Диссертация (1152200), страница 15
Текст из файла (страница 15)
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 Cn концентрацийкомпонентов, входящих в химический состав эталонных нанокристаллическихструктур n-го рецепта.Присозданиипробногообразцаконкретнойнанокристаллическойструктуры по n-ому рецепту, соответствующему эталонной совокупностиконцентраций Cn, регистрируют ее люминесцентный спектр Xn = (Xn1, Xn2, …,XnM)T, и сравнивают его со всеми эталонными спектрами из БД, используя блоксравнения БС.БС функционирует как на основе нейроподобного алгоритма сравнения померам nk = (Xn,Sk) сходства, где n,k = 1, 2, …, N, так и квадратичным мерам nm= (Xnm,Snm) сходства, где а m = 1, 2, …, M.
На основе данных мер блокуправления распознаванием БУР формирует совокупность управляющих сигналовu({nk}).В соответствии с рисунком 27 управление u, которое вырабатывается в схемеобратной связи, осуществляется поиск индивидуально в БД. Так, в тривиальномслучае для каждого n определяется максимальное (max) значение (Xn,Sk), и по104немураспознаетсяпринадлежностьформируемогосоставаконкретномуэталонному рецепту.На основе мер (Xnm,Snm) регулируют концентрации компонентов, величинамкоторых пропорциональны значения Xnm, соответствующих m-ых отсчетовоптическогоспектра,полученногоотнанокристаллическойструктуры,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.В свою очередь это накладывает ограничение на вариацию концентрацийкомпонентов, входящих в химический состав нанокристаллической структуры.Вариации распределений концентраций, кодирующих нанокристаллическиеметки, не должна быть ниже 25%.4.5. Выводы к главе 4В данной главе показаныглавныерезультаты экспериментальныхисследовательских работ, к которым относятся:- применение новой перспективной автоматизации спектрального контролянанокристаллических защитных меток;- создание наноразмерных монокристаллических структур при инициациихимических процессов под воздействием импульсов лазерного кванта;- изобретен способ управления созданием нанокристаллических структур наоснове распознавания их оптических спектров.Описанным способом могут быть тиражированы нанокристаллическиеструктуры для защитных меток различных промышленных изделий с высокойточностью их воспроизводимости.
Описанная выше технология, оптическиконтролирующая отклонение создаваемой нанокристаллической структуры от105эталонного образца, и управляющая процессом минимизации этих отклоненийпутем изменения концентрации составных компонентов нанокристаллическихструктур, должна быть неотъемлемой частью технологии создания защитныхметок в промышленных масштабах.106ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 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 сих спектральнымкодированием и декодированием.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, применяемых для этихцелей, а также способов помехоустойчивого распознавания люминесцентныхспектров нанокристаллических защитных меток. 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. Разработаны математические методы и алгоритмы идентификацииспектральных 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.107Практическими 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 защитныхметок, 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 признательность108Красникову 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 .109Список литературы1. Алферов Ж.И.Публикации, неоднократно появляющиеся в «Успехахфизических наук» и др. изданиях «Нанотехнология и зондовая микроскопия»,«Микросистемная техника», 2003, № 8. - 3-16 с.2.
Атоян А.А., Максимовский С.Н., Радуцкий Г.А. Ставцев А.Ю. Устройстводля создания изображения из монокристаллов металлов и их сплавов в телелистового материала (полезная модель). Патент РФ на полезную модель 2011 №107101. Заявка № 2010146745.3. Белгородский В.С.Инновационные производственные технологии длямалых предприятий: процессы, инструменты и устройства.
– М.: РИО МГУДТ,2011. – 149 с.4. Богоносов К.А. Высокоскоростная кристаллзация меди и ее соединений внизкотемпературной лазерной плазме. Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наук. М., 2014.- 39-43 с.5. Борисенко В.Е., Воробьева А.И., Уткина Е.А.. Наноэлектроника. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 20096. Быков В.А., Волк Ч.П., Горнев Е.С., Тодуа П.А.
