ES2929396T3 - Sistema y método para la lectura de marcación por fluorescencia de rayos X - Google Patents

Sistema y método para la lectura de marcación por fluorescencia de rayos X Download PDF

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Abstract

Se divulga un método y un sistema para autenticar un objeto marcado con marcado XRF. El método incluye proporcionar un perfil espectral de longitud de onda de una porción detectada de una señal de rayos X que llega de un objeto en respuesta a la radiación de rayos X o rayos gamma aplicada al objeto y filtrar el perfil espectral de longitud de onda de una porción detectada de una señal X. -Señal de rayos para suprimir la tendencia y los componentes periódicos del perfil espectral de longitud de onda, que están asociados con al menos uno de los ruidos y ecos parásitos en la parte de la señal de rayos X, obteniendo así un perfil filtrado con señal a ruido mejorada y/o señal a eco parásitos relación a partir de la cual los picos espectrales asociados con firmas de materiales incluidos en dicho objeto pueden identificarse con precisión y confiabilidad mejoradas. El objeto se autentica procesando el perfil filtrado para identificar uno o más picos en el mismo, que satisfacen una condición predeterminada, por lo que las longitudes de onda de los picos identificados son indicativas de las firmas de los materiales incluidos en el objeto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para la lectura de marcación por fluorescencia de rayos X
Campo tecnológico
La presente invención pertenece al campo de la marcación por fluorescencia de rayos X (XRF) y se refiere particularmente a técnicas para leer señales de XRF indicativas de materiales y composiciones utilizadas para marcar objetos.
Antecedentes
La marcación por fluorescencia de rayos X (XRF) es una técnica utilizada para detectar y posiblemente cuantificar elementos de materiales químicos y/o constituyentes de la composición que pueden servir para marcar un objeto. Los parámetros/identidad de un objeto se pueden identificar en función de los materiales detectados.
A continuación, la fluorescencia de rayos X (XRF) se utiliza para referirse a la emisión de rayos X "secundarios" (o fluorescentes) característicos de un material que ha sido excitado por rayos X primarios o radiación gamma. El término fluorescencia se refiere a la absorción de radiación de una energía específica que resulta en la reemisión de radiación de una energía diferente (típicamente más baja). El fenómeno de la fluorescencia de rayos X (XRF) se basa en el hecho de que cuando los materiales se exponen a rayos X de longitud de onda corta o rayos gamma, pueden expulsar electrones de los orbitales internos del átomo, lo que hace que los electrones en los orbitales superiores "caigan" en el orbital inferior/interno y, en el proceso, liberen fotones con energía igual a la diferencia de energía entre los dos orbitales involucrados. Diferentes elementos químicos tienen orbitales /capas electrónicas de diferentes energías características y, por lo tanto, el perfil espectral de una respuesta de XRF de un objeto/material es indicativo de los elementos químicos y posiblemente de la cantidad de cada elemento incluido en el material/objeto.
La falsificación y el desvío de materiales en la cadena de suministro son fenómenos que afectan a muchos campos. Muchos materiales de calidad inferior, incluidos, entre otros, materias primas, productos electrónicos, polímeros y productos farmacéuticos, son falsificados por fabricantes sin escrúpulos e ingresan a la cadena de suministro, a menudo copiando etiquetas asociadas con empresas de "marca". Con este fin, existen varias técnicas conocidas en el arte que utilizan la marcación de XRF para identificar objetos/materiales y determinar su fuente/fabricante/propietario y/o varios parámetros, lo que permite discernir entre los materiales/bienes originales y los materiales/bienes falsificados. Dado que la composición química de los materiales originales y falsificados puede ser similar, algunas técnicas utilizan marcadores de XRF aditivos (como composiciones de materiales que tienen una firma de XRF específica conocida a priori), que se agregan específicamente al objeto para permitir la identificación del objeto y/o ciertos parámetros de los mismos, como su fuente.
Por ejemplo la patente de EE. UU. No. 8.590.800 divulga un método para autenticar y/o identificar un artículo que contiene un agente de marcado químico, que está encerrado de forma sustancialmente inseparable en un marcador como un vehículo y contiene elementos y/o compuestos químicos seleccionados en forma de elementos marcadores, en concentraciones basadas en un código de cifrado predeterminado, cuyo método comprende los pasos de: i) identificar cualitativa y/o cuantitativamente los elementos marcadores del agente marcador químico, y ii) comparar los valores identificados en el paso (i) con el código de cifrado predeterminado.
La patente de EE. UU. No. 8.864.038 divulga una técnica de trazado de materiales para codificar información en un material. La técnica incluye almacenar información para ser codificada en el material, generar un número basado en la información, determinar una cantidad de al menos un trazador para ser incorporado en el material correspondiente al número e incorporar la cantidad determinada de al menos un trazador en el material. La decodificación de la información codificada en el material incluye medir una cantidad del al menos un trazador, en algunas realizaciones después de la activación del trazador, determinar un número correspondiente a al menos un trazador medido y decodificar el número para obtener información asociada con el material.
La patente de EE. UU. No. 8.158.432 divulga un sistema para marcar un fluido mediante un marcador, el fluido fluye desde una fuente hasta un destino, el sistema incluye un sensor para determinar un valor de una propiedad del fluido y un controlador de flujo de fluido para admitir una cantidad seleccionada del marcador en el fluido, en el que la cantidad seleccionada se determina de acuerdo con el valor del fluido y una concentración predeterminada del marcador en el fluido en el destino.
El documento US 2003/194053 A1 divulga un sistema que usa etiquetas de XRF para autenticar productos y almacenar información adicional en el espectro de las etiquetas. Se filtra el fondo y el ruido del espectro.
N. STEWART MCINTYRE ET AL: "X-Ray fluorescence spectroscopy and mapping using excitation from white and broad bandpass synchrotron radiation", JOURNAL OF ANALYTICAL ATOMIC Sp ECTROMETRY, vol. 25, no. 9, 28, páginas 1381-1389, XP055280036, DOI: 10.1039/ c004581k, REX COUTURE: "Background Subtraction for TraceElement Analysis - Analytical Comparison of Methods", ADv An CES IN X-RAY ANALYSIS, vol.45, 2002, páginas 441-446, XP055280026, y el documento KR 101 273 746 B1 divulgan todos métodos de filtrado de fondo y ruido en espectros de XRF.
CANTALEJO BLANCA ET AL: "Climate forcing of fine-grained deep-marine systems in an active tectonic setting: Middle Eocene, Ainsa Basin, Spanish Pyrenees", PAlA eOGEOg Ra PHY, PALAEOCLIMATOLOGY, PALAEOECOLOGY, vol. 410, 2014, páginas 351-371, XP029035431, DOI: 10.1016/J.PALAEO.2014.06.005 divulga una técnica de series temporales para filtrar espectros de XRF en muestras geológicas.
Descripción general
Los desechos sólidos, en muchos países, deben eliminarse en instalaciones diseñadas para la eliminación de dichos desechos, como los vertederos. Los desechos sólidos pueden incluir desechos de la construcción, que son desechos que resultan de la destrucción o renovación de caminos, edificios y otras estructuras hechas por el hombre. Los desechos de la construcción pueden incluir hormigón, asfalto, metal, madera, materiales de aislamiento, paneles de yeso, vidrio, plástico y otros desechos asociados.
En muchos países, la eliminación de desechos sólidos está asociada con costos elevados derivados de los costes de transporte, para enviar los desechos a una instalación de eliminación adecuada y los costes de eliminación recaudados por la instalación de eliminación para procesar los desechos. Aunque a los contratistas responsables de la construcción privada y municipal se les exige con frecuencia que eliminen los desechos de la construcción y asuman los costes de dicha eliminación, los contratistas sin escrúpulos ocasionalmente los desechan en vertederos ilegales para evitar los costes de eliminación. Los vertidos ilegales tienen consecuencias ambientales y estéticas negativas. Como resultado, las autoridades a menudo tipifican como delito el vertido ilegal e imponen multas elevadas a los infractores que se descubre que vierten ilegalmente desechos sólidos. Por lo general, las autoridades solo pueden enjuiciar a los infractores que son sorprendidos "con las manos en la masa" mientras arrojan basura ilegalmente. La aplicación de las leyes asociadas con el vertido ilegal es difícil porque los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley con frecuencia no están presentes en los momentos y lugares donde los ciudadanos vierten desechos ilegalmente. Persiste la dificultad de asociar los desechos sólidos encontrados en áreas en las que está prohibido el vertimiento, con el autor del vertimiento ilegal.
Por lo tanto, existe la necesidad en el arte de una técnica de marcado adecuada para uso en el marcado e identificación de objetos/materiales, tales como desechos sólidos, de manera que permita la detección in situ de la firma del marcador que marca los objetos/materiales, en el lugar en que se encuentran (por ejemplo, en el campo al aire libre, sin llevar una muestra del objeto a examinar a un laboratorio especializado).
Sin embargo, la identificación confiable y precisa de marcadores de XRF mediante técnicas convencionales de marcación por fluorescencia de rayos X (XRF) requiere obtener señales de XRF con una relación señal a ruido (SNR) relativamente alta y/o con una relación señal a eco (SCR) relativamente alta que a menudo puede no estar disponible cuando se intenta medir señales de XRF in situ, en condiciones de campo, utilizando dispositivos portátiles de detección/medición de XRF. Esto se debe a varias razones, entre ellas están:
- Dado que esta señal de XRF es una señal de fluorescencia secundaria (relativamente débil), es posible que se requieran emisores de radiación de rayos X/rayos gamma de alta potencia para obtener la señal de XRF con SNR/SCR suficiente para su uso con técnicas convencionales, mientras que dichos emisores de radiación de rayos X/rayos gamma de alta potencia pueden no estar disponibles y/o pueden no ser adecuados para su uso en exteriores y/o con dispositivos portátiles sin la protección adecuada;
- Cuando se opera in situ y sin condiciones de vacío, la señal de XRF del objeto examinado puede sufrir una atenuación significativa cuando pasa por el aire entre el objeto examinado y el detector, lo que perjudica la SNR de la medición;
- Retrodispersión de la radiación primaria del objeto y/u objetos examinados en su vecindad, así como señales de interferencia de picos vecinos y/o respuesta de XRF no deseada de materiales/objetos contaminantes (p. ej., otros materiales extraños/de desecho) ubicados en la vecindad (p. ej. en/sobre) los objetos examinados pueden producir un eco significativo, deteriorando la SCR de la medición;
- La limitación de tamaño y peso de un sistema de XRF portátil puede restringir el uso de detectores/espectrómetros precisos de rayos X y podría permitir el uso de detectores/espectrómetros de rayos X relativamente pequeños y livianos asociados con un mayor ruido interno (por ejemplo, ruido electrónico/instrumental del dispositivo de detección) y/o baja resolución espectral que afecta la SNR de la medición;
Por lo tanto, por algunas o todas las razones anteriores, y posiblemente también por otras razones, las técnicas actuales para leer la marcación de XRF de manera confiable y precisa generalmente se realizan en entornos controlados (por ejemplo, laboratorios y/u otras instalaciones/sistemas adecuados).
La presente invención proporciona una técnica novedosa para leer marcas de objetos de XRF (por ejemplo, materiales sólidos, pero no únicamente esos) con mayor precisión y fiabilidad. La técnica de la invención facilita el uso de lectores de XRF de mano/portátiles para leer marcas de XRF de objetos en entornos no controlados (por ejemplo, in situ, donde se encuentra/ubica el objeto a examinar). Más específicamente, la presente invención proporciona un nuevo procesador de señales de XRF y un método de procesamiento de señales de XRF que permite extraer una firma de XRF precisa (es decir, en lo sucesivo también indicada como huella digital) del objeto examinado, incluso de una señal relativamente ruidosa de SNR y/o SCR deteriorada obtenida de lectores de XRF de mano/portátiles que pueden funcionar en un entorno no controlado.
