СПОСОБ МАРКИРОВКИ И КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1998 года по МПК G01N21/64 

Предполагаемое изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и может быть использовано при создании систем маркировки и идентификации контролируемых объектов.

Известен "Способ маркировки изделий" (авт. св. N 1096690, K1/12, опублик. в БИ N 21, 1984), заключающийся в нанесении на поверхность изделия материала, отличающегося по физическим свойствам от материала изделия, а именно сплава металлов, химический состав которых соответствует задаваемой информации. Недостатком способа является сложность определения химического состава материала.

В качестве прототипа выбран способ маркировки и контроля банкнот по заявке Великобритании N 2062221, C 01 N 23/223, опубл. 1981). В этом способе банкноты разных номиналов маркируются комбинациями элементов, дающими различные спектры рентгеновской флюоресценции при облучении их рентгеновскими лучами. Недостатком способа является сложность измерения спектров рентгеновской флюоресценции.

Предлагаемый способ маркировки и контроля объектов, включающий нанесение на контролируемый объект опознавательного знака на основе люминесцирующего вещества с индивидуальным набором ингредиентов, облучение указанного опознавательного знака стимулирующим излучением, регистрацию характеристик излучения люминесценции, повторное облучение его стимулирующим излучением при каждой операции контроля и сравнение зарегистрированных при этом характеристик излучения с ранее зарегистрированными, отличающийся тем, что в индивидуальный набор ингредиентов опознавательного знака вводят случайные количества люминесцирующих ингредиентов с различными зависимостями люминесценции от времени, стимулирующее излучение осуществляют импульсами излучения с длительностями меньше длительности люминесценции любого из ингредиентов, а в качестве регистрируемых характеристик излучения выбирают зависимость интенсивности люминесценции от времени, которую принимают за код контролируемого объекта.

Способ является универсальным, он может быть применен для маркировки и идентификации весьма различных объектов: металлических изделий (оружие, детали машин, ракеты и др.), произведений искусства (живопись, скульптура, иконы и др.), ценных документов, облигаций, банкнот и др. Универсальность способа достигается тем, что люминесцирующие вещества вводят в опознавательные знаки различной природы: в эмульсии на основе клеев, лаков и эпоксидных смол, в водные и спиртовые растворы, в эмали стекла и другие прозрачные для излучения люминесценции вещества. Так, опознавательные знаки на основе эпоксидных смол используют для маркировки металлических объектов, знаки на основе водных и спиртовых растворов используют для маркировки ценных бумаг, банкнот, произведений живописи, документов и др., знаки на основе лаков используют для маркировки произведений живописи, икон и др.

Согласно п.5 формулы изобретения в качестве материала для опознавательного знака используют эмульсии и растворы различных люминесцирующих веществ с различными длительностями люминесценции в диапазоне 10^-1 - 1 с, количества которых выбирают случайным образом, наносят эмульсию или раствор на поверхность объекта в виде опознавательного знака произвольной формы и после отвердения и высыхания эмульсии или раствора облучают опознавательный знак импульсом стимулирующего излучения с длительностью меньшей длительности люминесценции любого из введенных люминесцирующих веществ, регистрируют форму импульса фотоэлектрическим детектором, чувствительность которого к импульсу стимулирующего излучения ослаблена благодаря оптической фильтрации стимулирующего излучения. В частности, стимулирующее излучение может иметь длину волны менее 400 нм, а чувствительность детектора может быть больше нулевой в области длин волн более 400 нм.

В ряде случаев целесообразно осуществлять также временную фильтрацию электрического импульса, возникающего на выходе фотоэлектрического детектора. В частности, можно с помощью линии задержки подавать сигнал с детектора на анализатор формы импульса после окончания действия импульса стимулирующего излучения. Таким образом, на анализатор формы импульса люминесценции поступает только свечение, обусловленное люминесценцией опознавательного знака. Форма импульса люминесценции опознавательного знака является кодом объекта, который заносится в память ЭВМ.

