一种防伪纤维真伪的荧光检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，属于光电检测领域。该方法，包括阵列式LED光源模块，可根据防伪材料的种类，选择对应的LED光源；阵列式LED光源耦合组件模块，可实现对所选LED光源的聚焦；防伪纤维样品台用于防伪纤维的固定和调整激发光与防伪纤维的入射角度；基于CCD的荧光探测模块用于探测携带有防伪纤维特性的荧光信号并转换为按波长分布的数字荧光发射谱；数据处理及真伪判别模块用于处理和显示防伪纤维荧光发射谱和特征参量，可判断防伪纤维真伪。该方法，不仅能识别防伪纤维是否有荧光信号，而且能确定其荧光特性，保证防伪纤维的唯一性、特殊性，提高荧光纤维的防伪能力。
【专利说明】一种防伪纤维真伪的荧光检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，该方法可获取防伪纤维的荧光中 心波长和半宽并与该防伪纤维荧光特性对比，实现防伪纤维真伪辨别。该方法不仅能识别 防伪纤维是否有荧光信号，而且能确定其荧光特性，保证防伪纤维的唯一性、特殊性，提高 荧光纤维的防伪能力。该方法是一种基于荧光光谱检测技术的防伪纤维检测方法，属于光 电检测领域。
【背景技术】
[0002] 随着商品经济的高速发展，伪币、伪票、伪商标扰乱了市场，防伪、识伪受到广泛重 视。常见传统防伪技术有激光全息、激光打标、特殊油墨、以及电码防伪等，这些技术在应 用初期有一定防伪效果，但都是容易获得的通用技术，比较容易仿制造假，防伪效力非常有 限，或者根本不能防伪。激光全息制作设备和激光打标机不是国家专控设备，有相同设备就 能仿冒得一模一样，很容易大批量造假，且难辨别真伪。生产油墨纸张的大小企业成千上 万，技术公开，配方原料轻易可得，非常容易仿造。电码查验效率非常低，且查询必须有网络 支持，也就受到网络和地域等的限制。而防伪纤维由于特殊纤维的合成技术高度垄断且配 料也受到保护，并且其荧光检测技术高效、全程无毒、操作简单、快速准确，因此其防伪效果 商。
[0003] 防伪纤维是一种能在紫外光激发下产生荧光的安全纤维，不同的防伪纤维材料合 成时所加的荧光物质有所不同，这就决定了其受激产生荧光的特性不同。据此应用荧光检 测技术来得到防伪纤维的荧光光谱，在与已知的物质或者标准物质的荧光光谱数据对比后 即可达到防伪的目的，具有很高的防伪能力。随着防伪纤维材料的发展，传统的基于宽带激 发的防伪纤维检测技术由于其仅在特定波长上检测有无荧光信号，容易造成误检、错检和 漏检，已不能满足要求。因此，急切需要一种新的防伪纤维真伪的荧光检测方法。
[0004] 综上所述，通过检测防伪纤维的荧光特性以达到防伪的目的是可行的，这种方法 不仅可以检测出一种防伪纤维而且可以检测区分出多种防伪纤维。防伪纤维真伪的荧光检 测方法，获取防伪纤维的荧光中心波长和半宽并与该防伪纤维荧光特性对比，实现防伪纤 维真伪辨别。因此，防伪纤维真伪的荧光检测方法具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防伪纤维真伪的荧光检测方法。
[0006] 本发明主要采用阵列式LED光源模块代替单一光源、基于CCD器件的荧光探测模 块代替单一探测器，从而实现防伪纤维的荧光检测方案。
[0007] 本发明主要采用荧光发射峰峰值和半高宽的防伪纤维的真伪判据代替仅荧光信 号有无的防伪纤维的真伪判据，从而实现防伪纤维真伪判别的荧光检测方法。
[0008] 显然，本发明采用阵列式LED光源模块代替单一光源，可根据不同防伪荧光材料 荧光激发特性的差异选取不同激发波长的光源，可使防伪荧光材料产生最大发射荧光强 度；若采用单一光源，光源则必须覆盖大多数防伪材料的激发波长范围，一旦光源确定，由 于其存在荧光发射效率差异，无法使不同防伪荧光材料均产生最大发射荧光强度。
