珍珠溯源识别方法及装置与流程

元素配比，不同的混合程度或状态，都会使得每个珠核中离子组织构型不同，在可见光 (或激光)激励作用下光电效应的输出信号具有不同特征。利用此特性赋予每颗真正独 特唯一的身份信息，作为生产珍珠的防伪溯源标签，或与珠核外径信息，颜色信息结合， 作为生产珍珠的防伪溯源标签，以实现对珍珠的身份和产地进行溯源，可以有效提高珍 珠溯源识别的准确性。
10.优选的是，所述的珍珠溯源识别方法中，所述数字代码为六个16进制代码。六个16 进制代码有更多的组合，可以达到16777215种，因此编码资源更加丰富。
11.优选的是，所述的珍珠溯源识别方法中，所述金属元素为镁元素、锰元素、铝元素、 锌元素、镉元素、铁元素、镍元素、钴元素、钠元素中的一种或多种。金属元素的组合 不同，获得的珠核具有不同的离子组织构型和颜色，以使珠核获得唯一的身份信息。
12.另外，不同的混合程度会导致金属元素在珠核中的分布状态不同，因此珠核的离子 组织构型也不同。
13.优选的是，所述的珍珠溯源识别方法中，珠核的id存储于数据库中，珠核植入母贝 中培养形成珍珠；将待检测珍珠的id与数据库中的珠核id进行比对，如果待检测珍珠 id与数据库的珠核id相同，则属于数据库中的珍珠，如果id不同，则不属于数据库中 的珍珠。
14.珍珠溯源识别装置，用于所述的珍珠溯源识别方法，包括：可见光源(包括激光)、 传感器、数据采集卡和处理器；
15.所述可见光源发射出光斑对珍珠进行扫描，所述传感器至少采集珍珠的珠核外径信 息、颜色信息、以及光效应信息；所述处理器通过数据采集卡采集传感器的信息数据， 并将光效应信息编码为相应的数字代码。
16.上述技术方案的装置易于使用，珍珠置于传感器中，可自动完成珍珠光洁度、表面 瑕疵、外形几何尺寸、珍珠内核的几何尺寸的测定及金属矿物元素光电效应代码的采集 读取，为珍珠以珠核添加金属矿物元素防伪检测提供手段。本发明不仅可以对中国南珠 防伪鉴别，而且可以做到x射线珠层检测仪和近红外检测仪无法做到的珠层检测。
17.具体的，珠核外径信息检测可以使用现有的传感器，也可以现有的光斑直径算法计 算得到。
18.颜色信息的采集可以使用现有的颜色传感器和数字图像处理方法获得，也可以使用 本发明下述的光效应阵列传感器获得。
19.光电效应信息可以使用光敏半导体器件采集，原理之一是在可见光源激发的光斑扫 描作用下，光敏半导体器件会产生与珠核和珠层特征相关联的高低电平输出信号，该电 信号被转换成二进制数字信号，处理器读取二进制数字信号，并将该高低电平信号可以 看做光电效应信息的表达。高低电平属于二进制信息代码，处理器可以将二进制信息代 码编码成其他制式的数字代码，比如8进制或16进制的数字代码。
20.优选的是，所述的珍珠溯源识别装置中，所述传感器为若干光敏半导体器件组成的 光效应阵列传感器。根据采集信息的需要，这些光敏半导体器件可以包含测量珍珠的外 径、珠核直径、珍珠颜色、光电效应信息、珍珠缺陷、表面光滑度等等物理特征信息的 器件。
21.优选的是，所述的珍珠溯源识别装置中，所述光效应阵列传感器包括颜色识别模块， 颜色识别模块包括若干单元电路，每个光敏半导体器件对应为一个单元电路，n个单元电 路并联形成颜色识别电路，n的取值范围：3～32，每个单元电路对应识别一种颜色或多
单 元电路组合表示某一种颜色。
22.优选的是，在一种实施方式中，颜色识别模块包括24个单元电路，对应24种颜色。
23.优选的是，所述的珍珠溯源识别装置中，所述光效应阵列传感器包括光电效应信息 感应模块；所述光电效应信息感应模块包括至少8个用于检测不同波长的光敏半导体器 件，具体为：
24.ba1模块对应波长为750-650nm光电信号；ba2模块对应波长为650-550nm光电信 号；ba3模块对应波长为550-450nm光电信号；ba4模块对应波长为450-350nm光电信 号；ba5模块对应波长为350-250nm光电信号；ba6模块对应波长为250-150nm光电信 号；ba7模块对应波长为150-50nm光电信号；ba8模块对应波长为50nm以下光电信号。
25.优选的是，所述的珍珠溯源识别装置中，所述可见光源为使用光源强度可调的某一 颜色的单色光源或使用白色光源，可见光源设置有光强度调节器、滤镜和光斑聚焦器； 所述光阵列传感器、可见光源与外壳组装在一起，所述外壳为屏蔽光能的外壳；
26.聚焦光斑为0.005mm至1.000mm范围可调，最大光斑为1.000mm，最小光斑为 0.005mm；
27.波长可变，其变化范围750nm至10nm；
28.光效应阵列传感器的最大直径为20mm，最小直径2mm。