и др. Метрологическоеобеспечение измерений длины в микрометровом и нанометровом диапазонах и ихвнедрение в микроэкономику и нанотехнологию. Нано- и микросистемнаятехника. От исследований к разработкам: сб. – М.: Техносфера, 2005. -254-297 с.7. Васильев Р.Б., Дирин Д.Н. «Методические материалы. Квантовые точки:синтез, свойства, применение» М.: МГУ, ФНМ, 2007.8.
Вишняков Т.Н., Левин Т.Т., Корнышева С.В. Государственный первичныйэталон единицы показателя преломления // Измерительная техника. 2004. № 11, 36 с. 9. Воробьева А.В., Ефимова Т.В., Камакин В.В., Красников С.А., КрасновА.Е.,МаклаковВ.В.Автоматизированнаяоптоэлектроннаясистемаскогерентным коррелятором для контроля наноструктур жидких сред.
//Автоматизация в промышленности. 2004, № 10. –3-5 с.11010. Гаркунов Д.Н. Триботехника. – М., Машиностроение,1985. – 424 с.11. ГОСТ Р 8.628—2007 Государственная система обеспечения единстваизмерений. Меры рельефные нанометрового диапазона из монокристаллическогокремния. Требования к геометрическим формам, линейным размерам и выборуматериала для изготовления. - М.: Стандартинформ, 2007. – 75 с.12. ГОСТ Р 8.629—2007 Государственная система обеспечения единстваизмерений.
Меры рельефные нанометрового диапазона с трапецеидальнымпрофилем элементов. Методика поверки. - М.: Стандартинформ, 2007.13. ГОСТ Р 8.630—2007 Государственная система обеспечения единстваизмерений. Микроскопы сканирующие зондовые атомно-силовые измерительные.Методика поверки. - М.: Стандартинформ, 2007.14. ГОСТ Р 8.635—2007 Государственная система обеспечения единстваизмерений. Микроскопы сканирующие зондовые атомно-силовые измерительные.Методика калибровки.
- М.: Стандартинформ, 2007.15. ГОСТ Р 8.644—2008 Государственная система обеспечения единстваизмерений. Меры рельефные нанометрового диапазона с трапецеидальнымпрофилем элементов. Методика калибровки. - М.: Стандартинформ, 2008.16. ГОСТ Р 8.698-2010Государственная система обеспечения единстваизмерений. Размерные параметры наночастиц и тонких пленок. Методикавыполнения измерений с помощью малоуглового рентгеновского дифрактометра.- М.: Стандартинформ, 2010.17. ГОСТ Р 8.7002010 Государственная система обеспечения единстваизмерений.Методикаизмеренийэффективнойвысотышероховатостиповерхности с помощью сканирующего зондового атомно-силового микроскопа.
М.: Стандартинформ, 2010.18. ГОСТ 8.531-2002Государственная система обеспечения единстваизмерений. Стандартные образцы состава монолитных и дисперсных материалов.Способы оценивания однородности. - Минск,Межгосударственный совет постандартизации, метрологии и сертификации, 2002.11119. ГОСТ Р 8.696—2010 Государственная система обеспечения единстваизмерений.Межплоскостныерасстояниявкристаллахираспределениеинтенсивностей в дифракционных картинах. Методика выполнения измерений спомощью электронного дифрактометра.
- М.: Стандартинформ, 2010.20. ГОСТ Р 8.697—2010 Государственная система обеспечения единстваизмерений. Межплоскостные расстояния в кристаллах. Методика выполненияизмерений с помощью просвечивающего электронного микроскопа. - М.:Стандартинформ, 2010.21. ГОСТ Р 8.716-2010 Государственная система обеспечения единстваизмерений. Рефлектометры экстремального ультрафиолетового излучения дляизмерений характеристик многослойных наноструктур в диапазоне длин волн от10 до 30 нм. Методика измерений. - М.: Стандартинформ, 2011.22.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