[0009] 显然，本发明采用基于CCD器件的荧光探测模块代替单一探测器，可在保证灵敏 度的前提下快速的获取防伪纤维的荧光发射特征参量，包括荧光峰值波长和半高宽，可作 为防伪纤维真伪判别的判据；若采用单一探测器，只能判断防伪纤维在激发光的激发下有 无荧光，且无法获取防伪纤维的荧光发射特征参量。
[0010] 显然，本发明采用防伪纤维的荧光峰值波长和半高宽作为其真伪判据，可保证防 伪纤维的唯一性、特殊性，提高荧光纤维的防伪能力；采用荧光信号有无的防伪纤维的真伪 判据，只能判断有无荧光，无法获取更细微的荧光特征信息。
[0011] 显然，本发明可以不仅能识别防伪纤维是否有荧光信号，而且能确定其荧光发射 谱特性，对于促进防伪纤维材料及检测技术的发展、一定程度上保障市场平稳运行，具有重 要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的防伪纤维真伪的荧光检测总体结构示意图。
[0013] 图2是本发明的阵列式LED光源模块结构示意图。
[0014] 图3是本发明的阵列式LED光源耦合组件示意图。
[0015] 图4是本发明的防伪纤维样品台俯视图。
[0016] 图5是本发明的防伪纤维荧光发射谱示意图。
[0017] 其中：
[0018] 1 :阵列式LED光源模块 2 :阵列式LED光源耦合模块 3 :防伪纤维样品台
[0019] 4 :基于C⑶的荧光探测模块 5 :数据处理及真伪判别模块
[0020] 11 :LED光源驱动电路 12 :LED光源1 13 :LED光源2
[0021] 14:LED 光源 3
[0022] 21 :LED光源耦合组件外壳 22 :LED光源耦合滤光片 23 :平凸透镜
[0023] 31 :样品平台 32 :防伪纤维材料夹持板
[0024] 51 :负半峰值 52 :峰值 53 :正半峰值
【具体实施方式】
[0025] 以下将对本发明的一种防伪纤维真伪的荧光检测方法结合附图作进一步的详细 描述。
[0026] 如图1所示，本发明的一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，具有阵列式LED光源模 块1、阵列式LED光源耦合组件模块2、防伪纤维样品台3、基于CCD的荧光探测模块4、数据 处理及真伪判别模块5。阵列式LED光源模块1用于提供适合不同种类防伪纤维识别的激 发光；阵列式LED光源耦合组件模块2用于将激发光聚焦，使激发光能高效的激发防伪纤 维；防伪纤维样品台3用于将防伪纤维固定、调整，使激发光聚焦后以某个特定的角度α激 发防伪纤维表面产生荧光；基于CCD的荧光探测模块4用于将携带有防伪纤维特性的荧光 信号转换为按波长分布的数字荧光发射谱；数据处理及真伪判别模块5用于处理和显示荧 光发射谱，并判断防伪纤维真伪。
[0027] 如图2所示，本发明的阵列式LED光源模块1由光源驱动模块11，驱动并行排列的 LED1光源12、LED2光源13、LED3光源14组成，且LED光源数量可根据不同防伪纤维进行 扩展。
[0028] 如图3所示，本发明的阵列式LED光源耦合组件模块2,由LED光源耦合组件外壳 21、LED光源耦合滤光片22、平凸透镜23组件组成。LED光源耦合组件外壳21用于固定LED 光源稱合滤光片22和平凸透镜23。LED光源稱合滤光片22用于对LED光源进行滤光，得 到适合防伪纤维荧光激发谱特性的激发光。平凸透镜23用于调整激发光焦距，以使激发光 聚焦于防伪纤维的表面。
[0029] 如图4所示，本发明的防伪纤维样品台3由样品平台31和防伪纤维材料夹持板32 构成。样品平台31用于固定防伪纤维材料夹持板32,并可根据测试需求调整防伪纤维材料 夹持板32与入射光纤之间的夹角α。防伪纤维材料夹持板32主要材料为无明显荧光特征 的材料，用于固定防伪材料。
[0030] 基于CCD的荧光探测模块4,可采用常规光纤光谱仪，用于将携带有防伪纤维特性 的荧光信号转换为按波长分布的数字荧光发射谱。
[0031] 如图5所示，本发明的数据处理及真伪判别模块5用于处理并显示荧光发射谱，获 得负半峰峰值波长为λ Ν51，峰值波长为λ ρ52,正半峰峰值波长为λ Μ53。其对应的半高宽 为FWHM = λ Μ-λ Ν ;并依据判据判断防伪纤维真伪，其判据如下：
