使用辐射的物体的金属可靠性检测的制作方法

专利名称：使用辐射的物体的金属可靠性检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于采用X射线荧光技术来确定指定元素物质的含量的方法，并且，更特别地，涉及用于确定贵金属的元素含量的方法。
背景技术：
装饰性的金制珠宝通常只是由少量金合金制成。这种金合金包括金作为主要组分，其大多数通常与其他金属(诸如铜、锌、银和镍)进行组合。与其他类型的珠宝相比，由足金或足金合金组成的金制珠宝是相对昂贵的。廉价的珠宝常常是由诸如黄铜的普通合金(或者，有时是银)生产的。该普通合金然后用金层或者金合金层来进行镀覆或包覆。为了遵守管理黄金商业的法律，这样的珠宝必须被适当地标记以指示金层的类型和质量。例如，对于镀覆的物体这种标签可以包括“镀金的”或“电镀金的”，以及对于由金包覆的黄铜或银制成的物体这种标签可以包括“填金的”。在特定的示例中，只要给定的镀金的标准纯银(sterling silver)物品被同样认可,镀金的标准纯银是认可的珠宝材料。金价，尤其是最近，已经在加速上涨。金价中的上涨伴随着对于金的高需求。由于对于金的高需求以及其伴随的高金价，珠宝市场泛滥着镀有薄的金层的黄铜和铜制品，其声称是金制品，但是却是假货。虽然这样的镀金制品在被准确标识为镀覆物体时在贸易法下是合法和容许的，但相当大量的镀金制品正冒充为，或者正被标识为由足金或足金合金所制成。镀金物品可被提供给例如金转售者以便出售，比如在消费者为了现金而出售个人的珠宝物品的情况下。在购买 金制物品(诸如金制珠宝)期间，买方通常对金进行评估以确定其价值。这通常是非常快速的过程，其不允许详细的分析。常见的是，金买方购买表示为足金或足金合金的物品，当时实际上购买的物品却仅仅是镀金的金属。购买表示为足金或足金合金时的镀金物品由于购买交易导致了巨大损失。因此，需要检测假冒的金的快速和准确的方法。

发明内容
用于验证大块金(bulk gold)的传统技术实质上是局部破坏性的和/或消耗时间的。这样传统技术可包括酸性测试和刮擦测试。例如，在刮擦测试的情况下，锉刀(file)被用来刮擦金制物品的表面。金制物品被挂擦后，该金制物品接着可以在视觉上被检查以确定是否存在由不同的材料或不同的合金制成的基底。这种刮擦测试是破坏性的技术。在被挂擦的金制物品结果是足金的情况下，则该金制物品的价值将被降低和/或需要后续恢复。由于需要取得来自金制物品的样品以确定克拉值和/或基底成分，所以酸性测试是类似地破坏性的。在很多购买金的情形中，这样的测试是不可用的、耗时过多以致于无法跟上购买交易率、或者由于其破坏性的性质而是不期望的。在完成购买之后，可以测试(可能在购买场所之外的地方)所购买的金制物品以验证购买物确实是金或金合金。不幸地，在购买之前没有进行测试的情况下，可能在金制物品实际上是镀金时作为真金而购买金制物品。这意味着买方可能支付该金制物品实际所值的10、100或者1000倍以上。此处公开的技术包括用于识别假冒金制珠宝的系统和方法。技术包括使用非破坏性机制来确定感兴趣的物品(诸如表示为真金的制品)是足金还是镀金的，以及其他。技术包括使用X射线分析仪来将真金与镀金进行区分。分析仪通过读取从大块材料返回的X射线的光谱来使用X射线荧光。该分析仪可以检测基底材料(在任何镀金下面)中的金属。这些所检测的金属可以包括铅、铜、锌、银或其他基底材料。该分析仪可以通过将来自镀金的金的L-alpha和L_beta x射线谱线的比值与大块金材料的该比值进行比较来在镀金和大块金材料之间进行辨别。一个实施例包括执行假冒金检测过程或系统的X射线荧光(XRF)分析仪。XRF分析仪将X射线激励射束引导至感兴趣的物品的至少一部分上，感兴趣的物品诸如是表示为足金的金制物品。引导X射线激励射束，使得X射线激励射束使感兴趣的物品针对包含在感兴趣的物品中的金属元素而荧光性地发出各种能量特性下的X射线。XRF分析仪然后测量对应于金(具有金的特有原子特征)的第一能量(L-alpha)的强度。该第一能量根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线而被识别。XRF分析仪还测量对应于金的第二能量(L-beta)的强度。该第二能量根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线而被识别。XRF分析仪然后可以计算该第一能量的强度和该第二能量的强度之间的所测量的强度的比值。响应于识别所计算的比值超过了预定值，XRF分析仪指示感兴趣的物品是镀金的。当感兴趣的物品被表示为足金而不是镀金时，这种指示可以意味着假冒金。XRF分析仪可以被体现为过程、装置(例如便携测试装置)或其他。
