配置为响应于接收所述测量信号而计算所述硬币容器的至少一个参数。
2.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，喇叭端半径逐渐扩展，以减小当所述声信号穿过并离开所述波导时呈现给所述声信号的声阻抗中的瞬时变化。
3.根据权利要求1所述的容量检测器，还包括被配置为发送声信号的信号发生器，且其中，所述喇叭端被配置为使得所述声信号的内部反射最小化。
4.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述喇叭端是具有约3-20mm的口端半径的曳物线喇叭。
5.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述喇叭端限定一个包括具有半径r0的口端的曳物线喇叭。
6.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述喇叭端包括一个信号腔，所述信号腔被配置为使得波导阻抗和所述硬币容器之间的瞬时声阻抗失配最小化。
7.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述喇叭端包括一个信号腔，所述腔的至少一部分根据一个指数函数变化。
8.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述激励端被布置为靠近用于生成所述声信号的火花隙。
9.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述声信号由火花生成。
10.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述声信号包括宽带脉冲。
11.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述波导被配置为将所述声信号耦合到一个硬币容器。
12.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述至少一个参数包括所述堆的高度。
13.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述至少一个参数包括所述硬币容器的可用容量。
14.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述至少一个参数包括所述堆的至少一个表面和所述声传感器之间的距离。
15.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述声传感器包括传声器。
16.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述至少一个表面包括所述堆中最上面硬币的表面。
17.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述声传感器包括被配置为输出数字测量信号的模数转换器。
18.根据权利要求1所述的容量检测器，其中，所述处理器被配置为计算发送的信号和反射的信号之间的时延。
19.根据权利要求18所述的容量检测器，其中，所述至少一个参数的计算基于所述时延。
20.一种感测硬币容器容量的方法，所述方法包括：
通过波导将发送的声信号耦合到硬币容器，其中，所述波导包括：被配置为接收发送的声信号的激励端、喇叭端、与所述喇叭端互连的锥形喇叭和将所述锥形喇叭和所述激励端互连的管道，所述喇叭端限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭或曳物线喇叭，且其中，所述硬币容器被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆；
接收所述声信号和一个返回信号的样本，其中，所述返回信号是响应于所述硬币容器内的至少一个表面反射发送的声信号而生成的；以及
通过处理器，基于接收发送的声信号和返回信号之间的时延计算所述硬币容器的至少一个参数。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述喇叭端被布置成邻近硬币容器。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，喇叭端半径逐渐扩展，以减小当所述声信号穿过并离开所述波导时呈现给所述声信号的声阻抗中的瞬时变化。
声硬币传感器
[0002] 本申请要求享有于2012年5月8日提交的美国临时申请序列号 No.61/644,280的优先权，该美国临时申请的全部内容以引用的方式纳入本文。
技术领域
[0003] 本公开内容涉及感测储存设备(且具体地是硬币管)的容量的装置和方法。
背景技术
[0004] 硬币容器(例如硬币管)可被用在货币处理装置中储存硬币。可使用各种技术来测量硬币管用于储存额外硬币的可用容量。
[0005] 例如，在某些实施方式中，处理器能够通过比较插入到硬币管中的硬币数量的当前计数(running-count)和容器的已知能够储存的硬币的预定数量，来计算硬币管的可用容量。该处理器能够使用已计算的可用容量来确定是否停止接受特定面额的硬币和/或是否需要维修。
[0006] 该方法是基于已储存的硬币具有固定的尺寸(例如厚度)这一假定。上述假定会导致计算的可用容量不准确，这是因为硬币尺寸可能出于各种原因而变化(例如，制造公差、环境条件等)。不准确地计算可用容量能够导致容器的未充满或过度充满。容器的未充满或过度充满能够导致货币处理装置的拥塞和/或停工。
[0007] 该方法还依赖于总是以预定的取向(例如，面对面地堆叠)接收并储存硬币这一假定。只要没有以预定的取向接收并堆叠硬币，硬币管就可能在接收到预定数量的硬币之前就已经达到或超出了最大容量。例如，已存放在硬币管内的硬币或异物会阻止后续插入的硬币以预定的取向堆叠，这样可能会导致硬币容器在接收到预定数量的硬币之前就达到或超出了最大容量。在这种情况下，处理器可能未检测到溢出事件，导致了硬币管的溢出和货币处理装置的故障。
[0008] 还能够使用超声脉冲来测量硬币容器的可用容量。在某些实施方式中，能够将超声脉冲引向硬币堆的顶部，且能够测量发射脉冲和反射脉冲之间的时延。然而，超声换能器是产生振铃的谐振结构，因此很难构造。此外，虽然能够使用阻尼来减少振铃，但上述阻尼也具有减少输出功率的负面影响并能够导致潜在的噪声问题。此外，必须将这样的超声换能器放置在距离硬币堆很长的距离，以避免在完全检测发射脉冲之前检测到反射脉冲。此外，如果换能器输出的大部分被耦合到周围结构，这会导致接收传声器的饱和。
[0009] 因此，需要能够确定硬币管可用容量的更有效率的、更小形状因数的、高准确度的容量检测器。发明内容