Ciertos aspectos de la técnica de procesamiento de señales de XRF de la invención se basan en el entendimiento de los inventores de que gran parte del ruido y el eco que aparecen en una señal de XRF ruidosa aparecen en forma de una tendencia y/o componentes periódicos que aparecen en el perfil del espectro de longitud de onda de la señal, y que la aplicación de una filtración adecuada para eliminar dichos componentes puede generar un perfil espectral filtrado en el que la firma de XRF aparece con una SNR/SCR significativamente más alta. Con este fin, la presente invención proporciona un nuevo procesador de señales de XRF y un método de procesamiento de señales de XRF, que utilizan métodos de procesamiento de series temporales, como las técnicas autorregresivas (AR) y de promedio móvil (MA) para filtrar el perfil espectral de la señal de XRF. Como se apreciará a partir de la descripción siguiente, la presente invención proporciona modelos AR y/o modelos de MA específicos, tal como un modelo de promedio móvil integrado a uno autorregresivo (ARIMA) diseñado específicamente para filtrar señales de XRF. También ciertas realizaciones proporcionan métodos, basados en los enfoques Box-Jenkins y/o de descomposición estacional para aplicar los modelos autorregresivos y/o de promedio móvil para filtrar los espectros de longitud de onda de una señal de XRF. De hecho, los modelos AR y MA, tales como ARIMA, así como de Box-Jenkins y de descomposición estacional, son generalmente técnicas estadísticas de análisis de series temporales que se utilizan convencionalmente para analizar datos de series temporales que normalmente consisten en mediciones sucesivas realizadas en un intervalo de tiempo. Sin embargo, sorprendentemente, los inventores de la presente invención han descubierto que la aplicación de estas técnicas (p. ej., con los ajustes adecuados a los que a menudo se llega a través de ensayo y error), para la filtración del espectro de longitud de onda de XRF, proporcionan todas resultados integrales en la filtración de ruido y/o eco de las señales de XRF.
Cabe señalar que en el presente documento y en lo que sigue, la frase ambiente descontrolado debe entenderse como cualquier entorno, como al aire libre, donde la señal de XRF se propaga al detector a través del medio/aire ambiental sin condiciones de vacío y donde los objetos/materiales contaminantes que pueden residir cerca/sobre el material examinado no necesariamente se eliminan antes del examen. También debe tenerse en cuenta que los términos de mano y portátil cuando se usan en el presente documento en el contexto del dispositivo de XRF, indican un dispositivo que se puede configurar para que lo lleve el personal y que se puede operar in situ para realizar la lectura de XRF.
Por lo tanto, en ciertas realizaciones, el procesador de señales de XRF y/o el método de procesamiento de señales de XRF de la presente invención se utilizan para extraer con precisión las firmas de XRF de una señal ruidosa de XRF. Como se indicó anteriormente, el método/sistema de procesamiento de la invención puede usarse para procesar señales de XRF obtenidas por lectores de XRF de mano/portátiles. Por consiguiente, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un nuevo dispositivo de XRF de acuerdo con la reivindicación independiente 1 que incorpora el procesador de señales de XRF de la presente invención. Ciertas realizaciones de la presente invención también proporcionan un nuevo dispositivo de XRF de mano/portátil configurado para incluir el procesador de señales de XRF de la invención y adaptado para operar el procesador de señales de XRF para filtrar el espectro de la señal de XRF leída por el dispositivo de XRF de mano/portátil y extraer una firma de XRF de la misma.
La técnica de la invención facilita el uso de lectores de XRF de mano/portátiles para leer marcas de XRF de objetos en entornos no controlados (por ejemplo, in situ donde se encuentra/ubica el objeto a examinar). Más específicamente, ciertas realizaciones de la presente invención proporcionan una solución novedosa, que permite extraer una firma de XRF precisa (es decir, en lo sucesivo también indicada como huella digital) del objeto examinado, incluso de una señal relativamente ruidosa de SNR y/o SCR deteriorada obtenida de lectores de XRF mano/portátiles que pueden funcionar en entornos no controlados.
Así, de acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación independiente 6 para autenticar un objeto marcado con una marca de XRF.
En algunas realizaciones, el método de la invención también incluye irradiar el objeto con radiación de rayos X o rayos gamma; detectar una parte de una señal de rayos X que llega desde el objeto en respuesta a la radiación aplicada al objeto; y aplicar procesamiento espectral a la señal de rayos X detectada para obtener datos indicativos del perfil espectral de longitud de onda de la misma dentro de una determinada banda de rayos X.
De acuerdo con algunas realizaciones, el filtrado se lleva a cabo para perfiles espectrales de longitud de onda que están asociados con una pluralidad de partes de la señal de rayos X que llega desde el objeto en una pluralidad de partes de marco de tiempo de la señal de rayos X detectadas durante una pluralidad de marcos de tiempo. Luego, la obtención del perfil filtrado se logra calculando un promedio de una pluralidad de perfiles espectrales filtrados obtenidos por el filtrado de la pluralidad de partes de la señal de rayos X que se obtienen para la pluralidad de marcos de tiempo.
De acuerdo con algunas realizaciones de la invención, las longitudes de onda y posiblemente también las magnitudes de uno o más picos se usan para determinar los datos del material indicativos de los tipos y posiblemente también las concentraciones de los materiales incluidos en el objeto. Luego, los datos del material se utilizan para autenticar el objeto.
De acuerdo con la invención, el filtrado se realiza aplicando una técnica de análisis de series temporales al perfil espectral de longitud de onda de la parte de la señal detectada para suprimir dicha tendencia y componentes periódicos del perfil espectral de longitud de onda. Los componentes de tendencia y periódicos, que son suprimidos por el filtrado, están asociados con al menos uno de los ecos y el ruido que aparece en la parte detectada de la señal de rayos X y proviene de uno o más de los siguientes: ruido instrumental del dispositivo de detección, uno o más materiales extraños en la vecindad del objeto, ruido de retrodispersión y señales de interferencia de picos vecinos; dicho filtrado proporciona por lo tanto una relación señal a ruido (SNR) mejorada.
En algunas realizaciones, el filtrado incluye proporcionar un modelo autorregresivo (AR) predeterminado para filtrar espectros de señales de XRF. El modelo autorregresivo (AR) predeterminado es un modelo de promedio móvil integrado a uno autorregresivo (ARIMA). Los órdenes autorregresivos y de promedio móvil del modelo ARIMA pueden ser p = 5 y q = 12 respectivamente. Como alternativa o adicionalmente, los pesos autorregresivos del modelo ARIMA pueden determinarse con base en una función de autocorrelación del perfil espectral de longitud de onda.
También en algunas realizaciones, el filtrado se realiza aplicando al menos uno de: procesamiento de Box-Jenkins y procesamiento de descomposición estacional a dicha parte de la señal de rayos X detectada. Por ejemplo, el filtrado puede incluir filtrado estacional aplicado para suprimir el componente periódico y/o filtrado estacional aplicado para suprimir el componente de tendencia.
Las realizaciones de la invención también proporcionan métodos para marcar materiales, preferiblemente usando un marcador o marcadores que pueden identificarse usando fluorescencia de rayos X (XRF). Los marcadores se pueden aplicar fácilmente a los materiales, en una cantidad detectable específica. Opcionalmente, el marcador comprende una composición que comprende un compuesto marcador que comprende un átomo que es detectable usando XRF. Los marcadores pueden estar codificados para proporcionar una firma de XRF única ("huella digital") que permite la formación de una base de datos que asocia los materiales marcados con los fabricantes, números de lote, fecha de fabricación, sitio de fabricación, números de serie, datos del cliente, puerto de origen, puerto de destino y otros datos apropiados relevantes para la cadena de suministro y/o el producto. La marca puede no ser visible desde el exterior y puede detectarse mediante un detector de XRF, preferiblemente mediante un detector de XRF de mano/portátil. El detector puede configurarse para comunicarse con un servidor con el fin de proporcionar una indicación de autenticación del material.
Las realizaciones de la invención proporcionan métodos para marcar materiales de desecho, tales como materiales de desecho sólidos o materiales que potencialmente requerirán eliminación. El marcado de materiales de desecho se puede realizar usando marcadores que se pueden identificar usando XRF. Los marcadores se pueden aplicar fácilmente a los materiales de desecho, antes de que el material se elimine, por una entidad relevante, tal como una municipalidad, y pueden permanecer adheridos o absorbidos por los materiales de desecho después de que se vierten los materiales de desecho. Los marcadores pueden codificarse para proporcionar una "huella digital" única que permita a las autoridades formar una base de datos que asocie los materiales de desecho marcados o posibles materiales de desecho con las entidades (personas u organizaciones) responsables de la eliminación adecuada de los desechos.
Al encontrar desechos eliminados ilegalmente, una autoridad o un agente de la misma puede escanear los desechos para detectar la presencia de un marcador. Tras la identificación de un marcador, el marcador puede correlacionarse con la identidad de la entidad responsable de la eliminación adecuada de los desechos.
En la discusión, a menos que se indique lo contrario, se entiende que adjetivos como "sustancialmente" y "aproximadamente" que modifican una condición o relación característica de una característica o características de una realización de la invención significan que la condición o característica se define dentro de las tolerancias que son aceptables para la operación de la realización para una aplicación a la que está destinado. A menos que se indique lo contrario, la palabra "o" en la especificación y las reivindicaciones se considera como el "o" inclusivo en lugar del o exclusivo, e indica al menos uno o cualquier combinación de los elementos que une.
Este resumen se proporciona para presentar una selección de conceptos en una forma simplificada que se describen más adelante en la descripción detallada. Este resumen no pretende identificar características clave o características esenciales del objeto reivindicado, ni pretende ser utilizado para limitar el alcance del objeto reivindicado.
Breve descripción de los dibujos
Para comprender mejor el tema que se divulga en este documento y ejemplificar cómo se puede llevar a cabo en la práctica, ahora se describirán realizaciones, solo a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
Las Figs. 1A a 1C ilustran esquemáticamente la técnica para leer marcas de XRF de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención, en la que: la Fig. 1A es un diagrama de flujo de un método 100 para leer marcas de XRF; la Fig. 1B muestra gráficos esquemáticos que ilustran los componentes de una señal de XRF que se filtra de acuerdo con el método 100 ilustrado en la Fig. 1A; la Fig. 1C representa gráficos que ejemplifican las señales de XRF A1 y A2 antes y después de haber sido filtradas por el método 100 respectivamente;
Las Figs. 2A a 2C ejemplifican una técnica de procesamiento de señales de XRF para filtrar una señal de XRF de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención, en la que: la Fig. 2A muestra un diagrama de flujo de un método 200 de procesamiento de señales de XRF usado en ciertas realizaciones para filtrar una señal de XRF para extraer de ella una firma de XRF con SNR mejorada y/o SCR mejorada; y las Figs. 2B y 2C son gráficos que ejemplifican la operación del método 200 ilustrado en la Fig. 2A;
La Fig. 3 es un diagrama de bloques de un dispositivo de XRF que comprende un procesador de señales de XRF configurado de acuerdo con una realización de la presente invención;
Las Figs. 4A y 4B son diagramas de bloques que ejemplifican respectivamente las configuraciones de un dispositivo de procesamiento central de XRF y un dispositivo móvil (por ejemplo, de mano) de XRF de acuerdo con realizaciones de la presente invención;
La Fig. 5 muestra un diagrama de flujo que representa un proceso de acuerdo con realizaciones de la invención;
La Fig. 6 muestra un diagrama de flujo que representa un proceso de acuerdo con realizaciones de la invención;
La Fig. 7 muestra un diagrama de flujo que representa un proceso de acuerdo con realizaciones de la invención; y
La Fig.8 representa un sistema que se puede usar de acuerdo con las realizaciones de la invención para el análisis de material y/o el análisis de desechos y la determinación de su origen.
Las dimensiones de los componentes y las características que se muestran en las figuras se eligen por conveniencia y claridad de presentación y no necesariamente se muestran a escala.
Descripción detallada de realizaciones
En la siguiente descripción detallada, se describirán en detalle métodos novedosos para marcar e identificar objetos/materiales tales como desechos sólidos.
Ahora se hace referencia a la Fig. 1A, que muestra un diagrama de flujo que representa un método 100 para que el método 100 lea marcas de XRF de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención. El método 100 proporciona una técnica novedosa para leer marcas de XRF de un objeto bajo examen para permitir la identificación y/o autenticación y/o determinación de ciertas propiedades asociadas con el objeto con base en la marca XRF del objeto. El método 100 permite la extracción de una firma de XRF del objeto a partir de una señal de XRF ruidosa con SNR mejorada y SCR mejorada, lo que facilita el examen in situ de objetos y/o material a través de dispositivos móviles (portátiles/de mano). El método 100 incluye al menos las operaciones 120, 130 y 150 para filtrar un perfil espectral de longitud de onda de una señal de XRF, que se obtiene/detecta en respuesta a la radiación de rayos X y/o rayos gamma aplicada al objeto, mediante la utilización de técnicas estadísticas de series de tiempo para eliminar/suprimir componentes de tendencia y/o componentes periódicos, y preferiblemente ambos, del perfil espectral de longitud de onda e identificar una firma de XRF del objeto de la señal filtrada.
