UA124191C2 - Портативний пристрій для перевірки алкогольного напою через контейнер, система і пов'язаний з ними спосіб - Google Patents

Description

фільтрувальний пристрій для фільтрування флуоресцентного випромінювання, яке захоплюється фокусної лінзою (40) і передається роздільником (36) променя, таким чином, щоб усувати довжини хвиль, які коротші або дорівнюють довжині хвилі променя світла, що випускається джерелом світла; спектрометричний модуль (50) для формування сигналу, що відповідає виміряному спектру флуоресцентного випромінювання напою; аналітичний модуль (62) для порівняння виміряного спектра з еталонним спектром. . 44 46 3 40 зв а 46 С

Е ще Е

Зау КА ТІ во торт се й п

Б/в вв р/н М во ! р. що вия ши |,

А тр х між З 7 бе ГУ а

Фіг. ла

Запропонований винахід відноситься до області розпізнання вмісту, такого як напою, зокрема, алкогольного напою. Більш конкретно, винахід відноситься до пристрою і способу, що дозволяє розпізнати напій через стінки контейнера, більш конкретно, коли таким контейнером є пляшка.

Витрати на виробництво і збут преміальних алкогольних напоїв, таких як вінтажні вина і спирти, призводять до високих цін продажу. У свою чергу, ці високі ціни породжують, як часто буває для виробів розкоші, фальсифікацію і виготовлення контрафактної продукції. Таким чином, на ринку можна регулярно спостерігати появу контрафактних пляшок, тобто, мають зовнішній вигляд справжньої пляшки, але заповнених напоєм набагато нижчої якості, ніж якість оригінального продукту. Дане явище контрафакції має особливу значущість для преміальних вин і спиртів, наприклад, коньяку.

З економічних причин, причин безпеки і репутації торгової марки зацікавлені виробники енергійно борються з цими діями по фальсифікації і контрафакції. Ця боротьба відображена, зокрема, у виробництві пляшок, що містять всі більш просунуті пристрої захисту від підробки, спрямовані на запобігання точного відтворення пляшки і/або її повторного використання.

Однак виробники контрафактної продукції також постійно прикладають зусилля і здатні відтворювати справжні пляшки з такою достовірністю, що стає дуже важко відрізняти контрафактну пляшку від справжньої пляшки. В інших випадках виробники контрафактної продукції відновлюють використані справжні пляшки, які потім заповнюють несправжнім продуктом.

Таким чином, існує потреба в усуненні будь-яких сумнівів про автентичність пляшки шляхом безпосереднього розпізнання самого вмісту. Звичайно, внаслідок того, що не можна відкривати кожну пляшку, автентичність якої викликає сумніви, необхідно, щоб таке розпізнання можна було робити через стінки пляшки.

Крім того, зазначене питання розпізнання виникає в різних місцях, пов'язаних з різними суб'єктами в дистриб'юторському ланцюзі (з торговими посередниками, дистриб'юторами і т.д.).

Різноманітність цих суб'єктів і їх можлива віддаленість від місць виробництв означає, що існує потреба в такому пристрої для розпізнання, який є портативним, легким у використанні і недорогим, а також в такому способі розпізнання, який є надійним і ефективним, зокрема, щодо

Зо своєчасності.

Запропонований винахід направлено на задоволення вищевказаних потреб.

Для цього запропонований винахід відноситься до портативного пристрою для перевірки алкогольного напою в щонайменше частково прозорому контейнері, який містить: - одиночне джерело світла, виконане з можливістю випускання променя монохромного збуджуючого світла, що має довжину хвилі в діапазоні від 350 до 650 нанометрів; - роздільник променя, зорієнтований під 45" відносного напрямку випускання джерела світла для відображення променя збудливого світла; - фокусну і збиральну лінзу; - позиціювальний пристрій, що забезпечує орієнтацію променя світла, що виходить від джерела світла, у напрямку, по суті нормальному до зовнішньої поверхні контейнера, причому позиціювальний пристрій також забезпечує позиціонування зовнішньої поверхні контейнера на заздалегідь певній відстані від фокусної лінзи, при цьому заздалегідь визначену відстань між фокусної лінзою і контейнером вибрано таким чином, що промінь світла сфокусований всередині контейнера, на відстані від стінки контейнера менше 1 міліметра і, переважно, менш 500 мкм, причому позиціювальний пристрій містить наскрізний отвір для проходження променя світла, що виходить від джерела світла; - фільтрувальний пристрій для фільтрування флуоресцентного випромінювання, яке захоплюється фокусної лінзою і що передається роздільником променя, таким чином, щоб усувати довжини хвиль, які коротші або дорівнюють довжині хвилі променя світла, що випускається джерелом світла; - спектрометричний модуль для формування сигналу, що відповідає виміряному спектру флуоресцентного випромінювання напою; - аналітичний модуль для порівняння виміряного спектру з еталонним спектром.