[0010] 本发明涉及一种用于在硬币传感器中使用的容量检测器。本发明还涉及用于和硬币传感器一起使用的波导和集合管(manifold)以及用于感测硬币容器的容量的方法。
[0011] 本发明提供了一种硬币储存容量检测器，所述容量检测器包括：
[0012] 至少一个波导，每个波导还包括：
[0014] 喇叭端，
[0015] 与所述喇叭端互连的锥形喇叭，和
[0016] 将所述锥形喇叭和所述激励端互连的管道；
[0017] 硬币容器，被布置为邻近每个喇叭端并被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆，其中，发送的声信号被该硬币容器内的至少一个表面反射，由此形成反射的声信号；
[0018] 声传感器，被配置为响应于接收发送的声信号或反射的声信号而输出测量信号；
[0019] 处理器，被配置为响应于接收所述测量信号而计算所述硬币容器的至少一个参数。
[0020] 本发明还提供了一种感测硬币容器容量的方法，所述方法包括：
[0021] 通过波导将发送的声信号耦合到硬币容器，其中，所述波导包括：被配置为接收发送的声信号的激励端、喇叭端、与所述喇叭端互连的锥形喇叭和将所述锥形喇叭和所述激励端互连的管道，且其中，所述硬币容器被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆；
[0022] 接收所述声信号和一个返回信号的样本，其中，所述返回信号是响应于所述硬币容器内的至少一个表面反射发送的声信号而生成的；以及
[0023] 通过处理器，基于接收发送的声信号和返回信号之间的时延计算所述硬币容器的至少一个参数。
[0024] 在第一方面的第一实施方案中，提供了一种用于和硬币传感器一起使用的波导，所述波导包括：
[0025] 用于接收声信号的激励端；
[0026] 邻近一个硬币容器布置的喇叭端；
[0027] 将所述喇叭端和所述激励端互连的管道，
[0028] 其中，所述喇叭端限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭；
[0029] 其中，所述喇叭端包括具有半径r0的口端，在相对于所述口端给定位移d处的喇叭端半径rd由如下公式给出：
[0030]
[0031] 在第一方面的第二实施方案中，提供了一种用于和硬币传感器一起使用的波导，所述波导包括：
[0032] 用于接收声信号的激励端；
[0033] 邻近一个硬币容器布置的喇叭端；
[0034] 将所述喇叭端和所述激励端互连的管道，
[0035] 其中，所述喇叭端限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭；
[0036] 其中，所述喇叭端包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，所述内半径rd在相对于口端的给定位移d处根据如下的公式变化：
[0037]
[0038] 在第二方面的第一实施方案中，提供了一种供硬币传感器使用的集合管，所述集合管包括：
[0039] 至少一个波导，该波导包括：
[0040] 用于接收声信号的激励端，
[0041] 喇叭端，和
[0042] 将所述喇叭端和所述激励端互连的管道；
[0043] 激励室，用于接收所述声信号并向所述至少一个波导激励端分配所述声信号；
[0044] 其中，所述喇叭端包括具有半径r0的口端，在相对于所述口端给定位移d处的喇叭端半径rd由公式给出：
[0045]
[0046] 在第二方面的第二实施方案中，提供了一种供硬币传感器使用的集合管，所述集合管包括：
[0047] 至少一个波导，该波导包括：
[0048] 用于接收声信号的激励端，
[0049] 喇叭端，和
[0050] 将所述喇叭端和所述激励端互连的管道；
[0051] 激励室，用于接收所述声信号并向所述至少一个波导激励端分配所述声信号；
[0052] 所述喇叭端包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，所述内半径rd在相对于所述口端的给定位移d处根据如下公式而变化：
[0053]
[0054] 在第三方面的第一实施方案中，提供了一种用于在硬币传感器中使用的容量检测器，所述容量检测器包括：
[0055] 信号发生器，被配置为发送声信号；
[0056] 至少一个波导，每个波导还包括：
[0057] 用于接收所述声信号的激励端，
[0058] 喇叭端，和
[0059] 将所述喇叭端和所述激励端互连的管道；
[0060] 硬币容器，被布置为邻近每个喇叭端并被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆，其中，发送的声信号被该硬币容器内的至少一个表面反射，由此形成反射的声信号；
[0061] 声传感器，被配置为响应于接收发送的声信号或反射的声信号而输出测量信号；
[0062] 处理器，被配置为响应于接收所述测量信号而计算所述硬币容器的至少一个参数；
[0063] 其中，所述喇叭端包括具有半径r0的口端，在相对于所述口端的给定位移d处的喇叭端半径rd由如下公式给出：
[0064]
[0065] 在第三方面的第二实施方案中，提供了一种用于在硬币传感器中使用的容量检测器，所述容量检测器包括：
[0066] 信号发生器，被配置为发送声信号；
[0067] 至少一个波导，每个波导还包括：
[0068] 用于接收所述声信号的激励端，
[0069] 喇叭端，和
[0070] 将所述喇叭端和所述激励端互连的管道；
[0071] 硬币容器，被布置为邻近每个喇叭端并被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆，其中，发送的声信号被该硬币容器内的至少一个表面反射，由此形成反射的声信号；
[0072] 声传感器，被配置为响应于接收发送的声信号或反射的声信号而输出测量信号；
[0073] 处理器，被配置为响应于接收所述测量信号而计算所述硬币容器的至少一个参数；
[0074] 其中，所述喇叭端包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，该内半径rd在相对于所述口端的给定位移d处根据如下公式变化：
[0075]
[0076] 在第四方面的第一实施方案中，提供了一种感测硬币容器容量的方法，所述方法包括：
[0077] 发送声信号；
[0078] 将所述声信号耦合到硬币容器，其中，所述硬币容器被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆；
[0079] 接收所述声信号和一个返回信号的样本，其中，所述返回信号是响应于所述硬币容器内的至少一个表面反射发送的声信号而生成的；
[0080] 通过处理器，基于接收发送的信号和返回信号之间的时延计算所述硬币容器的至少一个参数；
