電渦流傳感器在公交車投幣機的應用

摘要：針對公交車自動投幣機中假幣猖獗這一問題利用電渦流進了解決。電渦流式傳感器分為高頻反射式和低頻透射式，高頻傳感器是基于電渦流效應將被測量如材料轉換為線圈電感、阻抗和Q值的變化。可以非接觸測量導體，具有結構簡單、體積較小、不受油污等介質的影響等特點，利用電渦流傳感器可以實現真假幣的辨別。同時利用PLC進行報警設置，及時確認投假幣者。

關鍵詞：電渦流傳感器公交投幣機一元硬幣游戲幣

一、 引言

在我國隨著近幾年來城市基礎設施的建設，無人售票公交車逐漸普及，它的推廣為廣大市民節省了時間，提高了市政部門的服務效率，得到了大家的認可。但同時也不可避免的遇到了公交假幣泛濫這一問題。山東大眾網就以《每年百萬假幣“混”上公交車》為題針對這一問題發表過看法。鄭州、重慶、吉林、徐州等公交公司均為此而頭疼，而這一現象也不僅僅局限于上述幾個城市。公交企業提供服務理所當然應該獲得回報，現在部分人使用假幣的行為破壞了企業與公眾之間的互信關系。不少公交企業甚至為此減少了無人售票線路。解決公交假幣迫在眉睫。針對市面上的假硬幣主要為與一元硬幣外形極為相似的游戲幣提出下列解決方法。

二、解決方案

將電渦流傳感器（高頻傳感器）安裝在投幣機的入口處內側，當有乘客上車投幣時，硬幣穿過電渦流傳感器線圈。若硬幣為真幣（一元硬幣為鋼芯鍍鎳合金），系統并不會報警；若為游戲幣（多為不銹鋼），則報警警鈴響起，投幣口自動關閉。

三、系統結構與基本程序

(一)系統結構框圖如圖一所示，由電渦流傳感器（線圈回路）、檢測電路及報警電路三部分組成。

(二) PLC報警程序

(I0.0為報警輸入，I0.1為手動復位按鈕，M0.0為報警警鈴控制繼電器，M0.1為投幣口關閉控制繼電器)

LD I0.0= M0.0

AN I0.1=M0.1

四、原理闡述

電渦流式傳感器分為高頻反射式和低頻透射式，高頻傳感器是基于電渦流效應將被測量如材料轉換為線圈電感、阻抗和Q值的變化?？梢苑墙佑|測量導體，具有結構簡單、體積較小、不受油污等介質的影響等特點。此套系統采用根據硬幣材料進行檢測的方式，即利用高頻傳感器。當線圈中通以正弦交變電流時， 線圈的周圍空間就產生了正弦交變磁場H1， 當導體( 硬幣) 在磁場中通過時， 交變磁場便會在金屬表面上激起電渦流，此渦流也將產生交變磁場H 2 ， H 2 的方向與H 1的方向相反， 從而削弱線圈產生的磁場， 引起線圈有關電參數的改變。從而導致傳感器線圈的電感L發生變化。金屬導體(硬幣)材料的導電性能和導體在線圈中的位置將直接影響這個改變的大小。利用測量電路把傳感器線圈與電容并聯組成LC諧振回路。

當導體接近傳感器線圈時，線圈的等效電感發生變化，回路的等效阻抗和諧振頻率都將隨之改變，LC檢測回路的諧振峰將左右移動，傳感器輸出電壓必定降低。通過實時地將輸出電壓與某一給定電壓比較，進而決定報警電路能否被驅動，在報警電路響起的同時，帶動投幣口關閉，后續人不能投幣而在鈴聲響起前所投幣的人即為投假幣的人。

五、優缺點分析

優點：電渦流傳感器作為檢測系統中的信息采集元件，具有測量范圍大、靈敏度高、結構簡單、抗干擾能力強及可非接觸測量等優點。利用電渦流傳感器進行假幣識別，應用范圍廣，所有的自動投幣裝置均可以使用。對于已有的公交車普通自動投幣機可以用電渦流傳感器進行改造。自帶PLC報警裝置操作簡單，容易為公交車司機學習，而且可以準確的確定投假幣者，給大家警示作用

缺點:成本較高

六、總結

為了區區 “一元假幣”，社會需要幾百倍的投入來防范，這不僅是法律問題，也是社會問題，它的出現拷問了市民良知。遏制“一元假幣”關鍵在于提高社會誠信，技術永遠只能治標不治本。

參考文獻：

[1]郎家峰．硬幣檢測清分系統研究[M]．南京航空航天大學．

[2]程德福，王君，凌振寶，王言章編．傳感器原理及應用[M]．機械工業出版社，2008，64-65．

[3]戴焯主編．傳感器原理與應用[M]．北京理工大學出版社，2010，53-57．

[4]童敏明，唐守峰．檢測與轉換技術[M]．中國礦業大學出版社，2008，138-142．