基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法技术

一种基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法，属于产品溯源检测技术领域，解决现有检测方式检测时间长，检测指标窄，难以适应产品多样性，无法对产品进行快速准确溯源的问题

【技术实现步骤摘要】
基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法


[0001]本专利技术属于产品溯源检测
，具体涉及一种可有效提高产品筛选工作效率，操作简便，检测速度快，能够为产品及产品品质的检测提供可靠技术支持，适用范围广，实用性强的基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法
。

技术介绍

[0002]近些年，随着人类的进步和消费物质的不断丰富，对产品的要求已经不仅局限于产品的数量，更多的是追求高品质的产品及其附加值
。
然而，市面上很多高端产品存在仿冒现象，消费者难以辨识，严重影响市场秩序
。
[0003]产品溯源是保护产品安全问题的有效解决方法
。
在产品溯源的环节中，标签是一种重要且常用的溯源工具，也是记载产品信息的重要介质
。
随着二维条码
、RFID
等技术的推广应用，以及人们对产品质量安全关注度的不断提高，产品识别技术成为保障产品来源安全的热点
。
但是，以普通标签作为溯源工具，会不断遭遇产品造假者的攻击，造成防伪标签造假
、
市场管理混乱
、
标签与产品不符等问题
。
[0004]目前市面上所使用的技术还包括：
1、
使用同位素进行产品的溯源
。
利用稳定的同位素在产品产地溯源和真伪鉴别中的应用，它依据的是生物体间稳定同位素分馏效应产生的差异，这种差异可作为生物体的“自然指纹”，达到识别生物的目的
。
但是，由于国内产品溯源深度不足，采样数量较少，距离较近的产地难以区分开
。
此外，现有的稳定同位素标准样品在类型和取值范围上不能满足实际需要，缺少统一的标准，进而导致在不同的实验室结果会产生差异
。
[0005]2、
使用红外光谱法为产品及产品品质的无损快速分析提供解决方法
。
红外光谱是介于
VIS
和中红外光（
MIR
）之间，可以对包括从透明的气体到混浊的液体
、
从匀浆到粉末等各种样本提供定量分析且不损伤样本
。
国内利用红外光谱对产品的研究还处于初级阶段，目前研究的热点还仅停留在对化学成分的快速检测和种类的鉴定和分级等领域
。
而且，光谱法在实际应用中主要表现为三个方面的缺点：（1）庞大的数据量增加建模过程的计算成本；（2）庞大的数据量对仪器装备的硬件提出了较高要求，间接增加了技术应用成本；（3）对样品的预测仍采用全谱数据，导致仪器工作效率降低，无法满足对产品及产品品质高通量无损快速检测的需求
。
[0006]3、PCR
（聚合酶链反应）检测
。
该技术的原理是把
DNA
聚合酶与
DNA
模板混合，并加入相应的引物来使
DNA
片段扩增
。PCR
检测技术是一种灵敏度较高的技术，能够准确地测定微生物数量，反映出产品的真实状况，但该方法对检测的环境和条件有着较高的要求
。
[0007]由于现有技术的检测时间较长
、
且检测指标较窄，难以适用于产品多样性的使用条件，所以无法对产品进行快速
、
准确的溯源，故有必要对现有的产品快速鉴别方式予以改进
。

