управление электромагнитными характеристиками монет с помощью технологии нанесения многослойных покрытий

Формула изобретения

1. Металлическая монета с композитной структурой, имеющей управляемую электромагнитную сигнатуру, содержащая: центральный слой и по меньшей мере два других слоя, нанесенных электроплакированием поверх центрального слоя, причем по меньшей мере один из слоев выполнен из немагнитного металла или сплава, и по меньшей мере один из слоев выполнен из магнитного металла или сплава.

2. Металлическая монета с композитной структурой по п.1, в которой центральный слой выполнен из магнитного металла или сплава;

один из по меньшей мере двух других слоев является промежуточным слоем, выполненным из магнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного центрального слоя; и другой из по меньшей мере двух других слоев является внешним слоем, выполненным из немагнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного промежуточного слоя.

3. Металлическая монета с композитной структурой по п.2, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

4. Металлическая монета с композитной структурой по п.3, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

5. Металлическая монета с композитной структурой по п.2, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

6. Металлическая монета с композитной структурой по п.5, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

7. Металлическая монета с композитной структурой по п.1, в которой центральный слой выполнен из магнитного металла или сплава; один из по меньшей мере двух других слоев является промежуточным слоем, выполненным из немагнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного центрального слоя; и другой из по меньшей мере двух других слоев является внешним слоем, выполненным из магнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного промежуточного слоя.

8. Металлическая монета с композитной структурой по п.7, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

9. Металлическая монета с композитной структурой по п.8, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

10. Металлическая монета с композитной структурой по п.7, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

11. Металлическая монета с композитной структурой по 10, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

12. Металлическая монета с композитной структурой по п.1, в которой центральный слой выполнен из немагнитного металла или сплава; один из по меньшей мере двух других слоев является промежуточным слоем, выполненным из магнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного центрального слоя; и другой из по меньшей мере двух других слоев является внешним слоем, выполненным из немагнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного промежуточного слоя.

13. Металлическая монета с композитной структурой по п.12, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

14. Металлическая монета с композитной структурой по п.13, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

15. Металлическая монета с композитной структурой по п.12, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

16. Металлическая монета с композитной структурой по п.15, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

17. Металлическая монета с композитной структурой по п.1, в которой центральный слой выполнен из немагнитного металла или сплава; один из по меньшей мере двух других слоев является промежуточным слоем, выполненным из немагнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного центрального слоя: и другой из по меньшей мере двух других слоев является внешним слоем, выполненным из магнитного металла или сплава, нанесенного электроплакированием поверх указанного промежуточного слоя.

18. Металлическая монета с композитной структурой по п.17, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

19. Металлическая монета с композитной структурой по п.18, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

20. Металлическая монета с композитной структурой по п.17, дополнительно содержащая немагнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного внешнего слоя с образованием четвертого слоя.

21. Металлическая монета с композитной структурой по п.20, дополнительно содержащая магнитный металл или сплав, нанесенный электроплакированием поверх указанного четвертого слоя с образованием пятого слоя.

22. Металлическая монета с композитной структурой по любому из пп.1-21, отличающаяся тем, что магнитный металл или сплав выбирают из группы, включающей в себя никель, кобальт, хром, нержавеющую сталь и аустенитную ферритную сталь, но не ограничивающейся перечисленным.

23. Металлическая монета с композитной структурой по любому из пп.1-21, отличающаяся тем, что немагнитный металл или сплав выбирают из группы, включающей в себя медь, цинк, олово, алюминий, серебро, золото, индий, латунь и бронзу, но не ограничивающейся перечисленным.

24. Металлическая монета с композитной структурой по любому из пп.1-21, отличающаяся тем, что магнитный металл или сплав представляет собой никель, хром, сталь или аустенитную ферритную сталь, а немагнитный металл или сплав представляет собой медь, цинк, олово, алюминий, серебро, золото, индий, латунь или бронзу.

25. Способ изготовления металлической монеты с композитной структурой по любому из пп.1-24, основанный на многослойном электроплакировании.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что электроплакирование представляет собой гальванотехническое электроплакирование.

