電渦流傳感器在公交車投幣機(jī)的應(yīng)用

摘要：針對(duì)公交車自動(dòng)投幣機(jī)中假幣猖獗這一問題利用電渦流進(jìn)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(yīng)將被測(cè)量如材料轉(zhuǎn)換為線圈電感、阻抗和Q值的變化。可以非接觸測(cè)量導(dǎo)體，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、不受油污等介質(zhì)的影響等特點(diǎn)，利用電渦流傳感器可以實(shí)現(xiàn)真假幣的辨別。同時(shí)利用PLC進(jìn)行報(bào)警設(shè)置，及時(shí)確認(rèn)投假幣者。

關(guān)鍵詞：電渦流傳感器公交投幣機(jī)一元硬幣游戲幣

一、 引言

在我國隨著近幾年來城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，無人售票公交車逐漸普及，它的推廣為廣大市民節(jié)省了時(shí)間，提高了市政部門的服務(wù)效率，得到了大家的認(rèn)可。但同時(shí)也不可避免的遇到了公交假幣泛濫這一問題。山東大眾網(wǎng)就以《每年百萬假幣“混”上公交車》為題針對(duì)這一問題發(fā)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(xiàn)象也不僅僅局限于上述幾個(gè)城市。公交企業(yè)提供服務(wù)理所當(dāng)然應(yīng)該獲得回報(bào)，現(xiàn)在部分人使用假幣的行為破壞了企業(yè)與公眾之間的互信關(guān)系。不少公交企業(yè)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(duì)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(jī)的入口處內(nèi)側(cè)，當(dāng)有乘客上車投幣時(shí)，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(tǒng)并不會(huì)報(bào)警；若為游戲幣（多為不銹鋼），則報(bào)警警鈴響起，投幣口自動(dòng)關(guān)閉。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與基本程序

(一)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖一所示，由電渦流傳感器（線圈回路）、檢測(cè)電路及報(bào)警電路三部分組成。

(二) PLC報(bào)警程序

(I0.0為報(bào)警輸入，I0.1為手動(dòng)復(fù)位按鈕，M0.0為報(bào)警警鈴控制繼電器，M0.1為投幣口關(guān)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(yīng)將被測(cè)量如材料轉(zhuǎn)換為線圈電感、阻抗和Q值的變化。可以非接觸測(cè)量導(dǎo)體，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、不受油污等介質(zhì)的影響等特點(diǎn)。此套系統(tǒng)采用根據(jù)硬幣材料進(jìn)行檢測(cè)的方式，即利用高頻傳感器。當(dāng)線圈中通以正弦交變電流時(shí)， 線圈的周圍空間就產(chǎn)生了正弦交變磁場(chǎng)H1， 當(dāng)導(dǎo)體( 硬幣) 在磁場(chǎng)中通過時(shí)， 交變磁場(chǎng)便會(huì)在金屬表面上激起電渦流，此渦流也將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)H 2 ， H 2 的方向與H 1的方向相反， 從而削弱線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)， 引起線圈有關(guān)電參數(shù)的改變。從而導(dǎo)致傳感器線圈的電感L發(fā)生變化。金屬導(dǎo)體(硬幣)材料的導(dǎo)電性能和導(dǎo)體在線圈中的位置將直接影響這個(gè)改變的大小。利用測(cè)量電路把傳感器線圈與電容并聯(lián)組成LC諧振回路。

當(dāng)導(dǎo)體接近傳感器線圈時(shí)，線圈的等效電感發(fā)生變化，回路的等效阻抗和諧振頻率都將隨之改變，LC檢測(cè)回路的諧振峰將左右移動(dòng)，傳感器輸出電壓必定降低。通過實(shí)時(shí)地將輸出電壓與某一給定電壓比較，進(jìn)而決定報(bào)警電路能否被驅(qū)動(dòng)，在報(bào)警電路響起的同時(shí)，帶動(dòng)投幣口關(guān)閉，后續(xù)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(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：電渦流傳感器作為檢測(cè)系統(tǒng)中的信息采集元件，具有測(cè)量范圍大、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)及可非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。利用電渦流傳感器進(jìn)行假幣識(shí)別，應(yīng)用范圍廣，所有的自動(dòng)投幣裝置均可以使用。對(duì)于已有的公交車普通自動(dòng)投幣機(jī)可以用電渦流傳感器進(jìn)行改造。自帶PLC報(bào)警裝置操作簡單，容易為公交車司機(jī)學(xué)習(xí)，而且可以準(zhǔn)確的確定投假幣者，給大家警示作用

缺點(diǎn):成本較高

六、總結(jié)

為了區(qū)區(qū) “一元假幣”，社會(huì)需要幾百倍的投入來防范，這不僅是法律問題，也是社會(huì)問題，它的出現(xiàn)拷問了市民良知。遏制“一元假幣”關(guān)鍵在于提高社會(huì)誠信，技術(shù)永遠(yuǎn)只能治標(biāo)不治本。

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