Для маркировки металлических, деревянных и пластмассовых объектов, а также объектов из камня и других материалов, применяемых в качестве объектов, согласно п. 6 используют опознавательные знаки на основе твердеющих на воздухе клеев, лаков, эмалей и эпоксидных смол, смачивающих поверхность объекта. В качестве люминесцирующих веществ используют смеси кристаллофосфоров на основе ZnS - CdS - Ag, Cd₂O₃S - Tb, Y₂O₂S - Tb, CsJ - Tb, CaWo₄, LaOB₂ - Tb, Yb, Ba₂(PO₄)₂ - Eu с длительностью свечения 10^-5 - 1 с.

Для маркировки объектов из бумаги, хлопчатобумажных и других тканей используют водные и спиртовые растворы органических и неорганических люминофоров. В частности, опознавательные знаки для документов, банкнот и ценных бумаг могут представлять собой бесцветную или окрашенную жидкость в виде чернил.

Зависимость интенсивности люминесценции от времени определяют согласно п. 3 формулы изобретения путем измерения длительности сигнала люминесценции при различных порогах регистрации. В частности, можно измерить длительность сигнала (импульса) на половине высоты, на 1/3 высоты и т.д.

Согласно п. 2 формулы изобретения зависимость интенсивности от времени определяют также путем измерения интенсивности люминесценции не менее чем в двух заранее выбранных интервалах времени.

Способ был осуществлен с помощью устройства, состоящего из корпуса, источника импульсного излучения, фотоэлектрического детектора и электронной системы регистрации импульса люминесценции.

Корпус устройства устанавливают на поверхность объекта так, чтобы опознавательный знак оказался внутри корпуса. После установки корпуса на поверхность объекта включают импульсный источник излучения и регистрируют люминесцентный сигнал от опознавательного знака фотоэлектрическим детектором. Сигнал с выхода фотоэлектрического детектора поступает на вход электронной системы, которая осуществляет задержку сигнала от детектора, деление напряжения сигнала и измерение длительности сигнала при определенной кратности деления амплитуды импульса люминесценции. Длительность сигнала люминесценции является кодом объекта, который подают на вход ЭВМ и запоминают. Так осуществляется маркировка. Контроль осуществляется повторным определением кода объекта и сравнением его с кодом, хранящимся в памяти ЭВМ.

Изобретение относится к экспериментальным методам физики и может быть использовано при создании систем маркировки и идентификации контролируемых объектов. На контролируемый объект наносится индивидуальный опознавательный знак, содержащий люминесцирующие вещества, облучается импульсом стимулирующего излучения и измеряют форму сигнала люминесценции, которая является кодом объекта. Техническим результатом является универсальность способа. 5 з.п.ф-лы.

1. Способ маркировки и контроля объектов, включающий нанесение на контролируемый объект опознавательного знака на основе люминесцирующего вещества с индивидуальным набором ингредиентов, облучение указанного опознавательного знака стимулирующим излучением, регистрацию характеристик излучения люминесценции, повторное облучение опознавательного знака стимулирующим излучением при каждой операции контроля и сравнение зарегистрированных при этом характеристик излучения люминесценции с ранее зарегистрированными характеристиками, отличающийся тем, что в индивидуальный набор ингредиентов опознавательного знака вводят случайные количества люминесцирующих ингредиентов с различными зависимостями интенсивности люминесценции от времени, стимулирующее излучение опознавательного знака осуществляют импульсами излучения с длительностями меньше длительности излучения люминесценции любого из люминесцирующих ингредиентов, а в качестве регистрируемых характеристик излучения выбирают зависимость интенсивности люминесценции от времени, которую принимают за код контролируемого объекта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зависимость интенсивности люминесценции от времени определяют путем измерения интенсивности люминесценции не менее чем в двух заранее выбранных интервалах времени. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зависимость интенсивности люминесценции от времени определяют с помощью фотоэлектрического детектора не менее чем при одном пороге регистрации. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве люминесцирующих ингредиентов используют смеси кристаллофосфоров на основе CdS и ZnS. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве люминесцирующих ингредиентов используют водные и спиртовые растворы люминесцирующих веществ с временем высвечивания 10^-6 - 10 c. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что люминесцирующие ингредиенты вводят в эпоксидные смолы, лаки, смачивающие поверхности материала объекта и твердеющие на воздухе после нанесения опознавательного знака.