Описание изобретения к патенту

Для настоящей патентной заявки испрашивается приоритет патентной заявки США № 61/061,287, поданной 13 июня 2008, которая входит в настоящую.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к новым металлическим структурам, пригодным в качестве материалов для чеканки монеты. А именно, настоящее изобретение относится к металлическим составам, разработанным с конкретной целью воздействия на их электромагнитные свойства, в частности на их электромагнитную сигнатуру, а также включает в себя способ изготовления монет, а равно и сами монеты.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Монеты обычно используют как средство оплаты в торговых автоматах или подобных машинах. Для этого машина должна распознать и идентифицировать монету, принять ее или отвергнуть. Такой процесс распознавания обычно производят с помощью устройства, называемого монетоприемником, и в общем случае он заключается в измерении различных физических характеристик монеты во время ее движения сквозь механизм монетоприемника.

Действие большинства используемых ныне монетоприемников основано на сигналах, которые возникают, когда монета возмущает переменное электромагнитное поле. Например, монета проходит между двумя катушками, действующими как передающая и приемная антенны соответственно. Затем сигнал, принятый приемной катушкой, анализируют с использованием некоторого фирменного алгоритма для определения так называемой электромагнитной сигнатуры (ЭМС) монеты. Монету принимают или отвергают в зависимости от ее ЭМС.

Общая проблема в части применения монетоприемников заключается в том, что различные монеты могут иметь весьма сходные ЭМС. Если оказываются сходны ЭМС монет различного достоинства или монет разных стран, возникает возможность для мошенничества.

Как указано выше, значения ЭМС не вычисляют с помощью каких-либо физических, химических или математических формул. Напротив, они представляют собой ряд чисел, выдаваемых программным обеспечением и алгоритмами, которые разрабатываются тем или иным производителем монетоприемника. ЭМС не имеют размерности и представляют собой набор цифр, в которых находят отражение диаметр, толщина края, вес, состав сплав и прочие свойства монеты при различных частотах. Кроме того, эти величины - не единичные воспроизводимые значения, которые бы идентифицировали характеристики монеты. Эти величины не точны, но, напротив, изменяются в пределах некоторого диапазона от монеты к монете. Соответственно, этот диапазон важен для производителя монетоприемника, так как даже вполне годные монеты могут быть отвергнуты. Диапазон значений, следовательно, должен быть задан так, чтобы правильно описывать конкретные характеристики, с которыми соотносятся некоторые особенности монеты, такие как ее диаметр, толщина края или состав сплава.

Вероятно, один из лучших способов привязать ЭМС к известным физическим величинам - использовать проводимость металла. В продаже имеются приборы для измерения проводимости, такие как измеритель проводимости «Сигма-Д» фирмы «Др. Ферстер» или СМП-10 компании «Фишер Сигмаскоп».

Ввиду роста за последние 30 лет цены на основные металлы специалисты в области чеканки монет пришли к идее снизить стоимость производства монет за счет применения заменителей вместо дорогих основных металлов, таких как никель и медь. Заменители включают в себя изделия из стали с однослойным покрытием. Однослойно-плакированная сталь имеет покрытие из одиночного слоя металла или сплава. Эту сталь следует отличать от многослойно-плакированной стали, которая имеет металлическое покрытие из нескольких слоев.

За примерами описания однослойно-плакированной стали можно обратиться к следующим документам: патентная заявка Канады № 2137096, патент Канады № 2271654, патенты США № № 4089753, 4247374 и 4279968. Как вариант, предложены монеты, в которых сердечник выполнен из одного металла, такого как никель или медь, и покрыт в один слой другим металлом или сплавом. Монеты подобного рода описаны в патентах США № № 3753669, 4330599 и 4599270.

Применяемые в автоматизированной торговле монетоприемники часто не могут различать монеты различных стран, которые выполнены из одного сплава и имеют приблизительно одинаковые диаметр, толщину и вес. К тому же ЭМС монет из однослойной плакированной стали имеют такой разброс значений и настолько сходны с сигнатурами сплошной стали, что большинство торговых автоматов невозможно откалибровать на различение сплошной стали и однослойной плакированной стали.