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此处的其他实施例包括用于执行以上概述的并且在以下详细公开的步骤和操作的软件程序。一个这样的实施例包括具有计算机存储介质(例如，非瞬时性的、有形的计算机可读介质，不同地定位或共同地定位的存储介质，一个或多个计算机存储介质，等等)的计算机程序产品，该计算机存储介质包括在其上编码的计算机程序逻辑，当在具有处理器和对应存储器的计算机化的装置中执行时，其编程处理器以执行(或使处理器执行)此处公开的操作。这样的布置通常作为软件、固件、微代码、代码数据(例如，数据结构)等被提供，在诸如光学介质(例如，CD-ROM)、软盘、硬盘的计算机可读存储介质、一个或多个ROM或RAM或PROM芯片、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等等之上被布置或编码。该软件或固件或其他这样的配置可被安装到计算机化的装置上以使得该计算机化的装置执行此处所解释的技术。因此，本公开的一个特定实施例针对计算机程序产品，其包括一个或多个非瞬时性计算机存储介质，该计算机存储介质具有存储在其上的指令，用于支持操作，诸如Jfx射线激励射束引导至感兴趣的物品的至少一部分上，使得X射线激励射束使感兴趣的物品荧光性地发出在各种能量下的X射线；测量对应于金的第一能量的强度，该第一能量根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线而被识别；测量对应于金的第二能量的强度，该第二能量根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线而被识别；计算该第一能量的强度和该第二能量的强度之间的所测量的强度的比值；以及响应于识别所计算的比值超过了预定值，指示感兴趣的物品是镀金的。当由相应计算机装置的处理器所执行时，如此处所述的指令和方法使处理器执行此处公开的方法。本公开的其他实施例包括软件程序以执行以上所概述的并且在以下详细公开的方法实施例步骤和操作中的任意。当然，为了清楚起见，已经呈现了如此处描述的不同步骤的讨论顺序。通常，能以任何合适的顺序来执行这些步骤。而且，要理解的是，此处的系统、方法、设备等等中的每个可以被严格体现为软件程序、软件和硬件的混合、或者单独的硬件，诸如在处理器内、或在操作系统内或在软件应用内，或者通过非软件应用，诸如人执行所有或者部分操作。如上所讨论的，此处的技术很适合于在支持镀金识别的软件应用中使用。然而，应当注意的是，此处的实施例并不限于在这样的应用中使用，并且此处描述的技术也很适合于其他的应用。此外，尽管可以在本公开的不同地方讨论了此处的不同特征、技术、配置等等中的每个，意图的是每个概念都可以彼此独立地或者彼此相组合地被执行。因此，本发明能以很多不同的方式被体现和查看。注意的是，此处的概述部分并未详述本公开或要求保护的发明的每个实施例和/或增加的新方面。而是，该概述仅仅提供不同实施例的初步讨论以及相比传统技术的新颖性的对应点。对于发明和实施例的附加细节和/或可能的展望，读者被引向如以下进一步讨论的本公开的详细说明部分和对应的附图。


根据如附图中所 说明的优选实施例的以下更特定的描述，本发明的前述和其他目标、特征以及优点将是显而易见的，在附图中同样的参考标记遍及不同视图指代相同部分。附图不一定按比例，而是将重点放在说明实施例、原理和概念上。图1是根据此处的实施例的用于检测镀金的仪器的示意图。图2是示出了作为镀敷厚度的函数的金X射线谱线的比值的曲线图。图3是说明了根据此处的实施例的支持镀金检测的过程的示例的流程图。图4是根据实施例的在计算机/网络环境中操作的XRF分析仪的示例框图。
具体实施例方式此处公开的技术包括用于识别假冒金制珠宝和其他假冒金制物品的系统和方法。技术包括使用非破坏性的机制来确定感兴趣的物品(诸如表示为真金的制品)是足金还是镀金的，以及其他。技术包括使用X射线分析仪来将真金与镀金进行区分。该分析仪通过读取从大块材料返回的X射线的光谱来使用X射线荧光。该分析仪可检测基底材料(在任何镀金下面)中的金属。这些所检测的金属可以包括铅、铜、锌、银或其他基底材料。该分析仪可以通过比较金的L-alpha和L_beta x射线谱线的比值,来在镀金和大块金材料之间进行辨别。该分析仪使用X射线荧光(XRF)光谱学来测量金的特性L谱线的强度的比值。当使用XRF分析仪来实现时，系统非破坏性地测量测试物体中激发的金的L谱线的比值，并确定测试物体是由足金/金合金制成还是仅具有镀金。X射线荧光涉及从感兴趣的材料或物品处的诸如X射线管的外部源引导X射线。这些外部X射线与感兴趣的材料或物品的原子相互作用。一些X射线能从原子的较低能量外壳击出电子，其导致来自较高的外壳的电子填充空隙。这个过程通过原子以X射线光子的形式而引起能量的释放，其能量对于给定元素的原子是特有和唯一的。然后能检测和识别从材料的原子释放的光子。每种元素具有其自己的、唯一的X射线特征。给定的X射线管能产生X射线能量的连续能谱。然后，XRF分析仪能过滤掉对于特定元素分析不需要的倉tfi。传统的XRF分析仪不能检测镀金。XRF分析仪能确定用于珠宝制造的金合金的成分及其克拉数一特别是当使用中的金合金的数量相当小(10至15)时。金合金的XRF分析假定所分析的物体是由均质材料制成的。如果用于由XRF进行分析而呈现的物体是由黄铜制成并用金镀覆的，则传统的XRF分析仪无法确定镀金的存在。因此，传统的XRF分析软件将物体作为同质的而进行处理。这样的处理导致错误的分析。根据此处公开的技术和发现，在纯金和克拉金中金的特性L系列X射线具有大约10至12微米(micron, μπι)的穿透深度。两种主要的金谱线，L-alpha和L-beta,具有不同的能量，分别是9.71和11.45 keV。因此，与L_bata谱线相比，L-alpha谱线被给定的金介质更强烈地吸收。在能改变其厚度(例如，Wlym的步幅从比方说0.5 μ m至20 μ m)的纯金的相对薄的层中，能测量两种L谱线的强度。