Приложение ДА (рекомендуемое). Общие сведения об иглоударном маркировании изделий символами штрихового кода Data Matrix с применением люминесцентного состава и рекомендации по контролю качества маркировки

Приложение ДА
(рекомендуемое)

Общие сведения
об иглоударном маркировании изделий символами штрихового кода Data Matrix с применением люминесцентного состава и рекомендации по контролю качества маркировки

ДА.1 Общие сведения об иглоударном маркировании изделий символами штрихового кода Data Matrix с применением люминесцентного состава

Машиносчитываемая иглоударная маркировка с применением люминесцентного состава (иное название: флуоресцентная маркировка прямого нанесения - ФМПН) наносится непосредственно на поверхность маркируемого изделия в виде символа двумерного штрихового кода. Расположенные в заданном порядке углубления конусообразной формы, заполненные люминесцентным составом, соответствуют светлым модулям символа штрихового кода Data Matrix (рисунок ДА.1).

Рисунок ДА.1 - Иглоударное маркирование с применением люминесцентного состава

Люминесцентный состав представляет собой композицию, содержащую частицы люминофора с диапазоном длин волн поглощения от 250 нм до 600 нм и максимумом флуоресцентного излучения в диапазоне длин волн от 600 нм до 700 нм.

При облучении символа штрихового кода излучением с длинами волн в указанном выше диапазоне и регистрации его флуоресценции считывающим устройством в диапазоне длин волн 600-700 нм получают близкий к 100 % контраст между излучением от вещества в углублениях и поверхностью, на которой расположен символ штрихового кода.

Высокий контраст получаемого изображения снижает зависимость вероятности успешного считывания символа от:

- наличия загрязнений или защитных пленок на поверхности;

- вида материала маркируемого изделия (металл, пластмассы, бетон, др.);

- свойств микрорельефа и цвета поверхности маркируемого изделия;

- наличия посторонних источников излучения.

Машиносчитываемая иглоударная маркировка с применением люминесцентного состава может наноситься и успешно считываться на поверхностях с существенно более высокой шероховатостью, чем иглоударная маркировка без применения люминесцентного состава. Так, минимальные размеры модуля символа штрихового кода в диапазоне 0,2-0,7 мм обеспечивают считываемость символа штрихового кода без применения люминесцентного состава на поверхности с шероховатостью (Ra) до 7 мкм (см. раздел 3, рисунок 4). С применением люминесцентного состава считывание символов с тем же диапазоном размеров модулей возможно для существенно больших значений шероховатости поверхности (увеличение на порядок от указанных значений).

На рисунке ДА.2 слева приведено изображение в видимом диапазоне длин волн маркированной поверхности фрагмента литой детали (вагонной рамы) с шероховатостью поверхности 80-100 мкм. Изображение символа штрихового кода не обладает необходимым контрастом и не считывается. Справа представлено изображение той же детали, полученное с помощью устройства считывания флуоресцентных символов на длине волны флуоресценции красителя в красном диапазоне длин волн, при возбуждающем облучении в голубом диапазоне длин волн. Высокий контраст изображения обеспечивает высокую вероятность считывания и декодирования символа.

Рисунок ДА.2 - Изображение маркированного фрагмента литой детали, полученное в видимом диапазоне длин волн и на длине волны флуоресценции красителя

Для машиносчитываемой иглоударной маркировки с применением люминесцентного состава сигнал от информационного элемента (углубления) пропорционален количеству флуоресцентного красителя, находящегося в углублении, а не определяется геометрической формой углубления, как в случае иглоударной маркировки без применения люминесцентного состава. Это приводит к снижению влияния на качество считывания символа параметров применяемой маркирующей аппаратуры.

Применение люминесцентного состава позволяет считывать символы штрихового кода на больших расстояниях и в более широком диапазоне углов между плоскостью маркировки и линией сканирования, так как интенсивность флуоресцентного излучения имеет слабую угловую зависимость. Это приводит к возможности считывать нанесенную маркировку с криволинейных поверхностей меньшего радиуса, чем это допускается для иглоударной маркировки без применения люминесцентного состава. Зависимость результатов считывания маркировки от угла и расстояния считывания приведена в таблице ДА.1 и на рисунке ДА.3.

