1.本发明涉及文物检测技术领域，特别是一种基于量子点材料的文物检测方法及其系统。
背景技术：2.目前，对文物保护工作越来越重视，出台了一系列指导加强文物保护工作的意见。当前 我国文物保护情况不容乐观，许多文物如石像、壁画等面临着防盗防破坏等问题，这些文物 一旦遭到破坏很难修复，因此急需研究一种在不影响文物本体外观的情况下又能用来检测文 物情况，起到防盗防破坏作用的方法。
3.当前针对文物防盗防破坏的方式主要采用视频监控、红外监控和人工巡查相结合等方式。 但这些方式存在实时性差、系统成本高、人工成本高和施工复杂等问题。
技术实现要素：4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于量子点材料的文物检测方法及其系统，本方 法用于文物防盗监测领域，利用钙钛矿量子点材料在可不见光范围对文物进行光谱特征强化 并识别和监控的文物防盗方法。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明提供的基于量子点材料的文物检测方法，包括以下步骤：
7.s1：将具有预设光谱特征的量子点材料设置于待检测文物上；
8.s2：向待检测文物发射用于激发预设光谱特征材料的光；
9.s3：获取预设光谱特征材料激发生成的反射光谱图像；
10.s4：处理反射光谱图像并判断是否存在预设光谱特征，如果不存在，则发出报警信号；
11.s5：如果存在，则循环重复步骤s2-s4。
12.进一步，所述量子点材料为钙钛矿量子点材料、硫化镉、硒化镉、碲化镉中的任意一种。
13.进一步，所述量子点材料采用喷涂方式设置于文物上。
14.进一步，所述量子点材料与文物表面之间还设置有文物保护层，所述文物保护层采用可 见光透明材料制作。
15.进一步，所述量子点材料与空气接触表面之间还设置有隔绝层，所述隔绝层采用可见光 透明材料制作。
16.进一步，所述文物保护层采用b72丙烯酸树脂溶液、聚乙烯醇、primalac33、聚醋酸乙 烯酯、环氧树脂的任意一种。
17.进一步，所述量子点材料的光谱特征是根据待检测文物光谱特征进行确定的，所述量子 点材料的光谱与文物光谱之间不重叠。
18.本发明提供的基于量子点材料的文物检测系统，包括设置于文物上的量子点材料
检测层、 激发光生成装置、检测设备、数据处理和控制单元；
19.所述数据处理和控制单元分别与检测设备、激发光生成装置连接；所述数据处理和控制 单元用于控制激发光生成装置向待检测文物发射出激发光；以及用于控制检测设备获取待监 控文物的光谱图像，所述检测设备将光谱图像传输到数据处理和控制单元中，所述数据处理 和控制单元用于分析光谱图像并识别图像中的光谱特征。
20.进一步，所述激发光生成装置用于生成能使量子点材料发光的光波。
21.进一步，所述检测设备采用相机。
22.本发明的有益效果在于：
23.本发明提供的基于量子点材料的文物检测方法及其系统，该方法利用钙钛矿量子点材料 的特种光谱检测文物状态，将该材料喷涂在文物上后，通过使用不可见光对该材料进行激发， 通过使用检测设备得到材料激发后的光谱，从而实现在不可见光范围内对文物的实时识别和 监测，从而起到文物保护的作用。
24.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某 种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发 明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
25.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
26.图1为基于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护系统测量流程图。
27.图2为材料涂层设计图。
28.图3为基于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护系统测量示意图。
29.图4基于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护系统测量原理框图。
30.图5为文物红外反射率光谱。
31.图6为量子点反射率光谱。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的 理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
33.实施例1
34.如图1所示，图1基于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护系统测量流程图，本实 施例提供的基于量子点材料的文物检测方法，包括以下步骤：
35.s1：将具有预设光谱特征的量子点材料设置于待检测文物上；
36.s2：向待检测文物发射用于激发预设光谱特征材料的光；
37.s3：获取预设光谱特征材料激发生成的反射光谱图像；
38.s4：处理反射光谱图像并判断是否存在预设光谱特征，如果不存在，则发出报警信号；
39.s5：如果存储，则循环重复步骤s2-s4。
40.如图2所示，图2为材料涂层设计图，本实施例提供的量子点材料可以选择钙钛矿量子 点材料、硫化镉、硒化镉、碲化镉等；也可以根据实际情况选择其他量子点材料。