La operación 105 opcional del método 100 incluye irradiar un objeto para ser examinado por una radiación de rayos X o rayos gamma para excitar la respuesta de XRF del objeto. Debe entenderse que pueden usarse varias técnicas en la operación 105 para irradiar el objeto con radiación de rayos X/rayos gamma, y pueden variar en diferentes implementaciones del método de la invención. Una persona versada en la técnica apreciará fácilmente los tipos de emisores de radiación, así como la banda de longitud de onda y/o la intensidad de la radiación que se utilizará dados los requisitos y condiciones en los que se requiere la lectura de la marcación de XRF en las diferentes implementaciones. Por ejemplo, el emisor de radiación utilizado debe ser capaz de emitir radiación de rayos X con una energía superior a la "energía" de los átomos/elementos que forman parte de la marcación de XRF y, por lo tanto, deben identificarse. Opcionalmente, la operación 105 incluye la aplicación de medidas de precaución/seguridad antes de la irradiación del objeto a ser examinado por rayos X o rayos Gamma. Por ejemplo, en algunas realizaciones de la invención, el dispositivo de XRF incluye un sensor táctil/de proximidad que evita la activación de la fuente/emisor de radiación a menos que una muestra/parte del objeto a examinar se coloque junto al emisor (por ejemplo, bloqueando la ruta de propagación de la radiación).
La operación 110 opcional del método 100 incluye detectar y procesar espectralmente al menos una parte de una señal de XRF que llega de un objeto en respuesta a la radiación de rayos X o rayos gamma aplicada al mismo. La señal de XRF puede ser detectada, por ejemplo, por detectores y/o espectrómetros operables en una banda de rayos X deseada. La parte detectada de la señal de XRF se procesa utilizando técnicas de procesamiento espectral adecuadas, como un analizador multicanal para determinar el perfil espectral de longitud de onda de la misma.
Cabe señalar que las operaciones 105 y 110 son operaciones opcionales que no necesariamente se llevan a cabo en todos los sistemas/dispositivos que implementan el método 100 de la invención Por ejemplo, algunos sistemas, implementados como sistemas centrales de procesamiento de señales de XRF, pueden adaptarse para recibir datos indicativos del perfil espectral de la parte de la señal detectada desde una unidad/módulo de medición externo de XRF que implementa las operaciones de irradiar el objeto examinado y/o detectar la respuesta de XRF. También los lectores de XRF móviles configurados de acuerdo con la presente invención pueden configurarse para detectar señales de XRF que llegan en respuesta a la radiación de rayos X/gamma aplicada al objeto examinado por un módulo de fuente de radiación separado y, por lo tanto, dichos lectores de XRF móviles podrían no implementar la operación 105 de irradiar el objeto.
Para ello, en la operación 120 se proporcionan los datos indicativos de un perfil espectral de longitud de onda de al menos una parte de la señal de XRF detectada, después de haber sido analizada espectralmente, para su procesamiento de acuerdo con la técnica de la presente invención para identificar la firma de XRF en ellos.
La operación 130 incluye filtrar el perfil espectral de longitud de onda para suprimir los componentes de tendencia y/o periódicos que aparecen en el mismo y obtener un perfil filtrado. Una ventaja de la presente invención se relaciona con la nueva técnica de filtrado para filtrar un perfil espectral de XRF que se describe a continuación en relación con esta y las próximas operaciones del método 100, y también ejemplificado en los detalles a continuación con referencia a las Figs. 2A a 2H. De acuerdo con la invención, partes significativas del ruido y el eco en la señal de XRF detectada se distribuyen con características identificables dentro del perfil espectral de longitud de onda de la señal de XRF. En particular, partes significativas del ruido y el eco aparecen en forma de tendencia y/o de componentes periódicos dentro del perfil espectral de longitud de onda, que tienen rasgos característicos que permiten detectarlos y suprimirlos del perfil espectral de longitud de onda.
Esto se ilustra por ejemplo en la Fig. 1B que muestra gráficos espectrales esquemáticos (intensidad en unidades arbitrarias en función de las longitudes de onda) de diferentes componentes del perfil espectral de longitud de onda de la señal de XRF, donde:
G1 - es un gráfico que ilustra una sección de un perfil espectral de longitud de onda de una señal de XRF que se obtiene del detector. Como se muestra en el presente documento, la intensidad de la señal de XRF varía en escala entre 50 y 100 en unidades arbitrarias.
G2 - es un gráfico que ilustra un componente periódico del perfil espectral de longitud de onda, que tiene una cierta periodicidad. Este componente periódico puede estar asociado, por ejemplo, con ruido/eco, como ruido electrónico y/o retrodispersión. Se observa que la magnitud de la intensidad del componente periódico que se ilustra en este gráfico varía entre -10 y 10 en las mismas unidades arbitrarias que en el gráfico anterior.
G3 - es un gráfico que ilustra un componente de tendencia del perfil espectral de longitud de onda, que muestra la tendencia de la intensidad de la señal de XRF a subir/bajar en función de la longitud de onda. Este componente de tendencia puede estar asociado, por ejemplo, con ruido/eco. Se observa que la intensidad del componente de tendencia aumenta casi monótonamente en este ejemplo de 50 a 95 en las mismas unidades arbitrarias que en los gráficos anteriores.
G4 - es un gráfico que ilustra un perfil filtrado que se puede obtener aplicando la operación 130 para suprimir los componentes periódicos y de tendencia mostrados en G2 y G3 del perfil espectral de longitud de onda de la señal de XRF mostrada en G1. Como se muestra en el presente documento, restar/diferenciar los componentes de tendencia (G3) y los componentes periódicos (G2) del perfil espectral de longitud de onda (Gl), proporciona un perfil espectral filtrado en el que las líneas espectrales de la firma de XRF aparecen más claramente y no lo son o están menos oscurecidos por los componentes de tendencia y periódicos que están asociados con el ruido. Cabe señalar que la intensidad de las líneas espectrales de la firma de XRF en el presente ejemplo es una escala de 0 a 4 (en las mismas unidades arbitrarias utilizadas anteriormente), por lo que en este ejemplo es un orden de magnitud inferior al componente de tendencia. y también mucho más bajo del componente periódico.
En vista de lo anterior, está claro que la firma de XRF en la señal de XRF de G1 está completamente oscurecida por los componentes periódicos y de tendencia G3 y G2 (que en su mayoría tienen ruido/eco). Por lo tanto, para poder leer la firma de XRF de dicha señal de XRF sin suprimir estos componentes, se requiere el uso de emisores de rayos X/rayos gamma de mayor intensidad, detectores más precisos y menos ruidosos, y/o realizar la medición en condiciones menos ruidosas que brinden un eco reducido. La técnica de la presente invención permite resolver estos problemas eliminando los componentes de tendencia y periódicos de la señal de XRF. Incluso más específicamente, como se describe con más detalle a continuación, la presente invención también proporciona una técnica novedosa que identifica y filtra estos componentes de ruido para eliminar los componentes periódicos y/o de tendencia utilizando técnicas estadísticas que se toman prestadas del campo de los análisis estadísticos de series temporales y que se utilizan convencionalmente para cronometrar secuencias. Por ejemplo, en ciertas realizaciones de la presente invención, en la operación 130 se proporcionan modelos predeterminados, como los modelos autorregresivos y/o modelos de promedio móvil (p. ej., ARIMA), y se utilizan para identificar/filtrar los componentes periódicos y/o de tendencia del perfil espectral de longitud de onda de la señal de XRF.
Como se indicó anteriormente, los modelos ARIMA (generalmente denominados ARIMA(p, d, q) donde los parámetros p, d y q son números enteros no negativos que se refieren al orden de las partes autorregresivas, integradas y de promedio móvil del modelo respectivamente) se utilizan convencionalmente en el procesamiento estadístico de series de tiempo para comprender mejor los datos o para predecir puntos futuros en la serie de tiempo. Aquí, el modelo ARIMA se usa para procesar el espectro de longitud de onda de la señal de XRF, y los parámetros del modelo, p, d y q, se seleccionan para filtrar los componentes de tendencia y/o periódicos de la señal de XRF. En algunas realizaciones de la invención, los parámetros del modelo, p, d y q, se seleccionan/determinan específicamente para la filtración del perfil espectral de longitud de onda de la señal de XRF. Los parámetros se pueden determinar (p. ej., predeterminados de antemano, por ejemplo, mediante prueba y error y/o por simulaciones por ordenador), para que se ajusten a la extracción/filtración de componentes espectrales periódicos y/o de tendencia (ruido/eco) de la señal de XRF. Además, en ciertas realizaciones de la presente invención, en la operación 130 los métodos de series temporales, como los métodos de Box-Jenkins y/o de descomposición estacional y/o variantes de dichos métodos, se utilizan para filtrar la señal de XRF para suprimir los componentes espectrales periódicos y/o de tendencia de la señal. Por ejemplo, los métodos de Box-Jenkins y/o de descomposición estacional se pueden aplicar para procesar el espectro de longitud de onda de la señal de XRF en función de un modelo ARIMA seleccionado para obtener así un perfil espectral filtrado de la señal de XRF del que se puede extraer la firma de XRF. La Fig. 1C muestra los gráficos A1 y A2 de una señal de XRF real, respectivamente, antes y después de que se filtrara por el método 100. Un ejemplo de una implementación del método 100 se describe en detalle con referencias al diagrama de flujo de la Fig. 2A.
En este sentido, debe tenerse en cuenta que el hecho de que el ruido y el eco en la señal de XRF se expresen en forma de componentes periódicos y/o de tendencia en los espectros de longitud de onda de la señal de XRF, es sorprendente y no sería obvio para una persona ordinariamente capacitada. En consecuencia, tampoco sería obvio el uso de técnicas de series de tiempo para identificar y/o filtrar el componente de tendencia (también denominado en este documento como no estacionario) y/o los componentes del componente periódico (también denominado en este documento como componente de estacionalidad) de los espectros para una persona con conocimientos ordinarios en la materia.
Cabe señalar que, en el campo del análisis estadístico de series de tiempo, los componentes de tendencia y periódicos de la serie de tiempo a menudo se denominan componentes no estacionarios y estacionales, respectivamente; en consecuencia, estos términos también se usan indistintamente en el presente documento para indicar respectivamente los componentes de tendencia y periódicos del espectro, aunque estos componentes de tendencia y periódicos del espectro presentan tendencia y/o periodicidad con respecto a la escala de longitud de onda y no a la escala de tiempo.
Opcionalmente, en algunas realizaciones la operación 140 se lleva a cabo para mejorar aún más la precisión y la fiabilidad de la firma de XRF que se obtiene posteriormente en la operación 150 que se describe a continuación. La operación 140 opcional incluye repeticiones de las operaciones 120 a 130 descritas anteriormente para filtrar los perfiles espectrales de longitud de onda de una pluralidad de partes de señales de rayos X, que llegan desde el objeto en una pluralidad de marcos de tiempo. Luego, el perfil filtrado final de la señal de XRF se calcula integrando (por ejemplo, sumando/promediando) los perfiles filtrados obtenidos en las operaciones 130 filtrando los espectros de longitud de onda de la respectiva pluralidad de marcos de tiempo. De esta forma, la SCR/SNR en el perfil filtrado final se mejora aún más en comparación con un perfil filtrado de un solo marco de tiempo, lo que permite obtener la firma de XRF con mayor confiabilidad y precisión.
En la operación 150, los datos indicativos de la firma de XRF del objeto se obtienen del perfil filtrado obtenido en la operación 130 o en la operación 140 opcional (por ejemplo, el perfil filtrado final). La operación 150 incluye la identificación de picos en el perfil filtrado que satisfacen una condición o condiciones predeterminadas y la utilización de esos picos para determinar la firma de XRF del objeto examinado.
Por ejemplo, en algunas realizaciones de la presente invención, las condiciones predeterminadas incluyen la identificación de picos, cuya intensidad máxima y/o pendiente exceden cierto umbral o umbrales predeterminados. En este caso, en 150, los picos cuya intensidad/pendiente está por debajo del umbral o umbrales se ignoran y las longitudes de onda restantes, y posiblemente también las intensidades de los picos restantes, cuya altura/pendiente está por encima del umbral o umbrales, se utilizan para proporcionar datos indicativos de la firma de XRF.
Alternativa o adicionalmente, en ciertas realizaciones, las condiciones predeterminadas se basan en la respuesta espectral de XRF de un conjunto predeterminado de materiales de referencia que se consideran parte de la marcación de XRF del objeto. Los datos de referencia, como una tabla de consulta (LUT), indicativos de las respuestas espectrales de referencia de uno o más materiales de referencia diferentes, pueden almacenarse en una memoria. Por ejemplo, para cada material de referencia, los datos de referencia pueden incluir longitudes de onda de uno o más picos espectrales que generalmente se incluyen en la respuesta espectral de XRF del material, y posiblemente también la altura relativa de esos picos (las alturas en los datos de referencia pueden normalizarse a una cierta escala (por ejemplo, a una cierta concentración de los materiales de referencia)).En tales realizaciones, la operación 150 incluye procesar el perfil filtrado con base en los datos de referencia para determinar valores de correlación indicativos de los grados de correlación entre las respuestas espectrales de referencia de los materiales de referencia, con el perfil filtrado. Los valores de correlación pueden servir y/o pueden usarse para determinar los datos indicativos de la firma de XRF del objeto examinado y pueden ser realmente indicativos de las concentraciones de los materiales de referencia en el objeto examinado.