通过观测，两个强度都随着金层的厚度而单调增加，直至它们中的每个都在大约15至20 μ m处到达其各自的“饱和”平稳状态(自吸收效应)。超过了该金的厚度，本质上不存在附加的强度增加。因而，两个L谱线的吸收受到增加的金的厚度的影响。注意，然而，由于L-alpha谱线能量较小，L-alpha谱线比能量更大的L-beta谱线以更快的速率到达其饱和平稳状态。因此，在O至大约15μπι之间的任意给定厚度下的两条谱线的比值并不是常数，而是随着厚度进行变化。图2说明了 作为金的厚度的函数的比值的变化。图2示出了用手持XRF分析仪获取的经验数据。由没有基底的金(Au)的XRF分析所产生的比值在该图表上被示为实心三角形。由铜基底上的金的XRF分析所产生的比值在该图表上被示为圆圈。在O厚度处开始，该比值按指数规律降低直到达到约12-15微米。一旦金层的厚度超过了大约15微米的厚度，两条谱线的比值就不再显著改变。该比值表示用于同质或者“无限”厚的足金的值。还要注意，比值上的改变与具有基底或者基底的类型无关。例如，当对黄铜基底进行测试以及测试没有基底的金箔时，发现了相似的结果。图2还示出了与所计算的比值相比的近似克拉读数(用黑色方框示出)的关系。虽然可以使用大块材料XRF分析来获取克拉值，但金谱线比值也可被用来确定感兴趣的物品的近似克拉值。该近似克拉值和/或比值可被用来识别被识别为具有镀金的物体上的镀金厚度。作为金的厚度的函数的两条谱线的比值间的关系能被XRF分析仪用作镀金指示符。换句话说，该比值和XRF分析仪能被用来识别假冒金制物品。一直到大约10-12微米的镀金厚度，这种识别是有效的。此处公开的XRF分析仪还能被用于克拉金和镀克拉金。金的克拉数是对给定金合金中的金的百分比成分或含量的指示。金的克拉值使用线性系统来表示百分比成分。例如，24Κ金意味着100%的金，12Κ金意味着50%的金，以及14克拉金意味着58.3%的金。XRF分析仪能确定目标物体中的所有材料的成分，并且，基于金成分百分比，返回克拉值。在珠宝交易中，存在各种合法的金百分比，其可以作为珠宝而被标识以及出售。例如，对于固体材料或镀覆，一些国家要求至少9或10克拉的金以被承认为金合金。这意味着如果金被检测为例如7克拉金，则这指示了对应的物品并不是合格的金合金。这样的低克拉值可能意味着低的金百分比或者被应用到给定的非金物体的非常薄的镀金。10、12和14克拉金已经被普遍用在珠宝中以制造镀金制品。实际上，珠宝和消费品的镀金很少厚于8微米。同样地，此处公开的XRF分析仪很好地适合于以高精度分析大多数金制物品以及检测镀金。存在镀金的各种分类。亮金(gold flash)大约为0.175微米。金电镀大约为0.5微米，并且被用于服装珠宝、垂饰、眼镜等。金器为1.0微米，并且重金器为2.8微米。金器和重金器被用于手镯、奖品、餐具、链扣、镀金银的珠宝、奖章等。3-8微米的专门的金器可被用于礼拜物品、外部建筑、仪式军用物品、大奖章等。电成形为10微米或更多，并且被用于科学设备、奢侈品手表和一些外部建筑的应用。因而，大部分珠宝物品具有的镀金通常是1-8微米厚，并且因此，能够被此处公开的XRF分析仪准确识别为是镀覆的。现在参考图1，示意性说明示出了用于识别镀金的XRF分析仪100。X射线源105生成包括光子11IA和11IB的X射线激励射束。光子11IA和11IB被弓丨导至感兴趣的物品170的至少一部分上或朝向其引导。感兴趣的物品170包括基底层172和镀金层171。注意的是，基底和镀金的组合是示例性的。其他感兴趣的物品可以是没有镀覆的均质金合金。光子11IA和11IB可以具有两种不同的能量。光子11IA和11IB与感兴趣的物品170碰撞。这些光子具有足够从感兴趣的物品170的原子中排出一个或多个光子的能量。从而，如用光子112A和112B所示的，具有被排出的光子的原子，通过不同能量下的辐射的再发射而发出荧光。X射线检测器110被放置成接收从感兴趣的物品发出的X射线。发出的X射线包括对应于金的在第一能量下荧光性发出的X射线(112A)，发出的X射线还包括对应于金的在第二能量下荧光性发出的X射线(112B)，就是说，其对应金原子的特征特性。

信号处理器120被耦合至检测器110。在信号处理器120处被接收之前，来自检测器110的信号可被放大器115所放大。防护罩107可使检测器110免受源105的直接辐射。检测器110可检测包括荧光X射线的光子以及被感兴趣的物品170散射的来自源105的光子的光谱。该信号处理器120计算第一能量的强度和第二能量的强度(金L-alpha谱线和金L-beta谱线)之间的所测量的强度的比值。然后，响应于该信号处理器120识别所计算的比值超过了预定值，用户接口或者显示器125可显示感兴趣的物品是镀金的指示。XRF分析仪的附加背景描述和使用通常能在为Grodzins发行的且名称为“Measurement of lead by X-ray fluorescence，，的编号为 7，933，379 的美国专利中找到，其通过引用被合并于此。图3是XRF分析仪可作为其用于识别镀金的方法的一部分而执行的逻辑过程步骤的流程图。在步骤310中，XRF分析仪分析从感兴趣的物品170发出的辐射，并识别对应于该感兴趣的物品的多项信息。该识别包括以下步骤:(1)确定百分比金成分(克拉值)，(2)确定金L-alpha和金L_beta谱线的比值；(3)确定银成分(百分比/含量)，以及(4)确定镍成分(百分比/含量)。利用所识别或计算的这些信息项，XRF分析仪能评估该信息以识别任何镀金。对应的装置能针对大块合金分析而被校准以计算所有的金属百分比。