技术实现思路

[0008]本专利技术就是针对上述问题，提供一种可有效提高产品筛选工作效率，操作简便，检测速度快，能够为产品及产品品质的检测提供可靠技术支持，适用范围广，实用性强的基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法
。
[0009]本专利技术所采用的技术方案是：该基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法包括如下步骤：步骤一
、
将用于检测的磁纳米粒子均匀附着在产品表面，对产品进行标记；步骤二
、
将已标记的产品切片样本放置在产品编码溯源检测装置的检测孔中；步骤三
、
调节激励功率放大器的频率
、
电流和奇次谐波值，控制输出的激励信号；步骤四
、
将激励电信号传送到激励线圈，将激励线圈包裹在切片样本的四周，由于激励线圈产生交变磁场，所以，受激励的切片样本产生与激励线圈的激励信号相匹配的磁信号；步骤五
、
利用检测线圈对切片样本受激励所产生的磁信号进行采集，并转化为电信号；步骤六
、
检测线圈将采集到的信号传输至锁相放大器，锁相放大器将数字信号传输至上位机进行数据处理；步骤七
、
按照上述步骤，分别测量已附着磁纳米粒子的产品在不同谐波下所产生信号的幅值，不同种类磁纳米粒子的信号辐值
、
两种不同谐波下信号的比值，并将每种产品建立防伪编码数据库；步骤八
、
对已编码的待测产品进行数据还原测试，验证该产品是否为已编码的产品
。
[0010]所述步骤一，作为编码材料磁纳米粒子采用对人体无害的超顺磁纳米材料；超顺磁性纳米粒子的磁化特征主要表现为超低剩磁与矫顽力的非线性磁化，具有极高的非线性交流磁化率；利用非线性交流磁化特性，可采用谐波检测的方式对其交流磁化响应进行测量，以大幅度降低激励基波对检测信号的干扰；为获得较丰富的谐波信号，需使用超顺磁粒子磁化曲线非线性度最显著的激励强度对其进行激励；如当磁粒子磁矩为
m
a
时，零点附近磁化曲线非线性度较小，需施加
μ0m
a
H0/K
B
T
的激励磁场以获得更丰富的谐波信号，且激励磁场不应大于饱和磁场；进而可利用超顺磁纳米材料的特性进行磁信号的测量，该信号的幅值可作为产品独一无二的编码信息；同时，磁性纳米粒子的粒径横跨3个数量级，从
5nm
到超过
10
μ
m
，不同粒径的粒子的磁学信息能够用于对不同的产品进行编码
。
[0011]所述步骤二，产品编码溯源检测装置包括激励功率放大器，激励功率放大器的参考频率输出端与用于锁定频率的锁相放大器的参考频率输入端电性连接，激励功率放大器的激励信号输出端则与激励谐振电路电极连接，激励谐振电路电极与激励线圈缠绕骨架上设置的激励线圈电性连接，以产生交变磁场，进而激励检测线圈缠绕骨架上端中部的检测孔内的样本
、
产生被测磁信号；样本被激励所产生的磁信号，通过与检测谐振电路并联的检测线圈进行检测，并将检测到的电信号传输到与检测线圈相连的隔离放大器，再经隔离放大器由锁相放大器传输到电脑；之后，由电脑将被测样本与编码数据库的编码数据进行比对，验证被测产品的真伪性
。
[0012]所述步骤四，将激励线圈通以固定频率的交变电流使得激励线圈产生一个以固定
频率改变磁场方向
、
但磁场大小不变的交变磁场，对已进行磁标记的产品样本进行磁化；超顺磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一
、
将用于检测的磁纳米粒子均匀附着在产品表面，对产品进行标记；步骤二
、
将已标记的产品切片样本放置在产品编码溯源检测装置的检测孔中；步骤三
、
调节激励功率放大器的频率
、
电流和奇次谐波值，控制输出的激励信号；步骤四
、
将激励电信号传送到激励线圈，将激励线圈包裹在切片样本的四周，由于激励线圈产生交变磁场，所以，受激励的切片样本产生与激励线圈的激励信号相匹配的磁信号；步骤五
、
利用检测线圈对切片样本受激励所产生的磁信号进行采集，并转化为电信号；步骤六
、