Металлические диски, в частности монеты, можно изготавливать так, чтобы их можно было различать и сортировать по их магнитным характеристикам. Как предложено в германской патентной заявке № DE 3207822 и патенте США № 3634890, слоистые металлические покрытия, пригодные для изготовления монет, включают в себя намагничиваемые металлы (такие как никель), а также ненамагничиваемые металлы (такие как медно-никелевый сплав, содержащий 5-60% никеля). Аналогично, в патенте США № 4973524 описан способ изготовления монет, которые могут быть использованы в качестве альтернативы никелесодержащим монетам, содержащий шаги, на которых формируют слоистую структуру, содержащую центральный слой первой коррозионно-стойкой стали, такой как ферритная хромистая сталь, и слои покрытия по обеим сторонам центрального слоя из второй коррозионно-стойкой стали, такой как аустенитная хромоникелевая сталь.

Несмотря на вышесказанное, фальшивомонетчики активно ищут способы обмана электроники торговых автоматов, в силу чего мошенничество остается серьезной проблемой. Таким образом, имеется потребность в новых монетах, в которых сочетаются металлы, широко применяемые при изготовлении платежных средств, но которые различимы по их ЭМС.

Настоящее изобретение решает указанную задачу и связанные с ней.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Недостатки, обусловленные существующей технологией производства монет, могут повлечь нарушение режима безопасности и потерю дохода, если торговые автоматы не в состоянии различать монеты разных стран или отличать монету из однослойно-плакированной стали от цельностальной болванки. Чтобы не подвергать риску торговое оборудование, многие монетоприемники просто не принимают монеты из однослойно-плакированной стали.

Настоящее изобретение предлагает альтернативу доступным в настоящее время материалам для чеканки монеты. В частности, настоящее изобретение относится к новым многослойным металлическим структурам и их использованию для изготовления монет.

При условии, что один или несколько нанесенных слоев немагнитные, а сердечник выполнен из стали или другого магнитного материала, такого как никель, либо при условии, что нанесенный слой выполнен из магнитного материала, а сердечник немагнитный, интенсивностью индукционного тока можно управлять за счет толщины слоев парных комбинаций магнитных и немагнитных материалов так, что монета будет демонстрировать совершенно различные характеристики индукционного тока. Благодаря этому монетоприемники могут различать, распознавать и идентифицировать различные монеты, даже при том, что они имеют одинаковый или очень близкий диаметр, толщину и вес. Способность различать две монеты с одинаковыми, хотя бы рисунок на них и был различен, физическими характеристиками дает уникальный и чрезвычайно мощный инструмент для предотвращения ненадлежащего употребления монет одной страны в другой стране. В отличие от людей монетоприемники на нынешнем уровне технологии безразличны к визуальным или графическим особенностям монет. Как говорилось выше, монетоприемники реагируют на форму тока и определенные значения характеристик.

Установлено, что при правильном выборе типа металлов, осаждаемых гальванотехническим способом (металлизацией), и при подборе толщины слоев металлизации можно управлять видом индукционного тока, наводимого в монете. Если один или несколько нанесенных слоев немагнитны, а сердечник выполнен из магнитного материала, такого как сталь или никель, то можно управлять интенсивностью индукционного тока. И наоборот, если один или несколько слоев представляют собой магнетик, а сердечник выполнен из немагнитного материала, такого как медь, цинк, олово, алюминий, серебро, золото, индий, медь или бронза, то интенсивностью индукционного тока также можно управлять. А именно, при подборе различной толщины слоев парной комбинации магнитных и немагнитных материалов в монете будут наводиться совершенно различные токи, которые, в свою очередь, позволят монетоприемнику различать монеты, даже при том, что монеты могут иметь одинаковый диаметр и толщину, идентичный или близкий вес.

Однослойная металлизация, в частности металлами с магнитными свойствами, такими как никель и кобальт, как выяснилось, имеет характерные ограничения, которые затрудняют управление ЭМС монеты, даже при изменении таких характеристик, как толщина монеты.

С учетом всего вышесказанного настоящее изобретение предлагает:

1) Процесс многослойной металлизации для изготовления металлических структур, которые устраняют проблему невозможности различения двух монет одного размера, содержащих одинаковый сплав.

2) Процесс многослойной металлизации для изготовления металлических структур, которые устраняют проблему невозможности или сложности точной и аккуратной калибровки торговых автоматов на распознание стальной монеты с однослойным покрытием, в частности, когда материал покрытия представляет собой магнетик, такой как никель или кобальт.