За допомогою використання явища флуоресценції пристрій відповідно до винаходу дозволяє зменшити потужність джерела збуджуючого світла щодо відомих пристроїв, зокрема, пристроїв, в яких використаний ефект Рамана (інтенсивність світла, що випускається в процесі флуоресценції, дійсно перевищує інтенсивність при раманівському розсіюванні приблизно в мільйон разів). Пристрій за даним винаходом містить одиночне джерело світла, що вносить вклад в простоту і портативність системи. Крім того, внаслідок обмеження довжинами хвиль, що бо перевищують 350 нанометрів, обмежений вплив молекул води і етанолу (концентрація яких переважним чином переважає в алкогольному напої, наприклад, у вині або спирті). Дійсно, молекули води і етанолу не поглинають світлове випромінювання для довжин хвиль, що перевищують 200 нанометрів. Крім того, внаслідок наявності вузла, так званого "відбивного" вузла, обмежено ослаблення флуоресцентного випромінювання. Крім того, кут падіння 1807 між променем, що випускаються і відбитим флуоресцентним променем дозволяє мінімізувати небажані ефекти, що виникають із-за стінки контейнера, оскільки пересічна товщина є мінімальною. Нарешті, внаслідок наявності позиціювального пристрою забезпечено, що фокус променя, що випускається буде знаходитися в необхідному місці без необхідності будь-якого регулювання. В результаті оптимізована повторюваність і відтворюваність вимірювань.

В одному варіанті здійснення роздільник променя є дихроїчний фільтр, такий як діхроіїчний фільтр високих частот (щодо довжин хвиль).

В одному варіанті здійснення фільтрувальний пристрій містить режекторний фільтр вузькосмугового типу і/або фільтр високих частот (щодо довжин хвиль).

В одному варіанті здійснення спектрометрический модуль пов'язаний з фільтрувальним пристроєм через оптичне волокно.

В одному варіанті здійснення позиціювальний пристрій містить контактну поверхню, виконану у вигляді відповідної до зовнішньої поверхні контейнера.

В одному варіанті здійснення запропонований пристрій містить пристрій відображення, виконаний, зокрема, для відображення результату порівняння між виміряним спектром і еталонним спектром.

В одному варіанті здійснення запропонований пристрій містить корпус, закріплений на позиціювальному пристрої.

В одному варіанті здійснення вказаний корпус містить всі компоненти запропонованого пристрою.

В одному варіанті здійснення позиціювальний пристрій пов'язаний з корпусом через гнучке з'єднання, причому фокусна лінза вбудована в позиціюнувальний пристрій, і гнучке з'єднання містить оптичне волокно для передачі променів світла, що проходять через фокусну лінзу.

В одному варіанті здійснення аналітичний модуль і пристрій відображення включені в приєднаний портативний пристрій, такий як планшет або мобільний телефон.

В одному варіанті здійснення запропонований пристрій містить засіб з'єднання з віддаленою базою даних.

Винахід також відноситься до системи для перевірки алкогольного напою, причому система містить пристрій, описаний вище, і базу даних, що зберігається на віддаленому сервері пристрою.

В одному варіанті здійснення база даних містить один або більше еталонних спектрів, який може бути завантажений пристроєм.

Винахід додатково відноситься до способу перевірки алкогольного напою через щонайменше частково прозорий контейнер, причому спосіб містить етапи, на яких: - одержують флуоресцентний спектр напою через стінку контейнера; - нормалізують профіль спектра, виміряного щодо максимальної інтенсивності еталонного спектру; - обчислюють показник подібності між виміряним спектром і еталонним спектром; - визначають, відповідно до набутого значення показника подібності, чи є напій справжнім.

Спосіб перевірки за даним винаходом має багато переваг. Завдяки етапу, на якому нормалізують виміряний спектр, наприклад, щодо максимальної інтенсивності еталонного спектру, попереджено дисперсії, що виникають внаслідок температури вмісту, що перевіряється і внаслідок варіацій характеристик контейнера (зокрема, розмірних характеристик). Даний етап нормалізації також дозволяє приймати, за допомогою малопотужного джерела збудження, сигнал з достатньою якістю для коректного аналізу. Крім того, для етапу, на якому порівнюють виміряний спектр з еталонним спектром, що передбачає обчислення показника подібності, потрібно дуже обмежена обчислювальна потужність, яка в даний час доступна на мобільному телефоні типу "смартфон".

В одному варіанті здійснення флуоресцентний спектр отримують шляхом використання джерела, виконаного з можливістю випускання монохромного променя з довжиною хвилі в діапазоні від 350 до 650 нанометрів.