Las longitudes de onda y las magnitudes de uno o más picos se utilizan en 150 para determinar los datos de firma de XRF indicativos de tipos y/o concentraciones de materiales de marcación de XRF incluidos en el objeto. Los tipos y/o concentraciones de los materiales de marcación de XRF (es decir, los datos de firma de XRF) pueden utilizarse además para identificar y/o autenticar el objeto.
Con este fin, el objeto puede marcarse con un compuesto de marcación de XRF (en lo sucesivo denominado también marcador de XRF y/o compuesto marcador y/o marcador) detectable mediante fluorescencia de rayos X. Opcionalmente, el compuesto marcador puede ser un alcano sustituido, en el que al menos un átomo de hidrógeno está sustituido por un elemento que puede detectarse mediante un analizador de fluorescencia de rayos X (XRF). El compuesto resultante puede tener una fórmula general CnH2n+2-mXm, donde n = 1, 2, 3..., y m = 1, 2, 3... "X" es cualquier elemento que puede ser detectado por un analizador de fluorescencia de rayos X (XRF). Por ejemplo, X puede ser litio (Li), un metal alcalino que forma un enlace covalente con un átomo de carbono.
De acuerdo con otro ejemplo el marcador puede ser un compuesto halógeno, tal como un haluro de alquilo que tiene la fórmula general CnH2n+2-mXm, donde n = 1,2, 3..., m = 1,2, 3...” X" es un halógeno tal como flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I). Un ejemplo de un haluro de alquilo de este tipo es el tetrabromoetano que tiene la fórmula molecular C2H2Br4. El marcador también puede ser un haluro de arilo que tiene la fórmula general C6H6-mXm en la que m = 1, 2, 3, 4, 5 o 6, y "X" es un halógeno tal como flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I).
Opcionalmente, el compuesto marcador puede ser un haluro de alquilo o arilo seleccionado del grupo que consiste en: 1,1,2,2 tetracloroetano (es decir, C2H2Cl4), 1,1,2 tricloroetano (es decir, C2H3Cl3), pentacloroetano (es decir, C2HCl5 ), hexacloroetano (es decir, C2Cl6), 1,2,4 triclorobenceno (es decir, C6H3Cl3), 1,2,4,5 tetraclorobenceno (es decir, C6H2Cl4), yoduro de etilo (es decir, C2H5I), bromuro de etilo (es decir, C2H5Br), dicloro 1,2 dibromoetano (es decir, C2H2Cl2Br2), diclorotribromoetano (es decir, C2HCl2Br3), difluoro-1-cloroetano (es decir, C2H3F2Cl), difluoro 1,2 dibromoetano (es decir, C2H2F2Br2), trifluoro 1,2,2 dibromoetano (es decir, C2HF3Br2) ), tribromopropano (es decir, C3H5Br3), dibromobenceno (es decir, C6H4Br2), dibromoetano (es decir, C2H4Br4), bromuro de n-propilo (es decir, C3H7Br), parabromofluorobenceno (es decir, C6H4FBr), bromuro de butilo (es decir, C4H9Br) y bromuro de octilo, (es decir, C8H17Br).
De acuerdo con otro ejemplo, el marcador puede ser un compuesto organometálico o halógeno en el que al menos un elemento metálico o al menos un halógeno se une con al menos un átomo de carbono de un alqueno (olefina), que tiene la fórmula general CnH2n-mXm, donde n = 1, 2, 3..., m = 1, 2, 3... "X" es un metal alcalino o un halógeno. Un ejemplo de dicho compuesto es el bromoetileno que tiene la fórmula molecular C2H3Br.
De acuerdo con otro ejemplo, el marcador puede ser cualquiera de los compuestos mencionados anteriormente en los que el silicio (Si), el germanio (Ge) y similares sustituyen un átomo de carbono. Por ejemplo, el dietilsilano (es decir, C4H12Si) es un compuesto de este tipo. Se observará que el silicio es detectable por el analizador de fluorescencia de rayos X y no son necesarias sustituciones de átomos de hidrógeno. En consecuencia, no es necesario que aparezcan elementos "X" en el compuesto, si el silicio, el germanio u otro elemento sirven como elemento marcador detectable por el analizador de fluorescencia de rayos X. Para los alcanos, la fórmula general del compuesto es Cn-mH2n+2Ym, donde n = 1, 2, 3..., m = 1, 2, 3..., m<n y donde "Y" designa al silicio, germanio u otro elemento. Para los alquenos (olefinas), la fórmula general del compuesto es Cn-mH2nYm, donde n = 1, 2, 3..., m = 1, 2, 3... y donde "Y" designa al silicio, germanio u otro elemento.
De acuerdo con una realización de la invención, el marcador comprende una sal que comprende un átomo que tiene un número atómico comparable al del litio o superior. De acuerdo con una realización de la invención, el marcador comprende una sal que comprende un átomo que tiene un número atómico comparable al magnesio, o superior.
En algunas realizaciones, las composiciones detectables que se pueden utilizar para marcar el objeto mediante marcadores de XRF se forman mezclando un compuesto marcador de XRF con un vehículo. La composición detectable puede estar en forma líquida. Preferiblemente, la composición comprende un agente que ayuda a la adhesión de la composición al material a marcar, o un agente que ayuda a la absorción de la composición en el material a marcar. El agente, de acuerdo con una realización de la invención, puede ser un aglutinante. El aglutinante puede comprender uno o una combinación de: alquídicos, acrílicos, vinil-acrílicos, acetato de vinilo/etileno (VAE), poliuretanos, poliésteres, resinas de melamina, epoxi o aceites. Las composiciones detectables pueden comprender además un pigmento y/o un disolvente. Por ejemplo, las composiciones detectables pueden estar en forma de pintura, pegamento o epoxi.
Para ello, los datos de referencia utilizados en 150 pueden incluir datos indicativos de diversas composiciones y/o marcadores detectables que se utilizan mediante la técnica de la presente invención para marcar e identificar objetos. En algunas realizaciones, la técnica de la invención permite la detección de marcadores de XRF, que están presentes en el objeto en concentraciones en el rango de aproximadamente 100 partes por billón (ppb) a 100 partes por millón (ppm).
La Figura 2A es un diagrama de flujo que ilustra con más detalle un método 200 para procesar señales de XRF de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención. El método incluye las operaciones 220, 230 y la operación 240 opcional, en la que: en la operación 220, se proporcionan datos/señales indicativas de un perfil espectral de longitud de onda de al menos una parte de una señal de XRF detectada, en 230 el perfil espectral de longitud de onda de la parte de la señal de XRF detectada se filtra para suprimir los componentes de tendencia y periódicos, y la operación 240 opcional incluye repeticiones de las operaciones 220 y 230 para filtrar los perfiles espectrales de longitudes de onda de una pluralidad de partes de señales de rayos X, que llegan desde el objeto en una pluralidad de marcos de tiempo, y la integración (por ejemplo, el promedio de la pluralidad de perfiles espectrales filtrados obtenidos de esta manera para obtener un perfil filtrado final con SNR mejorada y/o una SCR mejorada). Las operaciones 220 y 240 son generalmente similares a las operaciones 120 y 140 descritas anteriormente y, por lo tanto, no es necesario describirlas a continuación con más detalle. La operación 230 del método 200 es un ejemplo particular de una implementación de la operación 130 del método 100 descrito anteriormente.
La operación 230 incluye la suboperación 232 para proporcionar un modelo autorregresivo (AR) para filtrar el perfil espectral de longitud de onda proporcionado en 220. Como se indica en 232.1, opcionalmente el modelo utilizado es un modelo ARIMA. Se obtienen los parámetros del modelo para filtrar la señal de XRF. Los parámetros pueden ser parámetros predeterminados previamente determinados para adaptarse a la filtración de una señal de XRF (por ejemplo, almacenados en la memoria) y/o, opcionalmente, en 232.2 algunos de los parámetros pueden determinarse basándose en el perfil espectral de longitud de onda que se va a filtrar. Por ejemplo, el parámetro autorregresivo p puede determinarse (por ejemplo, determinado dinámicamente en tiempo real) calculando la función de autocorrelación del perfil espectral de longitud de onda e identificando la ubicación o ubicaciones de los extremos (por ejemplo, máximos) en la función de autocorrelación.
Por ejemplo, en algunas realizaciones, los parámetros/órdenes autorregresivo P, Integración d y promedio móvil q del modelo ARIMA se establecen de la siguiente manera: p = 5 y q= 12. En ciertas realizaciones se seleccionan los pesos promedio móviles (MA) consecutivos q de la serie repetida de pesos para la parte MA del modelo ARIMA. Los inventores de la presente invención se han dado cuenta de que, en algunos casos, el uso de este conjunto de pesos de MA proporciona buenos resultados al filtrar espectros de longitud de onda de XRF.
La operación 230 incluye la suboperación 234 en la que el perfil espectral de longitud de onda se filtra basándose en el modelo AR (p. ej., ARIMA) utilizando técnicas de procesamiento de series temporales, que son una adaptación de las técnicas de procesamiento de Box-Jenkins y de descomposición estacional a la filtración de la señal de XRF.
Por ejemplo, en la suboperación 234.1 opcional se aplica filtración de estacionalidad para suprimir el componente periódico del perfil espectral de longitud de onda. En este ejemplo, la filtración de estacionalidad puede incluir:
a. - aplicar un promedio móvil al perfil espectral de longitud de onda para obtener un perfil suavizado del perfil espectral de longitud de onda. Un ejemplo de un perfil espectral de longitud de onda de una señal de XRF que se proporciona en 220 se ilustra en la Fig.2B. En este ejemplo, el promedio móvil se aplica promediando q = 12 muestras consecutivas de la señal de XRF con q = 12 pesos que se presentan en el modelo ARIMA proporcionado en la suboperación 232.
b. - luego, el perfil suavizado se diferencia, en este caso por resta del perfil suavizado del perfil espectral de longitud de onda P1 para obtener un perfil de estacionalidad indicativo de los picos periódicos que están asociados con el ruido y/o eco y que existen en el perfil espectral de longitud de onda P1. Cabe señalar que, aunque los inventores han encontrado que en algunas implementaciones es preferible realizar la diferenciación por sustracción del perfil suavizado del perfil espectral de longitud de onda P1, sin embargo, en algunas realizaciones, la diferenciación se puede realizar de otra manera para obtener el perfil de estacionalidad, por ejemplo, mediante la división del perfil espectral de longitud de onda P1 por el perfil suavizado (por ejemplo, o viceversa).
c. - finalmente, para suprimir los componentes periódicos del perfil espectral de longitud de onda P1 y obtener un perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad", el perfil de estacionalidad obtenido en (b.) se suaviza aplicando un promedio móvil para obtener un perfil de estacionalidad suavizado y luego diferenciando el perfil de estacionalidad suavizado del perfil espectral de longitud de onda P1 obteniendo así el perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad" a partir del cual se suprimen al menos algunos componentes periódicos.
En la suboperación opcional 234.2, se aplica filtración de estacionariedad para suprimir el componente de tendencia del perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad" (o del perfil espectral de longitud de onda P1, p.ej. en el caso de que los pasos a. a c. anteriores no se realizaron). En este ejemplo, la filtración de estacionariedad incluye:
d. -aplicar el promedio móvil al perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad" (por ejemplo, esto también se puede aplicar al perfil espectral de longitud de onda P1) para obtener un perfil de estacionariedad indicativa de al menos una parte del componente de tendencia existente en el perfil espectral de longitud de onda P1.
e. - Luego, la diferenciación entre el perfil espectral libre de estacionalidad (por ejemplo, o el perfil espectral de longitud de onda P1) y el perfil de estacionariedad, para suprimir el componente de tendencia del perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad" (por ejemplo, o del perfil espectral de longitud de onda P1) y obtener un perfil espectral libre de tendencias P6 en el que se suprime el componente de tendencia. El perfil espectral "sin tendencia" P6 obtenido en esta etapa se ilustra, por ejemplo, en la Fig. 2C. Cabe señalar que en el presente documento la diferenciación se realiza restando el perfil de estacionariedad del perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad", y que para ello el perfil P6 es en realidad un perfil espectral de longitud de onda filtrada de la señal de XRF a partir del cual se suprimen tanto los componentes de estacionalidad (periódica) como los componentes de estacionariedad (tendencia). También debe entenderse que, aunque la diferenciación de este paso se realiza en este ejemplo mediante sustracción, en algunas realizaciones la diferenciación para eliminar el componente de tendencia se puede realizar mediante otras técnicas, por ejemplo, mediante la división del perfil espectral de longitud de onda "libre de estacionalidad" (por ejemplo, o del perfil espectral de longitud de onda P1) por el perfil de estacionariedad.