在步骤320中，XRF分析仪识别金克拉值是否少于大约8 (少于33%的金)。在金克拉值少于8的情况下，XRF分析仪则在步骤325中识别银成分是否多于20%。如果银成分多于大约20%，则XRF分析仪将感兴趣的物品识别为镀金的黄铜或镀金的银(327)。如果银成分少于大约20%，则XRF分析仪将感兴趣的物品识别为镀金的黄铜(329)。在其他实施例中，XRF分析仪能识别不同的基底材料或仅仅识别基底不是金合金或合法的金合金。尽管对于在其他的基底上镀金可以是可能的，但绝大多数的镀金珠宝物品具有在黄铜或银上的镀覆。注意的是，感兴趣的物品是金属物品，其已被表示为金制物品(诸如由个人)，或者具有金的外观(至少外表面上)。镀金可以非常薄，并且当与基底组合时可以返回10%的金(2.4克拉)的示数。在这种情况下，由于金的百分比过低，容易确定感兴趣的物品不是金合金。也就是说，即使感兴趣的物品是到处具有低百分比的金的足合金，这样的低克拉数不被认为是合法的金合金，并且从而是假冒金合金或镀金物体。在任一情况下，其被视为假冒的。注意的是，如果感兴趣的物体正好是具有例如10%的金的足合金，则该感兴趣的物品可能仍然作为物体而具有一些价值，从其中可以提取金，但并不可以被合法表示为金合金或珠宝物品。这可被用作正被分析的感兴趣的物品是镀覆物体的第一识别。利用这样的结果，由于该低克拉数确定可以足够推断出镀金，所以是否查看谱线的比值是可选的。在另一种情况下，金含量可被识别为8或9克拉。在这点上，由于这样的克拉数接近于市场上所允许的，所以需要多于克拉数分析来识别镀金。在这种情况下，系统然后查看两条谱线的比值来判定物品是否是镀覆的。在步骤330中,XRF分析仪识别金L_alpha谱线与金L_beta谱线的比值是否多于0.84或少于0.60。也就是说，比值是否在0.61-0.84的范围之外。该比值可从净强度计算出。在比值多于0.84或少于0.60的情况下，XRF分析仪继续至步骤335。在步骤335中，XRF分析仪然后识别银成分是否多于20%。如果银成分多于大约20%，则XRF分析仪将感兴趣的物品识别为镀金的黄铜或镀金的银(337)。如果银成分少于大约20%，则XRF分析仪将感兴趣的物品识别为镀金的黄铜(339)。注意的是，一些镀金物体能模仿14克拉金件，并且因此仅依赖克拉分析可 能对于准确验证镀覆是不够的。然而，使用比值分析，XRF分析仪能识别实际上是镀金物体的看上去是14克拉金的物体。当镀金厚度接近O厚度时，图2教导了金谱线的比值应当到达大约1.1的值。然而，当镀覆极其薄时，诸如少于大约0.2微米，金谱线的净强度是非常小的，并且同样地它们以较大的不确定性而被测量。因此，所测量的第一金谱线的强度可能比所测量的第二金谱线的强度小得多，导致了比值比0.84的预定值小的多。这就是0.60的比值为何能被用作验证镀金的附加技术。这样的低比值是极其薄的镀金的结果。预定比值的确切数值特定于给定的XRF分析仪，其对于给定的XRF分析仪是确定的。通过非限制性示例的方式，其他XRF分析仪可以分析金谱线，使得金谱线比值阈值(超过其则推断为镀金的)可以是0.63,0.77,0.86等。尽管并不预计各种XRF分析仪将与此处描述的示例区别很大，但其他的XRF分析仪可使用不同的值。在任何XRF分析仪中，基本技术是相同的，因为在试验和/或校准之后，XRF分析仪被配置用于根据其相应的X射线检测和测量机制来检测镀金。变化的比值可以被识别直到金/金合金的厚度到达15微米，其后该比值基本上变为常数。在步骤340中，XRF分析仪识别镍百分比成分是否多于10%。在镍成分多于10%的情况下，XRF分析仪继续至步骤345。在步骤345中，XRF分析仪接着识别银成分是否多于20%。如果银成分多于大约20%，XRF分析仪则将感兴趣的物品识别为镀金的黄铜或镀金的银(347)。如果银成分少于大约20%，XRF分析仪则将感兴趣的物品识别为镀金的黄铜(349)。在镍成分少于10%的情况下，XRF分析仪则将物品识别为填金的、金合金，或者另外建议进一步测试。计算银或镍的百分比可能是重要的，因为这些金属通常被用于金合金中。因此，这些金属的比值可提供对被镀覆的物体的附加的确定性。在黄铜上合法的镀金经常包括黄铜上的镍层，以防止黄铜中的铜扩散到镀金中，该扩散可能改变镀覆的颜色或侵蚀该镀覆。银也具有扩散到镀金中的相似的倾向。填金的物体是指具有非常厚的镀金的物体，诸如基本上多于20微米。在这种情况下，更多的测试可能是必要的，因为尽管物品可能不是镀金的，但物品仍然可能是填金的而不是大块的金合金。因而，XRF分析仪可被用来将真金与镀金进行区分。一直到大约10-15微米的镀金厚度，这种技术都是准确的。10-15微米以上的镀金可能是足够厚的以至于衰减来自基底的X射线，在该基底上应用了镀金。虽然在某些物品中的镀金可能超过15微米，但是珠宝类金制物品和装饰性金制物品倾向于是相对薄的，即，典型的少于大约5-8微米。在这种相对较薄的镀金的情况下，对于一些X射线来说，可能穿透镀金以从基底反射，并提供相对快速和非破坏性的镀金验证。图4说明了根据此处的实施例的在计算机/网络环境中操作的XRF分析仪140的示例框图。