29.优选的是，所述的珍珠溯源识别装置中，具体的包括：光效应阵列传感器、可见光 源发生器(包括激光器)、光斑聚焦器、数据采集卡、处理器、显示器、电源、固定被测 珍珠的支撑架、以及外壳；所述电源分别与可见光源发生器、光效应阵列传感器、数据 采集卡、处理器、显示器连接为之供电；
30.所述处理器与可见光源发生器连接，由处理器控制可见光源发生器产生光束和光束 强度，然后聚焦成单一光斑，光斑照射在珍珠上；所述光效应阵列传感器的输出与数据 采集卡的输入连接，数据采集卡的输出与处理器的数据输入口连接；处理器的数据输出 口与显示器连接；所述固定珍珠支撑架与外壳固定连接；所述外壳为避光的金属外壳。
31.本发明至少包括以下有益效果：
32.本发明的溯源识别方法识别过程对珍珠无须特殊处理，速度快，识别准确，实用性 强。本发明的装置易于使用；珍珠置于光效应传感器中，自动完成珍珠光洁度、表面瑕 疵、外形几何尺寸、珍珠内核的几何尺寸的测定及金属矿物元素代码的读取；为珍珠以 珠核添加金属矿物元素防伪检测提供手段；本发明不仅可以对中国南珠防伪鉴别，而且 能够做到x射线珠层检测仪和近红外检测仪无法做到的珠层检测。
33.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发 明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
34.图1为本发明所述的珍珠溯源识别装置的未开启光扫描时的结构示意图；
35.图2为本发明所述的珍珠溯源识别装置的开启光扫描时的结构示意图；
36.图3为本发明所述的珍珠溯源识别装置的框架结构示意图；
37.图4为本发明所述的光效应阵列传感器中光敏半导体器件的阵列结构示意图；
38.图5为本发明所述的光效应阵列传感器中颜色识别电路部分的光敏半导体器件结
构 示意图；
39.图6为本发明所述的光效应阵列传感器中检测不同波长的光敏半导体器件结构示意 图；
40.图7为本发明所述的珍珠溯源识别装置的使用流程图。
具体实施方式
41.下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说 明书文字能够据以实施。
42.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或 多个其它元件或其组合的存在或添加。
43.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所 述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
44.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置
”ꢀ
应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地 连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中 的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、
ꢀ“
水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件 必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.如图1～7所示，珍珠溯源识别装置，包括：可见光源、传感器、数据采集卡和处理 器；
46.所述可见光源发射光斑对珍珠6进行扫描，所述传感器采集珍珠6的珠核外径信息、 颜色信息、以及光效应信息等物理特征信息；所述处理器通过数据采集卡采集传感器的 信息数据，并将光效应信息编码为相应的数字代码。
47.其中，传感器根据需要设置为多个模块，包括珍珠和珠核形状直径感应模块、颜色 识别模块、光电效应信息感应模块等。
48.具体的，为方便理解和实施，参考图1，其为未开启可见光照射扫描时的状态，图 例中使用可见光发生器1提供光源，可见光发生器具有光强度调节器、光斑聚焦器2等 部件，可见光发生器1发射出光斑照射在珍珠6上，珍珠6被珍珠支撑架3固定，使用 光效应阵列传感器5作为传感器，珍珠溯源识别装置具有外壳4，上述部件均安装在外壳 4内部。装置连接电源后，可以进行光效应阵列传感器复位操作，处理器可以自动设置光 电效应参数，将珍珠固定在珍珠支撑架上即可进行检测。