检测线圈将采集到的信号传输至锁相放大器，锁相放大器将数字信号传输至上位机进行数据处理；步骤七
、
按照上述步骤，分别测量已附着磁纳米粒子的产品在不同谐波下所产生信号的幅值，不同种类磁纳米粒子的信号辐值
、
两种不同谐波下信号的比值，并将每种产品建立防伪编码数据库；步骤八
、
对已编码的待测产品进行数据还原测试，验证该产品是否为已编码的产品
。2.
根据权利要求1所述的基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法，其特征在于：所述步骤一，作为编码材料磁纳米粒子采用对人体无害的超顺磁纳米材料；超顺磁性纳米粒子的磁化特征主要表现为超低剩磁与矫顽力的非线性磁化，具有极高的非线性交流磁化率；利用非线性交流磁化特性，可采用谐波检测的方式对其交流磁化响应进行测量，以大幅度降低激励基波对检测信号的干扰；为获得较丰富的谐波信号，需使用超顺磁粒子磁化曲线非线性度最显著的激励强度对其进行激励；如当磁粒子磁矩为
m
a
时，零点附近磁化曲线非线性度较小，需施加
μ0m
a
H0/K
B
T
的激励磁场以获得更丰富的谐波信号，且激励磁场不应大于饱和磁场；进而可利用超顺磁纳米材料的特性进行磁信号的测量，该信号的幅值可作为产品独一无二的编码信息；同时，磁性纳米粒子的粒径横跨3个数量级，从
5nm
到超过
10
μ
m
，不同粒径的粒子的磁学信息能够用于对不同的产品进行编码
。3.
根据权利要求1所述的基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法，其特征在于：所述步骤二，产品编码溯源检测装置包括激励功率放大器，激励功率放大器的参考频率输出端与用于锁定频率的锁相放大器的参考频率输入端电性连接，激励功率放大器的激励信号输出端则与激励谐振电路电极连接，激励谐振电路电极与激励线圈缠绕骨架上设置的激励线圈电性连接，以产生交变磁场，进而激励检测线圈缠绕骨架上端中部的检测孔内的样本
、
产生被测磁信号；样本被激励所产生的磁信号，通过与检测谐振电路并联的检测线圈进行检测，并将检测到的电信号传输到与检测线圈相连的隔离放大器，再经隔离放大器由锁相放大器传输到电脑；之后，由电脑将被测样本与编码数据库的编码数据进行比对，验证被测产品的真伪性
。4.
根据权利要求1所述的基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法，其特征在于：所述步骤四，将激励线圈通以固定频率的交变电流使得激励线圈产生一个以固定频率改变磁场方向
、
但磁场大小不变的交变磁场，对已进行磁标记的产品样本进行磁化；超顺磁性纳米粒子在一定场强的激励磁场之下，会发生一个非线性的磁化，所有非线性的谐波可以通过趋近无限个不同频率的正弦波进行分解；非线性磁化代表不仅有与激励同频的基础波，还有大量的高次波信号，在泰勒展开之后，偶次项是过零点的，所以偶次波是零；
但是奇次波还存在很大的信号值，本发明将这种类型的信号值通过测量3次
、5
次
、7
次
、9
次谐波信号，从不同谐波信号的衰减和磁弛豫信号的变化中，对不同产品进行标记和检测
。5.
根据权利要求4所述的基于磁纳米粒子谐波信号编码方式的产品快速鉴别方法，其特征在于：超顺磁性纳米粒子在外加磁场作用下磁矩发生偏转，移除外加磁场后
、
基于能量最小化原则，粒子整体磁化强度恢复到零的时间定义为弛豫时间，在交流检测产品系统中，弛豫时间是非常重要的检测特征值，磁纳米粒子微观的结构变化可以通过弛豫时间的改变在宏观磁信号上体现出来；超顺磁性纳米粒子在液态或固态状态下同时存在两种弛豫时间，一是其自身单磁畴磁矩磁核的最外层电子偏移引起的磁矩偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：白石，林禹熙，郭大可，崔豪，侯福旭，张晓丹，富炎，刘丹，殷俞，杜成，张巍，史力伏，
申请(专利权)人：辽宁嘉玉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：