41.本实施例的量子点材料可以采用喷涂方式设置于文物上，也可以根据实际情况选择其他 方式将量子点材料设置于文物上，本实施例提供的量子点材料可使用喷枪等工具对文物某一 位置进行喷涂、也可以使用软毛刷进行涂抹。
42.本实施例提供的量子点材料与文物表面之间还设置有文物保护层，所述文物保护层可以 采用以下一些材料制作，包括且不限于b72丙烯酸树脂、primalac33、有机硅、聚乙烯醇、 芳香族聚氨酯、聚乙二醇600。
43.本实施例提供的量子点材料与空气接触表面之间还设置有隔绝层，所述隔绝层采用可以 采用以下一些材料制作，包括且不限于b72丙烯酸树脂、primalac33、有机硅、聚乙烯醇、 芳香族聚氨酯、聚乙二醇600。
44.本实施例提供的文物保护层采用b72丙烯酸树脂溶液，然后涂覆在文物表面。
45.本实施例隔绝层也可以采用b72丙烯酸树脂溶液，然后涂覆在钙钛矿量子点材料上。b72 无色透明。文物保护层和隔绝层也可以是聚乙烯醇、primalac33、聚醋酸乙烯酯、环氧树脂 等。
46.本实施例提供的量子点材料涂覆在文物上，形成一定区域的量子点材料层，该区域的尺 寸的大小可以根据实际需要确定，一般该区域长宽的尺寸设置在10mmx10mm-20mmx20mm之间。
47.该区域的形状可以根据实际需要设置，并可结合不同波峰的量子点进行联合检测。
48.本实施例提供的量子点材料均采用可见光透明的材料制作，这样避免了对文件的外观造 成影响，满足文物保护的要求；且在与文物接触的表面设置保护层，避免了对文物造成物理 性的破坏，符合文物保护要求，在量子点材料与空气接触的表面设置隔绝层，避免了量子点 材料的与空气接触而失效的现象发生。这也是文物保护的基本要求。
49.本实施例提供的量子点材料选择不同的光谱特征，分别设置于不同的检测文物上，检测 时，通过对应的激发光生成单元发射的激发光照射在不同的量子点材料商，产生不同频率的 光，然后根据预先存储的光谱特征进行对比，判断被检测文物的状态，如果没有对应的光谱 特征，则说明该文物不存在获被损害；如果还有对应的光谱特征，则说明文物存在。这种方 式可以批量检测文物，提高了检测效率；由于采用的光谱检测，检测效率快且准确性高。
50.本实施例提供的量子点材料的光谱特征是根据待检测文物光谱特征进行确定的，所述量 子点材料的光谱与文物光谱之间具有一定区分度，根据文物的光谱特征确定量子点材料的光 谱特征，选择对应光谱特征的钙钛矿量子点材料。
51.本实施例中文物可以是各种可移动文物，尤其包括石器、陶器、铜器、铁器、金银器、 玉器、瓷器、漆器、工艺品等等。
52.本实施例提供的用于激发预设光谱特征材料的光为不可见光范围内的光，可以采用近红 外光。
53.根据钙钛矿量子点的光致发光的特性，选择合适的光源将钙钛矿量子点材料进行激发。 在不可见光的范围内，使用合适的红外光源对钙钛矿量子点进行照射，根据钙钛矿
量子点材 料光致发光的特性使其发出相较于文物光谱不同的特殊光谱。
54.本实施例提供的量子点材料的光谱与文物光谱之间的区分度设置在800-2500nm红外波 段中，单峰的半峰宽控制在50-200nm，均可进行钙钛矿量子点材料设计。
55.本实施例的文物的光谱图是在确定的光源条件下使用检测设备进行光谱测量获得的。
56.本实施例的量子点材料涂抹在文物上合适的位置，一般来说，为了不破坏文物视觉效果， 要求将钙钛矿量子点喷涂在文物隐蔽位置，即人眼能够不易察觉到该材料，同时又能够保证 该材料在监测设备可监测到的范围内。
57.利用监测设备对待保护的文物进行实时监控测量。当发现特异性光谱信号消失时发出报 警信号，实现防止文物被盗的目的。
58.本实施例由于是对于文物喷涂材料，而文物本身不能在喷涂过程造成损害，因此需要在 文物上先喷涂一层保护层，然后再保护层上喷涂钙钛矿量子点材料，保护层也需要是可见光 透明材料，保护层尽量设置于文物某个预设区域内，该区域尽量选择在隐蔽处。
59.本实施例的钙钛矿量子点材料如果长期暴露在空气中可能会失效的情况，需要在量子点 喷涂后再在其上覆盖透明材料的隔绝层，从而将钙钛矿量子点材料和空气隔绝。
60.本实施例提供的文物检测方法自动化程度高，安装完成后不需要人工值守，系统能实现 自动化监测。测量准确程度高，与传统测量方式相比不容易发生误报，能实现高可信度监测。 能够起到无损检测的作用，对文物本身无损害。具有隐蔽性，在文物上不易被人发现，同时 不影响监测设备的使用。能实现对实时监测，能够提供全面、详细的实时监控信息，这是传 统方式不能实现的。有利于更好地实现文物防盗保护，更好地推进文物保护工作的进行。
61.实施例2
62.如图3和图4所示，图3基于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护系统测量示意图， 图4为基于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护系统测量原理框图，本实施例提供的基 于钙钛矿量子点材料的多光谱文物防盗保护检测系统，包括设置于文物上的量子点材料检测 层、激发光生成装置、相机、数据处理和控制单元；
63.所述数据处理和控制单元分别与相机、激发光生成装置和数据处理装置连接；所述数据 处理和控制单元用于控制激发光生成装置向待检测文物发射出激发光；以及用于控制相机获 取待监控文物的光谱图像，所述相机将光谱图像传输到数据处理和控制单元中，所述数据处 理和控制单元用于分析光谱图像并识别图像中的光谱特征。