总之，图4示出了显示图形用户接口 133的计算机系统149，该图形用户接口 133提供了 XRF分析仪接口。在流程图的描述之后将更详细描述图4的计算机系统硬件方面。现在将通过各种实施例来讨论与XRF分析仪140相关联的功能。一个实施例包括用于通过X射线荧光(XRF)来识别物体上的镀金的方法。该XRF分析仪将X射线激励射束引导到感兴趣的物品的至少一部分上，使得该X射线激励射束使感兴趣的物品荧光性发出各种能量下的X射线。例如，操纵手持装置的用户可以把金的项链、手镯、戒指等作为目标，使得感兴趣的物品在发出的X射线的路径中。该XRF分析仪测量对应于金的第一能量的强度。根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线来识别该第一能量。该XRF分析仪还测量对应于金的第二能量的强度。根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线来识别该第二能量。对应于金的能量例如是指具有元素金的能量特征特性的光子能量。该XRF分析仪计算第一能量的强度和第二能量的强度之间的所测量的强度的比值。通过非限制性示例的方式，这样的比值可包括金L-alpha谱线与金L_beta谱线的比值,即，特性突光发射谱线或特征谱线。响应于识别所计算的比值超过了预定值，XRF分析仪或者信号处理器能通过显示器指示感兴趣的物品是镀金的。例如，手持扫描仪能发出听得见的警报、闪灯或者另外显示文本，指示感兴趣的物品看来是镀金的。如果感兴趣的物品的给定卖方将感兴趣的物品表示为均质的金合金，但是XRF分析仪将该感兴趣的物品识别为镀金物品，则操作者可推断该感兴趣的物品是假冒或伪造的金制物品。注意的是，超过其则XRF分析仪可识别镀金的预定比值可以是与 该比值如何被计算相关的比值。例如，此处的示例实施例计算金L-alpha与金L-beta谱线的比值。然而,等效的技术将计算金L_beta谱线与金L-alpha的比值,并然后相应地改变阈值，或者计算反比，等等。
在其他的实施例中，XRF分析仪使用0.84的值作为预定比值。该XRF分析仪能替代地识别所计算的比值少于第二预定值，并且作为响应，指示感兴趣的物品是镀金的。该第二预定值可以是大约0.60的比值。换句话说，如果XRF分析仪识别了比值多于0.84或者少于0.6，则XRF分析仪可将该物品识别为镀金的。在其他的实施例中，预定值是表示多于大约15微米的金厚度的金谱线强度比值。该金谱线强度比值实质上表示无限厚度的金。因而，所计算的测量强度的比值(从感兴趣的物品测量的金谱线比值)可以与表示厚于约15-20微米的金的金谱线强度比值相比较。如果所计算的比值与厚金的金谱线比值大约相同，则系统可确定没有镀金。然而，如果比值上有区别，则XRF分析仪可确定镀金。金谱线强度比值的实际值可以在XRF分析仪装置中被初始设置，或者在通过对足够厚的金进行测试而被校准之后进行设置。在一些XRF分析仪装置的情况下，该值可以是大约0.84，而其他的装置可以不同。不管特定的设备，该预定值表示或者对应于大约15微米以上的金厚度，其被用于与从各种金测试物体所观测的金谱线比值相比较。在金厚度多于大约15微米的情况下，金的原子属性是这样的，使得当位于比大约15微米更深的金原子发荧光时，从这些金原子释放的光子被周围的金原子所吸收，因此阻止了这样的光子逃逸金表面。因此，超过(取决于特定的计算技术而大于或小于)预定值的所计算的比值指示了金的厚度少于大约15微米，意味着存在镀金。XRF分析仪可通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，来从感兴趣的物品中识别金相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分。响应于识别金含量少于大约33%，XRF分析仪可指示(或者确认)感兴趣的物品是镀金的。在一些实施例中，这可以是用以指示镀金的第一测试。如果金百分比足够低，则比值分析不是必要的，因为克拉数足够低使得感兴趣的物品是镀金的或者伪造/违法的金合金。同样，XRF分析仪可通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，来从感兴趣的物品中识别镍相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分。响应于识别镍含量大于大约10%，XRF分析仪可指示感兴趣的物品是镀金的。通过使用感兴趣的物品的元素成分的全分析，来执行识别金和/或其他元素的百分比成分，该全分析使用了能量分散XRF分析仪或波长分散XRF分析仪。XRF分析仪可通·过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，来从感兴趣的物品中识别银相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分。响应于识别银含量少于大约20%，XRF分析仪可指示感兴趣的物品是镀金的黄铜。响应于识别银含量多于大约20%, XRF分析仪可指示感兴趣的物品是镀金的黄铜或者是镀金的银。除了指示感兴趣的物品是镀金的，XRF分析仪可基于所计算的金谱线比值来指示感兴趣的物品上的镀金的近似厚度。在另一个实施例中，XRF分析仪可主要起到用于根据X射线荧光(XRF)识别物体上的镀金的软件过程的作用。在这样的过程中，XRF分析仪可在XRF装置上执行或者远程处理XRF数据。这样的实施例包括接收与已经从感兴趣的物品在各种能量下荧光性发出的X射线相对应的数据，接收对应于金的第一能量的强度，该第一能量根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线而被识别，接收对应于金的第二能量的强度，该第二能量根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线而被识别。在这样的数据可用的情况下，XRF分析仪可然后计算第一能量的强度和第二能量的强度之间的所测量的强度的比值。响应于识别所计算的比值超出预定值，该XRF分析仪可然后指示感兴趣的物品是镀金的。