3) Процесс многослойной металлизации, который предотвращает подделку монет из плакированных материалов, поскольку порядок слоев плакированного металла и толщины слоев металлизации определены и воспроизводимы в отношении наведения в монете одинаковых индукционных токов, то есть демонстрации одинаковой ЭМС.

4) Процесс многослойной металлизации для изготовления металлических структур с сердечником из стали, поверх которого осаждают в форме пары слоев никель, а затем немагнитный металл, такой как медь, латунь или бронза, причем ЭМС управляют заданием толщины слоев нанесенного металла.

Как вариант, пара из магнитного и немагнитного металлов может наноситься в обратном порядке, то есть сначала осаждают медь поверх стали, а затем никель. Ключевым фактором является управление толщиной слоев осаждаемых металлов.

5) Процесс многослойной металлизации, содержащий шаги, на которых: (1) магнитный металл, такой как никель или кобальт, наносят поверх магнитного стального сердечника, затем (2) наносят немагнитный металл, такой как - включая, но не ограничиваясь - медь, латунь, бронза или цинк, а затем (3) наносят внешний слой из никеля, для управления электромагнитным сигналом металлического композитного изделия. Этого достигают, управляя толщиной осажденных металлов. Внешний слой вместо никеля может содержать любой другой металл, магнитный (такой как хром) или немагнитный, выбираемый из-за внешнего вида и/или износостойкости.

6) Процесс многослойной металлизации, в котором магнитный металл, такой как никель или кобальт, осаждают поверх немагнитного металлического сердечника, такого как медь, латунь или бронза, образуя пары из магнитного и немагнитного металлов, для управления ЭМС. Этого достигают, управляя толщиной осажденного никеля или кобальта.

7) Процесс многослойной металлизации, содержащий шаги, на которых: (1) магнитный металл, такой как никель, осаждают поверх стального сердечника, затем (2) осаждают немагнитный металл, такой как медь, цинк, латунь или бронза, а затем (3) осаждают еще один слой магнитного металла, такого как никель. Отделочный слой серебра или золота осаждают для управления электромагнитным сигналом композитного продукта. Этого достигают, управляя толщиной осажденных металлов. Внешний слой серебра или золота осаждают для придания товарного внешнего вида, а также для изменения удельной проводимости или цвета комбинации (никель-серебро или никель-золото) в композитном изделии, в дополнение к первой паре (медь-никель) магнитного и немагнитного металлов.

Прочие задачи, преимущества и отличительные особенности настоящего изобретения очевидны из нижеследующего неограничивающего описания вариантов осуществления настоящего изобретения, предлагаемых исключительно в качестве примера и в связи с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает проводимость различных металлических структур.

Фиг.2 показывает процессы металлизации: (А) при однослойной технологии применяют покрытие одиночным слоем металла поверх стальной заготовки, например никель поверх стали для белых монет, медь поверх стали для красных монет и бронза или латунь поверх стали для желтых монет; (В) при многослойной технологии Канадского королевского Монетного двора (ККМД) наносят более одного слоя покрытия, например для красных и желтых монет наносят никель поверх стали, а затем медь, бронзу или латунь, в зависимости от выбранного цвета монеты; и (С) в одном из вариантов осуществления, при многослойной технологии ККМД применяют три слоя для производства монет белого цвета, причем первый слой из никеля, второй слой из меди и третий слой из никеля, наносимого поверх меди, образуют сэндвич-слой.

Фиг.3 показывает ЭМС различных металлических структур при частоте 60 КГц.

Фиг.4 показывает слои меди и ЭМС плакированных заготовок.

Фиг.5 показывает корреляцию между толщиной слоя меди и внутренней проводимостью IC1.

Фиг.6 показывает разброс проводимости IC1 по типам тестовых монет.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Действие всех монетоприемников основано на принципе индукции. В монетоприемнике предусмотрены обмотки (датчики), через которые пропускают ток двух или трех различных частот. Обычно двух: высокой, т.е. 240 кГц или выше, и низкой, 60 кГц или ниже. Обмотки расположены на достаточном расстоянии друг от друга так, что в соединенный с ними анализатор тока не поступает значительный ток.

Когда монету бросают в монетоприемник, промежуток между монетами кратковременно перекрывается и, пока монета проходит мимо обмоток (датчиков), наводится ток. Индуктивность обмоток в сочетании с вихревыми токами в монете порождает два синусоидальных электрических тока благодаря двум наборам обмоток при двух различных частотах.