Así, al final de la operación 234 ejemplificada anteriormente se obtiene un perfil espectral de longitud de onda filtrada P6 a partir del cual se eliminan partes significativas tanto de los componentes de tendencia como de los periódicos, que están asociados con el ruido/eco. Los picos prominentes restantes son principalmente indicativos de la firma de XRF real del objeto examinado. En la siguiente operación 150 descrita anteriormente de manera similar se puede realizar para extraer datos indicativos de la firma de XRF del perfil filtrado P6 con mayor precisión y fiabilidad.
Comparando los perfiles espectrales P1 y P6, antes y después de la filtración por la técnica de la presente invención, se observa que gran parte del ruido y el eco se suprimen en el perfil P6. En el perfil P6 después de la filtración, son visibles picos en el área de 850 a lo largo del eje y. La sensibilidad se mejora como se puede observar comparando la escala del eje Y de la Fig. 2B, que está en el rango de aproximadamente 0-80, y la escala del eje Y de la Fig. 2C, que está alrededor del rango de 0-2. Esta mayor sensibilidad permite al usuario usar cantidades más pequeñas de sustancias de marcado, ya que aumenta la resolución de los picos.
Volviendo ahora a la Fig.3, se ejemplifica un diagrama de bloques que ejemplifica un dispositivo 300 de fluorescencia de rayos X (XRF) configurado de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención. El dispositivo 300 de XRF incluye un proveedor 320 de datos/señales espectrales de XRF que está adaptado para proporcionar datos indicativos de un perfil espectral de longitud de onda de una parte de señal de XRF que llegó de un objeto en respuesta a la irradiación del objeto mediante radiación de rayos X o rayos gamma y detección de la señal de XRF de respuesta por un detector de radiación. El dispositivo 300 de XRF también incluye un procesador 310 de lectura de marcación de XRF (en adelante 'procesador') que está adaptado para procesar el perfil espectral de longitud de onda de acuerdo con la técnica de la presente invención (por ejemplo, método 100 de implementación y/o método 200 descrito anteriormente) a un perfil filtrado indicativo de las firmas de XRF de los materiales (por ejemplo, marcadores de XRF) incluidos en el objeto. El dispositivo 300 de XRF también incluye un módulo 330 de identificación adaptado para procesar el perfil filtrado para identificar la firma de XRF en el mismo y proporcionar datos indicativos de la misma. El módulo 330 de identificación puede adaptarse, por ejemplo, para llevar a cabo la operación 150 del método 100 descrito anteriormente para identificar, en el perfil filtrado, picos que satisfacen un criterio predeterminado, y utilizando las longitudes de onda, y posiblemente también las magnitudes de esos picos, para identificar la firma de XRF del objeto. También el dispositivo 300 puede incluir un recuperador 340 de datos de marcación de XRF asociado con una memoria que almacena datos de referencia indicativos de varias composiciones y/o marcadores detectables que se utilizan para marcar objetos, y que pueden adaptarse para procesar los datos indicativos de la firma de XRF obtenida por el módulo 330 de identificación basándose en los datos de referencia, y determinando el marcador de XRF utilizado para marcar el objeto y proporcionando y/o almacenando datos indicativos del mismo.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el procesador 310 incluye un módulo 315 de filtración que incluye al menos uno de un filtro 315.2 de periodicidad y un filtro 315.4 de tendencia que están adaptados respectivamente para filtrar el perfil espectral de longitud de onda para suprimir los componentes periódicos y los componentes de tendencia del mismo. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el módulo 315 de filtración incluye un filtro 315.2 de periodicidad y un filtro 315.4 de tendencia que están respectivamente configurados y operables para implementar las operaciones 234.1 y 234.2 descritas anteriormente para suprimir los componentes periódicos y de tendencia del perfil espectral de longitud de onda de la parte de la señal de XRF.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, el procesador 310 también incluye un segmentador 312 de marco de tiempo y un integrador 317 de marco de tiempo que están configurados y operativos para implementar las operaciones 140 y/o 240 del método para reducir aún más el ruido y/o el eco de la señal filtrada final. Para ello, el segmentador 312 de marco de tiempo está configurado y operable para segmentar la señal de XRF proporcionada por el proveedor 320 de datos/señales espectrales de XRF en una pluralidad de (es decir, dos o más) perfiles espectrales de longitud de onda. El módulo 315 de filtración luego filtra cada uno de los perfiles espectrales de longitud de onda independientemente para eliminar/suprimir los componentes de tendencia y/o periódicos de los mismos. Entonces el integrador 317 de marco de tiempo integra (por ejemplo, promedia) los perfiles filtrados obtenidos por el módulo de filtración para cada una de las partes de señal de los diferentes marcos de tiempo para obtener un perfil filtrado final con SNR y/o SCR mejoradas.
Cabe señalar que, en general, el dispositivo de XRF de la presente invención puede implementarse por medios analógicos y/o digitales. En algunos casos, el dispositivo de XRF incluye un sistema computarizado que incluye un procesador de ordenador (CPU) y una memoria. Los módulos del dispositivo pueden, por lo tanto, implementarse mediante circuitos adecuados y/o mediante componentes de software y/o hardware que incluyen un código legible por ordenador configurado para implementar las operaciones de los métodos 100 y/o 200 descritos anteriormente.
El dispositivo de XRF de la presente invención puede implementarse como parte de un centro de procesamiento de señales de XRF y/o como un dispositivo de lectura de XRF portátil (por ejemplo, de mano).
Un dispositivo 300 de XRF de la invención implementada en un centro de procesamiento de señales de XRF se ilustra en un diagrama de bloques en la Fig. 4A. La descripción de la configuración y operación de los elementos/módulos comunes del dispositivo 300 que son similares a los del dispositivo que se muestra en la Fig. 3 se repetirá en el presente documento. En la implementación del dispositivo de XRF en un centro de procesamiento de señales de XRF, el proveedor 320 de datos/señales espectrales de XRF incluye y/o está asociado con un módulo 322 de comunicación, y es operable recibiendo datos indicativos de la señal de XRf a través de la comunicación con un dispositivo remoto de lectura de XRF que se usa para detectar la respuesta de la señal de XRF del objeto. También en esta implementación del recuperador 340 de marcación de XRF incluye y/o está asociado con el almacenamiento de datos (memoria) 344 que almacena los datos de referencia marcando datos indicativos de una pluralidad de marcadores de XRF para ser identificados por el dispositivo 300 de XRF. Posiblemente el almacenamiento de datos (memoria) 344 también almacena datos de asociación que asocian información indicativa de una pluralidad de objetos con marcadores de XRF. El recuperador 340 de datos navega/consulta el almacenamiento de datos 344 para determinar el marcador de XRF que mejor se ajusta a la firma de XRF obtenida por el módulo 330 de identificación. Opcionalmente el recuperador 340 de datos también navega/consulta el almacenamiento de datos 344 para determinar las propiedades del objeto basándose en el marcador de XRF identificado y los datos de asociación almacenados en el almacenamiento de datos. Luego, los datos indicativos del marcador de XRF identificado y/o de las propiedades del objeto identificado pueden comunicarse (por ejemplo, a través del módulo 322 de comunicación y/o a través de un módulo diferente) al lector de XRF que proporciona la señal de XRF.
Un dispositivo 300 de XRF de la invención implementada como un lector de XRF de mano/portátil se ilustra en un diagrama de bloques en la Fig.4B. La descripción de la configuración y operación de los elementos/módulos comunes del dispositivo 300 que son similares a los del dispositivo descrito anteriormente con referencia a la Fig. 3 no se repetirá en el presente documento. En la implementación del dispositivo 300 de XRF como dispositivo de mano/portátil, el proveedor 320 de datos/señales espectrales de XRF puede incluir un detector 324 de radiación, tal como un espectrómetro de rayos X adaptado para detectar y analizar espectralmente una señal de XRF que llega de un objeto en respuesta a la irradiación del objeto por rayos X o rayos gamma, y proporcionar señales de datos indicativas del perfil espectral de longitudes de onda de la señal detectada. En algunas realizaciones, el detector 324 de radiación permite la detección de un material marcador de XRF que marca dicho objeto y que tiene una concentración del orden de aproximadamente 1 ppm o incluso inferior, del orden de aproximadamente cientos de ppb.
En algunas realizaciones, el dispositivo 300 de XRF opcionalmente también puede incluir un emisor 350 de radiación configurado y operable para emitir dicha radiación de rayos X o rayos gamma para irradiar un objeto a ser examinado por el dispositivo 300 de XRF portátil. En esta implementación, el recuperador 340 de datos de marcación de XRF puede incluir un módulo 342 de comunicación y/o un almacenamiento 344 de datos que se utilizan para obtener, con base en la firma de XRF identificada, los datos de marcación de XRF asociados con el marcador XRF que marca el objeto y/o los datos del objeto indicativos de las propiedades del objeto. Para este propósito, el almacenamiento 344 de datos puede almacenar datos de referencia y/o datos de asociación asociando varias firmas de XRF con marcadores de XRF específicos y/o asociando las firmas de XRF y/o varios marcadores con propiedades de los objetos marcados de ese modo. Como alternativa o adicionalmente, el dispositivo 300 de mano puede usar el módulo 342 de comunicación (por ejemplo, módulo de comunicación inalámbrica) para comunicar datos indicativos de la firma de XRF y/o el perfil filtrado a un centro de procesamiento y recibir desde allí datos indicativos del objeto y/o datos del marcador indicativos del marcador de XRF utilizado para marcar el objeto.
En algunos casos, los datos del marcador obtenidos por el recuperador 340 de datos de marcación de XRF es indicativo de uno o más de los siguientes: la firma de XRF del objeto en su forma original; uno o más materiales de marcación de XRF aditivos agregados al objeto para marcarlo; y/o un material vehículo utilizado para adherir materiales de marcación de XRF al objeto. En algunos casos, los datos del objeto obtenidos por el recuperador 340 de datos de marcación de XRF incluye datos indicativos de uno o más de los siguientes: identidad del objeto; identidad de dicho producto asociado con el objeto, identidad del fabricante de dicho objeto; número de lote del objeto, fecha de fabricación del objeto, sitio de fabricación del objeto y/o número de serie del objeto; e identificador de un propietario de dicho objeto. En algunas realizaciones, el dispositivo 300 de XRF incluye un módulo 390 de visualización (por ejemplo, que incluye una pantalla de visualización y un controlador de visualización (no mostrado)) que están configurados y operativos para obtener los datos del marcador y/o los datos del objeto del recuperador 340 de datos de marcación de XRF y presentar en la pantalla de visualización indicios indicativos del objeto.
En algunas realizaciones, el dispositivo 300 de XRF incluye un localizador 360 de posición (por ejemplo, GPS) configurado para determinar/estimar la posición del dispositivo 300 de XRF y utilizar el módulo de comunicación (p. ej.
342) para comunicar datos indicativos de la posición al centro de procesamiento junto con los datos del perfil filtrado/firma de XRF. En algunas realizaciones, el dispositivo 300 de XRF incluye un lector 370 óptico (por ejemplo, lector de código de barras/código QR) configurado para leer un código óptico, tal como un código de barras/código QR) del objeto y comunicar los datos indicativos del código óptico al centro de procesamiento junto con los datos del perfil filtrado.
En algunas realizaciones, el dispositivo 300 de XRF también incluye una memoria que almacena un código de identificación único del dispositivo 300 de XRF. El dispositivo 300 de XRf puede configurarse para comunicar el código de identificación único al ordenador central a través del módulo de comunicación junto con los datos del perfil filtrado.
Ahora se hace referencia a la Fig.5 que muestra un diagrama de flujo que representa un método 500 para el marcado de materiales/objetos de desecho.
El método 500 incluye 520 proporcionar/preparar una composición detectable para marcar los materiales de desecho. Opcionalmente, la composición detectable comprende un compuesto marcador de XRF que comprende un átomo que es detectable usando fluorescencia de rayos X. De acuerdo con una realización de la invención, el compuesto marcador de XRF está presente en la composición detectable en una cantidad que permite la detección por un dispositivo de XRF tal como un dispositivo 300 descrito anteriormente. De acuerdo con una realización de la invención, el compuesto marcador de XRF está presente en la composición en una cantidad tal que la concentración del elemento que puede detectarse mediante un dispositivo de XRF está presente entre el rango de aproximadamente 100 partes por billón (ppb) y 100 partes por millón (ppm).