在其他的实施例中，铜或锌谱线的比值还可被认为是做出镀覆确定时的附加因素。类似于金，铜谱线的比值也是单调的，并且是镀覆厚度的灵敏函数(sharp function)。因此，在一些实施例中，铜谱线的比值可被用来(替代金谱线的比值或者与其一起)确定感兴趣的物品是否具有镀金。然而，依赖金谱线而不是铜谱线可能是更有利的，因为金谱线比值的测量的相对误差随着镀敷厚度而变得更小，而铜谱线比值的测量的相对误差随着厚度而增长。换句话说，由于使用铜谱线比值的误差率可被视为不可接受的，所以使用铜谱线比值不如使用金谱线比值那样准确。其他的实施例可包括计算给定样本(测试物体)中的克拉值以及La/ β的比值，并用其除以参考比值。如果克拉值不是已知(可接受)克拉数，则样本可能是伪造(镀金)的。如果参考金谱线比值大于1.03，则物体被识别为镀金的。如果参考金谱线比值大于1.03并且铜谱线比值小于3但大于1，则物体可被识别为镀敷有24K金。如果参考金谱线比值大于1.03并且铜谱线比值大于4.0，则物体可被识别为镀敷有低于24K的金。如果以上都不为真，则给出不确定的指示，或者另外指引推荐进一步的测试。在其他的实施例中，可执行类似的技术来从其他金属或者材料中识别镀覆，以便识别镀银相对于足银合金、镀铬、镀铑、镀钼等等。因此，识别其他金属的镀覆包括使用X射线荧光以及测量来自目标物品的给定材料或者原子元素的两个或更多个能量的强度。然后可将两个或更多个能量之间的所测量的强度的比值与预定值进行比较以确定镀覆。预定值表示当特定材料实质上为无限厚时给定的特定材料/元素的谱线强度比值。换句话说，该谱线强度比值与并不随着给定材料的厚度增长而继续改变的值相对应。由于不同的原子元素具有不同的特征特性，谱线强度比值以及曲线可在元素间变化。因而，检测不同于镀金的镀覆的实施例遵循与为检测镀金所描述的相同的技术，但是其中数值和比值根据特定材料而被修改。继续图4，以下的讨论提供了基本的实施例，其指示如何执行与如上所讨论的XRF分析仪140相关联的功能。然而，应当注意的是，用于执行XRF分析仪140的实际配置可取决于相应的应用而变化。例如，计算机系统149可包括执行如此处所述的处理的一个或多个计算机。在不同的实施例中，计算机系统149可以是各种类型的装置中的任意，包括但不限于，XRF分析仪、手机、个人计算机系统、台式计算机、膝上电脑、笔记本电脑或上网本电脑、主机架计算机系统、手持计算机、工`作站、网络计算机、路由器、网络交换机、网桥、应用服务器、存储装置，诸如照相机、可携式摄像机、机顶盒、移动装置、视频游戏控制台、手持视频游戏装置的消费电子装置，或者通常任何类型的计算装置或者电子装置。计算机系统149被示出为连接至用于显示图形用户接口 133的显示监视器130，以供用户136使用输入装置135进行操作。存储库138可以可选地被用于存储处理之前和之后的数据文件和内容。输入装置135可以包括诸如键盘、计算机鼠标、麦克风等的一个或多个装置。如所示的，本示例的计算机系统149包括耦合存储器系统141、处理器142、1/0接口 144以及通信接口 145的互连143。I/O接口 144提供了到外围装置的连接性，该外围装置诸如是包括计算机鼠标、键盘的输入装置135、移动光标的选择工具、显示屏幕等。根据此处的实施例，通信接口 145使得计算机系统149的XRF分析仪140能够通过网络进行通信，并且如果必要的话，能够检索对于创建视图所需的任何数据、处理内容、与用户通信等。如所示的，存储器系统141利用XRF分析仪140-1进行编码，该XRF分析仪140-1支持如以上所讨论以及以下进一步讨论的功能。XRF分析仪140-1 (和/或如此处所述的其他资源)可被体现为软件代码，该软件代码诸如是支持根据此处所述的不同实施例的处理功能的数据和/或逻辑指令。在一个实施例的操作期间，处理器142通过使用互连143来访问存储器系统141，以便发起、运行、执行、解译或以其他方式实行XRF分析仪140-1的逻辑指令。XRF分析仪140-1的执行产生XRF分析仪过程140-2中的处理功能。换句话说，XRF分析仪过程140-2表示XRF分析仪140的一个或多个部分，其在计算机系统149中的处理器142之内或之上执行。应当注意的是，除了执行如此处讨论的方法操作的XRF分析仪过程140-2之外，此处的其他实施例包括XRF分析仪140-1自身(即，未执行或未实行的逻辑指令和/或数据)。XRF分析仪140-1可以被存储在非瞬时性的有形的计算机可读存储介质上，该计算机可读存储介质包括诸如软盘、硬盘、光学介质等的计算机可读存储介质。根据其他实施例，XRF分析仪140-1也可被存储在存储器类型的系统中，该系统诸如是固件、只读存储器(R0M)，或者如该示例中的诸如在存储器系统141内的可执行代码。除了这些实施例之外,还应当注意的是,此处的其他实施例包括XRF分析仪140-1在处理器142中作为XRF分析仪过程140-2的执行。因此，本领域的技术人员将理解的是，计算机系统149可包括其他的过程和/或软件和硬件组件，诸如控制硬件资源的分配和使用的操作系统，或多个处理器。本领域的技术人员还将理解的是，可存在对以上所解释的技术的操作做出的许多变化，同时仍然实现本发明的相同目标。这样的变化意在被本发明的范围所覆盖。同样，本发明的实施例的 前述描述不意在是限制性的。而是，对于本发明的实施例的任何限制出现在以下的权利要求中。
