Автореферат (1152199), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Разумовского (ПКУ)» под руководствомМаксимовского С.Н.Светогидравлический эффект (СГЭ) состоит в возникновении в жидкостиударного импульса при воздействии коротким импульсом лазерного излучения,длительность которого должна быть достаточной, чтобы закачать в малую частьобъема большую удельную энергию [3].При воздействии на заданную точку мишени коротким импульсом, егодлительность должна быть такой, чтобы в зоне действия лазерного пучка непроисходило прогревания материала подложки на всю толщину. При этомвозникает давление, вплоть до сотен атмосфер.
Это давление вызывает взрывнойудар в остальном объеме реагента в пределах лазерного пятна и происходит разлетматериала реагента из данной точки.Уменьшение лазерного пятна увеличивает концентрацию энергии лазерноголуча в меньшем объеме реагента, что способствует лучшему проявлению СГЭ.Сжатию луча будет способствовать также эффект самофокусировки. Еговлияние приводит к изменению сечения пучка и, как следствие, способствуетболее сильному проявлению СГЭ [3].Интенсивность взаимодействия излучения с веществом, как известно,зависит от длины пути луча в нелинейной среде.
При толщине слоявзаимодействия, составляющим значение порядка нескольких десятков микронвлиянием ЭСФ при расчетах можно пренебречь (рисунок 14).При воздействии на материал подложки наносекундными импульсамилазерного излучения материал реагента будет интенсивно испаряться, и наряду спрямым световым давлением возникает давление отдачи при испарении. Оно27 может в тысячи и десятки тысяч раз превосходить прямое световое давление,поэтому на разлет материала также будет влиять светореактивное ускорениечастиц. В случае существенного вклада светореактивного ускорения частиц врезультате импульсного лазерного воздействия, скорость образовавшихся частицможет достигать 107 м/с.Рисунок 14 - Фрагмент нанокристаллической структуры(технология Максимовского С.Н.)Изготовление скрытных изображений и дифракционных структур на гибкихподложках (в теле бумаги), которые в условиях добавочной степени защитытоваров на уровне лабораторных образцов, испробована их возможность.
В тожевремя, с одной стороны бумаги имеются отверстия, а с обратной стороны бумагаостаётся гладкой (без отверстий).Одно из перспективных направлений защиты ценных бумаг, денежныхкупюриразличныхпромышленныхизделийотподделкисвязаносвыращиванием нанокристаллических маркеров в толще различных материаловпод воздействием лазерного света, в следующем процессе ее создания(Максимовский С.Н., Радуцкий Г.А. Method for Producing a Colored Security Imagewithin a sheet Material(Способ создания цветного защитного изображения внутрилистового материала), Международная заявка WO 2015/130192 A1, 2015).Рисунок 15 иллюстрирует примеры различных люминесцентных спектров,получаемых от нанокристаллических структур с различными химическимисоставами.28 Рисунок 15.
Примеры различных люминесцентных спектровРисунок16иллюстрируетспособуправлениясозданиемнанокристаллических структур на основе распознавания их оптических спектров,где показаны:-ИС-широкополосныйисточниксвета,возбуждающийнанокристаллическую структуру;- НКСn – нанокристаллическая структура, созданная по n-ой технологии;- СД – спектральный датчик, формирующий оптический спектр X;- БС – блок сравнения;- БД – база данных эталонных оптических спектров {Sn};- БЗ – база знаний;- ПС – правила сравнения;- БУР – блок управления распознаванием оптических спектров на основемер (Xn,Sk) сходства распознаваемого оптического спектра Xn и эталонногоспектра Sk;- БУК – блок управления концентрациями компонентов, входящих вхимический состав нанокристаллической структуры на основе эталонныхсовокупностей концентраций {Cn} и совокупности u управляющих сигналов.29 Рисунок 16.
Способ управления созданием нанокристаллических структурПредлагаемый способ нейроподобного снижения размерности оптическихспектров осуществляется следующим образом.Согласнопредлагаемомуспособудляизвестныхсовокупностейконцентраций Cn (n = 1, 2, …, N) компонентов (веществ), входящих в химическийсоставэталонныхнанокристаллическихструктур,формируютэталонныелюминесцентные спектры Sn = (Sn1, Sn2, …, SnM)T, соответствующие даннымнанокристаллическим структурам, где M – количество дискретных значений(отсчетов) каждого люминесцентного спектра, а T – операция транспонирования.Формирование эталонных спектров Sn иллюстрируется рисунок 12. ЛучширокополосногоисточникасветаИСвозбуждаетэталоннуюнанокристаллическую структуру (НКСn), а возбуждаемый свет (люминесцентный,инфракрасный)попадаетнаспектральныйдатчикСД,формирующийсоответствующий эталонный оптический спектр Sn.
Это спектр записывается вбазу данных БД. Одновременно в БД записывают эталонные совокупности Cnконцентрацийкомпонентов,входящихвхимическийсоставэталонныхнанокристаллических структур n-го рецепта.Присозданиипробногообразцаконкретнойнанокристаллическойструктуры по n-ому рецепту, соответствующему эталонной совокупностиконцентраций Cn, регистрируют ее люминесцентный спектр Xn = (Xn1, Xn2, …,30 XnM)T, и сравнивают его со всеми эталонными спектрами из БД, используя блоксравнения БС. БС функционирует как на основе нейроподобного алгоритмасравнения по мерам nk = (Xn,Sk) сходства, где n,k = 1, 2, …, N, так иквадратичным мерам nm = (Xnm,Snm) сходства, где а m = 1, 2, …, M.