В одному варіанті здійснення показник подібності обчислюють в заздалегідь визначеному діапазоні довжин хвиль, наприклад, в діапазоні довжин хвиль від 550 до 650 нанометрів.

В одному варіанті здійснення показник подібності обчислюють методом, що має назву метод найменших квадратів, або за алгоритмом типу алгоритму Хаусдорфа.

В одному варіанті здійснення напій визначають як несправжній, якщо показник подібності перевищує 20.

В одному варіанті здійснення еталонний спектр одержують з вимірювання флуоресцентного спектру, виміряного на вибірці з групи справжніх пляшок.

В одному варіанті здійснення спосіб містить етап, на якому завантажують еталонний спектр з віддаленої бази даних.

В одному варіанті здійснення спосіб здійснюють із застосуванням пристрою або системи, описаних вище.

Винахід більш зрозуміло з нижченаведеного опису з посиланнями на додані креслення, на яких: - на фіг. 1 і 2 показано, при використанні, пристрій відповідно до винаходу, на вигляді збоку і зверху, відповідно; - на фіг. З показано, на вигляді спереду, пристрій з фіг. 1; - на фіг. 4 зображена структурна схема пристрою відповідно до винаходу; - на фіг. 4р показана область з фіг. 4; - на фіг. 5 показаний варіант пристрою з фіг. 4; - на фіг. 6 ії 7 показані криві, що відповідають еталонному спектру і виміряному спектру, відповідно; - на фіг. 8 зображена блок-схема, що детально відображає етапи способу за даним винаходом.

На фіг. 1 показано портативний пристрій 1 відповідно до винаходу і контейнер, вміст якого має бути розпізнаний, наприклад, пляшка 2, що містить алкогольний напій. Цей пристрій містить корпус 10, наприклад, у формі паралелепіпеда. Пристрій 1 містить пристрій для позиціонування пляшки 2 або позиціювальний клин 12. Клин 12 утворює виступ з однією з граней корпусу.

Як показано на фіг. 2, що представляє собою вид зверху пристрою 1 і пляшки 2, клин 12 має контактну поверхню 14 з формою, відповідної до контейнера. Наприклад, контактна поверхня 14 має, таким чином, увігнуту поверхню, пристосовану під опуклу поверхню пляшки 2.

Як показано на Фіг. 3, клин 12 має отвір 16, який утворює прохід, що забезпечує проходження променів світла, що випускаються пристроєм 1, через клин 12. Клин 12

Зо закріплений на корпусі 10 за допомогою опори 18, причому опора 18 також має наскрізний прохід для променів світла, що випускаються або приймаються пристроєм 1.

На фіг. 4 зображена структурна схема компонентів зразкового пристрою відповідно до винаходу. Для ясності на даному кресленні зображена пляшка 2, і корпус 10 пристрою 1 зображений пунктирними лініями. Пристрій 1, представлений на фіг.4, містить одиночне джерело 32 збуджуючого світла, виконане з можливістю випускання монохромного променя з довжиною хвилі ХО. Наприклад, джерело 32 світла є лазерним діодом.

Довжина хвилі ЛО джерела 32 світла знаходиться в діапазоні від 350 нанометрів до 650 нанометрів. Даний діапазон забезпечує генерування випущених променем світла на потужне флуоресцентне випускання молекул, яке дозволяє характеризувати алкогольний напій (тобто молекули, відмінні від молекул води і етанолу). Крім того, в даному діапазоні промінь, що випускається джерелом 32 світла, послаблюється склом пляшки 2 лише незначно. В даному діапазоні, крім цього, флуоресцентне випускання вмістом пляшки 2 послаблюється склом пляшки 2 лише дуже слабо.

Промінь 34 світла, що виходить із джерела 32 світла, спрямований до роздільника 36 променя. При цьому роздільник 36 променя, наприклад, дихроїчний фільтр, зорієнтований під кутом 457 щодо направлення променя 34 світла, що випускається джерелом 32. Таким чином, промінь, що випускається джерелом 32, відбивається роздільником 36 променя, і відбитий промінь 38 направлений до фокусної лінзи 40, наприклад, ахроматичної здвоєної лінзи. Фокусна лінза 40 розташована на відстані А від пляшки 2.