权利要求
1.一种方法，包括: 将X射线激励射束引导至感兴趣的物品的至少一部分上，该X射线激励射束使感兴趣的物品荧光性发出各种能量下的X射线； 测量对应于金的第一能量的强度，根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线来识别该第一能量； 测量对应于金的第二能量的强度，根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线来识别该第二能量； 计算第一能量的强度和第二能量的强度之间的所测量的强度的比值；以及 响应于识别所计算的比值大于预定值，产生感兴趣的物品是镀金的指示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该预定值是表示大于约15微米的金厚度的金谱线强度比值，其中所计算的比值大于预定值指示了金的厚度小于约15微米。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该预定值是大约0.84的比值，并且所计算的比值大于0.84。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该预定值是第一预定值，该方法进一步包括: 响应于识别所计算的比值小于第二预定值，指示该感兴趣的物品是镀金的。
5.根据权利要求4所述的方法，其中该第二预定值是大约0.60的比值。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱以识别感兴趣的物品中的金相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分；以及 响应于识别感兴趣的物品中的金的含量小于约33%，确认该感兴趣的物品是镀金的。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括: 通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，从感兴趣的物品中识别镍相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分；以及 响应于识别镍的含量大于约10%，确认该感兴趣的物品是镀金的。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括: 其中识别金的百分比成分包括使用能量分散XRF (X射线荧光)分析仪或波长分散XRF分析仪来执行对感兴趣的物品的元素成分的全分析。
9.根据权利要求5所述的方法，进一步包括: 分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱以从感兴趣的物品中识别银相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分； 响应于识别银的含量小于约20%，指示该感兴趣的物品是镀金的黄铜；以及 响应于识别银的含量大于约20%，指示该感兴趣的物品是镀金的黄铜或镀金的银。
10.根据权利要求1所述的方法，其中感兴趣的物品是珠宝。
11.根据权利要求10所述的方法，其中第一能量的X射线对应于金的La谱线，并且其中第二能量的X射线对应于金的Li 谱线。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 除了指示感兴趣的物品是镀金的，还指示感兴趣的物品上的镀金的近似厚度。
13.—种X射线荧光(XRF)分析仪，包括: X射线源，其生成要被引导至感兴趣的物品的至少一部分上的X射线激励射束；X射线检测器，其被放置成接收从感兴趣的物品发出的X射线，该发出的X射线包括对应于金的第一能量下的荧光性发出的X射线，该发出的X射线还包括对应于金的第二能量下的荧光性发出的X射线，该X射线检测器产生指示荧光性发出的X射线的强度的信号；信号处理器，其被耦合至该X射线检测器，该信号处理器计算第一能量的强度和第二能量的强度之间的所测量的强度的比值；以及 显示器，响应于信号处理器识别所计算的比值大于预定值，指示该感兴趣的物品是镀金的。
14.根据权利要求13所述的XRF分析仪，其中该预定值是表示大于约15微米的金厚度的金谱线强度比值；以及 其中所计算的比值大于预定值指示了金的厚度小于约15微米。
15.根据权利要求13所述的XRF分析仪，其中该预定值是大约0.84的阈值比值，并且所计算的比值大于大约0.84。
16.根据权利要求15所述的XRF分析仪，其中响应于信号处理器识别所计算的比值小于第二预定值，显示器进一步指示该感兴趣的物品是镀金的，该第二预定值是大约0.60的比值。
