專利名稱：：一種紙幣檢驗方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于物證檢驗領域，特別涉及一種紙幣檢驗方法。
背景技術：
：近年來，出現(xiàn)了一種利用被染黑的真假紙幣("黑紙幣")進行詐騙的刑事案件。犯罪嫌疑人通過演示用化學試劑復原被染黑的真紙幣騙取受害人信任，繼而以慫恿受害人購買化學試劑或染黑的假幣等方式詐騙錢財。該類案件通常因涉案金額大、犯罪嫌疑人為外籍人士而在社會上引起較大影響。在這類案件中，"黑紙幣"是證實犯罪的關鍵物證，因而需要進行科學鑒定。然而由于紙張材料被染料染黑后，物理化學性質發(fā)生了變化，傳統(tǒng)的紙幣光學特性鑒別手段如紫外熒光光譜法、紅外透射法、光反射法等無法對"黑紙幣"物證進行檢驗，而目前國內外文獻中尚未見有相關檢驗技術的報道。因此，研究并建立該類物證的檢驗技術對偵查破案和法庭審判具有重要的現(xiàn)實意義。能量色散型x射線熒光光譜分析是一種現(xiàn)代分析技術，具有樣品制備簡單、分析元素廣、分析速度快、分析精度高、不損壞樣品等優(yōu)點，其分析原理依據(jù)的是光電效應現(xiàn)象當一束X射線通過物質時，一部分被物質的原子所吸收，受X射線激發(fā)的原子重新發(fā)出電子和熒光X射線，根據(jù)被分析樣品所產生X射線熒光的能量和強度，可以對樣品進行元素的定性和定量分析。傳統(tǒng)的能量色散型X射線熒光光譜儀的空間分辨率屬mm2cr^范圍，通過單個或多個毛細管光學系統(tǒng)可使X射線光管發(fā)射的X射線產生全反射而得到高度聚焦的直徑從幾百微米至數(shù)十微米的X射線光斑；因此對于能量色散型的微束X射線熒光光譜儀，可以通過對樣品微區(qū)掃描，得到主元素和微量元素的空間分布。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于設計一種靈敏度高、無破壞性、能有效檢驗真假紙幣，特別是被染料染黑的真、假紙幣的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種紙幣檢驗方法，至少包括如下步驟(1)掃描在微束X射線入射下，對分析樣品進行連續(xù)移動式掃描；(2)得到樣品的元素二維分布圖，即元素面分布圖對每個掃描點激發(fā)的特征X射線的能量和強度進行檢測分析，形成以灰值方式顯示的樣品元素二維分布(3)比對分析對分析樣品與已知紙幣的元素面分布特征進行比對分析，鑒定樣品真?zhèn)位蚺袛鄻悠匪鶎偌垘欧N類。進一步的，所述分析樣品為被染黑的真紙幣或假紙幣。更進一步的，所述分析樣品為由含有氫、碳、氮和氧的有機染料或摻加單一重元素的有機染料染黑的真紙幣或假紙幣。更進一步的，為了能適合紙幣檢測的特點，所述掃描步驟的微束X射線熒光光譜儀參數(shù)設定包括X光管電壓為35kV40kV、X光管電流為5001000nA、時間常數(shù)為10|iis35ns、掃描像素為256X200或1024X800;掃描點停留時間為200ps1000ps、樣品室工作壓力為1.0X105Pa3.0X10_2Pa。。更進一步的，所述掃描的方式為全元素掃描，元素掃描范圍為NaU，掃描過程中采集并分析掃描點所激發(fā)的元素分析范圍特征X射線，從而得到全元素面分布圖。另外一種掃描方式為感興趣區(qū)掃描，掃描前預先設定感興趣元素的特征X譜線，掃描結束后得到所設定感興趣元素的面分布圖。所述比對分析是在感興趣區(qū)元素譜線分析范圍內比對分析，所述感興趣區(qū)元素譜線分析范圍包括Mg、Al、Si、S、Cl、Ca、Fe、Ti元素的K線系特征X射線。