美國硬幣的防偽原理

美國硬幣的防偽原理硬幣設(shè)計(jì)的一個(gè)決定性因素是防偽性能。某些人或組織利用硬幣容易被仿制的特點(diǎn)來制造假幣。因此，流通硬幣需要有明顯區(qū)別于假幣的特征。一般來說，假硬幣的尺寸（直徑和厚度）、外觀、重量、顏色、邊側(cè)與所仿真幣有幾分相似。激光掃描技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展幫助造假者很便利地制造高質(zhì)量假幣。在某些情況下，假幣仿真度較高以致專家也很難發(fā)覺。有時(shí)，低值的外國硬幣被支付給不熟悉本地硬幣的人，這種欺詐往往發(fā)生在旅游地區(qū)，用來欺騙自動(dòng)化機(jī)具。一、防偽的原理為確保防偽效果，美國硬幣設(shè)計(jì)通常遵循以下幾條規(guī)則。規(guī)則1：使用復(fù)合材料，特別是制造高值硬幣。軋制包覆材料是較好的選擇。電鍍設(shè)計(jì)為硬幣提供了低成本的復(fù)合材料。然而包覆硬幣比電鍍硬幣安全（見規(guī)則7）。雙色硬幣有一種顏色的內(nèi)芯，連接另一種顏色、材質(zhì)有區(qū)別的外環(huán)（例如，銅內(nèi)芯銀質(zhì)外環(huán)），雙色硬幣每一部分材質(zhì)的電磁特征有很大不同，硬幣處理機(jī)具使用多頻傳感器檢測每一種材質(zhì)的類型、位置、厚度。除5美分之外，所有正在流通的美國硬幣成分都由復(fù)合材質(zhì)構(gòu)成。未來高值流通硬幣將繼續(xù)使用復(fù)合材質(zhì)結(jié)構(gòu)。美國鑄幣局的最新研究認(rèn)為，雙色硬幣的表面顏色在不同位置需要更大的視覺差別。最佳防偽工藝是每一種材質(zhì)都應(yīng)當(dāng)覆蓋硬幣表面的顯著位置，且有唯一的電磁特征。這種硬幣設(shè)計(jì)需要提升所有電磁特征基礎(chǔ)的硬幣處理機(jī)具性能。另外，生產(chǎn)雙色硬幣需要額外的處理步驟，包括切開內(nèi)芯和外環(huán)、裝配、敲打。這種額外的處理步驟增加了生產(chǎn)成本。規(guī)則2：使用同一種材質(zhì)時(shí)，確保高面額硬幣尺寸比低面額硬幣大。這條規(guī)則防止造假者使用或者變小任何低面額硬幣的外徑去偽造高面額硬幣。推論是，確保任何一種指定硬幣的尺寸、材質(zhì)結(jié)構(gòu)不與更大面值硬幣相同，且比其他國家的同類硬幣低值。正在流通的美國硬幣符合這條規(guī)則。并行技術(shù)公司提到未來硬幣設(shè)計(jì)將保持這一規(guī)則。規(guī)則3：相對面值來說，使用高價(jià)材質(zhì)。很明顯材質(zhì)選擇的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致內(nèi)在價(jià)值超過面值。這條規(guī)則不鼓勵(lì)造假。除5美分之外，所有正在流通的美國硬幣遵循這一規(guī)則。鑄幣局研究的多種候選替代材質(zhì)遵循這一規(guī)則。規(guī)則4：避免硬幣材質(zhì)與普通可用物質(zhì)具有相同的電磁特征。硬幣材質(zhì)的性能從某種程度上說是唯一的，在其他應(yīng)用領(lǐng)域不被廣泛使用。與硬幣，特別是與高面值硬幣相同的尺寸、原材料不被鼓勵(lì)使用。顯然，如果材質(zhì)與硬幣相同，且容易從公開市場上獲取，造假者會(huì)有充足的材料用于造假。正在流通的美國硬幣遵循這一規(guī)則。不銹鋼材料302HQ和430、合金5052－H32不符合這一規(guī)則，但是它們僅用于制造低面額硬幣。規(guī)則5：選擇電磁性能穩(wěn)定的材質(zhì)。這條規(guī)則包括：（1）溫度對電磁性能的影響；（2）硬幣材質(zhì)生產(chǎn)流程與硬幣鑄造流程的一致性；（3）硬幣正常使用、流通時(shí)電磁性能相對穩(wěn)定。材質(zhì)的電磁性不能對溫度變化敏感，對于自動(dòng)無人售貨機(jī)，特別是放置于零下18度到65度環(huán)境中的售貨機(jī)，這種考慮十分重要。硬幣可能被放置于更加極端溫度的環(huán)境中。必須明確硬幣尺寸、材質(zhì)成分的變化范圍和機(jī)具的可接受范圍。一些金屬的電磁特征，包括鐵磁鋼和很多鋁合金，對合金化學(xué)成分的變化很敏感。特性易變的物質(zhì)應(yīng)避免成為硬幣材質(zhì)。正在流通的美國硬幣遵循材質(zhì)電磁性能穩(wěn)定這一規(guī)則。研究中的候選材質(zhì)——鋼基（電鍍的不銹鋼合金）和5052－H32鋁合金不符合這一規(guī)則。但是，這些材質(zhì)僅用于低面值硬幣。規(guī)則6：將硬幣的物理性能與資料庫資料進(jìn)行比較。這個(gè)資料庫保有世界硬幣的詳細(xì)資料，被全世界硬幣處理機(jī)具制造商不斷使用與充實(shí)，用于比較硬幣的性能，并找出已有硬幣中，哪種材質(zhì)/特性/性能最適用于反假。這個(gè)資料庫最復(fù)雜的部分位于法國的國際硬幣登記署，多數(shù)硬幣處理機(jī)具制造商也有世界各國普通流通硬幣和假幣的資料。規(guī)則7：為電鍍硬幣鍍上一個(gè)厚的外層。The