[0081] 其中，在相对于所述口端给定位移d处的喇叭端半径rd由如下公式给出：
[0082]
[0083] 在第四方面的第二实施方案中，提供了一种感测硬币容器容量的方法，所述方法包括：
[0084] 发送声信号；
[0085] 将所述声信号耦合到硬币容器，其中，所述硬币容器被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆；
[0086] 接收所述声信号和一个返回信号的样本，其中，所述返回信号是响应于所述硬币容器内的至少一个表面反射发送的声信号而生成的；
[0087] 通过处理器，基于接收发送的信号和返回信号之间的时延计算所述硬币容器的至少一个参数；
[0088] 其中，所述喇叭端包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，该内半径rd在相对于所述口端的给定位移d处根据如下的公式变化：
[0089]
[0090] 在一个方面中，用于和硬币传感器一起使用的波导包括用于接收声信号的激励端(excitation end)、邻近硬币容器布置的喇叭端(horn end)和将该喇叭端和该激励端互连的管道(conduit)。
[0091] 波导的喇叭端可限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。此外，喇叭端半径可以逐渐扩展，以减小当声信号穿过并离开波导时呈现给声信号的声阻抗中的瞬时变化。附加地或替代地，该喇叭端可被配置为使得声信号的内部反射最小化。
[0092] 在另一个方面中，该另一个方面可与上述任一方面结合使用，波导的喇叭端可以是具有3-20mm口端半径的曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。该喇叭端可包括具有半径r0的口端。在相对于口端给定位移d处的喇叭端半径rd可以由如下公式给出：
[0093]
[0094] 上述任一方面的实施方案可包括一个或多个下列特征。该波导的喇叭端可包括一个信号腔，该信号腔被配置为使得波导阻抗和硬币容器之间的瞬时声阻抗失配最小化。该喇叭端还可以包括一个信号腔，其中，该腔的至少一部分根据一个指数函数变化。替代地或附加地，该喇叭端还可以包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，该内半径rd在相对于所述口端的给定位移d处根据如下公式变化：
[0095]
[0096] 在还可被与上述方面结合应用的再另一个方面中，该波导的激励端可被布置为靠近用于生成声信号的火花隙。该声信号可由火花生成和/ 或该声信号可包括宽带脉冲。
[0097] 在上述任一方面的某些实施方案中，该波导可被配置为将声信号耦合到硬币容器。该至少一种波导材料可包括塑料。该波导可具有-3dB 的截止频率。
[0098] 根据本发明的另一个方面，用于和硬币传感器一起使用的集合管包括至少一个波导，该波导包括用于接收声信号的激励端、喇叭端和将该喇叭端和该激励端互连的管道，其中，该集合管还包括用于接收声信号并向所述至少一个波导激励端分配声信号的激励室。
[0099] 该集合管的波导的喇叭端可限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。此外，喇叭端半径可以逐渐扩展，以减小当声信号穿过并离开波导时呈现给声信号的声阻抗中的瞬时变化。附加地或替代地，该喇叭端可被配置为使得声信号的内部反射最小化。
[0100] 在另一个方面中，该另一个方面可与上述任一方面结合使用，该集合管的波导的喇叭端可以是具有3-20mm口端半径的曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。该喇叭端可包括具有半径r0的口端。在相对于口端给定位移d处的喇叭端半径rd可以由如下公式给出：
[0101]
[0102] 上述任一方面的实施方案可包括一个或多个下列特征。该集合管的波导的喇叭端可包括一个信号腔，该信号腔被配置为使得波导阻抗和硬币容器之间的瞬时声阻抗失配最小化。该喇叭端还可以包括一个信号腔，其中，该腔的至少一部分根据一个指数函数变化。替代地或附加地，该喇叭端还可以包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，该内半径rd在相对于所述口端的给定位移d处根据如下的公式变化：
[0103]
[0104] 在还可被与上述方面结合应用的再另一个方面中，该集合管的波导的激励端可被布置为靠近用于生成声信号的火花隙。该声信号可由火花生成和/或该声信号可包括宽带脉冲。
[0105] 在上述任一方面的某些实施方案中，该集合管的波导可被配置为将声信号耦合到硬币容器。
[0106] 根据本发明的另一方面，用于在硬币传感器中使用的容量检测器包括被配置为发送声信号的信号发生器和至少一个波导，其中，每个波导还包括用于接收声信号的激励端、喇叭端和将该喇叭端和该激励端互连的管道。该容量检测器还包括：一个硬币容器，该硬币容器被布置为邻近每个喇叭端并被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆，其中，发送的声信号被硬币容器内的至少一个表面反射，由此产生反射的声信号；一个声传感器，该声传感器被配置为响应于接收发送的声信号或反射的声信号而输出测量信号；以及一个处理器，该处理器被配置为响应于接收所述测量信号而计算该硬币容器的至少一个参数。
[0107] 该检测器的波导的喇叭端可限定一个喇叭，该喇叭选自锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。此外，喇叭端半径可以逐渐扩展，以减小当声信号穿过并离开波导时呈现给声信号的声阻抗中的瞬时变化。附加地或替代地，该喇叭端可被配置为使得声信号的内部反射最小化。
[0108] 在另一个方面中，该另一个方面可与上述任一方面结合使用，该检测器的波导的喇叭端可以是具有3-20mm口端半径的曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭。该喇叭端可包括具有半径r0的口端。在相对于口端给定位移d处的喇叭端半径rd可以由如下公式给出：
[0109]
[0110] 上述任一方面的实施方案可包括一个或多个下列特征。该检测器的波导的喇叭端可包括一个信号腔，该信号腔被配置为使得波导阻抗和硬币容器之间的瞬时声阻抗失配最小化。该喇叭端还可以包括一个信号腔，其中，该腔的至少一部分根据一个指数函数变化。替代地或附加地，该喇叭端还可以包括一个具有锥角θ、口端半径r0和内半径rd的信号腔，该内半径rd在相对于所述口端的给定位移d处根据如下的公式变化：
[0111]
[0112] 在还可被与上述方面结合应用的再另一个方面中，该检测器的波导的激励端可被布置为靠近用于生成声信号的火花隙。该声信号可由火花生成和/或该声信号可包括宽带脉冲。