De acuerdo con una realización de la invención, el método 500 además incluye 530 marcar materiales de desecho y/u objeto u objetos/o sólidos que potencialmente requerirán eliminación, por la composición detectable (por ejemplo, compuesto marcador de XRF) proporcionada/preparada en 520. De acuerdo con una realización de la invención, los objetos/materiales marcados pueden comprender materiales de construcción que pueden ser o convertirse en desechos de construcción como resultado de la destrucción o renovación de carreteras, edificios y otras estructuras hechas por el hombre. Dichos materiales de construcción pueden comprender hormigón, asfalto, metal, madera, materiales aislantes, paneles de yeso, vidrio, plástico y otros desechos asociados. Realizaciones adicionales de la invención también se refieren a materiales/desechos líquidos. En algunas realizaciones de la invención, los objetos/materiales marcados aún no se encuentran en forma de desecho en el momento del marcado. Por ejemplo, si se programa la demolición de un edificio, los materiales de construcción que forman el edificio pueden considerarse materiales de desecho sólidos y pueden marcarse con la composición detectable, antes de la demolición del edificio.
De acuerdo con una realización de la invención, la composición detectable (por ejemplo, mediante un marcador de XRF) está en forma de pintura. En tales realizaciones en 530 los objetos/materiales/desechos sólidos se marcan aplicando/pintando el objeto con una composición de marcación de XRF detectable en forma de pintura (por ejemplo, mediante aspersión). La aplicación de una composición detectable/de marcación de XRF al material de desecho sólido en forma de pintura requiere un esfuerzo inmenso para eliminar la composición detectable del material de desecho sólido, lo que desalienta la eliminación de la composición y la posterior eliminación ilegal. En algunas realizaciones de la invención, la composición detectable/marcadora de XRF está en forma de pintura coloreada. La pintura coloreada puede tener un color diferente a la del objeto/material al que se aplica, lo que permite una fácil identificación de los objetos/materiales marcados que se eliminan como desechos. Alternativamente, en algunas realizaciones, la pintura coloreada se puede colorear con un color similar a la superficie del objeto al que se aplica. Por ejemplo, si el objeto es una carretera con franjas blancas o amarillas, la composición detectable se puede aplicar en una pintura que tenga el mismo color que las franjas, "enmascarando" así la marca y haciendo que la marca sea difícil de encontrar y/o quitar.
De acuerdo con una realización de la invención, la composición detectable es una composición estable que mantiene su estabilidad y su capacidad para ser detectada mediante fluorescencia de rayos X después de ser aplicada al material de desecho durante un período de al menos un año. De acuerdo con una realización de la invención, la composición detectable mantiene su capacidad para ser detectada mediante fluorescencia de rayos X después de ser aplicada al material de desecho durante un período de al menos 3 años.
De acuerdo con una realización de la invención, una composición detectable apropiada se empareja con un tipo específico de residuo de construcción que se está marcando. Por ejemplo, si el desecho de la construcción es hormigón, se analiza una muestra de hormigón no marcado mediante fluorescencia de rayos X para determinar la presencia detectable de átomos. Se obtiene como resultado que el hormigón no contiene niveles detectables de dos elementos, Li y Br. Como resultado del análisis, se forma una composición detectable que comprende una cantidad conocida de Li y Br y se aplica a los desechos de construcción de hormigón.
De acuerdo con una realización de la invención, el método 500 además incluye la operación 540, para asociar una firma/huella digital de la composición detectable (p. ej., marcador de XRF), que se utiliza para marcar un objeto/material con datos del objeto, incluidas propiedades/parámetros del objeto/material, como la identificación de una entidad responsable de la eliminación del objeto/material como desecho. Los datos de asociación entre la firma de la composición detectable/marcador de XRF que marca el objeto y los parámetros del objeto pueden almacenarse entonces en un almacenamiento de datos adecuado.
Para marcar los desechos de manera efectiva, se puede usar un sistema de codificación en el que diferentes concentraciones relativas y/o identidades de compuestos de marcado se pueden asociar con diferentes entidades responsables de la eliminación de los desechos.
Ahora se hace referencia a la Fig. 6, que muestra un diagrama de flujo que representa un método 600, de acuerdo con una realización de la invención, para identificar una entidad responsable de la eliminación de un material de desecho.
De acuerdo con una realización de la invención, el método 600 incluye la operación 610 que se relaciona con la identificación/análisis de un material de desecho. De acuerdo con realizaciones de la invención, el material de desecho puede ser un material de desecho sólido, que comprende desechos de construcción. Los desechos de la construcción pueden incluir hormigón, asfalto, metal, madera, materiales de aislamiento, paneles de yeso, vidrio, plástico y otros desechos asociados. El material de desecho puede encontrarse tirado en lugares ilegales. La operación 610 puede llevarse a cabo mediante un dispositivo de XRF como el que se ilustra en la Fig. 4B proporcionado en forma de un espectrómetro de marcación del marcador de XRF. El análisis del material de desecho para identificar una marca puede, de acuerdo con realizaciones de la invención, utilizar fluorescencia de rayos X para identificar la marca. El análisis puede incluir bombardear el material de desecho con radiación electromagnética y analizar la longitud de onda y/o la intensidad del patrón de fluorescencia emitido por el marcado del material de desecho. Basándose en la longitud de onda y/o la intensidad del patrón de fluorescencia emitido, se puede determinar que el marcador comprende una cierta concentración de un átomo específico asociado con una identidad de una composición marcadora. De acuerdo con una realización de la invención, el material de desecho se analiza con un dispositivo de XRF portátil, por ejemplo, como el que se muestra en la Fig. 4B.
De acuerdo con una realización de la invención, el método 600 comprende además la operación 620, que se relaciona con la comparación de una marca con una entidad asociada. La operación 620 se lleva a cabo después de detectar un patrón de fluorescencia (por ejemplo, la firma de XRF del marcador). El patrón de fluorescencia/firma de XRF detectado puede ser indicativo de concentraciones relativas específicas de átomos específicos que pueden correlacionarse con concentraciones de uno de una pluralidad de marcadores con los que se marcó previamente el desecho. El patrón de fluorescencia/firma de XRF emitido puede ser indicativo de concentraciones relativas específicas de átomos específicos que pueden correlacionarse con concentraciones de marcadores aplicados previamente. Para ello, en la operación 620 los datos de referencia (descritos anteriormente) almacenados en una base de datos pueden usarse para comparar el patrón de fluorescencia/firma de XRF de los marcadores de XRF detectados con las firmas/composiciones químicas de una pluralidad de marcadores de XRF utilizados previamente para marcar objetos y almacenados en el base de datos.
De acuerdo con una realización de la invención, el método 600 además incluye la operación 630 que se relaciona con la determinación de los datos del objeto/material de desecho marcado por el marcador identificado, por ejemplo, la determinación de los datos del objeto indicativos de la identidad de una entidad que es responsable de la eliminación del objeto/material de desecho. Para ello en la operación 630 los datos de asociación (descritos anteriormente) que se almacenan en la base de datos pueden usarse para determinar las propiedades/parámetros del objeto/material que está marcado por el marcador identificado en 620. Los parámetros de propiedad del objeto pueden incluir datos indicativos de una entidad responsable de la eliminación del objeto.
De acuerdo con una realización de la invención, el método 600 además incluye la operación 640 opcional que puede incluir el inicio automático de una acción de iniciación, contra la entidad responsable de la eliminación del material de desecho. Esto puede ser, por ejemplo, la emisión automática de una multa para la entidad responsable de la eliminación del material de desecho y/o el registro automático de la entidad responsable de la eliminación de los desechos en un registro/libro de tareas para manejo posterior por personal adecuado. Para ello, como se indicó anteriormente, en algunos casos el dispositivo lector de XRF de la invención incluye uno o más de los siguientes: un localizador de posición (GPS), un lector óptico/de código de barras y una memoria que almacena una identificación única. Utilizando los datos proporcionados por dichos módulos, los siguientes parámetros de datos pueden registrarse cuando se registra/enlista automáticamente la eliminación de los desechos:
- La entidad que es responsable de la eliminación de desechos - estos, así como posiblemente otros parámetros de los desechos, pueden ser determinados por la asociación en 630;
- La ubicación de la eliminación de desechos - estos datos se pueden obtener del GPS/localizador de posición del dispositivo de XRF;
- La identidad del oficial de campo que registra los desechos eliminados - estos datos se pueden obtener utilizando el código de identificación único del dispositivo de XRF;
- Posiblemente información adicional sobre los desechos que se puede obtener de la información del código de barras codificada en los objetos/materiales de desecho y leída por el lector óptico del dispositivo de XRF.
Ahora se hace referencia a la Fig. 7, que muestra un diagrama de flujo que representa un método 700 para autenticar un material de acuerdo con realizaciones de la invención.
El método 700 comprende la operación 710, que comprende un material/objeto para marcar. Un objeto/material para marcar puede comprender cualquier material o producto en el que exista preocupación por la falsificación o el desvío de la cadena de suministro del producto. El material/objeto para marcar puede comprender un embalaje que puede marcarse de acuerdo con realizaciones de la invención. El material puede seleccionarse de un grupo que consiste en: gas natural, piedras preciosas, monedas, billetes, documentos de identificación, tarjetas de identificación, pasaportes, autopartes, productos de marca, bienes de consumo, plástico, papel, adhesivos, pinturas, pigmentos, nailon, algodón, fibras sintéticas, metales, aleaciones, caucho, caucho sintético, fibra óptica, silicio, cartón, tintas y polímeros sintéticos. De acuerdo con una realización de la invención, el adhesivo se selecciona del grupo que consiste en epoxi, cola polimérica y cola de contacto. De acuerdo con una realización de la invención, los bienes de consumo se seleccionan del grupo que consiste en: alimentos, bebidas, bebidas alcohólicas, electrónica, ropa, joyería, zapatos, accesorios de moda, relojes, software, perfumes, cosméticos, productos farmacéuticos y obras de arte.
El método 700 comprende además la operación 715, que proporciona una composición marcadora de XRF que comprende una sustancia marcadora y un vehículo. El compuesto de la sustancia marcadora puede ser cualquiera de los marcadores descritos anteriormente (como, por ejemplo, un alcano sustituido y/o un compuesto halógeno, y/o un haluro de alquilo o arilo, y/o un compuesto organometálico o halógeno, y/o una sal que comprende un átomo que tiene un número atómico comparable al del litio, o superior). De acuerdo con una realización de la invención, la sustancia marcadora comprende un elemento que tiene un número atómico de 12 (Magnesio) y superior. De acuerdo con una realización de la invención, la sustancia marcadora comprende un compuesto marcador o un átomo marcador. De acuerdo con una realización de la invención, se prepara una composición detectable que comprende dos o más sustancias marcadoras. De acuerdo con una realización de la invención, las dos o más sustancias marcadoras emiten XRF a diferentes frecuencias.
De acuerdo con una realización de la invención, se agrega una sustancia marcadora a una concentración relativa al vehículo de entre 0,1 partes por millón y 100 partes por millón. De acuerdo con una realización de la invención, se agrega una sustancia marcadora a una concentración relativa al vehículo de entre 0,5 partes por millón y 30 partes por millón.
De acuerdo con una realización de la invención, se forma una composición detectable en la que la energía de la radiación de XRF, emitida al irradiar la composición detectable a una energía dada, no corresponde a la energía de la radiación de XRF emitida cuando la sustancia marcada se irradia a la misma energía. Esto garantiza que las sustancias no marcadas no emitan señales de "falso positivo" y se distingan de las sustancias marcadas correspondientes. También es posible utilizar material aglutinante cuya respuesta de XRF no interfiera con la señal de XRF del marcador.
De acuerdo con una realización de la invención, la composición detectable no interfiere con la operación de la sustancia marcada. Por ejemplo, si la sustancia marcada es un adhesivo, la adición de la composición detectable no altera la adhesividad del adhesivo.
De acuerdo con una realización de la invención, la composición detectable no tiene un impacto negativo en el medio ambiente y es segura de manejar y usar para los usuarios del material marcado.
De acuerdo con una realización de la invención, la energía y/o la intensidad de la radiación de XRF emitida por una composición detectable cuando se irradia a una energía determinada es diferente de la energía y/o la intensidad de la XRF emitida por la sustancia marcadora o las sustancias marcadoras que la composición detectable comprende cuando se irradia sola, no en presencia de un vehículo. El vehículo y el marcador pueden contribuir cada uno a la "huella digital" de XRF de la composición detectable en relación con una sustancia no marcada.