Як показано на фіг. 45, на якій представлена область з фіг. 4а, пляшка 2, наприклад, з круглим поперечним перерізом, містить стінку, відмежовану зовнішньою поверхнею 22 і внутрішньою поверхнею 24. Пляшка 2 містить напій 26, який повинен бути розпізнаний. При цьому клин 12 контактує з зовнішньою поверхнею 22 пляшки 2. Як зазначено вище, даний клин виконаний для позиціонування пляшки 2 таким чином, що фокусна лінза 40 знаходиться на заздалегідь певній відстані А від зовнішньої поверхні 22 пляшки. Крім того, внаслідок форми своєї контактної поверхні 14 клин 12, виконаний з можливістю взаємодії з формою зовнішньої поверхні 22 пляшки, забезпечує позиціонування пляшки 2 таким чином, що промінь світла, що проходить через фокусну лінзу, спрямований до зовнішньої поверхні 22 пляшки 2 у напрямку, нормальному до даної поверхні. Наприклад, контактна поверхня 14 клина 12 має увігнуту бо форму і виконана з можливістю взаємодії із зовнішньою опуклою формою пляшки 2. У зв'язку з цим слід зазначити, що клин 12 і, зокрема, форма контактної поверхні 14 будуть пристосовані в разі, якщо контейнер не має круглу форму. Незалежно від форми розглянутого контейнера буде забезпечено, що форма контактної поверхні 14 дозволяє позиціонувати клин 12 на контейнері таким чином, що промінь світла, що проходить через фокусну лінзу 40, спрямований до зовнішньої поверхні контейнера у напрямку, нормальному до цієї зовнішньої поверхні. Для того, щоб легко пристосувати позиціонує клин 12 до кожного типу контейнера, звичайно, можливо передбачити можливість знімного прикріплення клина 12 до корпусу 10. Крім того, можливо розглянути варіант, в якому клин 12 з'єднаний з корпусом через гнучке з'єднання для полегшення позиціонування клина 12 на контейнері. В цьому випадку фокусна лінза відсунута від корпусу і закріплена на позиціювальному клині 12. Для цього в гнучке з'єднання між корпусом і набором, утвореним позиціювальним клином 12 і фокусною лінзою, включено оптичне волокно для передачі променів світла від корпусу в фокусну лінзу і назад.

Просторовий проміжок, який забезпечується клином 12 між фокусної лінзою 40 і пляшкою 2, повинен бути визначений таким чином, щоб відбитий промінь 38 був сфокусований всередині пляшки 2 в самому напої 26, але максимально близько до внутрішньої поверхні 24. Так, на фіг. 45 показана фокальна точка 28, яка розташована всередині напою 26 на відстані В від стінки пляшки 2 (точніше, на відстані В від внутрішньої поверхні 24 стінки пляшки 2). При цьому чим коротше відстань В, тим більше мінімізована траєкторія променя, що випускається і траєкторія флуоресцентного випромінювання, і тим більше обмежено ослаблення цих двох сигналів. Для досягнення переваги відстань В становить менше 1 міліметра, і його значення переважно складає близько кількох сотень мікрометрів або менше.

Флуоресцентний сигнал 42, індукований в вміст пляшки 2 променем світла, приймається фокусної лінзою 40 і направляється, внаслідок зворотного випускання, до роздільника 36 променя. У свою чергу, роздільник 36 променя забезпечує проходження флуоресцентного сигналу, що направляється до спектрометричного модулю 50.

Переважно пристрій 1 містить один або більше фільтрувальних пристроїв, що забезпечують фільтрування флуоресцентного сигналу 42 до передачі даного сигналу в спектрометричний модуль. Мета даного фільтрування полягає, зокрема, в усуненні компонента сигналу, прийнятого фокусної лінзою 40, пов'язаного з променем світла, що випускається джерелом 32.

Зо Для цієї мети передбачено, наприклад, режекторний фільтр 44 або "вузькосмуговий" фільтр.

При цьому діапазон частот, що не передаються режекторним фільтром, близький до довжини хвилі монохромного променя світла, що випускається джерелом 32. Непередавана смуга довжин хвиль має, наприклад, ширину приблизно 10 нанометрів і віддентрована по довжині хвилі, що перевищує, на кілька нанометрів або менше (наприклад на 1 нанометр), довжину хвилі ЛО джерела лазера.

Може бути додатково передбачено, що додаткове фільтрування за типом високих частот (щодо довжин хвиль) виконується роздільником 36 променя. В цьому випадку роздільник 36 променя є дихроїчним фільтром по типу високих частот з високим спадом зрізу (зокрема, фільтр по "крайовому" типу), відбиваючий промінь 34 до фокусної лінзи і що передає випромінювання, що випускається напоєм і його контейнером, в спектрометричний модуль шляхом усунення тих довжин хвиль, які коротше, ніж порогове значення, яке відповідає довжині хвилі монохромного променя, що випускається джерелом 32, збільшеної приблизно на 10 нм.