[0113] 在上述任一方面的某些实施方案中，该检测器的波导可被配置为将声信号耦合到硬币容器。
[0114] 上述方面的任意一个实施方案可包括一个或多个下面的特征。所述至少一个参数可包括堆的高度和/或该至少一个参数可包括该硬币容器的可用容量。替代地或附加地，所述至少一个参数可包括该堆的至少一个表面和所述声传感器之间的距离。
[0115] 在另一个可被用于和上述方面结合的方面中，该声传感器可包括传声器。此外，所述至少一个表面可包括所述堆中最上面硬币的表面。附加地或替代地，该声传感器可包括被配置为输出数字测量信号的模数转换器。
[0116] 在再另一个还可被用于与上述方面结合的方面中，该检测器的处理器可被配置为计算发送的信号和反射的信号之间的时延。该至少一个参数的计算可以基于该时延。
[0117] 根据本发明的另一个方面，感测硬币容器容量的方法包括：发送声信号；将该声信号耦合到硬币容器，其中，该硬币容器被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆；接收该声信号和一个返回信号的样本，其中，该返回信号是响应于该硬币容器内的至少一个表面反射发送的声信号而生成的；并通过处理器，基于发送的信号和返回的信号之间的时延计算该硬币容器的至少一个参数。
[0118] 可通过波导将声信号耦合到该硬币容器，该波导包括用于接收声信号的激励端、邻近硬币容器布置的喇叭端和将该喇叭端和该激励端互连的管道。该波导，尤其是结合该方法使用的该波导的喇叭和喇叭端，可包括上文所描述的关于波导、集合管和容量检测器的一个或多个方面。附加地或替代地，该声信号可由火花生成和/或该声信号可包括宽带脉冲。此外，所述至少一个已计算的参数可包括所述堆的高度、该硬币容器的可用容量和/或所述堆的至少一个表面和该声传感器之间的距离。
[0119] 该方法的上述任意一个方面的实施方案可包括一个或多个下面的特征。可从一个声传感器接收声信号。该声传感器可包括传声器。该声传感器可包括被配置为输出数字测量信号的模数转换器。所述至少一个表面可包括所述堆中最上面硬币的表面。该处理器可被配置为计算发送的信号和反射的信号之间的时延且所述至少一个参数的计算可以基于该时延。
[0120] 根据本发明的另一方面，波导包括与一个曳物线喇叭端接的一个端部。
附图说明
[0122] 图1是根据一个实施方案的货币处理装置的示意图；
[0123] 图2是图1的装置的硬币容器的示意图，其在这里与根据一个实施方案的容量检测器相关联；
[0124] 图3是用于操作根据一个实施方案的容量检测器的电路的图；
[0125] 图4是用于操作根据一个实施方案的容量检测器的电路的图；
[0126] 图5是在图4到图5的电路中出现的波形的图；
[0127] 图6是根据一个实施方案的包括锥形喇叭端的波导的截面图；
[0129] 图8是根据一个实施方案的包括曳物线喇叭端的波导的截面图；
[0130] 图9例示了图8的波导的声音压力水平和脉冲响应；
[0131] 图10是根据一个实施方案的包括改型的曳物线喇叭端的波导的截面图；
[0132] 图11例示了图10的波导的声音压力水平和脉冲响应；
[0133] 图12是根据一个实施方案的改型的曳物线声模块的平面图；
[0134] 图13是图12的改型的曳物线声模块的截面图；
[0135] 图14是图12的改型的曳物线声模块的截面图；
[0136] 图15是图12的声模块的脉冲响应；
[0137] 图16是根据一个实施方案的锥形声模块；
[0138] 图17是根据一个实施方案的图1的装置的硬币储存部分的立体图；
[0139] 图18例示了示出根据一个实施方案的硬币验证器的各种配置的示意图；
[0140] 图19是根据一个实施方案的自动售货机的产品分配器的平面视图；
[0141] 图20是例示了根据一个实施方案的测量容器容量的步骤的流程图。
具体实施方式
[0142] 本文公开了一个有效率的、更小的外形规格的、高准确度的容量检测器。在一个方面中，该容量检测器可包括一个波导，该波导本身包括用于接收激励信号的激励端、邻近硬币容器布置的喇叭端和将喇叭端和激励端互连的管道。
[0143] 采用如在本公开内容中所使用的术语“硬币”指的是任何硬币(不论有效的或伪造的)、代币(token)、金属块(slug)、垫片(washer) 或其它金属物体或物件(item)，且尤其指的是个人在试图操作投币即运行的设备或系统时能够利用的任何金属物体或物件。“有效的硬币”被认为是真的硬币、代币等，尤其是如下的真的硬币：其中旨在运行有投币即运行的设备或系统的金融系统的或投币即运行的设备或系统旨在与之一同运行的金融系统的并且其面额是这样的投币即运行的设备或系统旨在选择性接收并视为有价物件的真的硬币。
[0144] 在某些实施方案中，如图1中所示，货币处理装置102可包括用于接收一个或多个硬币106的硬币验证器104。在硬币106沿着验证器104 中的路径108通过期间，验证器104能够提供指示硬币106是否是可接受的信号，如果硬币106是可接受的，则该信号指示硬币106的面额。
[0145] 然后该可接受的硬币进入了硬币分离器110，硬币分离器110能够具有多个由装置的电路系统控制的门(未示出)，用于将硬币106从主路径112选择性地转向到任意数目其它的路径114、116、118、119和 120，或者替代地，允许硬币106前进到通向钱箱124的路径122。如果已接收的硬币106被认为是不可接受的，则通过路径126将它们直接引向拒绝槽而不进入分离器110。
[0146] 路径114、116、118、119和120中的每一个可分别通向一个相关的硬币容器128、130、131、132和134。在某些实施方案中，每个容器可被配置为储存竖直的、特定面额的硬币堆。在一个方面中，在136 处示意性地指示的分配器能够被配置为当由装置给出变化时从已选择的容器中分配硬币。
[0147] 然而，应注意，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，该硬币容器还能够被配置成以其它取向(即，非竖直地堆叠的取向)储存硬币。还应理解，虽然所示的每个容器被配置为储存特定面额的硬币，但硬币容器的任何一个能够被用于储存混合面额的硬币。
[0148] 在某些实施方案中，容量检测器能够和硬币传感器一起使用以计算硬币容器的可用容量。在某些实施方案中，如图2中所示，该容量检测器可包括硬币容器(该硬币容器自身包括被配置为储存硬币堆4的硬币管2)、声传感器10(该声传感器自身包括传声器10)和声信号发生器8。在某些实施方案中，硬币堆4包括排列成面对面竖直堆的多个硬币，并且搁置在硬币管2的基底表面上，由基底基准线6指示该基底表面的水平位置(level)。在某些实施方案中，声信号发生器8和传感器 10被布置为邻近硬币管2。