49.图2为开启可见光发生器照射扫描时的状态，珍珠产生光致效应，清晰显示出珠核 形状，珠核与珠层区分明显，此时光效应阵列传感器可以捕获珍珠的几何形状(包括形 状、表面光洁度、表面瑕疵等)、外径、颜色和光电效应等物理特征信息，处理器对这些 信息进行采集处理，最后给出检测结果。
50.本实施方式的装置易于使用，珍珠置于传感器中，可自动完成珍珠光洁度、表面瑕 疵、外形几何尺寸、珍珠内核的几何尺寸的测定及金属矿物元素光电效应代码的采集读 取，为珍珠以珠核添加金属矿物元素防伪检测提供手段。本发明不仅可以对中国南珠防 伪
数据采集卡的输出与处理器的数据输入口连接；处理器的数据输出口与显示器连接，显 示器显示结果；所述珍珠支撑架与外壳固定连接；所述外壳为避光的金属外壳。
63.如图7所示，其为本发明所述珍珠溯源识别装置的一种操作步骤：
64.将待测珍珠置入装置的珍珠支撑架上，设置光斑直径，设置光束强度，当光作用在 珍珠上，传感器立马采集珠核几何尺寸、颜色以及光电效应信息等物理特征信息，处理 器通过数据采集卡读取光效应阵列传感器数据，并转化成16进制的数字代码，数字代码 包括颜色识别部分和组织构型状态识别部分，根据数字代码识别珍珠颜色，然后将颜色 以及组织构型状态识别部分的16进制数字代码显示。
65.实施例1
66.一种珍珠溯源识别方法，包括：
67.步骤一、制备珠核。
68.1)根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化铁、氧化铜混合均匀，在 1000℃的高温进行熔炼，获得fecuca2(sio2)液态基质，加入文石粉继续熔炼，并搅 拌均匀，获得硅胶水；其中(sio2)矿物占原料组分的70％，氧化钙占原料组分的10％， 氧化铁占原料组分的10％，氧化铜占原料组分的10％；fecuca2(sio2)液态基质的质量 分数为96％，文石粉的质量分数4％，即fecuca2(sio2)液态基质与文石粉的质量比为 96:4；
69.2)将所述硅胶水浇注到珠核成型模具中成形，冷却固化后用研磨机对珠核研磨抛光， 即得抛光珠核；
70.3)所述抛光珠核和抗坏血酸浓溶液置于反应釜中，在1.2个大气压的条件下加热至 100℃，恒温10d，恒温结束后，快速的降温，降温速率为5℃/min，即得可溯源高免疫 珠核。
71.步骤二、溯源识别。
72.使用溯源识别装置对珠核激光扫描，采集珠核外径信息、颜色信息、以及光电效应 信息，将光电效应信息编码为数字代码，使用数字代码或数字代码与外径信息、颜色信 息中任意一种或多种组合作为珠核的id，对待检测珍珠进行同样的激光扫描和信息采集 编码，比对id，达到溯源识别的目的。
73.本实施例制备的珠核颜色为红色。
74.实施例2
75.和实施例1的步骤一致，区别在于：
76.根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化铁、氧化钠、氧化镉、氧化 锰、氧化铜混合均匀，在800℃的高温进行熔炼，获得naofe3cu2cro4mno4ca2(sio2) 液态基质，加入文石粉继续熔炼，并搅拌均匀，获得硅胶水；其中，(sio2)矿物占原料 组分的69％，氧化钙占原料组分的7％，氧化铜占原料组分的5％，氧化钠占原料组分的 3％，氧化铁占原料组分的6％，氧化镉占原料组分的6％，四氧化三锰占原料组分的4％， naofe
3 cu2(cro4)(mno4)ca2(sio2)液态基质的质量分数为99％，文石粉的质量分数 1％，即naofe
3 cu2(cro4)(mno4)ca2(sio2)液态基质与文石粉的质量比为99:1。
77.本实施例制备的珠核颜色为绿色。
78.实施例3
79.和实施例1的步骤一致，区别在于：
80.根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化铜、氧化锰混合均匀，在800℃ 的高温进行熔炼，获得cu
2 mno4ca2(sio2)液态基质，加入文石粉继续熔炼，并搅拌 均匀，获得硅胶水；其中，(sio2)矿物占原料组分的60％，氧化钙占原料组分的20％， 氧化铜占原料组分的10％，四氧化三锰占原料组分的10％，cu
2 mno4ca2(sio2)液态基 质的质量分数为99％，文石粉的质量分数1％，即cu
2 mno4ca2(sio2)液态基质与文石 粉的质量比为99:1。
81.本实施例制备的珠核颜色为宝蓝色。
82.实施例4
83.和实施例1的步骤一致，区别在于：
84.根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化钠、氧化镉混合均匀，在 1500℃的高温进行熔炼，获得na2o