У прикладі з фіг. 4а флуоресцентний сигнал 42, вже відфільтрований роздільником 36 променя і режекторним фільтром 44, спрямований до лінзи 46, наприклад, асферичної лінзи з дуже короткою фокусною відстанню. Промінь, переданий лінзою 46, спрямований до одного кінця оптоволоконного сегмента 48, причому один кінець даного сегмента пов'язаний зі спектральним модулем 50. Внаслідок своєї гнучкості оптичне волокно 48 дозволяє оптимізувати розміщення компонентів всередині корпусу 10 і, таким чином, обмежує перевантаженість, що виникає внаслідок тісноти в корпусі. Крім того, вказане оптичне волокно грає роль конфокального отвору і, таким чином, обмежує кількість інформації, що передається і, отже, яка аналізується. Таким чином, можуть бути мінімізовані небажані ефекти, зокрема, ефекти, пов'язані з формою і товщиною пляшки або пов'язані з зовнішнім освітленням. Крім того, оптичне волокно також дозволяє подолати ефект астигматизму, який включає в себе зміни фокусу на вході в спектрометричний модуль у відповідності з різними довжинами хвиль флуоресцентного випромінювання.

В одному варіанті лінза 46 може бути замінена на збільшувальну лінзу.

Спектрометричний модуль 50 містить дифракційну решітку 52, що забезпечує напрямок дифрагованого сигналу до датчика 54, наприклад, датчику типу П33, який має перевагу в тому, що не вимагає охолодження. Наприклад, дифракційна решітка 52 є відбивною дифракційною бо решіткою. Сигнал, що входить в спектрометричний модуль 50 через вхідну щілину 56,

спрямований до першого дзеркала 58, який представляє собою опукле дзеркало. Сигнал, відбитий дифракційною решіткою 52, спрямований до другого дзеркала 60 плоского типу. Дане друге дзеркало виконане для відображення дифрагованого сигналу до датчика 54. В одному варіанті набір 52-58-60 може бути замінений одиночною увігнутою дифракційною решіткою, що дозволяє поліпшити компактність пристрою. В іншому варіанті набір 52-58-60 може бути замінений одиночною дифракційною решіткою, яка виконана для функціонування в передачі.

Датчик 54 забезпечує видачу сигналу відповідного флуоресцентного спектру. Сигнал, що видається, передається з спектрометричного модуля 50 в аналітичний модуль 62. Аналітичний модуль 62 містить, зокрема, блок 64 зберігання, що забезпечує зберігання в пам'яті сигналу, що виходить із спектрометричного модуля. Блок 64 зберігання має таку ємність, яка дозволяє зберігати сигнал, одержуваний за певний час одержання, наприклад, близько 150 мс.

Аналітичний модуль 62 додатково містить обчислювальний блок 66, що забезпечує визначення того, чи відповідає записаний сигнал сигналу для справжнього напою. З цією метою обчислювальний блок 62 забезпечує виконання, зокрема, порівняння між записаним сигналом і еталонним сигналом, переважно відповідно до способу за даним винаходом, який описаний далі більш детально. Еталонний сигнал може заздалегідь зберігатися в блоці 62 зберігання іМабо може бути завантажений або вивантажений з віддаленої бази даних. Для цього аналітичний модуль 62 містить комунікаційний блок 68, зокрема, бездротового типу.

Нарешті, запропонований пристрій містить пристрій 70 відображення, що забезпечує відображення результатів тесту. Пристрій 70 відображення може складатися з екрану або будь- якого іншого засобу, наприклад, множини світлових індикаторів (виготовлених, наприклад, зі світлодіодами). Наприклад, можливо передбачити надання результату тесту відповідно до однією можливістю з двох або навіть трьох можливостей: "ДОБРЕ", "ПОГАНО" ї, можливо, "СУМНІВНО". Якщо використовується множина світлових індикаторів, то відповідно можливо передбачити три різних індикатора (зокрема, з різними кольорами), з підсвічуванням кожного відповідного індикатора з даної множини відповідно до однієї з вищевказаних трьох можливостей.

В якості альтернативи, частина або весь аналітичний модуль 62 і/або частину або весь пристрій 70 відображення можуть бути розташовані, на відміну від решти пристрої, в корпусі. На

Зо фіг. 5 представлена одна з можливих конфігурацій, в якій аналітичний модуль 62 і пристрій 70 відображення згруповані один з одним в зовнішньому пристрої, наприклад, у вигляді портативного пристрою 72, наприклад, планшета або мобільного телефону. У такому випадку між корпусом 10 і портативним пристроєм 72 передбачене дротове або бездротове цифрове з'єднання 74. Дане з'єднання дозволяє з'єднувати спектрометричний модуль 50, розташований в корпусі 10, з аналітичним модулем 62, розташованим в портативному пристрої 72.

На фіг. б і 7 показані приклади спектрів, одержані пристроєм відповідно до винаходу, відповідно до і після виконання етапу нормалізації згідно способу за даним винаходом.