[0149] 在某些实施方案中，如图6中所示，波导200可被布置在信号发生器8或传感器10中至少之一与硬币容器250的入口252之间。在一个方面中，波导200能够与硬币传感器一起使用以将声信号从声信号发生器8引导到硬币容器250。
[0150] 应理解，生成的声信号在波导内部的反射能够对准确地确定硬币容器的可用容量产生干扰。例如，如将在后面的章节中更详细地讨论的，通过确定声信号发生器生成的声信号和响应于声信号被硬币容器内的至少一个表面反射而生成的返回信号的接收之间的时延td，能够计算该容器的可用容量。内部波导反射能够被用于感测返回信号的接收的同一个传感器所获得，因此在某些地方是麻烦的，例如，声信号的生成和返回信号的接收之间的时间间隔小。
[0151] 在某些实施方案中，该波导可被配置为使得由于波导和自由空气之间的声阻抗失配所致的内部反射最小化、增强测量信号的信噪比、确定被布置紧密靠近声传感器的硬币容器内的至少一个表面的距离，或上述的任意组合。
[0152] 在某些实施方案中，波导200可以包括用于接收声信号的激励端 210、邻近硬币容器250布置的喇叭端220和将喇叭端220和激励端210 互连的管道230。喇叭端220本身可以包括内表面222，该内表面222 限定声信号传输路径的边界。
[0153] 在图6中所示的实施方案中，该喇叭端限定了具有锥角θ的锥形喇叭配置。在此配置中，喇叭端220包括具有半径r0的口端224。能够根据下列公式计算沿着喇叭端220的长度l在相对于口端224的任意特定位移d处的半径rd：
[0154]
[0155] 在一个方面中，锥形喇叭端的半径逐渐增加能够减小当声信号穿过喇叭端220的口222和硬币容器250的入口252之间的界面时呈现给声信号的声阻抗的瞬时变化。例如，参照图7，示出了通过调整长度l、口半径r0、锥角θ和喉部半径，能够将上述锥形喇叭端的脉冲响应优化到在5-10毫秒的间隔期间呈现最小的反射。
[0156] 在某些实施方案中，该喇叭端能够限定一个曳物线喇叭配置。例如，如图8中所示，例示了波导400包括用于接收声信号的激励端410、邻近硬币容器450布置的喇叭端420和将喇叭端420和激励端410互连的管道430，其中喇叭端420限定了具有内表面422的曳物线喇叭端，该内表面422限定声信号传输路径的边界。
[0157] 在该配置中，喇叭端420包括具有半径r0的口端424。根据下列公式能够计算喇叭端420的在相对于口端424的任意特定位移d处的半径 rd：
[0158]
[0159] 参照图9，示出了通过调整长度l、口半径r0和喉部半径，能够上述曳物线喇叭端的脉冲响应优化到在3.25-10毫秒的间隔期间将呈现最小的反射。
[0160] 因此，应理解，上述配置能够提供对硬币容器的可用容量的更准确的计算，并使得设计更紧凑。尤其是，通过减少内部反射能够引起干扰的持续时间，能够更准确地测量具有较短时延的返回信号，因此允许该硬币容器内的至少一个表面被布置为更紧密地靠近喇叭端。
[0161] 应注意，在不脱离本公开内容的范围的情况下，能够使用其它的喇叭配置。在某些实施方案中，针对性能、制造能力、制造成本、尺寸或这些的任意组合，前面章节中所讨论的喇叭端能够被近似和/或优化。本领域的技术人员应理解，通过使用强力法(brute force method)、通过手动迭代仿真、或它们的任意组合，能够执行该近似和/或优化。
[0162] 例如，在某些实施方案中，如图10中所示，波导500可包括激励端510、锥形喇叭540和用于将激励端510和锥形喇叭540互连的管道 530，其中，该锥形喇叭与曳物线喇叭端520互连。如图11中所示，通过调整长度l1、长度l2、曳物线口半径r0、锥口半径rt、锥角θ和喉部半径，能够将上述包括改型的曳物线喇叭端(modified tractrix horn end)的波导的脉冲响应优化到在4-10毫秒的间隔期间呈现最小的反射。
[0163] 在某些实施方式中，用于和硬币传感器一起使用的声模块可包括与喇叭端端接的波导、声传感器和声发生器。例如，如图12到图14中所示，声模块300包括波导310，波导310本身与喇叭312端接。喇叭312 它本身包括曳物线部分314、过渡部分316和锥形部分318。该声模块还包括声信号发生器320，信号发生器320本身包括火花隙322。火花隙322被配置为通过线缆324由外部电压源提供能量。在另一方面，声模块300还包括声传感器330，诸如被布置为邻近喇叭312的口的传声器。
[0164] 如图14-图15中所示，证明了下述波导的脉冲响应在100μs-100μs 的间隔期间呈现了最小的反射，该波导包括改型的曳物线喇叭端，具有长度l1＝4.02mm、长度l2＝5.96mm、长度l3＝1.52mm、曳物线口半径r0、锥口半径rt＝1.495mm、锥角θ＝10°、火花高度＝11.50mm和总高度＝13mm。
[0165] 然而，应注意，虽然如上所述改型的曳物线参数能够提供合适的性能，但在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，能够使用其它的参数。在某些实施方式中，长度l1的范围可在100μm-100mm之间。例如，长度l1能够等于但不限于以下值：100μm、500、750μm、1.00mm、 2.00mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、7.00mm、8.00mm、 9.00mm、10.00mm、
20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、60.00 mm、70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、60.00 mm、70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
[0166] 在某些实施方式中，长度l2的范围可在100μm-100mm之间。例如，长度l2可等于但不限于以下值：100μm、500、750μm、1.00mm、 2.00mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、7.00mm、8.00mm、 9.00mm、10.00mm、20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、60.00 mm、70.00mm、
80.00mm、90.00mm、100mm。
80.00mm、90.00mm、100mm。
