Устройство для изготовления идентификационной метки

Устройство для изготовления идентификационной метки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области идентификации и предназначено для изготовления идентификационных меток с матрицами, полученными путем обработки частицами, разогнанными до больших скоростей.

Известен способ изготовления идентификационных меток (см. MD 3389 F2, 31.08.2007), путем обдува матрицы газовым потоком, содержащим твердые частицы. Для создания миниатюрных идентификационных меток необходимо внедрять в диэлектрические и металлические матрицы частицы как можно меньшего размера. Однако разогнать наночастицы газодинамическим потоком трудно и энергозатратно.

В качестве прототипа можно использовать устройство (см. RU 2544714 C2, 27.01.2013), которое способно с помощью импульсных газоразрядных ламп или лазера создавать на тонких металлических пленках перфорации, совокупность которых образует неповторяемую матрицу.

К недостаткам такого устройства можно отнести то, что электрический разряд, можно осуществить только между электропроводящими объектами и которое нельзя использовать для создания идентификационных метках на диэлектриках в виде набора не отверстий, а наночастиц. Устройство в прототипе не приспособлено для разгона и внедрения в диэлектрик (бумагу, пластиковую пленку) непредсказуемого набора наночастиц.

Вновь предложенное устройство для изготовления идентификационной метки содержит корпус, перегородку и лазер, установленный с возможностью облучения среды, при этом перегородка снабжена набором нанотрубок с входными и выходными конусными вставками, установленных по оси излучения лазера, между лазером и нанотрубками установлен патрубок для подачи газовой среды с набором наночастиц, причем диаметр нанотрубок больше диаметра наночастиц в 5-10 раз.

Кроме того, лазер может быть установлен внутри корпуса.

Кроме того, лазер может быть установлен снаружи корпуса, а корпус снабжен оптически прозрачным окном.

Кроме того, внутренняя поверхность корпуса может быть выполнена светоотражающей, а набор нанотрубок перекрывать все поперечное сечение корпуса.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для изготовления идентификационной метки. Оно содержит корпус, перегородку и лазер, установленный с возможностью облучения перекачиваемой среды. Особенность такого устройства можно признать то, что перегородка 2 снабжена набором нанотрубок 4, установленных по оси излучения лазера 3, причем диаметр нанотрубок 4 больше диаметра наночастиц 5 в 5-10 раз, а между лазером 3 и нанотрубками 4 установлен патрубок 6 для подачи газовой среды с набором наночастиц 5.

На фиг. 2 приведено устройство, у которого лазер 3 установлен внутри корпуса 1.

На фиг. 3 показан разрез А-А на фиг.2.

На фиг. 4 приведено устройство, у которого лазер 3 установлен снаружи корпуса 1, а корпус 1 снабжен оптически прозрачным окном 7. Другой особенностью можно признать то, что внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена светоотражающей, а набор нанотрубок 4 перекрывает все поперечное сечение корпуса 1.

На фиг. 5 показаны дополнительный объем 10 с наночастицами 5 и воздушный компрессор 9.

На фиг. 6 показана идентификационная метка с нанесенной на нее информационной сеткой 12, цифровым (буквенным) индивидуальным номером 13 и со стохастическим набором 11 наночастиц 5.

На фиг. 7 укрупнено показан набор микрократеров, полученный от внедрения наночастиц, ускоренных лазерным излучением до больших скоростей.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Из дополнительного объема, заполненного наночастицами 5 требуемого размера воздушным компрессором 9 (на фиг. 1-3 они не показаны) подаются через патрубок 6 наночастицы 5 в пространство (размером от 50 до 500 Нм). Благодаря турбулентным пульсациям часть наночастиц 5 поступают во входную конусную вставку 8. Учитывая максимальный размер частиц 500 Нм, внутренний диаметр нанотрубок выбирают от 2500 до 5000 Нм.

После включения импульса лазерного излучения наночастицы 5 попадают под его действие и ускоряются с ускорением от 10³ до 10⁶ g. Двигаясь вдоль нанотрубок 4, наночастицы 5 приобретают большие скорости на выходе, проходя через выходную вставку 8 сразу попадают на матрицу идентификационной метки и образуют на ней идентификационные признаки в виде микрократеров, аналогичных попаданию микрометеоритных частиц в космосе на металлические поверхности.

Большое расстояние на воздухе для наноночастиц являются непреодолимым препятствием из-за трения о воздух и поэтому расстояние между идентификационной матрицей и выходной конусной вставкой 8 должно быть наименьшим. По мере заполнения нанотрубок 4 осуществляется следующий импульс лазера 3. Выбранное соотношение между диаметрами нанотрубок 4 и диаметров наночастиц 5 оптимально для разгона и внедрения наночастиц 5 в будущую идентификационную метку. Разогрев наночастиц 5 можно оценить по известной формуле:

где α - коэффициент поглощения,

I - интенсивность излучения,

t - время,

С - теплоемкость,

ρ - плотность,

- температуропроводность,

λ - теплопроводность.

1. Устройство для изготовления идентификационной метки, содержащее корпус, перегородку и лазер, установленный с возможностью облучения среды, отличающееся тем, что перегородка снабжена набором нанотрубок с входными и выходными конусными вставками, установленных по оси излучения лазера, между лазером и нанотрубками установлен патрубок для подачи газовой среды с набором наночастиц, причем диаметр нанотрубок больше диаметра наночастиц в 5-10 раз.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лазер установлен внутри корпуса.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лазер установлен снаружи корпуса, а корпус снабжен оптически прозрачным окном.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена светоотражающей, а набор нанотрубок перекрывает все поперечное сечение корпуса.