Анализатор тока комбинирует эти два тока, которые затем анализируют в различных точках, которые определены как значащие для измерения ЭМС.

Полученные ЭМС анализируют фирменными алгоритмами, разработанными для конкретной модели или марки монетоприемника. ЭМС преобразуют в данные, идентифицированные как параметры.

ЭМС зависят от размера (диаметра), массы (толщины края и веса) и типа металлов (или сплавов), использованных при изготовлении монет.

Соответственно, монеты из одинакового сплава и приблизительно одинакового диаметра не различаются монетоприемниками. Например, монета достоинством 5 центов США и монета достоинством 5 центов Канады (выпуска до 1999) изготовлены из мельхиора (75% меди и 25% никеля) и не различаются имеющимися в продаже монетоприемниками.

Недостатки традиционной технологии распознавания и различения монет могут привести к серьезным последствиям для экономики страны. В случае монет достоинством 5 центов США и 5 центов Канады проблемой пренебрегают, поскольку их номинальные стоимости приблизительно одинаковы. Однако для других стран экономические последствия могут быть очень серьезными, если их обменные курсы далеки друг от друга, потому что если монеты двух стран имеют равные или почти равные диаметр, размер, толщину и вес и/или изготовлены из одинакового сплава, их можно использовать в торговых автоматах одну вместо другой. Это открывает дверь мошенничеству и подделке, поскольку датчики торгового автомата не учитывают изображение на монете или ее внешний вид при распознавании и различении монет.

Задача настоящего изобретения состоит в создании металлических структур, пригодных для изготовления монет. Получаемые монетные изделия отличаются тем, что они помогают устранить проблему, связанную с одинаковыми монетами, выпускаемыми различными европейскими, североамериканскими и азиатскими экономическими системами. Во многих странах широко распространено автоматизированное торговое обслуживание, основанное на использовании монет, включая автоматы по продаже кондитерских изделий, сэндвичей, безалкогольных напитков, телефонные автоматы, кофеварочные автоматы, автоматы для оплаты транспортных услуг, парковочные счетчики, дорожные шлагбаумы-автоматы, игровые автоматы в казино. Новые монеты согласно настоящему изобретению принесут пользу данной сфере услуг.

Поскольку монетоприемники имеют различные средства и способы измерения и записи ЭМС, лучший способ проиллюстрировать и объяснить принцип действия настоящего изобретения состоит в прояснении связи характеристик металла с его проводимостью, измеренной в единицах IACS % (процентах от проводимости для международного стандартного проводника из отожженной меди).

Фиг.1 показывает типичную проводимость различных сплавов при различных частотах. Номер монеты (от 1 до 80) отложен по оси X, а проводимость металла в IACS %, отложена по оси Y. Измерения проводились при различных частотах с использованием измерителя проводимости марки «Др. Ферстер».

На фиг.1 показано, что всякое металлическое изделие, например, из мельхиора или нержавеющей стали имеет свою проводимость при постоянной частоте. Изделие, обозначенное ККМД Ni-Cu-Ni (5-15-5) содержит сердечник из низкоуглеродистой стали (SAE 1006), плакированный слоем никеля толщиной 5 микрон, затем слоем меди толщиной 15 микрон, а затем отделочным слоем никеля толщиной 5 микрон.

Разница между односложными монетами и многослойными монетами ККМД показана на фиг.2. В патенте Канады № 2019568 (Труонг и др.), который соответствует патентам США № № 5139886 и 5151167, описан гальванотехнический процесс, который пригоден для целей настоящего изобретения. Все указанные патенты входят в настоящую заявку.

На фиг.1 показано, что многослойные монеты ККМД (7,5-20-7,5) имеют малый разброс значений проводимости, а именно на частоте 60 КГц - от 20 до 28 IACS %. Как было сказано выше, по оси Х отложены номера образцовых монет. Каждой монете соответствует значение в IACS % на указанной частоте. Например, монета № 4 имеет значение 24 IACS %, а монета № 7 имеет значение 22 IACS %. Небольшая вариация обусловлена тем, что очень трудно управлять точной толщиной наносимых слоев никеля и меди, поскольку плакирование выполняют известным способом гальванотехники. Слой металлизации может варьироваться в небольших пределах от монеты к монете.