[0167] 在某些实施方式中，长度l3的范围可在100μm-100mm之间。例如，长度l3可等于但不限于以下值：100μm、500、750μm、1.00mm、 2.00mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、7.00mm、8.00mm、 9.00mm、10.00mm、20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、60.00 mm、70.00mm、
80.00mm、90.00mm、100mm。
80.00mm、90.00mm、100mm。
[0168] 在某些实施方式中，曳物线口半径r0的范围可在100μm-100mm 之间。例如，曳物线口半径r0可等于但不限于以下值：100μm、500、 750μm、1.00mm、2.00mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、 7.00mm、8.00mm、9.00mm、10.00mm、20.00mm、30.00mm、40.00 mm、50.00mm、
60.00mm、70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
60.00mm、70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
[0169] 在某些实施方式中，锥口半径rt可在100μm-100mm的范围内。例如，锥口半径rt可等于但不限于以下值：100μm、500、750μm、1.00 mm、2.00mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、7.00mm、8.00 mm、9.00mm、10.00mm、20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、 60.00mm、
70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
[0170] 在某些实施方式中，锥角θ可在0.1°-89.9°的范围内。例如，锥角θ可等于但不限于以下值：0.1°、0.2°、0.5°、1.0°、2.0°、1.0°、 2.0°、5.0°、10.0°、20.0°、50.0°、89.9°。
[0171] 在某些实施方式中，火花高度可在100μm-100mm的范围内。例如，火花高度可等于但不限于以下值：100μm、500、750μm、1.00mm、2.00 mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、7.00mm、8.00mm、9.00 mm、10.00mm、20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、60.00mm、
70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
70.00mm、80.00mm、90.00mm、100mm。
[0172] 在某些实施方式中，总高度可在100μm-100mm的范围内。例如，总高度可等于但不限于以下值：100μm、500、750μm、1.00mm、2.00 mm、3.00mm、4.00mm、5.00mm、6.00mm、7.00mm、8.00mm、9.00 mm、10.00mm、20.00mm、30.00mm、40.00mm、50.00mm、60.00mm、 70.00mm、
80.00mm、90.00mm、100mm。
80.00mm、90.00mm、100mm。
[0173] 在采用了改型的曳物线喇叭的某些实施方案中，空的硬币管具有从传声器到管的基底测量的大约176.96mm的长范围和从管的顶部测量的大约9.46mm的最短范围。相对比，锥形喇叭对于空管具有178.30mm的最长范围和14.41mm的最短范围。在两个示例中，尽管在某些实例中可能填充管超出该点，但在该水平之上没有准确地设计声学器件。
[0174] 在某些实施方式中，如图16中所示，声模块900可包括与锥形喇叭端接的波导910，该锥形喇叭具有锥角θ＝7.4°且口半径r0＝3mm。还参照图14，应注意，锥形喇叭长度l＝11.69mm大于该改型的曳物线喇叭的整体长度，其中长度l＝11.50mm。参照下面的表1，它证明了图14的改型的曳物线的配置提供了对不想要的信号反射的更好的最小化。尤其是证明了端接改型的曳物线喇叭的波导表现出脉冲幅度增加了165％并且反射衰减时间减少了
18％。因此，应理解，本文中公开的喇叭设计能够使设计更紧凑。
18％。因此，应理解，本文中公开的喇叭设计能够使设计更紧凑。
[0175]
[0176]
[0177] 表1
[0178] 在某些实施方式中，用于和硬币传感器一起使用的集合管可包括多个波导，每个波导本身包括激励端、喇叭端和将激励端和喇叭端互连的管道。例如，参照图17，集合管60包括多个波导70、72、74、76和 78。波导70、72、74、76和78中每一个分别包括用于将每个喇叭端 66和激励端80互连的管道80、82、84、86和88。在某些实施方式中，该集合管可包括邻近每个喇叭端66的多个声传感器管箍(clip)68, 用于邻近每个硬币容器128、130、131、132和134的声传感器的附接。然而，应注意，在不脱离本公开内容的范围的情况下，能够将集合管 60配置为以其他方式用于声传感器的附接。
[0179] 在某些实施方案中，集合管60可包括用于接收由声发生器8生成的声信号并将该信号分配到每个波导70、72、74、76、78的声室90。在某些方面中，室90可包括一对间隔短距离(例如3mm)的电线,其中，该电线被配置为与火花发生器互连。在某些实施方式中，该集合管可包括被布置为邻近室90的单个声传感器管箍(未示出)。在该设计中，能够使用一个公共声传感器来感测每个硬币容器的返回信号。
[0180] 在某些实施方案中，多个喇叭端中的任何一个可被限定为曳物线、指数形、锥形、改型的曳物线、改型的指数形、改型的锥形或它们的任意组合。在一个方面中，每个波导70、72、74、76和78可被配置为分别具有一个喇叭端66，该喇叭端66被布置为邻近硬币容器128、
130、 131、132和134。
130、 131、132和134。
[0181] 尽管在图17中所示的硬币容器128、130、131、132和134的每一个的几何形状都彼此相同，但应理解，硬币容器中的任何一个或多个能够具有与特定的硬币面额相关联的几何形状。还应注意，可相对于相关联的硬币容器、硬币面额、相对于声室的位置或它们的任意组合被单独优化波导、激励端、喇叭端或它们的任意组合中的一个或多个。
[0182] 应注意，尽管波导70、72、74、76和78看起来被永久地附接至集合管60，但在某些实施方式中，一个或多个波导可被配置为可从集合管拆卸的。在某些实施方案中，波导、集合管或它们的任意组合可针对任意额外的波导的改装而配置。例如，在期望增加额外的硬币容器而不更换整个集合管的情况下，上述配置尤其有用。