Los átomos de elementos específicos presentes en la sustancia marcadora, el vehículo y la sustancia marcada o cualquier combinación de los mismos pueden ser detectables por XRF. Cuando se irradia con la energía adecuada, cada elemento puede emitir una variedad de tipos de energía en función de los electrones que se devuelven a varias capas. Cada capa, por ejemplo, una capa K, una capa L, una capa M y una capa N, pueden emitir cada una, una cantidad específica de energía que difiere para cada elemento y cada capa. Una combinación de lectura de niveles de energía de una sustancia irradiada marcada puede mostrar, cuando se muestra en un gráfico, múltiples picos correspondientes a varios niveles de energía para cada elemento, relacionados con elementos en cualquier combinación de sustancia marcadora, vehículo y la sustancia marcada. Los métodos de acuerdo con las realizaciones de la invención atribuyen huellas dactilares únicas de XRF a combinaciones predeterminadas de la sustancia marcadora, el vehículo y la sustancia marcada. Las huellas dactilares únicas de XRF obtenidas a partir del análisis de combinaciones de la sustancia marcadora, el vehículo y la sustancia marcada, pueden no obtenerse a partir del análisis de la sustancia marcadora, el vehículo y la sustancia marcada únicamente.
De acuerdo con una realización de la invención, una sustancia marcadora se mezcla con un vehículo. De acuerdo con una realización de la invención, una sustancia marcadora se une químicamente al vehículo.
El método 700 comprende además la operación 720, que comprende marcar un material con una composición detectable.
De acuerdo con una realización de la invención, el material se marca con una composición detectable mezclando la composición detectable con el material para formar una mezcla. De acuerdo con una realización de la invención, la mezcla es una mezcla uniforme. Si el material marcado es un material líquido, tal como pintura, la composición detectable se elige de modo que se disperse uniformemente en el material líquido y no se separe del material líquido con el tiempo.
De acuerdo con una realización de la invención, el material está marcado externamente. De acuerdo con una realización de la invención, el material está revestido o pintado con una composición detectable. De acuerdo con una realización de la invención, se marca un embalaje del material. El material puede marcarse en su lugar de fabricación.
El método 700 comprende además la operación 725, que comprende registrar una marcación en una base de datos. La base de datos puede configurarse para proporcionar un código único correspondiente a una marca de composición detectable. El código único puede corresponder a una huella digital/firma de XRF asociada con el marcado de composición detectable. Pueden generarse códigos únicos para cada combinación de marcador o combinación de marcadores. Por ejemplo, la operación 725 puede incluir el almacenamiento en la base de datos de datos de referencia indicativos de la firma de la composición de marcado utilizada para marcar el objeto y posiblemente también el almacenamiento de datos de asociación que asocian propiedades y/o identidad del objeto con la firma del marcado. La codificación se almacena preferiblemente en una base de datos segura con acceso limitado. La concentración de cada marcador se puede variar para proporcionar múltiples opciones de codificación. De acuerdo con una realización de la invención, diferentes productos/objetos pueden marcarse con el mismo marcador en concentraciones que difieren entre sí en aproximadamente 10 ppm. Los métodos de acuerdo con las realizaciones de la invención logran distinguir los objetos marcados con un nivel de confianza de dos sigma.
Los códigos y sus patrones de fluorescencia asociados pueden asociarse con datos relacionados con el material marcado, incluidos, entre otros, la identidad del producto, la identidad de los fabricantes, los números de lote, la fecha de fabricación, el sitio de fabricación y/o los números de serie.
Las operaciones 730 a 755 del método 700 descritas a continuación se realizan generalmente después de que el objeto/material marcado se distribuye (por ejemplo, se vende) y se proporciona/encuentra una muestra sospechosa de falsificación. La muestra puede ser una muestra de un material que parece similar y/o está etiquetado de manera similar a un artículo marcado.
El método 700 puede incluir además la operación 730, que comprende irradiar la muestra. La muestra se puede irradiar con rayos X o rayos gamma. Las muestras pueden irradiarse con energía de hasta 40 keV.
De acuerdo con una realización de la invención, la muestra se irradia utilizando un dispositivo de XRF portátil. De acuerdo con una realización de la invención, la muestra es irradiada por un técnico de XRF que no conoce la identidad de la composición detectable.
Antes o después de irradiar la muestra, el operador del dispositivo de XRF portátil puede ingresar en el dispositivo de XRF portátil que solicita probar la autenticación de un material específico. El operador puede indicar, mediante texto o un número de serie asociado al material, qué material se está verificando. El dispositivo XRF portátil puede transmitir a una base de datos informática central la indicación del material del operador.
De acuerdo con una realización de la invención, el dispositivo de XRF portátil puede comprender un lector de código de barras configurado para escanear un código de barras, un código QR u otro tipo de datos codificados ópticamente. Los datos codificados ópticamente pueden luego transmitirse a un ordenador central, indicando qué tipo o fabricante de material será analizado.
Opcionalmente, el método 700 puede incluir además la operación 735, que comprende detectar XRF de la muestra irradiada. De acuerdo con una realización de la invención, la detección se realiza usando un dispositivo de XRF portátil. De acuerdo con una realización de la invención, se utiliza para la detección un detector de diodo de deriva de silicio. De acuerdo con una realización de la invención, XRF se detecta en un rango de entre aproximadamente 2 y 30 keV.
Opcionalmente, el método 700 puede incluir además la operación 740, que comprende transmitir una señal que codifica los datos de XRF recibidos del detector a un ordenador central. Los datos de XRF pueden incluir datos relacionados con la energía y/o la intensidad de la fluorescencia de rayos X de la muestra. Los datos de XRF pueden incluir datos indicativos del perfil espectral de longitudes de onda de la señal de XRF antes y/o después de la filtración para eliminar los componentes de tendencia y/o periódicos de la misma. La señal de datos de XRF puede estar encriptada.
La transmisión de la señal desde el dispositivo de XRF se puede realizar, a modo de ejemplo, a través de comunicación alámbrica, inalámbrica, telefónica o celular, o cualquier combinación de las mismas.
La transmisión desde el dispositivo de XRF al ordenador central puede incluir una señal de identificación, exclusiva del dispositivo de XRF para identificar el dispositivo de XRF para la recuperación de información. El ordenador central puede configurarse para continuar la comunicación con el dispositivo de XRF o para transmitir información al dispositivo de XRF solo después de la verificación del dispositivo de XRF a través de una señal de identificación única.
Opcionalmente, el método 700 puede incluir además la operación 745, que comprende comparar los datos de XRF recibidos con los datos de la base de datos. Los datos de XRF recibidos pueden registrarse en una base de datos. Los datos de XRF recibidos registrados pueden usarse para análisis futuros de muestras futuras.
Opcionalmente, el método 700 puede incluir además la operación 750, que comprende evaluar la identidad de una muestra basándose en los datos de la base de datos. La evaluación de la identidad se puede realizar utilizando un análisis estadístico en el que los datos de XRF recibidos se comparan con los datos de XRF de la base de datos y se realiza una comparación estadística. Si se muestra un nivel predeterminado de similitud, se considera que los datos de XRF provienen de una muestra coincidente.
Opcionalmente, el método 700 puede incluir además la operación 755, que comprende transmitir una señal desde el ordenador al dispositivo detector. La señal puede comprender la identificación de datos relacionados con el material marcado, incluidos, entre otros, fabricantes, números de lote, fecha de fabricación, sitio de fabricación y números de serie.
Alternativamente, la señal transmitida puede comprender una indicación de una lectura positiva que indica una identificación positiva de un artículo auténtico, o una lectura negativa que indica que el artículo no es auténtico. La señal transmitida puede ser una indicación de que la muestra corresponde o no a la información ingresada con respecto a la muestra por el operador de XRF.
De acuerdo con una realización de la invención, se puede registrar en una base de datos un registro de la comunicación entre el ordenador central y el detector de XRF.
Ahora se hace referencia a la Fig.8, que representa un sistema que puede usarse de acuerdo con realizaciones de la invención para la identificación de materiales y/o para el análisis de desechos y la determinación de su origen.
La Fig. 8 se relaciona con un sistema 800 de análisis de materiales de acuerdo con realizaciones de la invención. Sistema 800 de análisis de materiales comprende un dispositivo/analizador 810 de XRF móvil capaz de leer señales de XRF de objetos y un ordenador 840 central capaz de recibir datos indicativos de las señales de XRF y/o su firma, y en respuesta recuperar datos/parámetros indicativos de objetos marcados por un marcador de XRF correspondiente. Al menos uno del ordenador 840 central y el dispositivo/analizador 810 de XRF puede configurarse de manera similar al dispositivo 300 de XRF descrito anteriormente con referencia a la Fig. 3 e incluyen un procesador 310 de lectura de marcación de XRF (implementado por software y/o hardware) que puede filtrar el perfil espectral de longitud de onda de acuerdo con la técnica de la invención descrita anteriormente (por ejemplo, implementar el método 100 y/o el método 200 descritos anteriormente).
El analizador 810 móvil de XRF comprende un módulo 812 de comunicación, un procesador 814, una memoria 816, una pantalla 818, un emisor 820 de radiación, un detector 822 de radiación y una antena 824. el ordenador 840 central comprende un módulo 842 de comunicación, un procesador 844, y una base de datos 846 que almacena los datos de referencia y/o asociación relacionados con las firmas de marcado y las propiedades respectivas de los objetos marcados de ese modo (por ejemplo, las respectivas entidades responsables de la eliminación del objeto).
En algunas realizaciones, el sistema 800 de análisis de materiales está configurado en una configuración basada en la nube y/o utiliza computación basada en Internet para que partes del procesador 814, el procesador 844, la base de datos 846 y/o la memoria 816 puedan residir en múltiples ubicaciones geográficas distintas.
El dispositivo/analizador 810 móvil de XRF puede ser un dispositivo de mano. En operación, el operador 802 puede sostener un analizador 810 móvil de mano analizar una muestra/objeto 830 de material o de desecho. Tras la activación del analizador 810 móvil de mano el procesador 814, le indica al emisor 820 de radiación que emita radiación (por ejemplo, radiación de rayos X). El procesador 814 detecta un patrón de señal de fluorescencia de radiación a través del detector 822 de radiación que se emite al marcar una composición en la muestra 830. El procesador 814 puede transmitir datos sobre el patrón de la señal de fluorescencia (tal como la longitud de onda o la intensidad de la fluorescencia) a través del módulo 812 de comunicación, a través de una comunicación de datos (por ejemplo, a través de una red 860 celular) al módulo 842 de comunicación del ordenador 840 central. El procesador 244 del ordenador 840 central puede registrar los datos recibidos en la base de datos 846 y/o puede consultar/cruzar los datos recibidos con los datos de la base de datos 846 para recuperar datos de objetos sobre la muestra/objeto 830 (p. ej., detalles del objeto y/o identificación de la entidad responsable de su eliminación) y puede comunicar dichos datos del objeto al dispositivo móvil con el que el procesador 814 puede indicarle al visualizador 818 para que muestre un mensaje correspondiente a los datos del objeto.
En vista de lo anterior, las realizaciones de la invención proporcionan métodos convenientes para marcar y analizar materiales y desechos. Un técnico de XRF puede analizar fácilmente los materiales para determinar si son falsificados o genuinos. Un técnico de desechos ambientales puede analizar fácilmente los desechos vertidos ilegalmente utilizando una máquina portátil de mano que puede identificar rápida y fácilmente a la entidad responsable de la eliminación ilegal de los desechos.
Los métodos de acuerdo con las realizaciones de la invención pueden ilustrarse mediante los siguientes ejemplos:
Ejemplo 1:
El departamento de ingeniería de la ciudad de Haifa, Israel, es responsable de las obras viales dentro de los límites de la ciudad. El departamento ha ofrecido 10 licitaciones (numeradas del 1 al 10) para varios proyectos de construcción de carreteras en la ciudad. Las 10 licitaciones implican la eliminación de grandes cantidades de desechos de construcción que consisten en desechos de carreteras. No existen vertederos para desechos de construcción en el área de Haifa y, como resultado, los desechos de construcción deben transportarse unos 100 km hasta el vertedero más cercano. Los cargos por vertedero, por contenedor rodante de 10 yardas, ascienden a alrededor de $500. Las 10 licitaciones son ganadas por diferentes contratistas, designados por las letras A-J.
El Departamento de Ingeniería de la ciudad de Haifa emplea a un consultor ambiental para garantizar que los desechos de construcción de las obras de construcción en Haifa no se viertan ilegalmente en las cercanías de Haifa. El consultor prepara composiciones detectables en forma de pintura blanca para carreteras que comprende dos compuestos marcadores diferentes, un compuesto que comprende Li y un compuesto que comprende Br. Se analizan las superficies de la carretera de asfalto a las que se aplican las composiciones detectables, así como los ingredientes no marcadores de la pintura de la carretera, para determinar que no hay presentes cantidades detectables de Li o Br.