На фиг.1 также показано, что изделие ККМД Ni-Cu-Ni (15-2-15) имеет иной разброс проводимости. Оно было плакировано слоем никеля толщиной 15 микрон, слоем меди толщиной 2 микрона и слоем никеля толщиной 15 микрон.

На фиг.3 показаны ЭМС для стали, многослойного покрытия ККМД Ni-Cu-Ni и мельхиора при частоте 60 кГц.

Для сравнения ЭМС для никеля в один слой поверх стали при 60 кГц группируются около значения 110 IACS %, которое представляет собой приблизительную ЭМС стали. Разброс значений отражает сильную магнитную природу стали и никеля. Фактически вариации для однослойных изделий слишком разнообразны и непригодны к использованию изготовителями торговых автоматов при калибровке монетоприемников. Кроме того, сталь нельзя рассматривать как материал для чеканки монеты по следующим причинам: она ржавеет, она представляет собой чрезвычайно распространенный материал, а если монета изготовлена из чистой стали, она может быть легко подделана на любом станке, вырезающем из стального листа диски подходящего размера.

Как сказано выше, сталь и никель являются магнетиками, и плакированная никелем сталь также является магнетиком. Для изготовления металлического сплава с меньшим количеством магнетика и для придания его ЭМС большей стабильности, чтобы его можно было использовать в диапазонах, выбранных изготовителями торговых автоматов для калибровки, необходимо стабилизировать значения ЭМС в пределах узкого диапазона, рекомендуемого торговлей.

Материал для плакирования, который может существенно воздействовать на удельную электрическую проводимость монеты и которым можно управлять в отношении толщины его слоя, дает средство для управления и изменения проводимости, а с ней и ЭМС монет. Кроме того, если какой-либо металл может подавлять влияние магнетизма, то уровни магнетизма можно изменять, и тем управлять величинами ЭМС.

Рафинированная медь отличается высокой электропроводностью, имеет очень низкое сопротивление электрическому току и не является магнетиком. Прочие металлы или сплавы, которые могут быть использованы как материал для изготовления монет - алюминий, цинк, олово, серебро, золото, индий, латунь и бронза и другие.

Когда немагнитный металл наносят поверх стали, общая магнитная проницаемость парной комбинации немагнитного металла и стали может быть изменена. Это очень важно для модуляции напряженности магнитного поля металлической структуры, поскольку позволяет гибко менять величины ЭМС образуемых металлов. Кроме того, при изменении толщины слоя немагнитного металла, наносимого поверх стали, комбинированной паре из немагнитного металла и стали, можно придать различные степени магнетизма. Эти существенные открытия могут послужить мощным инструментом для управления величинами ЭМС монет, а следовательно, для предотвращения мошенничества.

Кроме того, степень электрической проводимости может существенно влиять на силу электрического тока в паре из немагнитного металла и стали. Другими словами, величинами ЭМС монет можно управлять соответствующим выбором толщины металлов или сплавов или комбинаций металлов или сплавов, осаждаемых поверх стали. Например, при комбинировании металлов, таких как медь, никель и сталь, магнитные свойства и электрическая проводимость этих металлов могут быть предпочтительно скомбинированы для изменения ЭМС получаемых монет, для придания каждому типу монет определенных значений в заданном диапазоне, которые могут быть использованы в монетоприемниках для распознавания, различения и в конечном счете для принятия или отклонения монеты.

ПРИМЕР 1

Для иллюстрации управления электромагнитными сигналами монет согласно настоящему изобретению был проведен ряд экспериментов с различными покрытиями. Производилось плакирование стальных заготовок чередующимися слоями никеля и меди различной толщины. Была измерена проводимость комбинированной структуры слоев никеля и меди при различных частотах, и в соответствии с ожиданиями были получены различные результаты.

На фиг.4 показана разница электромагнитных свойств металлов при сочетании слоев никеля и меди. В частности, этот график показывает, что сопротивление заготовок с многослойным плакированием меняется в зависимости от содержания меди при неизменном содержании никеля. По оси Х отложены номера заготовок, тогда как ось Y показывает сопротивление монет, измеренное при частоте 60 кГц измерителем проводимости марки «Др. Ферстер».