[0032] 通过多次等精度测量，获得某防伪纤维的荧光峰值波长为λ ρ、半高宽为FWHM，根 据该防伪纤维荧光发射谱特性，设置峰值波长阈值为λρ土 δρ(其中：〇< δρ< λρ)、半高 宽阈值为FWHM± δ FWHM(其中：〇彡δ FWHM彡FWHM)，若满足如下公式⑴和（2)，则防伪纤维 为真，否则为假。
[0033] λρ-δρ^ λρ^ λρ+δρ (1)
[0034] FWHM- δ FWHM ^ FWHM ^ FWHM+ δ FWHM (2)
[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，其特征在于，阵列式LED光源模块（1)用于提 供适合不同种类防伪纤维识别的激发光；阵列式LED光源耦合组件模块（2)用于将激发光 聚焦，使激发光能高效的激发防伪纤维；防伪纤维样品台（3)用于将防伪纤维固定、调整， 使激发光聚焦后以某个特定的角度α激发防伪纤维表面产生荧光；基于CCD的荧光探测模 块（4)用于将携带有防伪纤维特性的荧光信号转换为按波长分布的数字荧光发射谱；数据 处理及真伪判别模块（5)用于处理和显示荧光发射谱，并判断防伪纤维真伪。
2. 如权利要求1所述的一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，其特征在于，阵列式LED光 源模块（1)由光源驱动模块11，驱动并行排列的LED1光源12、LED2光源13、LED3光源14 组成，且LED光源数量可根据不同防伪纤维进行扩展。
3. 如权利要求1所述的一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，其特征在于，阵列式LED光 源耦合组件模块（2)，由LED光源耦合组件外壳21、LED光源耦合滤光片22、平凸透镜23组 件组成。LED光源耦合组件外壳21用于固定LED光源耦合滤光片22和平凸透镜23。LED 光源耦合滤光片22用于对LED光源进行滤光，得到适合防伪纤维荧光激发谱特性的激发 光。平凸透镜23用于调整激发光焦距，以使激发光聚焦于防伪纤维的表面。
4. 如权利要求1所述的一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，其特征在于，防伪纤维样 品台（3)由样品平台31和防伪纤维材料夹持板32构成。样品平台31用于固定防伪纤维 材料夹持板32,并可根据测试需求调整防伪纤维材料夹持板32与入射光纤之间的夹角α。 防伪纤维材料夹持板32主要材料为无明显荧光特征的材料，用于固定防伪材料。
5. 如权利要求1所述的一种防伪纤维真伪的突光检测方法，其特征在于，基于CCD的突 光探测模块（4)，可采用常规光纤光谱仪，用于将携带有防伪纤维特性的荧光信号转换为按 波长分布的数字荧光发射谱。
6. 如权利要求1所述的一种防伪纤维真伪的荧光检测方法，其特征在于，数据处 理及真伪判别模块（5)用于处理并显示荧光发射谱，获得负半峰峰值波长为λ Ν51，峰 值波长为λρ52,正半峰峰值波长为λΜ53,对应的半高宽为FWHM=入"-入^并依据判 据判断防伪纤维真伪。其判据如下：通过多次等精度测量，获得某防伪纤维的荧光峰 值波长为λ p、半高宽为FWHM，根据该防伪纤维荧光发射谱特性，设置峰值波长阈值为 λΡ土 δρ(其中：〇彡δρ彡λρ)、半高宽阈值为FWHM± SFWHM(其中：〇彡SFWHM< FWHM)，若 λ ρ- δ p彡λ p彡λ ρ+ δ p且FWHM- δ FWHM彡FWHM彡FWHM+ δ _，则防伪纤维为真，否则为假。
【文档编号】G01N21/64GK104101583SQ201410217313
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】尚丽平, 王俊波, 邓琥, 武志翔, 李占锋, 马有良, 王顺利 申请人:西南科技大学