На фіг. 6 показана крива С2, що відповідає флуоресцентному спектру, одержаного для справжнього коньяку (що міститься в його оригінальній справжній пляшці), і крива С1, що відповідає спектру, отриманого для несправжнього коньяку (наприклад, контрафактного коньяку). Дві криві С1, С2 відповідають вихідному сигналу з спектрометричного модуля 50 і були отримані з лазерним діодом, виконаним з можливістю випускання променя з довжиною хвилі ХО, близькою до 530 нанометрів. Слід зазначити, що одержані дві криві мають максимум, відповідної довжині хвилі ЛОжУ7З нанометрів для справжнього коньяку і лЛ0-58 нанометрів для несправжнього коньяку. Крім того, інтенсивність максимального спектру несправжнього коньяку перевищує інтенсивність максимального спектру справжнього коньяку.

На фіг. 7 показані два спектра з фіг. 6 після нормалізації щодо максимальної інтенсивності спектра справжнього коньяку (максимальна інтенсивність спектра справжнього коньяку прийнята за основу 100). Після даної нормалізації залишаються значні відмінності між кривою

С", що відповідає нормалізованому профілю спектра несправжнього коньяку, і кривої С2, що відповідає нормалізованому профілю спектра справжнього коньяку. Як стане ясно далі, ці відмінності використовуються пристроєм і способом відповідно до винаходу для виявлення недійсності напоїв через їх контейнер.

Далі в даному документі описаний, в контексті застосованого для коньяку прикладу, спосіб перевірки відповідно до винаходу, що дозволяє розпізнати алкогольний напій. Основні етапи способу за даним винаходом зображені на фіг. 8. Дані етапи можуть бути виконані за допомогою пристрою відповідно до винаходу, наприклад, вищеописаного пристрою 1.

Спосіб за даним винаходом містить перший етап, на якому одержують виміряний спектр напою, який перевіряється. Даний етап 80 одержання виконують, зокрема, за допомогою бо спектрометричного модуля 50 пристрою 1.

Запропонований спосіб містить далі етап 82, на якому порівнюють виміряний спектр з еталонним спектром. Даний еталонний спектр може зберігатися в пам'яті пристрою 1, наприклад, пам'яті блоку 64 зберігання, або може бути завантажений з віддаленої бази даних.

Опціонально, спосіб може містити етап 84, на якому вибирають еталонний спектр. Даний вибір може бути зроблений з ряду еталонних спектрів, що зберігаються в пам'яті, або з ряду еталонних спектрів, доступних у віддаленій базі даних. Даний вибір може бути зроблений автоматично або за запитом користувача.

Етап 82, на якому порівнюють виміряний спектр з еталонним спектром, містить підетап, на якому нормалізують виміряний спектр щодо максимуму еталонного спектру (або, як альтернатива, щодо повної інтенсивності спектра або щодо площі під спектром). Дана нормалізація має ряд переваг, що дозволяє, зокрема, долати ефекти температурних варіацій.

Відомо, що температура має значний вплив на явище флуоресценції. Однак, автори винаходу виявили, що зміна температури має значний вплив на максимальну інтенсивність флуоресцентного спектру і нехтує малий вплив у вигляді профілю флуоресцентного спектру.

Іншими словами, після нормалізації спектри одного і того ж напою, одержані при різних температурах, можуть бути накладені один на одного. Таким чином, спосіб за даним винаходом дозволяє долати температурні варіації під час знімання флуоресцентного спектру. Зокрема, це дозволяє врахувати різницю між температурою, при якій одержують виміряний спектр, і температурою, при якій був створений еталонний спектр. Крім того, нормалізація виміряного спектра дозволяє подолати ефекти дисперсій, які спостерігаються для кожної наступної пляшки одного типу. Відомо, що одні й ті ж вироби на одній виробничій лінії, два "ідентичних" контейнера (наприклад, скляні пляшки) завжди будуть мати дисперсії, зокрема, дисперсії розмірних характеристик (ії, отже, по товщині). Однак, чим більше товщина скла, тим більше ослаблений промінь, що випускається джерелом збудження, і, крім цього, тим більше буде ослаблено флуоресцентне випромінювання, що випускається в стінці контейнера. Однак, автори винаходу виявили, що дане ослаблення має обмежений вплив на профіль одержуваного флуоресцентного спектру, причому для цього ослаблення особливо характерний ефект зменшення інтенсивності спектра. Цей вплив на профіль спектра є ще більше незначним, якщо довжина одержуваного спектра становить менше 700 нанометрів, і тому вигідно обмежити діапазон довжин хвиль, використовуваних для виконання етапу порівняння, наприклад від 550 до 650 нанометрів. Таким чином, спосіб за даним винаходом дозволяє подолати варіації товщини для однієї і тієї ж моделі контейнера.

