RU107586U1 - Аппаратно-информационный комплекс датировки письменных документов - Google Patents

Abstract

Аппаратно-информационный комплекс датировки письменных документов, использующий для экспертизы документов аналитическую систему исследования спектров комбинационного рассеяния образцов рукописных штрихов и включающий микроспектрометр комбинационного рассеяния, математическое обеспечение для анализа спектров, базы данных для сравнения спектральных характеристик образцов и средства их сравнения, отличающийся тем, что в него дополнительно включены флуоресцентный спектроанализатор для анализа спектральных свойств бумажных и красочных материалов; установка для дифференциально-термического анализа образцов бумажных документов; система высокоэффективной тонкослойной хроматографии экстрагированных образцов надписей и печатей, при этом все элементы комплекса объединены в связанную сетевую информационную структуру, управление которой происходит по алгоритму, разрабатываемому экспертами в соответствии с формулировкой экспертной задачи и особенностями представленных на экспертизу документов.

Description

Полезная модель относится к области судебной экспертизы, а именно к средствам для проверки даты создания письменных документов.

Современное состояние исследований по датировке образцов письменных документов, выполненных перьевыми, шариковыми, гелевыми ручками, а также чернильных оттисков печатей и штампов не позволяет достоверными методами определять абсолютные даты, а также разницы менее чем в 2-3 месяца в сроках выполнения надписи одним и тем же инструментом уже при годичной давности надписей. Для надписей, имеющих большие сроки давности, а также для гелевых чернил существующие методики имеют еще большие допуски погрешности в определении абсолютных дат и интервалов. В связи с этим в настоящее время отсутствуют методики анализа по данному вопросу, имеющие государственную аттестацию и используемые в качестве стандартных при проведении соответствующих экспертиз. Это связано с тем, что динамика физико-химических свойств надписей зависит не только от сроков нанесения и вида использованных паст и гелей, но и от условий хранения и копирования документов. При выполнении работ по определению сроков давности надписей шариковыми, гелевыми и чернильными ручками, исходя из возможностей, привлекаемых для анализа специалистов и лабораторий, разрабатываются частные методики анализа, на основании которых и выдается экспертное заключение. Обязательным условием корректного выполнения анализа является наличие у эксперта базы данных образцов надписей, сделанных различными типами паст, чернил и гелей с различными сроками хранения, а также образцов сравнения, датировка которых не оспаривается сторонами, поскольку все исследования проводятся сравнительным (относительным) методом (Методические рекомендации по производству судебных экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях системы Министерства юстиции Российской Федерации. Приложение к приказу №346 Министерства юстиции РФ от 20.12.2002; Черткова Т.Б., Тросман Э.А. Современные возможности судебно-технической экспертизы документов. Теория и практика судебной экспертизы, 2006, №2, с.80-88; Bugler J.H., Buchner Н., Dallmayer A. Age Determination of Ballpoint Pen Ink by Thermal Desorption and Gas Chromatography-Mass Spectrometry. J Forensic Sci, 2008, Vol. 53, No. 4, p.982-988).

Известна система для проверки документов с помощью спектрометра комбинационного (Рамановского) рассеяния, далее КР, которая содержит камеру для экспозиции образца, лазерный источник, детекторы и базу данных со средствами сравнения спектральных характеристик образцов (US6008888, G01J 3/44; G01N 21/65, опубл. 1999-12-28). Недостатком этой системы является недостаточная надежность определения свойств не только чернил, а также и бумаги, на которой составлен документ.

В основу полезной модели положена задача создания аппаратно-информационного комплекса датировки письменных документов, в котором, помимо оценки даты создания документа путем оценки старения чернил, оценивается с точки зрения датировки и бумага, на которой составлен документ, а также возможности умышленного искусственного старения документа и влияния условий его хранения.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в аппаратно-информационном комплексе датировки письменных документов, использующем в своей основе исследование спектров комбинационного (Рамановского) рассеяния (далее КР) образцов рукописных штрихов и включающем микроскоп, лазерный источник, КР-спектрометр с детекторами излучения, математическое обеспечение для анализа спектров, базы данных для сравнения спектральных характеристик образцов и средства их сравнения, дополнительно включены: флюоресцентный анализатор для анализа спектральных свойств бумажных и красочных материалов; установка для дифференциально-термического анализа образцов бумажных документов; система высокоэффективной тонкослойной хроматографии (ВТСХ) экстрагированных образцов надписей и печатей. Все элементы комплекса объединены в связанную сетевую информационную структуру, управление которой происходит по алгоритму, разрабатываемому экспертами в соответствии с формулировкой экспертной задачи и конкретными особенностями представленных на экспертизу документов.

За счет включения взаимно дополняющей аппаратуры комплекс обеспечивает полноту исследования документов. Наличие пополняемой базы данных по свойствам исследуемых материалов и результатам экспертных анализов, управление работой комплекса по адаптивным алгоритмам, обработка и анализ данных, полученных различными методиками, с помощью сетевой информационной структуры существенно облегчают работу по экспертизе документов, исключают возможные ошибки и неопределенности в интерпретации результатов анализа.

