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紅外線是是位于可見光中紅色光以外的一種肉眼看不見的光線,但實際上它與其他任何光線一樣是客觀存在的。任何物體只要其溫度高于零度 (-273℃),就會有紅外線向周圍空間輻射。一般將紅外輻射分為四個區(qū)域,近紅外區(qū)、中紅外區(qū)、中遠紅外區(qū)和較遠紅外區(qū)。介于可見光(Vis)和中紅外(Mir)之間的電磁輻射波稱為近紅外光譜(Near infrared),波長為780—2526nm。
有機物質的各種基團受到近紅外線照射后被激發(fā)產生共振得到特定的圖譜,通過掃描樣品的近紅外光譜,可以得到樣品的特征信息,這就是近紅外光譜分析技術(NIR)。這種分析手段是現代電子技術、光譜分析技術、計算機技術和化學計量學技術的集合體,具有方便、準確成本低等特點,近年來發(fā)展迅速,成為在食品、制藥、醫(yī)學等多個領域的一種高新技術。
近紅外光譜分析技術(NIR)識別技術亦可用于檢驗貨幣真?zhèn)?,由于紙幣在印刷過程中應用到了很多特殊油墨,這些油墨對紅外線有一定的吸收作用,利用這種特性對紙幣進行鑒偽識別,在紙幣防偽系統中稱為紅外防偽,其防偽性強,不破壞樣品,操作簡單有效,幾乎不受任何印刷條件的限制。
國內外利用近紅外光譜鑒定貨幣的方法已不鮮見,部分鑒定單位通過分析紅外拍攝的100元人民幣人像部分頭發(fā)及臉部平均灰度值鑒別真?zhèn)?,或通過分析紙幣在近紅外下成像差異加以鑒定,如圖1為Adept Turnkey公司Piranha4 multispectral 相機在近紅外光(850nm LED)下鑒定20歐元的方法,可見光譜下圖像無差異,而近紅外圖像部分消失,防偽功能突出。
三種光譜下歐元正面對比圖
在近紅外光源照射下:20歐元紙幣在可見光和單色光下圖像無差異,而近紅外近紅外相機拍攝下紙幣部分消失,防偽功能突出。
本文所述就是借鑒此法鑒定100元人民幣真?zhèn)蔚慕t外光譜檢測方法。具體如下:在實驗室日光燈照明的普通條件下,100元人民幣通過近紅外光源(940nm LED)照射,使用明美自主研發(fā)的近紅外相機MSH05(科研級SCMOS圖像傳感芯片,作為光學傳感器接收紙幣反饋紅外光譜的信息,內置近紅外濾光片、500萬有效像素、1.2英寸大靶面芯片、380-1300nm光譜響應范圍)搭配宏觀鏡頭拍攝紙幣正反面,對成像進行鑒定。
圖為可見光與紅外相機拍攝下100元人民幣正面圖案在紅外光譜下,可觀察到與可見光譜拍攝下明暗不同的圖文(如人頭像消失)。此法操作簡單、對環(huán)境要求低、且鑒定過程快速準確,作為無損、綠色的鑒定分析技術前景可觀。
近紅外相機MSH05
RGB
Monochrome
NIR
在近紅外光源照射下,使用明美近紅外相機MSH05拍攝100元人民幣進行防偽鑒定:可見光與單色光下紙幣無變化,近紅外相機拍攝下紙幣(真幣)背面人民大會堂圖案半邊消失,真幣正面圖案亦可觀察到與可見光譜下明暗不同的圖文。