Етап 82, на якому порівнюють виміряний спектр з еталонним спектром, містить підетап, на якому визначають показник К подібності між кривими, що відповідають виміряному спектру для заданого напою і еталонному спектру, що відповідає даному напою, відповідно, наприклад, між кривими С72 і С". В результаті даний підетап дозволяє кількісно оцінити схожість між виміряним спектром і еталонним спектром. Зазначений показник К може бути обчислений, наприклад, метедом наймнущих) квадратів за такою формулою:

І де: - уціА) є інтенсивністю виміряного спектра (наприклад, для кривої С"1 з фіг. 7) для довжини хвилі, що дорівнює у; - уд(Х) є інтенсивністю еталонного спектру (наприклад, для кривої С"2 з фіг. 7) для довжини хвилі, що дорівнює л..

Якщо два спектра є повністю ідентичними, то в результаті одержують нульове значення.

Чим вище показник К, тим більше різняться порівняні спектри.

Звичайно, розглянутий показник подібності може бути обчислений за будь-яким іншим ше ее почне! Мехслорня за такою формулою:

Хоєуз ХУ хієуУї Ха еУг

Відповідно до цієї формули для кожної точки ух(А) спектра у) обчислюють її найменшу відстань до точок спектра ух(Х). Потім вибирають найбільшу обчислену відстань, позначену як

Отах(уї,уг). Потім виконують те ж обчислення для кожної точки спектру уг(Х), що порівнюється із спектром у((А), шляхом вибору найбільшої обчисленої відстані Отах(у»,уї). Потім показник подібності або відстань Хаусдорфа буде представляти найбільше значення з цих двох максимальних відстаней, що зберігаються.

Незалежно від способу, що використовується, одержують нульове значення К, якщо два спектра повністю ідентичні один одному. Аналогічним чином, незалежно від способу, що використовується, чим вище показник Е, тим більше різняться порівняні спектри.

Значення К обчислюють в щонайменше ста точках, переважно в декількох сотнях точок.

Наприклад, кількість врахованих точок становить близько 600.

Значення К використовують на етапі 86, на якому оцінюють автентичність напою. На даному етапі визначають, на підставі обчисленого значення показника Е подібності, чи містить пляшка, що перевіряється, справжній напій чи ні. Наприклад, тестований вміст буде заявлений як "поганий", якщо показник ЕК подібності перевищує заздалегідь певне значення, наприклад, рівне 20.

Внаслідок здійснення порівняння шляхом обчислення показника подібності, в якому потрібні обмежені обчислювальні ресурси, спосіб відповідно до винаходу забезпечує в результаті малий час обчислення. Для досягнення вигоди виміряний спектр знімають і/або порівнюють з еталонним спектром тільки в обмеженому діапазоні, наприклад, від 550 до 650 нанометрів.

Звуження поля аналізу дійсно дозволяє виключити можливу залишкову люмінесценцію скла і, як описано вище, подолати варіації товщини стінки контейнера. Крім того, звуження поля аналізу додатково дозволяє зменшити час обчислення.

Пристрій і спосіб відповідно до винаходу забезпечують рішення задачі одержання такого портативного пристрою, який є простим і швидким у використанні. Шляхом нормалізації спектрів відносно максимумів інтенсивності відвернені обидві дисперсії, пов'язані з температурою вмісту і формою контейнера, і зменшена необхідна обчислювальна потужність.

Крім того, архітектура і функціонування запропонованого пристрою дозволяють обмежити максимальну кількість компонентів. Так, внаслідок вибору джерела збуджуючого світла, що забезпечує випускання з певною довжиною хвилі, немає необхідності у використанні фільтрів для вибору вузької смуги довжин хвиль. Шляхом оптимізації інтенсивності і якості флуоресцентного сигналу, зокрема, шляхом вибору довжини хвилі джерела лазера, забезпечена можливість використання джерела лазера з малою потужністю, наприклад, в кілька міліват. Це дозволяє передбачити автономний пристрій, який може функціонувати на акумуляторах або фотоелементах, і усунути необхідність в охолоджувальному пристрої. У

Зо зв'язку з цим слід зазначити, що вибір датчика типу ПЗЗ для спектрометричного модуля також усуває необхідність забезпечувати будь-яке охолодження.