Una vez realizada la determinación, se preparan composiciones detectables de acuerdo con la tabla 1 en niveles de partes por millón, y se designan para sitios de construcción y contratistas específicos.
Tabla 1:
Sitio de construcción Contratista Contenido de Li Contenido de Br
(ppm) (ppm)
1 A 10 10
2 B 50 10
3 C 100 10
4 D 10 50
5 E 50 50
6 F 100 50
7 G 0 100
8 H 10 100
9 I 50 100
10 J 100 100
El consultor prepara composiciones detectables únicas, de acuerdo con la Tabla 1, y las aplica a las superficies de las carreteras en áreas que potencialmente serán destruidas al comenzar la construcción de la carretera por parte de cada uno de los 10 contratistas. El consultor aplica composiciones detectables en los sitios 1 a 10 antes de que comience la construcción, sin el conocimiento de los contratistas de la ubicación y composición de la marca.
Al encontrar desechos de construcción desechados ilegalmente, el municipio de Haifa puede informar al consultor, quien analiza muestras de los desechos de construcción. El consultor encuentra, usando fluorescencia de rayos X, que una muestra fue marcada con una composición detectable que comprende 10 ppm de Li y 100 ppm de Br. El consultor informa al municipio de Haifa que los desechos desechados ilegalmente provienen del sitio de construcción 8, bajo la responsabilidad del contratista H. El municipio de Haifa puede iniciar acciones legales contra el contratista H por arrojar materiales de desecho ilegalmente.
Como se ilustra en el ejemplo anterior, el municipio no estaba al tanto de la correlación entre las marcas específicas y los contratistas a los que correspondían las marcas. El consultor era la única entidad que conocía el código correspondiente a los marcadores específicos de los contratistas correspondientes. Este proceso permite el control y mantenimiento de códigos fuera de las manos de los municipios. Además, permite que las bases de datos estatales o nacionales supervisen la eliminación de desechos.
Los métodos de acuerdo con las realizaciones de la invención pueden usar compuestos de marcaje relativamente económicos para proporcionar cientos de miles de posibilidades de marcas únicas de desechos, asociadas con un número igualmente grande de entidades responsables de la eliminación de los desechos.
Las descripciones de realizaciones de la invención en la presente solicitud se proporcionan a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance de la invención. El alcance de la invención está limitado únicamente por las reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (300) de fluorescencia de rayos X (XRF) que comprende:
un procesador (310) de lectura de señales en comunicación con un detector (324) de radiación capaz de detectar señales de rayos X que llegan de un objeto en respuesta a la irradiación del objeto por radiación de rayos X o de rayos gamma, y proporcionar datos indicativos de las señales de rayos X detectadas; y
estando dicho procesador (310) de lectura de señales adaptado para recibir y procesar las señales de rayos X detectadas para identificar firmas de materiales incluidos en dicho objeto;
en el que dicho procesador comprende: un proveedor de datos espectrales configurado para determinar datos indicativos de un perfil espectral de longitud de onda de al menos una parte de las señales de rayos X detectadas; y un módulo (315) de filtración adaptado para filtrar dichos datos indicativos del perfil espectral de longitud de onda y obtener un perfil filtrado;
caracterizado por que, estando configurado dicho filtrado para suprimir componentes de tendencia y componentes periódicos de dicho perfil espectral de longitud de onda, en el que dichos componentes de tendencia y componentes periódicos están asociados con al menos uno de entre ruido y eco en la parte de la señal de rayos X detectada por dicho detector (324) de radiación; y en el que dicho filtrado incluye uno o más de los siguientes:
1. proporcionar un promedio móvil integrado a uno autorregresivo (ARIMA) predeterminado, para filtrar espectros de señales de XRF para suprimir dicho componente de tendencia y dichos componentes periódicos;
ii. aplicar al menos uno de: procesamiento de Box-Jenkins y procesamiento de descomposición estacional a dicha parte de la señal de rayos X detectada;
iii. aplicar filtración de estacionalidad para suprimir dicho componente periódico; comprendiendo dicha filtración de estacionalidad:
a. aplicar el promedio móvil a dicho perfil espectral de longitud de onda para obtener un perfil espectral de longitud de onda suavizado;
b. diferenciar entre dicho perfil espectral de longitud de onda obtenido y dicho perfil espectral de longitud de onda suavizado para obtener de ese modo un perfil de estacionalidad indicativo de dicho componente periódico, y suavizar dicho perfil de estacionalidad calculando un promedio medio móvil del mismo; y
c. diferenciar entre dicho perfil espectral de longitud de onda y dicho perfil de estacionalidad obteniendo así un perfil espectral de longitud de onda libre de periodicidad con dicho componente periódico suprimido; y
iv. aplicar filtrado de estacionariedad para suprimir dicho componente de tendencia, comprendiendo dicho filtrado de estacionariedad:
a. aplicar el procesamiento de promedio móvil a dicho perfil espectral de longitud de onda o a dicho perfil espectral de longitud de onda libre de periodicidad para obtener un perfil de estacionariedad indicativo de dicho componente de tendencia; y
b. diferenciar entre dicho perfil espectral de longitud de onda o dicho perfil espectral de longitud de onda libre de periodicidad y dicho perfil de estacionariedad para obtener un perfil espectral de longitud de onda con dicho componente de tendencia suprimido,
teniendo así dicho perfil filtrado una relación mejorada de señal/ruido y/o de señal/eco a partir de la cual pueden identificarse picos espectrales asociados con firmas de materiales incluidos en dicho objeto con precisión y fiabilidad mejoradas.
2. El dispositivo de XRF de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende:
un módulo (330) de identificación configurado y operable para procesar dicho perfil filtrado para identificar en él uno o más picos que satisfacen una condición predeterminada y asociados con firmas de XRF de materiales incluidos en dicho objeto; y
un almacenamiento (344) de datos que almacena datos de asociación que asocian información indicativa de una pluralidad de objetos con datos de marcado indicativos de una pluralidad de marcadores de XRF utilizados para marcar los objetos respectivos, por lo que los datos de marcado de cada objeto respectivo son indicativos de firmas de XRF de uno o más materiales de un respectivo marcador de XRF que marca el objeto; y
en el que dicho módulo (330) de identificación identifica dicho objeto asociando los datos de marcación del marcador de XRF que marca el objeto con las firmas de XRF de materiales incluidos en los datos del objeto obtenidos para dicho objeto.
3. El dispositivo de XRF de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 configurado como un dispositivo portátil de detección de XRF; el dispositivo de XRF comprende un módulo (342) de comunicación configurado para comunicar datos indicativos de dicho perfil filtrado a un centro de procesamiento remoto y obtener del centro de procesamiento, en respuesta, datos del objeto indicativos de dicho objeto; y en el que uno o más de los siguientes:
i. el dispositivo (300) de XRF comprende además un localizador (360) de posición configurado para identificar la posición del dispositivo de XRF, y en el que dicho módulo (342) de comunicación es capaz de comunicar datos indicativos de dicha posición a dicho centro de procesamiento junto con dichos datos del perfil filtrado;
ii. el dispositivo (300) de XRF comprende además un lector (370) óptico configurado para leer un código óptico asociado con dicho objeto y en el que dicho módulo (342) de comunicación es capaz de comunicar datos indicativos de dicho código óptico a dicho centro de procesamiento junto con dichos datos del perfil filtrado;
iii. el dispositivo (300) de XRF comprende además una memoria (380) que almacena un código de identificación único para el dispositivo de XRF, y en el que el dispositivo de XRF está configurado para transmitir el código de identificación a un ordenador central a través del módulo (342) de comunicación; y
iv. el dispositivo de XRF comprende además dicho detector (324) de radiación.
4. El dispositivo de XRF de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho procesador (310) está adaptado para realizar lo siguiente:
- operar dicho módulo (315) de filtración para aplicar dicho filtrado para filtrar una pluralidad de perfiles espectrales de longitud de onda de una pluralidad de partes de la señal de rayos X que llega desde el objeto en una pluralidad de marcos de tiempo, para suprimir componentes de tendencia y componentes periódicos de dicha pluralidad de perfiles espectrales de longitud de onda; y
- computar dicho perfil filtrado calculando un perfil promedio de dicha pluralidad de perfiles espectrales de longitud de onda que se filtran.
5. El dispositivo de XRF de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el detector (324) de radiación está adaptado para permitir la detección de un material marcador de XRF que marca dicho objeto y que tiene una concentración del orden de cientos de ppb, y más preferiblemente permite la detección del material marcador de XRF y que tiene una concentración del orden de 1 ppm.
6. Un método para autenticar un objeto marcado mediante marcación de XRF, comprendiendo el método:
filtrar un perfil espectral de longitud de onda de una parte detectada de una señal de rayos X que llega de un objeto en respuesta a la radiación de rayos X o rayos gamma aplicada al objeto, identificando uno o más picos en el perfil filtrado que satisface una condición predeterminada, lo que permite utilizar longitudes de onda de dichos uno o más picos para identificar firmas de materiales incluidos en dicho objeto;
caracterizado por que estando configurado dicho filtrado para suprimir los componentes de tendencia y periódicos del perfil espectral de longitud de onda y obtener así un perfil filtrado;
en el que dicho filtrado se realiza utilizando uno o más de los siguientes para suprimir dicha tendencia y componentes periódicos del perfil espectral de longitud de onda:
i. proporcionar un promedio móvil integrado a uno autorregresivo (ARIMA) predeterminado, para filtrar espectros de señales de XRF;
ii. aplicar al menos uno de: procesamiento de Box-Jenkins y procesamiento de descomposición estacional a dicha parte de la señal de rayos X detectada;
iii. aplicar filtración de estacionalidad para suprimir dicho componente periódico; comprendiendo dicha filtración de estacionalidad:
a. aplicar el promedio móvil a dicho perfil espectral de longitud de onda para obtener un perfil espectral de longitud de onda suavizado;
b. diferenciar entre dicho perfil espectral de longitud de onda obtenido y dicho perfil espectral de longitud de onda suavizado para obtener de ese modo un perfil de estacionalidad indicativo de dicho componente periódico, y suavizar dicho perfil de estacionalidad calculando un promedio medio móvil del mismo; y
c. diferenciar entre dicho perfil espectral de longitud de onda y dicho perfil de estacionalidad obteniendo así un perfil espectral de longitud de onda libre de periodicidad con dicha componente periódico suprimida; y
iv. aplicar filtrado de estacionariedad para suprimir dicho componente de tendencia, comprendiendo dicho filtrado de estacionariedad:
a. aplicar el procesamiento de promedio móvil a dicho perfil espectral de longitud de onda o a dicho perfil espectral de longitud de onda libre de periodicidad para obtener un perfil de estacionariedad indicativo de dicho componente de tendencia; y
b. diferenciar entre dicho perfil espectral de longitud de onda o dicho perfil espectral de longitud de onda libre de periodicidad y dicho perfil de estacionariedad para obtener un perfil espectral de longitud de onda con dicho componente de tendencia suprimido.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende uno o más de los siguientes:
- irradiar dicho objeto con dicha radiación.
- detectar una parte de una señal de rayos X procedente de un objeto en respuesta a la radiación de rayos X o rayos gamma aplicada al objeto; y
- aplicar procesamiento espectral a la señal de rayos X detectada para obtener datos indicativos del perfil espectral de longitud de onda de la misma dentro de una determinada banda de rayos X.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 6 o 7 que comprende llevar a cabo dicho filtrado de perfiles espectrales de longitud de onda asociados con una pluralidad de partes de la señal de rayos X que llega desde el objeto en una pluralidad de partes de marco de tiempo de la señal de rayos X detectada durante una pluralidad de marcos de tiempo, y obtener dicho perfil filtrado calculando un promedio de una pluralidad de perfiles espectrales filtrados obtenidos por dicho filtrado de la pluralidad de partes de la señal de rayos X obtenida en dicha pluralidad de marcos de tiempo respectivamente.
9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, satisfaciendo dichos uno o más picos la condición predeterminada que incluye picos indicativos de la respuesta de fluorescencia de rayos X (XRF) de materiales de XRF que marcan dicho objeto; y en el que el método comprende utilizar dichas longitudes de onda y posiblemente magnitudes de uno o más picos para determinar datos del material indicativos de tipos y concentraciones de materiales incluidos en dicho objeto, y utilizar dichos datos del material para autenticar dicho objeto.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 6(i) en el que al menos uno de los siguientes:
a. Los órdenes autorregresivos, q y p, de dicho modelo ARIMA son respectivamente q = 12 y p = 5; y
b. Los pesos autorregresivos de dicho modelo ARIMA se determinan de acuerdo con una función de autocorrelación de dicho perfil espectral de longitud de onda.
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