64.本实施例提供的激发光生成装置可以采用能使量子点材料发光的光波，该光波可以是不 可见光波，也可以是可见光波，在该光波的照射下，量子点材料产生特定的光谱频率的光波， 再通过检测设备获取激发后的光波信号，并在数据处理和控制单元中进行分析处理，判断是 否与预设光谱特征匹配，如果匹配，则说明检测的量子点材料存在，表示被检测的文物存在， 或者文物没有受到损害，如果不匹配，则说明检测的量子点材料不存在，或被损害，表示被 文物出现了问题。
65.本实施例提供的利用量子点材料检测文物的系统，结构简单，检测灵敏，数据处理速度 快，满足实时检测的要求，
66.如图5所示，图5为文物红外反射率光谱图，利用多光谱相机对待保护文物进行光
谱测 量。得到文物的红外反射光谱图。
67.本实施例的量子点材料选择1600nm的钙钛矿量子点材料。
68.根据钙钛矿量子点的光致发光的特性，选择808nm的光源将钙钛矿量子点材料进行激发。 也可以采用其他波长的光源作为激发光波，需要根据钙钛矿量子点材料所需的激发光波长进 行设计。
69.如图6所示，图6为量子点反射率光谱，文物实时检测过程中，使用监测设备对待保护 的文物进行实时监控测量，如果文物被盗或被破坏，系统将无法检测到钙钛矿量子点材料的 特征光谱，从而判断文物被盗或被破坏，从而发出警报提醒安保人员。
70.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限 于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范 围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
技术特征：1.基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：将具有预设光谱特征的量子点材料设置于待检测文物上；s2：向待检测文物发射用于激发预设光谱特征材料的光；s3：获取预设光谱特征材料激发生成的反射光谱图像；s4：处理反射光谱图像并判断是否存在预设光谱特征，如果不存在，则发出报警信号；s5：如果存在，则循环重复步骤s2-s4。2.如权利要求1所述的基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：所述量子点材料为钙钛矿量子点材料、硫化镉、硒化镉、碲化镉中的任意一种。3.如权利要求1所述的基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：所述量子点材料采用喷涂方式设置于文物上。4.如权利要求1所述的基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：所述量子点材料与文物表面之间还设置有文物保护层，所述文物保护层采用可见光透明材料制作。5.如权利要求1所述的基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：所述量子点材料与空气接触表面之间还设置有隔绝层，所述隔绝层采用可见光透明材料制作。6.如权利要求1所述的基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：所述文物保护层采用b72丙烯酸树脂溶液、聚乙烯醇、primalac33、聚醋酸乙烯酯、环氧树脂的任意一种。7.如权利要求1所述的基于量子点材料的文物检测方法，其特征在于：所述量子点材料的光谱特征是根据待检测文物光谱特征进行确定的，所述量子点材料的光谱与文物光谱之间不重叠。8.基于量子点材料的文物检测系统，其特征在于：包括设置于文物上的量子点材料检测层、激发光生成装置、检测设备、数据处理和控制单元；所述数据处理和控制单元分别与检测设备、激发光生成装置连接；所述数据处理和控制单元用于控制激发光生成装置向待检测文物发射出激发光；以及用于控制检测设备获取待监控文物的光谱图像，所述检测设备将光谱图像传输到数据处理和控制单元中，所述数据处理和控制单元用于分析光谱图像并识别图像中的光谱特征。9.如权利要求8所述的基于量子点材料的文物检测系统，其特征在于：所述激发光生成装置用于生成能使量子点材料发光的光波。10.如权利要求8所述的基于量子点材料的文物检测系统，其特征在于：所述检测设备采用相机。
技术总结本发明公开了一种基于量子点材料的文物检测方法及其系统，该方法首先将具有预设光谱特征的量子点材料设置于待检测文物上；然后向待检测文物发射用于激发预设光谱特征材料的光；获取预设光谱特征材料激发生成的反射光谱图像；最后处理反射光谱图像并判断是否存在预设光谱特征，如果不存在，则发出报警信号；如果存储，则循环重复。本发明提供的，该方法利用钙钛矿量子点材料的特种光谱检测文物状态，将该材料喷涂在文物上后，通过使用不可见光对该材料进行激发，通过使用检测设备得到材料激发后的光谱，从而实现在不可见光范围内对文物的实时识别和监测，从而起到文物保护的作用。从而起到文物保护的作用。从而起到文物保护的作用。
技术研发人员：林晓钢 李宇 叶俊勇 张晓虎 金力丰 王雁斐 杨阳
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/7/5