本發(fā)明具有如下有益效果由于紙幣利用專門的紙質材料和精細的制造工藝制成，因而具有較好的穩(wěn)定性，紙幣在被有機染料染黑后所含元素不會發(fā)生明顯的遷移；而且紙幣元素分布特征具有特定性，不同種類的紙幣元素面分布特征有差異。本發(fā)明利用微束X射線熒光光譜分析得到被染黑紙幣的元素面分布并通過元素面分布特征鑒定樣品真?zhèn)尾⑴袛嗥浞N類，該方法無損、靈敏度高，結果準確，具有良好的應用前景。圖1為被染黑的1999年版面額為1美元的紙幣其中一面右側CaK分布特征；圖2為被染黑的2006年版面額為100美元的紙幣其中一面左側CaK分布特征；圖3為外觀相同的被染黑的真、假紙幣；圖4為被染黑的2005年版面額為100元的人民幣紙幣正面左側CaK、C1K、FeK、TiK分布特征；圖5為被染黑的仿真度較高的2005年版面額為100元的人民幣假幣正面左偵i」CaK、C1K、FeK、TiK分布特征；具體實施例方式采用微束X射線熒光光譜分析技術對被染黑的紙幣進行元素面分布分析，得到被染黑紙幣的元素面分布結果，根據(jù)元素面分布特征鑒定樣品真?zhèn)尾⑴袛嗥浞N類。被染黑紙幣的元素面分布分析結果以被染黑的1999年版面額為1美元的紙幣和被染黑的2006年版面額為IOO美元的紙幣為例，兩種紙幣均顯示出與原紙幣相同的元素分布特征(以Ca元素的K線系特征X射線CaK分布為例，見圖l、圖2)，表明專門的紙質材料和精細的制造工藝使紙幣具有較好的穩(wěn)定性，紙幣雖被染黑但所含元素未發(fā)生明顯的遷移。實際詐騙案件中，犯罪嫌疑人正是利用紙幣成分穩(wěn)定的特點，以含輕元素(如氫、碳、氮、氧等)組分的有機染料或摻加單一重元素(重元素為原子序數(shù)Z>30的元素，如碘元素)組分的有機染料將紙幣染黑后再將其復原，從而騙取受害人的信任。這些染料中的輕元素或單一的重元素成分不影響紙幣元素分布分析。被染黑真假紙幣(圖3)的檢驗鑒定以外觀無明顯區(qū)別的被染黑的真假2005年版面額為IOO元的人民幣的檢驗為例，以Ca、Cl、Fe、Ti元素的K線系特征X射線CaK、C1K、FeK、TiK分布作比較，被染黑的2005年版面額為100元的紙幣正面左側的元素面分布圖(圖4)顯示出花卉圖案、國徽、文字、數(shù)字、安全線、水印等信息，而被染黑的仿真度較高的假幣相同位置的元素分布(圖5)顯示的是數(shù)字和人像信息，兩者有顯著差異。本發(fā)明以采用玻璃毛細管聚焦技術的美國EDAXEagleII微束X射線熒光光譜儀分析被染黑的紙幣為例，其配備Rh靶X射線光管和單毛細管聚焦光學系統(tǒng)，X射線光斑300^mi，檢測器Si(Li)80mm2，能量分辨率約185eV(MnKa，lOps)，輸出最大功率40W，最大電壓40kV。利用微束XRF無損分析實驗樣品。在入射的微束X射線下，通過計算機軟件自動控制樣品連續(xù)移動對樣品進行掃描，即連續(xù)移動式掃描，每個掃描點激發(fā)的特征X射線光子進入能量檢測器，并通過放大器和多道分析器處理形成光譜，通過連續(xù)移動式掃描，掃描結束后才得到樣品的二維元素分布圖。元素分布結果以灰值方式顯示，灰值越大，表其具體步驟如下一、掃描，具體包括1.將被染黑的紙幣樣品用透明膠固定在微束XRF樣品臺上；2.啟動微束XRP真空系統(tǒng)，使真空度達到分析要求；3.選擇掃描范圍在100倍放大倍數(shù)下聚焦，以Montage方式拍攝樣品全貌圖；選擇樣品四個頂點所確定的矩形區(qū)域為掃描范圍；4.確定感興趣區(qū)(RegionofInterest,ROI):選擇一些常見元素的特征X射線(如A1K、CaK、FeK、SK等)為感興趣的分析譜線；5.