2 cro4ca2(sio2)液态基质，加入文石粉继续熔炼， 并搅拌均匀，获得硅胶水；其中，(sio2)矿物占原料组分的75％，氧化钙占原料组分的 6％，氧化钠占原料组分的9％，氧化镉占原料组分的10％，na2o
2 cro4ca2(sio2)液态 基质的质量分数为99％，文石粉的质量分数1％，即na2o
2 cro4ca2(sio2)液态基质与 文石粉的质量比为99:1。
85.本实施例制备的珠核颜色为黄色。
86.实施例5
87.和实施例1的步骤一致，区别在于：
88.根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化锰混合均匀，在1700℃的高 温进行熔炼，获得mno4ca2(sio2)液态基质，加入文石粉继续熔炼，并搅拌均匀，获 得硅胶水；其中，(sio2)矿物占原料组分的76％，氧化钙占原料组分的5％，四氧化三 锰占原料组分的19％；mno4ca2(sio2)液态基质的质量分数为99％，文石粉的质量分 数1％，mno4ca2(sio2)液态基质与文石粉的质量比为99:1。
89.本实施例制备的珠核颜色为紫色。
90.实施例6
91.和实施例1的步骤一致，区别在于：
92.根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化铁、氧化铜、氧化锰混合均 匀，在1800℃的高温进行熔炼，获得fe cumno4coca2(sio2)液态基质，加入文石粉 继续熔炼，并搅拌均匀，获得硅胶水；其中，(sio2)矿物占原料组分71％；氧化钙占原 料组分的9％，氧化铁占原料组分的6％，氧化铜占原料组分的5％，四氧化三锰占原料 组分的9％，氧化钴占原料组分的5％；fe cumno4ca2(sio2)液态基质的质量分数为 97％，文石粉的质量分数3％，fe cumno4ca2(sio2)液态基质与文石粉的质量比为97:3。
93.本实施例制备的珠核颜色为枚红色。
94.实施例7
95.和实施例1的步骤一致，区别在于：
96.根据编码需求将原料组分(sio2)矿物、氧化钙与氧化铁、氧化钠、氧化铜、氧化 镉混合均匀，在900℃的高温进行熔炼，获得fena2o2cu cro4ca2(sio2)液态基质，加 入文石粉继续熔炼，并搅拌均匀，获得硅胶水；其中，(sio2)矿物占原料组分的70％， 氧化钙占原料组分的10％，氧化铁占原料组分的2％，氧化钠占原料组分的6％，氧化铜 占原料组分的5％，氧化镉占原料组分的6％；熔炼后形成的fena2o2cu cro4ca2(sio2) 液态基质的质量分
匀，在800℃的高温进行熔炼，获得(fe4,zn4)(fe
16
,al
16
)o
32 ca2(sio4)3液态基质，加入文 石粉继续熔炼，并搅拌均匀，获得硅胶水；其中，(sio4)矿物占原料组分的70％，氧化 钙占原料组分的10％，氧化铁占原料组分的7％，氧化锌占原料组分的2％，氧化铝占原 料组分的10％；(fe4,zn4)(fe
16
,al
16
)o
32 ca2(sio4)3液态基质的质量分数为99％，文石的质 量分数1％。
117.本实施例制备的珠核颜色为深蓝色。
118.实施例13
119.和实施例1的步骤一致，区别在于：
120.根据编码需求将原料组分(sio4)矿物、氧化钙、氧化镉、氧化锰、氧化镁、氧化 铝混合均匀，在800℃的高温进行熔炼，获得(mg4,mn4)(al
16
,cr
16
)o
32 ca2(sio4)3液态基 质，加入文石粉继续熔炼，并搅拌均匀，获得硅胶水；其中，(sio4)矿物占原料组分 65％，氧化钙占原料组分的15％，氧化镁占原料组分的5％，氧化锰占原料组分的5％， 氧化铝占原料组分的3％，氧化镉占原料组分的7％；(mg4,mn4)(al
16
,cr
16
)o
32 ca2(sio4)3液态基质的质量分数为99％，文石的质量分数1％。
121.本实施例制备的珠核颜色为深枚红色。
122.实施例1～13的溯源识别结果如下表1：
123.表1
[0124][0125]
需要补充说明的是，上述实施例1～13只是给出了珠核制备方法的一些实施方式，除 此之外，珠核也可以使用常规的方法制得，比如直接将硅、钙和金属元素的化合物混合， 硬化形成珠核等等。
[0126]
除了表1中的颜色代码外，还可以通过改变珠核成分配合，形成其他数字代码。
[0127]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列
运 用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易 地实现另外的修改。