Claims (19)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Портативний пристрій (1) для перевірки алкогольного напою в щонайменше частково прозорому контейнері (2), що містить: - одиночне джерело (32) світла, виконане з можливістю випускання променя монохромного збуджуючого світла, що має довжину хвилі в діапазоні від 350 до 650 нанометрів; - роздільник (36) променя, зорієнтований під 45" відносно напрямку випускання джерела (32) світла для відображення променя збудливого світла; - фокусну і збиральну лінзу (40); - корпус; - позиціювальний пристрій (12), закріплений на корпусі, що забезпечує орієнтацію променя світла, що виходить від джерела (32) світла, у напрямку, по суті нормальному до зовнішньої поверхні контейнера (2), причому позиціювальний пристрій (12), який містить клин, що утворює виступ з однією з граней корпусу, при цьому зазначений клин, що має контактну поверхню з формою, відповідною зовнішній поверхні контейнера, та визначає просторовий проміжок між фокусною лінзою і контейнером, визначений таким чином, щоб відбитий промінь був сфокусований всередині контейнера, в самому напої, який повинен бути розпізнаний, що міститься в контейнері, максимально близько до внутрішньої поверхні контейнера, зокрема на відстані від внутрішньої поверхні контейнера менше 1 мм і, переважно, менше 500 мкм, причому позиціювальний пристрій (12) містить наскрізний отвір для проходження променя світла, що виходить від джерела світла; - фільтрувальний пристрій для фільтрування флуоресцентного випромінювання, яке захоплюється фокусною лінзою (40) і передається роздільником (36) променя, таким чином, щоб усувати довжини хвиль, які коротші або дорівнюють довжині хвилі променя світла, що випускається джерелом світла; - спектрометричний модуль (50) для формування сигналу, що відповідає виміряному спектру флуоресцентного випромінювання напою; бо - аналітичний модуль (62) для порівняння виміряного спектра з еталонним спектром.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що роздільник (36) променя є дихроїчним фільтром, таким як дихроїчний фільтр високих частот.

З. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що фільтрувальний пристрій містить режекторний фільтр (44) вузькосмугового типу і/або фільтр високих частот.

4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що спектрометричний модуль (62) пов'язаний з фільтрувальним пристроєм через оптичне волокно (48).

5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що позиціювальний пристрій (12) містить контактну поверхню (14), виконану у вигляді відповідної до зовнішньої поверхні контейнера.

б. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що містить пристрій (70) відображення, виконаний, зокрема, для відображення результату порівняння між виміряним спектром і еталонним спектром.

7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що корпус (10) містить всі компоненти пристрою.

8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що позиціювальний пристрій (12) з'єднаний з корпусом (10) через гнучке з'єднання, причому фокусна лінза (40) вбудована в позиціювальний пристрій (12), при цьому гнучке з'єднання містить оптичне волокно для передачі променів світла, що проходять через фокусну лінзу (40).

9. Пристрій за будь-яким з пп. 6-8, який відрізняється тим, що аналітичний модуль (62) і пристрій (70) відображення включені в приєднаний портативний пристрій (72), такий як планшет або мобільний телефон.

10. Пристрій за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що містить засіб з'єднання з віддаленою базою даних.

11. Система для перевірки алкогольного напою, яка відрізняється тим, що містить пристрій за п. 10 і базу даних, що зберігається на віддаленому сервері пристрою.

12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що база даних містить один або більше еталонних спектрів, які можуть бути завантажені пристроєм.

13. Спосіб перевірки алкогольного напою через щонайменше частково прозорий контейнер, який відрізняється тим, що його здійснюють із застосуванням пристрою за будь-яким з пп. 1-10 Ко) і/або системи за будь-яким з пп. 11-12, причому спосіб включає етапи, на яких: - одержують (80) флуоресцентний спектр напою через стінку контейнера; - нормалізують профіль виміряного спектра відносно максимальної інтенсивності еталонного спектра; - обчислюють показник подібності між виміряним спектром і еталонним спектром; - визначають (86), відповідно до одержаного показника подібності, чи є напій справжнім.

14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що флуоресцентний спектр одержують шляхом використання джерела, що випускає монохромний промінь з довжиною хвилі в діапазоні від 350 до 650 нанометрів.

15. Спосіб за п. 13 або п. 14, який відрізняється тим, що показник подібності обчислюють в заздалегідь визначеному діапазоні довжин хвиль, такому як діапазон довжин хвиль від 550 до 650 нанометрів.

16. Спосіб за будь-яким з пп. 13-15, який відрізняється тим, що показник подібності обчислюють методом, що має назву метод найменших квадратів, або за алгоритмом типу алгоритму Хаусдорфа.

17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що напій визначають як несправжній, якщо показник подібності перевищує 20.

18. Спосіб за будь-яким з пп. 13-17, який відрізняється тим, що еталонний спектр одержують з вимірювання флуоресцентного спектра, виміряного на вибірці з групи справжніх пляшок.

19. Спосіб за будь-яким з пп. 13-18, який відрізняється тим, що включає етап, на якому завантажують еталонний спектр з віддаленої бази даних.