設定工作參數(shù)，如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>感興趣區(qū)掃描，掃描前預先設定感興趣元素的特征x譜線，掃描結束后得到所設定感興趣元素的分布圖。二、得到樣品的元素二維分布圖在感興趣區(qū)掃描(ROIMapping)方式下，分析結束后得到的是所設定感興趣分析譜線(如A1K、CaK、FeK、SK等)的面分布圖；而在全譜掃描(SpectralMapping)方式下，不僅得到所設定感興趣分析譜線的面分布圖，而且在無需再次掃描條件下，通過選擇其它分析譜線可以得到相應元素譜線的面分布圖。因此全譜掃描(SpectralMapping)是優(yōu)選的掃描方式。三、比較分析在感興趣區(qū)元素譜線分析范圍內比對分析，所述感興趣區(qū)元素譜線分析范圍包括Mg、Al、Si、S、Cl、Ca、Fe、Ti等元素的K線系特征X射線，因為以上元素通常在紙幣中存在著有規(guī)則的分布，通過將分析樣品的元素面分布特征與已知紙幣作比較，鑒定其真?zhèn)尾⑴袛嗨鶎偌垘欧N類。權利要求1、一種紙幣檢驗方法，其特征在于至少包括如下步驟(1)掃描在微束X射線入射下，對分析樣品進行連續(xù)移動式掃描；(2)得到樣品的元素二維分布圖對每個掃描點激發(fā)的特征X射線的能量和強度進行檢測分析，形成以灰值方式顯示的樣品元素二維分布圖；(3)比對分析對分析樣品與已知紙幣的元素面分布特征進行比對分析，鑒定樣品真?zhèn)位蚺袛鄻悠匪鶎偌垘欧N類。2、根據(jù)權利要求1所述的紙幣檢驗方法，其特征在于所述分析樣品為被染黑的真紙幣或假紙幣。3、根據(jù)權利要求2所述的紙幣檢驗方法，其特征在于所述分析樣品為由含有氫、碳、氮和氧元素的有機染料或摻加單一重元素的有機染料染黑的真紙幣或假紙幣。4、根據(jù)權利要求1所述的紙幣檢驗方法，其特征在于所述掃描步驟的微束X射線熒光光譜儀參數(shù)設定包括X光管電壓為35kV40kV、X光管電流為5001000mA、時間常數(shù)為10|lis35ms、掃描像素為256X200或1024X800;掃描點停留時間為200|is1000|as、樣品室工作壓力為1.0X105Pa3.0X10_2Pa。5、根據(jù)權利要求1至4任一項所述的紙幣檢驗方法，其特征在于所述掃描的方式為全元素掃描，元素掃描范圍為NaU，掃描過程中采集并分析掃描點所激發(fā)的元素分析范圍特征X射線，從而得到全元素面分布圖。6、根據(jù)權利要求1至4任一項所述的紙幣檢驗方法，其特征在于所述掃描方式為感興趣區(qū)掃描，掃描前預先設定感興趣元素的特征X譜線，掃描結束后得到所設定感興趣元素的面分布圖。7、根據(jù)權利要求1至4任一項所述的紙幣檢驗方法，其特征在于所述比對分析是在感興趣區(qū)元素譜線分析范圍內比對分析，所述感興趣區(qū)元素譜線分析范圍包括Mg、Al、Si、S、Cl、Ca、Fe、Ti元素的K線系特征X射線。全文摘要本發(fā)明屬于物證檢驗領域，特別涉及一種紙幣檢驗方法，其利用微束XRF無損分析實驗樣品。在入射的微束X射線下，通過計算機軟件自動控制樣品連續(xù)移動對樣品進行掃描，每個掃描點激發(fā)的特征X射線光子進入能量檢測器，并通過放大器和多道分析器處理形成光譜，掃描結束后得到樣品的二維元素分布圖。最后將樣品紙幣的元素面分布特征與已知紙幣作比較，得出分析結果。該方法具有無損、靈敏度高，結果準確等特點，具有良好的應用前景。文檔編號G07D7/06GK101582183SQ200910040208公開日2009年11月18日申請日期2009年6月12日優(yōu)先權日2009年6月12日發(fā)明者張小婷,戴維列,輝沈,王松才,胡孫林申請人:廣州市刑事科學技術研究所