17.根据权利要求13所述的XRF分析仪，其中该信号处理器被进一步的配置为: 通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，从感兴趣的物品中识别金相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分； 响应于识别金的含量小于约33%，指示该感兴趣的物品是镀金的； 通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，从感兴趣的物品中识别镍相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分；以及 响应于识别镍的含量大于约10%，指示该感兴趣的物品是镀金的。
18.根据权利要求13所述的XRF分析仪，其中该信号处理器被进一步的配置为: 通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，从感兴趣的物品中识别银相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分； 响应于识别银的含量小于约20%，指示该感兴趣的物品是镀金的黄铜；以及 响应于识别银的含量大于约20%，指示该感兴趣的物品是镀金的黄铜或镀金的银。
19.一种用于根据X射线荧光(XRF)识别物体上的镀金的计算机实现的方法，该计算机实现的方法包括: 接收与已经从感兴趣的物品在各种能量下荧光性发出的X射线相对应的数据； 接收对应于金的第一能量的强度，根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线来识别该第一能量； 接收对应于金的第二能量的强度，根据从感兴趣的物品荧光性发出的X射线来识别该第二能量； 计算第一能量的强度和第二能量的强度之间的所测量的强度的比值；以及 响应于识别所计算的比值超过预定值，指示该感兴趣的物品是镀金的。
20.根据权利要求19所述的计算机实现的方法，其中该预定值是表示大于约15微米的金厚度的金谱线强度比值，其中所计算的比值超过预定值指示了金的厚度小于约15微米。
21.根据 权利要求15所述的XRF分析仪，其中该XRF分析仪是从以下构成的组中选择的分析仪:能量分散XRF分析仪和波长分散XRF分析仪。
22.—种设备,包括: X射线源，该X射线源使感兴趣的物品暴露于X射线激励辐射； X射线检测器，其被放置成接收从感兴趣的物品荧光性发出的X射线； 信号处理器，其被耦合至该X射线检测器，该信号处理器至少部分基于从感兴趣的物品在第一能量级别下荧光性发出的能量的强度相对于从感兴趣的物品在第二能量级别下荧光性发出的能量的强度的所计算的比值，来对感兴趣的物品进行分类。
23.根据权利要求22中所述的设备，其中响应于检测所计算的比值落在范围之外，信号处理器将感兴趣的物品分类为是涂覆有金属材料的基底。
24.根据权利要求22中所述的设备，其中响应于检测所计算的比值落在范围之外，信号处理器将感兴趣的物品分类为是镀金的。
25.根据权利要求22中所述的设备，其中响应于检测所计算的比值大于预定比值阈值，信号处理器将感兴趣的物品分类为是镀金的。
26.根据权利要求25中所述的设备，其中该预定阈值是表示大于约15微米的金厚度的金谱线强度比值；以及 其中响应于检测所计算的比值大于预定阈值，信号处理器指示感兴趣的物品上的金的厚度小于约15微米。
27.根据权利要求22中所述的设备，其中第一能量级别和第二能量级别对应于金的原子特征。
28.根据权利要求27中所述的设备，其中信号处理器分析与至少一种非金类型金属的原子特征相对应的附加的能量级别，以检测非金类型金属是否存在于感兴趣的物品中。
29.根据权利要求22中所述的设备，进一步包括: 显示器，其响应于信号处理器识别所计算的比值大于预定值，指示感兴趣的物品是镀金的。
30.根据权利要求22中所述的设备，其中该信号处理器被进一步配置为: 通过分析从感兴趣的物品荧光性发出的X射线的光谱，从感兴趣的物品中识别金相对于感兴趣的物品中的其他元素的百分比成分；以及 响应于识别金的含量小于约33%，指示该感兴趣的物品是镀金的。
31.根据权利要求22中所述的设备，其中响应于检测所计算的比值低于预定比值阈值，该信号处理器将感兴趣的物品分类为是镀金的。
全文摘要
此处公开的技术包括用于识别假冒金制珠宝和其他假冒金制物品的系统和方法。技术包括使用非破坏性机制来确定感兴趣的物品(诸如表示为真金的制品)是足金物体还是镀金物体。技术包括使用X射线荧光(XRF)分析仪来将真金与镀金进行区分。该XRF分析仪可通过比较金的L-alpha和L-betax射线谱线的比值，来在镀金和大块金材料之间进行辨别。该分析仪使用X射线荧光(XRF)光谱学来测量金的特性L谱线的强度的比值。当使用XRF分析仪来实现时，该系统非破坏性地确定测试物体是由足金/金合金制成的还是只具有镀金。
文档编号G01N23/223GK103245683SQ20131004383
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月1日 优先权日2012年2月3日
发明者S.皮奥雷克, S.I.谢夫斯基, M.E.杜加斯 申请人:赛默科技便携式分析仪器有限公司