На основеданных мер блок управления распознаванием БУР формирует совокупностьуправляющих сигналов u({nk}).В соответствии с рисунком 18, управление u, которое вырабатывается вконтуре обратной связи, осуществляется специализированно поиск в БД.Например, в простейшем случае для каждого n отыскивается максимальноезначение (Xn,Sk), и по нему распознается принадлежность формируемого составаконкретному эталонному рецепту. На основе мер (Xnm,Snm) регулируютконцентрации компонентов, величинам которых пропорциональны значения Xnm,соответствующихm-ыхотсчетовоптическогоспектра,полученногоотнанокристаллической структуры, изготовляемой по n-му рецепту.Выполненное изучение установило, что при изготовлении различныхзащитных нанокристаллических меток необходимо отличие такое, чтобысоответствующие им люминесцентные спектральные коды имели вариант, немене чем в 1,5÷2 раза превышающий уровень в условиях помех, которые суровнем 10%÷20% достаточно вероятны.
Следовательно, по вариации не менеечем на 15%÷20% должны различаться аналогичные спектральные коды. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫВ соответствии с поставленными задачами в работе получены следующиеметодологические результаты:1. Показано, что для защиты изделий пищевой продукции от фальсификациирынка Российской Федерации наиболее эффективной является предложеннаятехнология защиты на основе нанокристаллических меток с их спектральнымкодированием и декодированием.31 2.Установленыконцептуальныеосновысуществующихметодовспектральной идентификации, включая коллоидные квантовые точки, наплатформе имеющихся способов с учетом оптико-физических и физикохимических измерений для оценки соответствия продукции, используемой внаноиндустрии;3. Для реализации спектральной идентификации нанокристаллическихзащитных меток проведен анализ приборов и аппаратуры, используемых для этихцелей, а также способов помехоустойчивого распознавания люминесцентныхспектров нанокристаллических защитных знаков.
При этом получены следующиетеоретические результаты:- выбраны 6 мер сходства люминесцентных спектров с эталонами для ихраспознавания на фоне помех;- среди данных мер сходства путем экспериментального исследованияотобраны 3 наиболее эффективные по надежности различения меры сходства.4.Разработаныматематическиеметодыиалгоритмыидентификацииспектральных данных в условиях помех. Показано что люминесцентныеспектральные коды нанокристаллических меток должны отличаться по вариациина 15%-30%, чтобы проводить идентификацию при помехах с уровнем 10%-20%.5.
Путем имитационного моделирования показано, что использованиеколлективных мер сходства позволяет эффективно распознавать люминесцентныеспектры нанокристаллических защитных знаков на уровне значительных помех.Практическими результатами работы являются:1.
Разработан принцип построения экспертной системыидентификацииподлинности нанокристаллических защитных меток по их спектральным(люминесцентным)даннымнаосновеколлективныхправилрешения,реализуемых в виде нечетких и нейросетевых мер сходства. 2.Созданэкспериментальныйобразецэкспертнойсистемыдляавтоматизации идентификации подлинности нанокристаллических защитных32 меток, эффективность функционирования которой проверена на реальныхзащитных метках.3.
Разработан способ управления созданием нанокристаллических структурнаосновераспознаванияихоптическихспектров,согласнокоторомуискусственная нейронная сеть анализирует оптический спектр, и организуетуправляющие сигналы, что утверждено в выданном патенте РоссийскойФедерации.Полученные методологические, научные и практические результаты вносятсущественный вклад в развитие научно-методических и технологических базувеличения оперативности и достоверности идентификации, защитных метокизделий, в том числе пищевой промышленности,применительно к условиямразличных производств.Полученныеспектральныхрезультатыпозволяютповыситьнаглядностьданных, подлинность идентификации нанокристаллическихзащитных меток. Следовательно, они будут способствоватьизделий:ванализапищевойпромышленностинатареипри маркировкеупаковке;влегкойпромышленности, при производстве ценных бумаг и др.В заключение хочу выразить огромную благодарность Краснову А.Е., принепосредственном руководстве которого была подготовлена эта работа, привсесторонней поддержке на всех периодах ее наполнения,внимание,многократные консультации, неоценимые советы.
Глубокая признательностьКрасникову С.А. за оказанную помощь во время подготовки диссертационногоисследования, рекомендации по способам пробных измерений, постоянноеучастие и помощь на всех периодах научного труда. Большая благодарностьМаксимовскому С.Н. по вопросам, связанным с апробацией данной темы инеобходимые рекомендации при подготовкетруда. Одновременно выражаюблагодарность всем сотрудникам кафедры химии, физики и математики ФГБОУВО «Московский государственный университет технологий и управления имениК.Г.
Разумовского (ПКУ)» за оказанную помощь при выполнении работы .33 СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ1. Смирнов В.М.- журнал «Естественные и технические науки» № 5(107) 2017 «Автоматизация спектрального контроля нанокристаллических защитныхметок для изделий пищевой промышленности» стр. 162.Издательство«Спутник+»2. Смирнов В.М.- журнал «Естественные и технические науки» № 5(83) 2015 «Автоматизация контроля нанокристаллических защитных меток дляизделий пищевой промышленности в условиях метрологического обеспечения»стр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
