ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕВОСПРОИЗВОДИМОЙ ИДЕНТИФИКАЦИОННОЙ МЕТКИ НА ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ДЕТАЛЯХ Российский патент 2011 года по МПК B23H9/06 G06K1/12 B41M5/20 

Изобретение относится к области идентификации материальных ресурсов и может быть использовано для маркировки электропроводящих деталей, например продукции проката, деталей транспортных средств, продукции машиностроения, авиастроения, изделий оборонной отрасли и т.д.

Известен способ идентификации [1], основанный на присвоении материальному ресурсу идентификационного номера. Однако такой способ идентификации малонадежен из-за возможности подделки хотя бы одной цифры идентификационного номера.

Известен электроразрядный способ изготовления невоспроизводимой идентификационной метки путем нанесения на нее идентификационного номера, информационной сетки и невоспроизводимой картинки путем осуществления разрядов между меткой и электродом и внесения невоспроизводимой картинки в базу данных [2]. В этом способе эффект невоспроизводимости усиливается за счет того, что предусмотрена замена электродов, например электрод из меди, меняется на электрод из алюминия или какого-нибудь сплава. Однако в любом случае каждое электроразрядное пятно соответствует материалу электрода, с которого оно переносится. И идентификация в этом случае осуществляется только по сличению невоспроизводимой картинки. Частая замена электродов (что само по себе повышает невоспроизводимость) снижает производительность изготовления меток.

В предлагаемом изобретении все осуществляется одним электродом, но при этом достигается эффект использования бесконечного количества электродов.

Это достигается тем, что невоспроизводимую картинку создают путем разряда между меткой и составным электродом, выполненным из нанокомпозитов ультрадисперсных металлических порошков. При каждом электрическом разряде на информационную сетку с электрода переносится метка с непредсказуемыми свойствами. Каждый элемент (частица) ультрадисперсного порошка имеет свои особенности, а учитывая, что разряд из электрода выхватывает каждый раз десятки, а то и сотни, частичек ультрадисперсных порошков, то само отдельное пятно приобретает свои уникальные невоспроизводимые свойства, а следовательно, и невоспроизводимую спектральную характеристику.

Особенность предлагаемого способа проявляется только в выполнении электрода из нанокомпозитов ультрадисперсных порошков и открывающейся при этом принципиально нового уровня идентификации, заключающегося в непредсказуемости спектральных характеристик каждого электроразрядного пятна. Какой при этом может быть получен результат? При создании эффекта невоспроизводимости с помощью одного электрода, например, из меди на информационную сетку нужно нанести от 100 до 200 электроразрядных пятен. Ввиду непредсказуемости траектории разрядов повторить такую картинку невозможно. Снимать спектральную характеристику с пятен в этом случае нет нужды, поскольку все пятна выполнены из меди, спектральные характеристики совпадут. При использовании электрода, выполненного из нанокомпозитов ультрадисперсных металлических порошков, имеем совершенно другую картину. Рядом с идентификационным номером можно в принципе поставить одно электроразрядное пятно, и этого будет достаточно. Такое электроразрядное пятно обладает уникальными спектральными характеристиками, поскольку оно создается за счет переноса в каждом разряде 20-40 разных наночастиц, из которых выполняется высоковольтный электрод. Разгадать «тайну» изготовления такого пятна невозможно и повторить такое пятно с тем же набором спектральных характеристик даже теоретически проблематично. Предположим вариант. Представитель теневой структуры проник в национальный центр идентификации и выкрал электрод, выполненный из нанокомпозитов. Даст ли это какие-то возможности теневой структуре? Нет. Поскольку повторить каждое пятно невозможно, можно повторить идентификационный номер, но повторить рядом с ним электроразрядное пятно с невоспроизводимой спектральной характеристикой невозможно. Для облегчения поиска такого электроразрядного пятна лучше всего использовать информационную сетку с внесением в базу данных координат такого пятна. Для увеличения надежности можно использовать не одно, а два-три пятна. Таким образом, предлагаемый способ позволяет в сотни раз сократить число электроразрядных пятен на метке.

Другой особенностью можно признать то, что по закону случайных чисел из всех электроразрядных пятен выделяют как минимум одно пятно, вводят в базу данных его (их) координаты на информационной сетке, с этого выделенного пятна (пятен) снимают спектральную характеристику (характеристики) и вводят ее (их) в базу данных, а идентификацию осуществляют в два этапа.

Идентификацию на первом этапе осуществляют путем сличения невоспроизводимой картинки на метке с картинкой в базе данных, а второй этап экспертного уровня идентификации осуществляют путем сличения спектральной характеристики случайно выделенного на информационной сетке электроразрядного пятна с соответствующей спектральной характеристикой, хранящейся в базе данных.

Еще одной особенностью можно признать то, что невоспроизводимая картинка на идентификационной метке и спектральная характеристика от электроразрядных пятен хранятся в независимых базах данных. Последнее требование также повышает уровень идентификации, поскольку положительный или отрицательный ответ на процесс идентификации будут давать эксперты разных уровней, располагающие разной информацией.