Таблица ДА.1 - Результаты считывания машиносчитываемой иглоударной маркировки с применением люминесцентного состава при различных углах считывания и расстояниях от маркировки до сканера

Угол, град.	Расстояние, см
	5	10	15	20	25	30
90	+	+	+	+	+	+
75	+	+	+	+	+	+
60	+	+	+	+	+	+
45	+	+	+	+	+	-
30	+	+	+	-	-	-
15	+	-	-	-	-	-
Примечания 1 Условные обозначения: здесь (+) означает успешное считывание, (-) означает отсутствие считывания. 2 Параметры маркировки: диаметр углубления (точки) 350 мкм, размер модуля символа штрихового кода 730 мкм, материал маркируемой поверхности - дюралюминий.

Применение люминесцентного состава позволяет значительно расширить диапазон применимых соотношений размеров углублений (точек) и номинальных размеров модуля символа штрихового кода. Примеры результатов считывания машиносчитываемой иглоударной маркировки с применением люминесцентного состава с различными размерами элементов символа маркировки приведены в таблице ДА.2 и на рисунке ДА.3.

Таблица ДА.2 - Результаты считывания машиносчитываемой иглоударной маркировки с применением люминесцентного состава при различных диаметрах углубления и размерах модуля символа штрихового кода

N	Диаметр углубления (точки), мкм	Размер модуля, мкм	Отношение диаметра углубления к размеру модуля, %	Результат считывания с расстояния 10 см (1 попытка)
1	440	1200	37	+
2	440	1610	27	+
3	440	2030	22	+
4	440	2400	18	+
5	440	2950	18	+
6	240	1040	23	+
7	240	2050	12	+
8	560	2400	23	+
Примечание - Здесь (+) означает успешное считывание.

Рисунок ДА.3 - Зависимость максимальной высоты успешного считывания маркировки от отношения диаметра углубления с флуоресцирующим веществом к размеру модуля символа штрихового кода

ДА.2 Общие рекомендации по оценке качества символов

Контроль качества наносимого символа штрихового кода может быть осуществлен на установке, схема которой изображена на рисунке ДА.4.

1 - фотоприемник; 2 - объектив; 3 - область проверки маркированного изделия; 4 - источник возбуждающего излучения; 5 - светофильтр приемного канала.

Рисунок ДА.4 - Пример схемы устройства верификации символов штрихового кода при иглоударном маркировании изделий с применением люминесцентного состава

Для формирования поля и калибровки освещенности от источников возбуждающего излучения 4 могут быть использованы рекомендации по контролю качества маркировки, нанесенной прямым маркированием изделий без использования люминесцентного состава. Длины волн источника возбуждающего излучения должны соответствовать полосе возбуждения используемого люминофора, а в полосе его флуоресценции излучение должно быть незначительным или отсутствовать. В качестве источников излучения могут использоваться светоизлучающие диоды, длина волны максимума излучения которых находится в области 450-470 нм. Типичный спектр излучения такого светоизлучающего диода приведен на рисунке ДА.5.

Рисунок ДА.5 - Пример спектра излучения светоизлучающего диода с рабочими длинами волн в голубой области видимого спектра

Примеры спектров возбуждения и флуоресценции люминофора, используемого для иглоударной маркировки, приведены на рисунках ДА.6 и ДА.7 соответственно.

Рисунок ДА.6 - Пример спектра возбуждения флуоресценции

Рисунок ДА.7 - Пример спектра флуоресценции

Вторичное излучение люминесцентного вещества, использованного при иглоударной маркировке, до попадания на фотоприемник 1 должно пройти через фильтр 5. После фильтрации в объектив устройства не должен попадать свет от источников излучения 4 и от посторонних источников освещения, который снижает контраст получаемого изображения символа штрихового кода. Пример спектральной характеристики пропускания используемого фильтра приведен на рисунке ДА.8.

Рисунок ДА.8 - Пример спектральной характеристики коэффициента пропускания фильтра