电涡流传感器在公交车投币机的应用

摘要：针对公交车自动投币机中假币猖獗这一问题利用电涡流进了解决。电涡流式传感器分为高频反射式和低频透射式，高频传感器是基于电涡流效应将被测量如材料转换为线圈电感、阻抗和Q值的变化。可以非接触测量导体，具有结构简单、体积较小、不受油污等介质的影响等特点，利用电涡流传感器可以实现真假币的辨别。同时利用PLC进行报警设置，及时确认投假币者。

关键词：电涡流传感器公交投币机一元硬币游戏币

一、 引言

在我国随着近几年来城市基础设施的建设，无人售票公交车逐渐普及，它的推广为广大市民节省了时间，提高了市政部门的服务效率，得到了大家的认可。但同时也不可避免的遇到了公交假币泛滥这一问题。山东大众网就以《每年百万假币“混”上公交车》为题针对这一问题发表过看法。郑州、重庆、吉林、徐州等公交公司均为此而头疼，而这一现象也不仅仅局限于上述几个城市。公交企业提供服务理所当然应该获得回报，现在部分人使用假币的行为破坏了企业与公众之间的互信关系。不少公交企业甚至为此减少了无人售票线路。解决公交假币迫在眉睫。针对市面上的假硬币主要为与一元硬币外形极为相似的游戏币提出下列解决方法。

二、解决方案

将电涡流传感器（高频传感器）安装在投币机的入口处内侧，当有乘客上车投币时，硬币穿过电涡流传感器线圈。若硬币为真币（一元硬币为钢芯镀镍合金），系统并不会报警；若为游戏币（多为不锈钢），则报警警铃响起,投币口自动关闭。

三、系统结构与基本程序

(一)系统结构框图如图一所示，由电涡流传感器（线圈回路）、检测电路及报警电路三部分组成。

(二) PLC报警程序

(I0.0为报警输入，I0.1为手动复位按钮，M0.0为报警警铃控制继电器，M0.1为投币口关闭控制继电器)

LD I0.0= M0.0

AN I0.1=M0.1

四、原理阐述

电涡流式传感器分为高频反射式和低频透射式，高频传感器是基于电涡流效应将被测量如材料转换为线圈电感、阻抗和Q值的变化。可以非接触测量导体，具有结构简单、体积较小、不受油污等介质的影响等特点。此套系统采用根据硬币材料进行检测的方式,即利用高频传感器。当线圈中通以正弦交变电流时, 线圈的周围空间就产生了正弦交变磁场H1, 当导体( 硬币) 在磁场中通过时, 交变磁场便会在金属表面上激起电涡流，此涡流也将产生交变磁场H 2 , H 2 的方向与H 1的方向相反, 从而削弱线圈产生的磁场, 引起线圈有关电参数的改变。从而导致传感器线圈的电感L发生变化。金属导体(硬币)材料的导电性能和导体在线圈中的位置将直接影响这个改变的大小。利用测量电路把传感器线圈与电容并联组成LC谐振回路。

当导体接近传感器线圈时，线圈的等效电感发生变化，回路的等效阻抗和谐振频率都将随之改变，LC检测回路的谐振峰将左右移动，传感器输出电压必定降低。通过实时地将输出电压与某一给定电压比较，进而决定报警电路能否被驱动，在报警电路响起的同时，带动投币口关闭，后续人不能投币而在铃声响起前所投币的人即为投假币的人。

五、优缺点分析

优点：电涡流传感器作为检测系统中的信息采集元件，具有测量范围大、灵敏度高、结构简单、抗干扰能力强及可非接触测量等优点。利用电涡流传感器进行假币识别，应用范围广，所有的自动投币装置均可以使用。对于已有的公交车普通自动投币机可以用电涡流传感器进行改造。自带PLC报警装置操作简单，容易为公交车司机学习，而且可以准确的确定投假币者，给大家警示作用

缺点:成本较高

六、总结

为了区区 “一元假币”，社会需要几百倍的投入来防范，这不仅是法律问题，也是社会问题，它的出现拷问了市民良知。遏制“一元假币”关键在于提高社会诚信，技术永远只能治标不治本。

参考文献：

[1]郎家峰．硬币检测清分系统研究[M]．南京航空航天大学．

[2]程德福，王君，凌振宝，王言章编．传感器原理及应用[M]．机械工业出版社，2008,64-65．

[3]戴焯主编．传感器原理与应用[M]．北京理工大学出版社，2010,53-57．

[4]童敏明，唐守峰．检测与转换技术[M]．中国矿业大学出版社，2008,138-142．