Полезная модель поясняется с помощью фиг.1, на которой представлена схема предлагаемого комплекса.

В аппаратно-информационный комплекс датировки письменных документов включена управляющая серверная информационно-аналитическая система (1), имеющая математическое обеспечение для сбора и анализа данных, информационные базы данных для сравнения характеристик образцов и средства их сравнения. Для получения данных о свойствах образцов бумажных и красочных материалов в комплексе содержится четыре аналитические системы, объединенные с управляющей системой аппаратными средствами локальной вычислительной сети (2). В аналитические системы входят: микроКР-спектрограф для снятия спектров комбинационного рассеяния образцов красочных материалов с пространственным разрешением в несколько микрометров (3); флуоресцентный спектроанализатор для записи спектров флуоресценции образцов бумаги (4); установка для дифференциально-термического анализа образцов бумажных документов (5) и система тонкослойной хроматографии экстрагированных образцов надписей и печатей (6). Все элементы комплекса объединены в связанную сетевую информационную структуру, управление которой происходит по алгоритму, разрабатываемому экспертами в соответствии с формулировкой экспертной задачи и конкретными особенностями представленных на экспертизу документов. В комплексе предусмотрено пополнение аналитических систем по мере появления новых методик и аппаратуры для экспертного анализа документов.

Пример использования предлагаемого решения.

Для снятия спектров комбинационного рассеяния материалов, представленных на экспертизу, использовался микро-рамановский спектрометр Senterra фирмы Bruker с микроскопом Olympus ВХ. Данный прибор позволяет снимать спектры комбинационного рассеяния представленных образцов с участка поверхности диаметром менее 5 микрометров, со спектральным разрешением 3,5 см^-1 за время от 2 до 10 сек, при длине волны возбуждающего лазерного излучения 785 нм и мощности 1 мВт.

Вырезанные фрагменты документов с помощью пинцета помещались в отдельные герметичные полиэтиленовые пакеты, хранились, переносились в светонепроницаемых папках.

Для отладки методики и выяснения оптимальных параметров съемки спектров были проведены исследования схожих тестовых образцов штрихов, выполненных шариковыми и гелевыми стержнями. При этих экспериментах выявлено, что при общей дозе излучения, превышающей 100 мДж, при фокусировке 50Х объективом микроскопа в пятно диаметром около 4 мкм происходят изменения спектров комбинационного рассеяния, связанные с локальным перегревом поверхности исследуемых образцов. В связи с этим мощность и время воздействия минимизировались, чтобы не вносить изменений в структуру и химический состав исследуемого материала. Доза лазерного излучения при снятии спектра не превышала 20 мДж.

При исследованиях образец пинцетом помещался на предметный столик микроскопа спектрометра Senterra, с помощью встроенной видеокамеры производилось прицеливание и фокусировка на участок штриха с наиболее плотной окраской. Спектр комбинационного рассеяния снимался в диапазоне 440-1800 см^-1 при мощностях лазерного излучения 2-10 мВт с накоплением информации за 2-10 сек с учетом вышеуказанного ограничения на общую дозу излучения. Производилась перефокусировка на участок чистой бумаги и снимался ее спектр.

Спектры комбинационного рассеяния штрихов с представленных на экспертизу документов, выполненных как шариковой, так и гелевой пастами, характеризуются значительным вкладом инфракрасной люминесценции содержащихся в них красителей. Характерная форма спектров люминесценции, наряду с формой спектров комбинационного рассеяния, являлась дополнительным критерием для подбора тестовых образцов носителей и тестовых штрихов из имеющихся датированных баз образцов надписей, выполненных различными носителями.

При обработке спектров комбинационного рассеяния производилось вычитание люминесцентного фона.

Регистрируемые спектры чистой бумаги имеют существенно более низкий инфракрасный люминесцентный фон и малый вклад линий комбинационного рассеяния, не проявляющийся в спектрах, снимаемых от следов пасты.

Для определения состава паст и чернил штрихов в документах, представленных на экспертизу, и выбора образцов сравнения из имеющейся базы данных образцов штрихов проводится хроматографическое исследование в блоке высокоэффективной тонкослойной хроматографии 6. Для проведения анализа вырезаются образцы бумаги со штрихами длиной 0,5-1 см, экстрагируются 0.04 мл этанола с кратковременным (около 2 мин.) нагреванием. Экстракты образцов наносятся на пластину для ВЭЖХ (Merck, Macherey-Nagel, Ленхром) и помещаются в хроматографическую камеру для проявления. В качестве элюентов используются смеси метанола (МеОН), этанола (EtOH), хлороформа, этилацетата (AcOEt) с добавкой воды. Например, для образцов гелевых чернил используется элюент: AcOEt: EtOH: Н₂O в соотношении 20:7:6 (по объему); для образцов паст используются элюент: AcOEt: ЕtOН: Н₂O в соотношении 15:4:3 (по объему). После разделения паст и чернил на компоненты пластины высушиваются на воздухе при комнатной температуре и исследуются в видимом и УФ свете. Идентификация образцов проводится на основании сравнения числа компонентов в исследуемых образцах и образцах из базы данных, их индексов удерживания (R_f), окраски в видимом свете и поглощения в УФ свете.