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Handbook提到一種30微米（在硬幣的中心線測量）的電鍍厚度。這種厚度被提到有幾個(gè)理由：第一，它足以保證電鍍層在沖壓時(shí)不被撕裂。第二，它足以減緩麻點(diǎn)腐蝕和邊部磨損，防止下面的芯材外露。第三，完好外層可以防止硬幣被過度腐蝕。第四，正常的表面磨損將使電鍍層變薄。當(dāng)電鍍層的厚度不足10~15微米時(shí)，對于低頻操作，電磁傳感器不再區(qū)分什么是硬幣，什么是其他不包覆但與幣芯同類的材質(zhì)?，F(xiàn)在流通硬幣中，1美分是唯一的電鍍硬幣。它的鍍層厚度8微米，違反這一規(guī)則，但是作為一種低面額硬幣，防偽不重要。然而，1美分硬幣被腐蝕后呈現(xiàn)出綠色，這種變化與其他流通硬幣不同。研究中，沒有一種被評估電鍍的、不敏感物質(zhì)符合這一規(guī)則。這些物質(zhì)中，盡管有幾種生產(chǎn)成本較低，但是在它們的預(yù)期壽命中，電磁特征易于發(fā)生變化。將來需要做的測試是，研究偏離這一規(guī)則的材質(zhì)帶來的影響。規(guī)則8：一套硬幣的尺寸要有明顯區(qū)別。The

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Handbook提到所有的硬幣直徑均在13~30毫米之間，邊部厚度在1.7~2.8毫米之間，重量在2~12克之間，邊部設(shè)計(jì)（光滑、凹槽、字母）、顏色變化能增加硬幣的防偽性能。尺寸不同的硬幣組成了一個(gè)國家的硬幣系列，不同的硬幣很容易被區(qū)別。硬幣與硬幣之間，直徑至少要有1毫米的差別。正在流通的美國硬幣遵循這一規(guī)則。并行技術(shù)公司提到要保持硬幣間的尺寸差別。未來硬幣設(shè)計(jì)，如果材質(zhì)發(fā)生變化，不同硬幣間顏色可能發(fā)生混淆。通常提到的顏色區(qū)別是指10美分與1美分之間的區(qū)別，25美分與1美元之間的顏色也存在區(qū)別。二、防偽的重要性2011年，美國防偽部門收到執(zhí)法機(jī)構(gòu)和金融機(jī)構(gòu)上交的假硬幣5491.25美元。盡管不知道實(shí)際流通量，這個(gè)數(shù)字顯示美國假硬幣較少。制造美國假硬幣不經(jīng)濟(jì)。一些硬幣處理機(jī)具專家在采訪中提到：美國硬幣在防偽方面有足夠的安全性。據(jù)估計(jì)，假幣占流通中1英鎊硬幣的3%，這個(gè)比例很高以致英國鑄幣局不得不回收舊版硬幣，代之以一種不同結(jié)構(gòu)的新版硬幣。高假幣率、簡單構(gòu)成（單鍍層銅鎳合金——70%銅、24.5%鋅、5.5%鎳）是發(fā)行新版硬幣的首要原因。美國流通硬幣遵循上述規(guī)則，具有耐磨損、高性能、低瑕疵率的特點(diǎn)。上述規(guī)則不能保證硬幣不被仿造，但能減少造假量，其他預(yù)防措施也被采用以增強(qiáng)硬幣防偽性能。除低面額硬幣，不鼓勵(lì)使用鐵磁鋼基鋁材。與白銅（75%銅、25%鎳）和相他合金相比，這些材料的電磁特征對溫度變化很敏感。熱機(jī)處理、鋼合金成分變化（即使很小）會(huì)導(dǎo)致電磁特征的巨大變化。而且，鐵磁鋼極容易被磁化，在使用壽命內(nèi)，它的電磁特征會(huì)發(fā)生巨大變化。很多國家不對低面額硬幣采用過多的防偽措施，因?yàn)樵旒僬邆卧斓兔骖~硬幣不經(jīng)濟(jì)。這種情況導(dǎo)致世界上很多鑄幣局和發(fā)行銀行在低面額硬幣上采用鋼芯。氣候潮濕會(huì)形成流汗，把硬幣搞臟，特別是濕氣會(huì)影響硬幣處理機(jī)具的傳感器，改變硬幣的接受率。污漬、腐蝕、刮擦、其他變化也會(huì)影響接受率。硬幣設(shè)計(jì)必須考慮到機(jī)具的因素。最后硬幣生產(chǎn)批次之間的差異也要被考慮。三、防偽的發(fā)展世界上最新研究的硬幣防偽技術(shù)包括：光譜識別；指定視角的隱形圖像；加入射頻識別（RFID）標(biāo)記物；三種材質(zhì)的硬幣，包括三