Каждый слой оказывает определенное влияние на ЭМС монет. Различные металлы оказывают различное влияние. Испытания показали, что сильнее всего на ЭМС влияет изменение толщины медного слоя.

Направление изменения электрической проводимости хорошо видно на фиг.4.

Комбинация 2 (7-14-7) с толщиной слоя меди 14 микрон имеет сопротивление в среднем ниже, чем комбинация 3 (7-12-7) с толщиной слоя меди 12 микрон.

Комбинация 1 (7-20-7) с толщиной слоя меди 20 микрон имеет самое низкое среднее сопротивление.

ПРИМЕР 2

В другом ряде экспериментов были записаны величины ЭМС большого количества монет. Эти монеты, которые были плакированы с использованием процесса многослойной металлизации, такого как описанный в патенте Канады № 2019568 (Труонг и др.), пропустили через коммерческий сортировщик монет модели «Сканкойн-4000» (фиг.5). Записанные значения, обозначенные IC1 (внутренняя проводимость у обмотки 1), были нанесены на график в зависимости от толщины слоя меди, измеренной в поперечном сечении монет с помощью оборудования для металлографического исследования, способом оптического измерения толщины различных слоев меди и никеля в монетах.

Внутренний слой никеля не меняется и имеет толщину 6 микрон, а внешний слой никеля имеет толщину приблизительно между 10 и 11,5 микрон. Толщина медного слоя меняется от 4 до 24 микрон.

На фиг.5 видна прямая зависимость между толщиной слоя меди и значениями IC1, зарегистрированными сортировщиком монет «Сканкойн».

ПРИМЕР 3

В другом ряде экспериментов заготовки трех различных типов были покрыты слоями металлизации следующей толщины:

Толщины слоев

Тип заготовки	Внутренний слой никеля	Слой меди	Внешний слой никеля
Образец 1 (красная линия)	7 мкм	12 мкм	5 мкм
Образец 2 (зеленая линия)	7 мкм	19 мкм	5 мкм
Образец 3 (синяя линия)	7 мкм	26 мкм	5 мкм

Из заготовок были отчеканены монеты, а монеты были пропущены через коммерческий сортировщик монет модели «Сканкойн-4000», который измеряет проводимость монет.

На фиг.6 показан анализ распределения проводимости по типам образцов, разнесенным по оси X, тогда как ось Y показывает значения проводимости для всех трех типов образцов. Три гистограммы (справа на фиг.6) показывают типичный график нормального распределения тех же самых данных для заготовок трех типов. Опять же нетрудно видеть, что при изменении толщины медного слоя заодно меняется и проводимость монет, а эти различия позволяют анализатору монет сортировщика «Сканкойн» различать, распознавать и сортировать монеты.

Следует отметить, что по весу три типа монет практически неразличимы, поскольку при разнице в толщине слоя меди в несколько микрон разница в весе составляет 0,005-0,01 г.

Таким образом, настоящее изобретение дает чрезвычайно мощный инструмент для управления ЭМС монет. Это существенное отличительное свойство, так как описанный способ позволяет изменять электрическую проводимость металлических монет, что невозможно при использовании традиционных металлических сплавов.

Практическое значение этого изобретения огромно, поскольку этот способ дает средство изменения физических и электрических свойств монет, не требуя существенного изменения в составе сплавов. Процесс отличается от известных, чрезвычайно экономичен и представляет собой превосходный способ формирования различных электромагнитных сигнатур для различения монет, неразличимых иными способами.

Каждый сплав имеет свою собственную ЭМС. Малое изменение в композиции сплава, более 1%, не меняет ЭМС сплава. Многослойное гальванопокрытие позволяет существенно менять ЭМС металлического изделия за счет надлежаще подобранного изменения толщины слоя меди на величину порядка нескольких микрон, что влечет изменение веса монеты менее чем на 0,005%.

Этот принцип относится к нанесению по меньшей мере двух слоев металлов, по меньшей мере один из которых не магнетик, например медь, цинк, олово, алюминий, серебро, золото, индий, латунь или бронза.

Вышеописанные варианты выполнения изобретения приведены исключительно в качестве примеров. Вариации, изменения и модификации могут быть сделаны специалистами в данной области техники во всех описанных здесь конкретных вариантах выполнения, без отступления от объема изобретения, как указано в пунктах прилагаемой формулы.