Для датировки бумаги, на которой составлен документ, предварительно измельченный, образец целлюлозной бумаги массой 2-10 мг, со сроком давности производства не более 2 месяцев, помещался в установку для дифференциально-термического анализа 5. Этот образец выбирается за эталон. Образец исследуемой бумаги подготавливается таким же образом. Оба образца последовательно помещаются в нагревательную печь, устанавливается режим температурного сканирования от 20 до 600°С со скоростью нагрева 10 град\мин. Затем сравниваются термограммы образцов. При наличии термического пика в области температур от 120 до 200°С, соответствующего процессу дегидратации, в случае близких величин параметров пика (высота, площадь, температура) (совпадение с погрешностью до 10%) можно сделать вывод об отсутствии признаков искусственного термического старения бумаги исследуемого образца.

В случае, если наблюдается снижение интенсивности или отсутствие указанного пика на термограмме исследуемого образца, можно сделать вывод о наличии признаков интенсивного термического воздействия на исследуемый образец бумаги. При исследовании бумаги дифференциально-термическим анализатором использовались сведения из работы М.С.Вилесова, С.Я.Лазарева, Н.Н.Сапрыкина, Б.И.Ткачев, Л.Г.Левашова, Е.М.Халезова, «Исследование термических превращений бумаги», Материалы научной международной конференции "БАН: 10 лет после пожара", СПб 16-18 февраля 1998 г.

Дополнительную информацию о свойствах и истории старения бумаги получают при исследовании спектров флуоресценции оптических отбеливателей, входящих в ее состав, при возбуждении ультрафиолетовым излучением, длина волны которого лежит в диапазоне 200-400 нм. Термин «оптические отбеливатели» относится к веществам, которые используют в качестве добавок при производстве бумаги и поглощают излучение в ультрафиолетовом диапазоне длин волн и испускают флуоресцирующий свет в синей области видимого спектра, что придает бумаге неестественно белый вид. В современной целлюлозно-бумажной промышленности для оптического отбеливания применяются производные стильбена, спектр флуоресценции которого лежит в диапазоне 420-490 нм. Естественное старение бумаги, ее искусственное термохимическое или фотохимическое состаривание приводят к изменению спектров флуоресценции - сдвигу и изменению ширины полос и, главным образом, к тушению флуоресценции. Видимым образом это проявляется в пожелтении бумаги и может фиксироваться по диффузному отражению на длине волны 457 нм в соответствии с ГОСТ 30437-96 (ИСО 3688-77) (Целлюлоза. Метод определения белизны).

Для анализа флуоресценции образцов бумаги они помещаются в кассету с фиксированной площадкой для засветки и фиксированной геометрией сбора флуоресцентного излучения. Возбуждение флуоресценции производится источниками излучения - лазерными, светодиодными или газоразрядными, имеющими линии или полосы излучения в ультрафиолетовой части спектра. Спектр флуоресценции образцов регистрируется в диапазоне 400-500 нм и после необходимой обработки заносится в соответствующую базу данных информационно-аналитической системы (1). Регистрация спектров флуоресценции производится с обеих поверхностей образца бумаги. При необходимости образцы бумаги подвергаются искусственному термическому или фотохимическому старению. Для этого образцы нагревают при 100-120°С в течение 2-4 часов или облучают УФ-светом (250-360 нм) в течение 5-24 часов. После этого производится повторная регистрация спектров флуоресценции. Данная процедура позволяет выявить различия в спектральных характеристиках, присущие естественному и искусственному термо- или фотохимическому старению бумаги.

Claims (1)

1. Аппаратно-информационный комплекс датировки письменных документов, использующий для экспертизы документов аналитическую систему исследования спектров комбинационного рассеяния образцов рукописных штрихов и включающий микроспектрометр комбинационного рассеяния, математическое обеспечение для анализа спектров, базы данных для сравнения спектральных характеристик образцов и средства их сравнения, отличающийся тем, что в него дополнительно включены флуоресцентный спектроанализатор для анализа спектральных свойств бумажных и красочных материалов; установка для дифференциально-термического анализа образцов бумажных документов; система высокоэффективной тонкослойной хроматографии экстрагированных образцов надписей и печатей, при этом все элементы комплекса объединены в связанную сетевую информационную структуру, управление которой происходит по алгоритму, разрабатываемому экспертами в соответствии с формулировкой экспертной задачи и особенностями представленных на экспертизу документов.