[0183] 在某些实施方案中，本文公开了感测硬币容器的容量的方法。在一个方面中，参照图20，在步骤800中发送声信号。该声信号可由如前面章节所讨论的声信号发生器生成。例如，该声信号可由火花、声脉冲或它们的任意组合生成。
[0184] 在步骤810中，该声信号被耦合到硬币容器，其中，该硬币容器本身被配置为储存包括至少一个硬币的硬币堆。在某些实施方式中，该声信号可通过波导被耦合到该硬币容器。该波导本身可包括用于接收声信号的激励端、邻近硬币容器布置的喇叭端和将喇叭端和激励端互连的管道。在某些实施方案中，该喇叭端限定了从锥形喇叭、指数形喇叭、曳物线喇叭或改型的曳物线喇叭中选择的一个喇叭。
[0185] 在某些实施方式中，该喇叭端半径逐渐扩展以减小当声信号穿过并离开波导时呈现给该声信号的声阻抗中的瞬时变化。例如，该喇叭端可被配置为使声信号在波导内部的反射最小化。
[0186] 在一个方面中，如在步骤820中所示，接收该声信号和返回信号的样本，其中，该返回信号是响应于硬币容器内至少一个表面反射发送的声信号而生成的。在某些实施方式中，可由声传感器接收该声信号和返回信号的样本，该声传感器将代表接收的声信号和返回信号的测量信号输出至一个处理器。
[0187] 如在步骤830中所示，基于接收发送的信号和返回的信号之间的时延计算该硬币容器的至少一个参数。例如，在某些实施方式中，可由处理器计算堆的高度、该硬币容器的可用容量、堆的至少一个表面和该声传感器之间的距离或它们的任意组合。在一个方面中，所述至少一个表面可包括堆中最上面硬币的表面。
[0188] 如在前面章节中所讨论的，该处理器可被配置为基于声信号的生成和返回信号的接收之间的时延td计算硬币堆的高度Hs，该返回信号响应于由硬币容器内的至少一个表面的反射而生成。在某些实施方式中，如图2中所示，声信号发生器8和声传感器10二者都可位于传感器基准线12上，基准线12本身位于该硬币容器的基底基准线6以上高度H 处(尽管发生器8和传感器12可被安装在不同的高度)。
[0189] 应理解，因此将响应于硬币管2内的至少一个表面反射由声信号发生器8生成的声信号，生成返回信号。例如，响应于堆4中最上面硬币的表面反射声信号，生成返回信号。
[0190] 然而，应理解，可响应于硬币管2本身反射声信号而生成返回信号。例如，当硬币管2是空的时，响应于硬币管2的基底反射声信号而生成返回信号。
[0191] 在一个方面中，声传感器10响应于接收发送的或反射的声信号的样本而输出测量信号。在某些实施方式中，一个处理器(未示出)可被配置为响应于接收测量信号，计算硬币管2的至少一个参数。在某些方面中，该处理器可被配置为计算堆4的高度、硬币管2的可用容量、堆 4中最上面硬币的表面和声传感器10之间的距离，或它们任意的组合。
[0192] 在某些实施方式中，该处理器可被配置为计算声信号的生成与返回信号的接收之间的时延td。该处理器还可被配置为根据下面的公式计算堆4的高度HS，堆4被储存在具有高度HR的硬币管2内，其中硬币管2 的入口被布置在距声传感器10距离DIS处。
[0193]
[0194] 应注意，如公式3中所表示的，td是由被等距离地布置在相对于硬币管2距离DIS处的发生器8和传感器10生成声信号和接收返回信号之间的时延。在这样的范围内，发生器8和传感器10分别被非等距离地布置在相对于硬币管2入口距离DG处和DS处，该处理器可被配置为根据下面的公式计算堆叠的高度HS。
[0195]
[0196] 根据下面的公式能够计算公式3或公式4中的声音的速度V。
[0197]
[0198] 应理解，声音的速度V依赖于绝对温度。在某些实施方案中，能够使用平均绝对温度来计算声音的速度。然而，应注意，在某些实施方式中，能够使用实际的绝对温度来计算声音的速度。
[0199] 例如，参照图4，在某些实施方式中，该货币处理装置可包括处理器52，处理器52被耦合到温度传感器54，温度传感器54本身被配置为响应于感测实际的绝对温度输出测量信号。在某些实施方式中，处理器52可被配置为基于由温度传感器54输出的实际温度测量信号计算声音的速度V。
[0200] 在某些实施方案中，无需温度测量就能够准确地计算堆的高度。例如，参照图17，声反射表面140可以被附着在相对于声信号发生器8 和传感器10预定的距离D处。该处理器可以被配置为基于该预定的距离D以及生成和接收返回信号之间的时延计算声音的实际速度，该返回信号是响应于被附着的反射表面140的反射而生成的。在随后的计算硬币堆高度、硬币容器的可用容量、堆中最上面硬币和声传感器之间的距离或它们任意的组合中，该处理器可使用已计算的声音的实际速度。
[0201] 返回参照图2，在某些实施方式中，尺寸HR+DIS的制造公差能够被控制，因此在操作期间近似为一个常量。然而，应注意，在操作期间还能够相当于初始校准操作动态计算尺寸HR+DIS。例如，在某些实施方式中，该处理器可被配置为执行初始校准测试以确定当硬币管2为空时的实际时延td，然后根据下面的公式计算尺寸HR+DIS。
[0202]
[0203] 在某些实施方案中，可配置控制电路以借助声信号发生器8引起声信号(诸如但不限于火花)的触发。例如，在某些实施方案中，声信号发生器8可包括火花隙，该火花隙被配置为响应于来自控制电路的输入生成火花。
[0204] 在某些实施方式中，如图3中所示，声信号发生器8可包括用于在火花隙中生成火花的功率电子电路系统。在某些实施方式中，振荡器 20被耦合到逆变变压器22。通过二极管24对变压器22的输出进行整流，在电容器中储存近似250V直流的直流输出。通过晶闸管28将该直流电压耦合到升压变压器30的两端。一旦触发了晶闸管28，在升压变压器30的输出处生成近似9kV的电压，从而在火花隙32的两端生成具有小于20μs的上升时间的强力的火花。有利地，该火花的功率能够被直接耦合到空气而不是到周围的结构，因此导致了非常有效率且短暂的声脉冲。
[0205] 在某些实施方式中，能够以规则的间隔(例如50Hz)通过火花率发生器36触发开关，诸如晶闸管28，火花率发生器36本身包括用于将触发信号光耦合到晶闸管28的发光二极管38。在一个方面中，火花率发生器36可包括输出节点A，该输出节点A被配置为每次触发火花时输出脉冲信号。应注意，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，能够使用其它类型的开关。
[0206] 如前面的章节中所讨论的，一个处理器可被配置为计算声信号的生成和返回信号的接收之间的时延td。在某些实施方式中，该处理器可被配置为通过乘以一个计数器值计算上述时延，该计数器值通过计数器时钟的周期(例如20ns)指示时延td。例如，参见图3和图4，声传感器包括计数器40，计数器40被配置为测量声信号和返回信号之间的时延 td。在一个方面中，计数器40包括开始输入39、停止输入48和时钟输入49。时钟输入49被耦合到时钟发生器50。开始输入39被耦合到作为端子A上的输出的脉冲信号，因此，每次触发火花时触发计数器40 的开始。停止输入48被耦合到与门46的输出，与门46本身接收来自传声器电路45和消隐电路(blanking circuit)59的输入，因此，每次传声器10接收返回信号时触发计数器40的停止。