На чертеже схематично изображено устройство, обеспечивающее идентификацию электропроводящих материальных ресурсов. Оно содержит электрод 1, выполненный из нанокомпозитов ультрадисперсных металлических порошков и подсоединенный к высоковольтному источнику 2. Сам электрод 1 снабжен вибратором 3. Электрод 1 установлен по отношению к материальному ресурсу с зазором 4. 5 - условно показан материальный ресурс с информационной координатной сеткой 6 и идентификационным номером 7.

Пример исполнения способа. Метка выполнялась из нержавеющей стали размером 10×60 мм. Перед нанесением невоспроизводимой картинки на метку гравировкой наносилась случайная последовательность из тринадцати цифр, после чего на фрезерном станке наносилась информационная сетка таким образом, чтобы в каждой ячейке оказалась одна из тринадцати цифр. После этого над меткой устанавливалась электроразрядная идентификационная установка ЭРИДА-1. В качестве электрода использовался стержень, спеченный из нанокомпозитов ультрадисперсных металлических порошков (точнее, из наночастиц из нанокомпозиций вольфрам-углерод (W-C) или карбида вольфрама) В смесь дополнительно добавляли нанокомпозиты и на другой основе. Перед прессованием электрода смеси тщательно перемешивались. Высоковольтный электрод устанавливался над меткой с зазором в 3-5 мм. Включали промышленный вибратор, установленный на электроде. Обмотка вибратора имела диэлектрическую развязку от высоковольтного электрода. Частота вибраций электрода - 60 Гц. Энергия разряда менялась от 0,5 до 5 Дж.

Зная средний размер наночастиц и плотности композита (400-500 Нм), путем точного взвешивания и электрода и метки было определено, что при энергии разряда в 1 Дж общее число наночастиц в одном электроразрядном пятне оценивалось в 20-25. При увеличении энергии разряда до 5 Дж число наночастиц, из которых создается электроразрядное пятно, оценивалось в 40-50. Таким образом, доказывается спектральная неповторимость электроразрядного пятна.

Ультрадисперсный порошок для высоковольтного электрода может быть изготовлен путем механического диспергирования расплавленных сплавов нанокомпозитов, путем реализации взрывных процессов, в частности электрического взрыва проводников с последующей конденсацией, путем испарения анода и катода в дуговом плазмотроне или любым другим опробированным способом, известным в порошковой металлургии. Сам высоковольтный электрод исполняется путем прессования с последующим отжигом.

Размер ультрадисперсных частиц порошков варьируют от 10 до 2000 нанометров, что создает условия переноса из электрода на метку в одном разряде каждый раз нового сочетания ультрадисперсных порошков, что и приводит к невоспроизводимости спектральных характеристик.

Источники информации:

1. Правила дорожного движения. Введены в действие с 5 октября 1999 года с изменениями и дополнениями от 23 мая 2002 года. Приложение №6. Опознавательные знаки, с.96.

2. Положительное решение по заявке Республики Молдова «СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ» №20040049 с приоритетом от 2004.02.27.

Изобретение относится к области идентификации материальных ресурсов и может быть использовано для маркировки электропроводящих деталей, например, продукции проката, деталей транспортных средств, продукции машиностроения, авиастроения, изделий оборонной отрасли и т.д. Способ включает нанесение на электропроводящую деталь идентификационного номера, информационной сетки и невоспроизводимой картинки электрическим разрядом, внесение невоспроизводимой картинки в базу данных для идентификации метки. При нанесении невоспроизводимой картинки электроразрядных пятен используют электрод, выполненный из нанокомпозитов ультрадисперсных металлических порошков, и по закону случайных чисел из всех электроразрядных пятен выделяют как минимум одно пятно, вводят в базу данных его координаты на информационной сетке, снимают спектральную характеристику выделенного пятна и вводят в базу данных и осуществляют идентификацию. Идентификацию осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют сличение невоспроизводимой картинки на метке с картинкой в базе данных, а на втором этапе осуществляют сличение спектральной характеристики случайно выделенного на информационной сетке электроразрядного пятна с соответствующей спектральной характеристикой, хранящейся в базе данных. Изобретение позволяет получить спектрально невоспроизводимые картинки электроразрядных пятен и повысить уровень идентификации электропроводящих деталей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электроразрядный способ изготовления невоспроизводимой идентификационной метки на электропроводящей детали, включающий нанесение на нее идентификационного номера, информационной сетки и невоспроизводимой картинки электрическим разрядом, внесение невоспроизводимой картинки в базу данных для идентификации метки, отличающийся тем, что при нанесении невоспроизводимой картинки - электроразрядных пятен используют электрод, выполненный из нанокомпозитов ультрадисперсных металлических порошков, и по закону случайных чисел из всех электроразрядных пятен выделяют как минимум одно пятно, вводят в базу данных его координаты на информационной сетке, снимают спектральную характеристику выделенного пятна, и вводят в базу данных, и осуществляют идентификацию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что идентификацию осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют сличение невоспроизводимой картинки на метке с картинкой в базе данных, а на втором этапе осуществляют сличение спектральной характеристики случайно выделенного на информационной сетке электроразрядного пятна с соответствующей спектральной характеристикой, хранящейся в базе данных.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что невоспроизводимую картинку на идентификационной метке и спектральную характеристику электроразрядных пятен хранят в независимых базах данных.