[0207] 因此，本领域的技术人员应清楚，计数器40对由火花产生的声信号的生成和由传声器10对返回信号的采样之间的时钟周期的个数进行计数。因此，该处理器可被配置为通过乘以一个计数器值计算该时延，该计数器值通过计数器时钟的周期指示时延td。
[0208] 在某些实施方式中，声传感器电路45可被配置为拒绝幅度在预定范围外的返回信号。例如，在某些实施方式中，声传感器电路45包括传声器10，传声器10的输出通过放大器42、比较器44被耦合到与门 46输入。因此，声传感器电路45被配置为，除非传声器10接收到足够大的输入，否则抑制与门46的输出，因此，输出足够大的测量信号使得放大器42的输出超过预定阈值VREF，从而使得比较器输出逻辑高信号。
[0209] 该火花的生成能够引起初始脉冲和/或振动，所述初始脉冲和/或振动被传声器10获得。上述信号通过使计数器40在传声器10已经收到返回信号之前就过早地停止计数，能够干扰计数器40的运行。
[0210] 在某些实施方式中，声传感器电路45可包括消隐电路59，消隐电路59被配置为防止来自火花的干扰过早地使计数器40停止。在一个方面中，消隐电路59可包括将与门46的输入和延迟电路56互连的逆变器58。延迟电路56本身被耦合到端子A上的脉冲信号输出，且延迟电路56被配置为响应于被端子A上的脉冲信号输出触发而在预定的持续时间输出消隐脉冲。在一个方面中，该预定的消隐脉冲持续时间(例如 150μs)可被配置为与期望发生火花干扰信号的持续时间重叠。通过逆变器58逆变该消隐脉冲逻辑状态，因此，将与门46的输入拉到逻辑低并防止传声器10获得的干扰信号过早地使计数器40停止。
[0211] 通过进一步例示，图5的时序图例示了出现在图4的电路节点A、 B、C和D处的信号的时序，其中，延迟时间被定义为td。
[0212] 在某些实施方案中，该处理器可被配置为响应于从声传感器接收测量信号计算该硬币容器的至少一个参数。例如，如图4中所示，处理器 52接收包括延迟时间td的测量信号，td是由火花产生的声信号的生成和返回信号的采样之间的延迟时间。在某些实施方式中，在进行测量的整个期间，能够以期望的速率持续地激活火花率发生器36。在某些方面中，为了改进分辨率，处理器52能够从计数器40中获取并平均多个测量值。
[0213] 然而，应理解，处理器52可以被配置为响应于从该声传感器接收其它类型的测量信号，计算该硬币容器的至少一个参数。例如，返回参照图4，在一个实施方案中，传声器10可被耦合到模数转换器(未示出)，该模数转换器可以被配置为将由传声器10接收的声信号数字化。该数字化的声信号能够被存储在存储器设备(未示出)中。然后处理器 52可被配置为访问该存储器设备，并基于储存在储存器设备中的数字化的声信号来计算发送的由火花生成的声信号之间的时延。
[0214] 如前面章节中所讨论的，能够使用本文公开的容量检测器检测硬币容器内的至少一个表面和声传感器之间的靠近程度(proximity)。然而，应理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，本文所公开的装置和方法能够被应用于其它物体而不仅是硬币(例如，钞票储存容量、自动售货机容量等)。
[0215] 例如，在某些实施方案中，本文所公开的装置和方法还能够被应用于检测被配置为储存钞票的容器的可用容量，钞票本身可包括单层或多层金属的或导电结构诸如箔。
[0216] 在某些实施方式中，所述容量检测器能够被用来检测自动售货机的可用储存容量。在一个实施方式中，如图18中示意性地示出，自动售货机600被配置为分配热饮料。在一个方面中，杯储存器602将杯子储存成堆604，能够将堆604中最底下的杯子送到灌装室606，如608处指示的。然后通过管口610将热水充入杯608。任何溢出的液体滴入溢出容器612。
[0217] 该机器包括三对声信号发生器8/传感器10，它们中每一个形成了单独的容量检测器，类似于在前面的章节中讨论的容量检测器，并被耦合到类似于在前面的章节中讨论的处理的中央控制器614。然而，应注意，在某些实施方式中，可使用单个发生器来生成一个公共声信号。在某些实施方式中，通过包括一个激励室和三个波导的集合管，能够将该声信号发生器耦合到多个个体储存器(store)，每个波导本身包括激励端、喇叭端和将喇叭端和激励端互连的管道。
[0218] 在一个方面中，容量检测器中的每一个被布置以测量：(a)杯储存器602的可用容量、(b)溢出容器612中的液体的水平位置和(c) 分配到杯608中的液体的水平位置。在某些方面中，可将控制器耦合到调制解调器616，调制解调器616能够与远程网络通信以报告系统事件。例如，该控制器可被配置为向远程服务器推送溢出或未满事件的警告，以警告维修人员将很快需要维修机器。然而，应注意，在某些实施方式中，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，该控制器可被配置为用于事件状况的查询。
[0219] 在某些实施方式中，该容量检测器可被用作用于向杯中分配受控量的液体的反馈环路的一部分。例如，该控制器可被配置为在分配操作的过程期间测量杯的可用容量，并当确定该液体已经达到预定的水平位置时终止该分配操作。有利地是，该配置能够使系统对于液体压力中的变化(液体压力的变化能够转而引起分配的液体量的变化)不敏感。
[0220] 在某些实施方式中，本文所公开的容量检测器可被用来测量在产品储存器中的产品(例如，罐装物品)的可用容量。例如，参照图19，产品分配器700包括被配置为绕着轴旋转的螺旋结构704。在一个方面中，产品702被布置在螺旋结构704的连续圈上，每次螺旋结构704旋转一圈时产品702被整体移向孔706，因此，每次螺旋结构704旋转一圈时从孔706分配最底下的产品。
[0221] 在某些实施方式中，容量检测器包括沿着螺旋结构704的轴线的声信号发生器8和传感器10。在一个方面中，该容量检测器可被配置为通过测量声信号和返回信号之间的时延来计算该产品储存器的至少一个参数(例如，可用容量)，该返回信号是响应于声信号被螺旋结构 704中放置的最后一个产品反射而生成的。在某些实施方式中，该处理器可被配置为在已经确定了产品已经售完之后禁止额外产品的自动售卖。该处理器还可被配置为如果已经确定了该可用容量没有响应于接收初始供应指令而适当地变化，则重复供应指令。
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