一種寶石折射儀的製作方法
2023-05-15 22:13:06
專利名稱：一種寶石折射儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於寶石鑑定儀器。
寶石折射儀有幾種類型，但它們的結構的基本一致，由下列部分組成(
圖1)鈉光光源16，測試稜鏡15，擋光板11，標尺12，反射鏡13和目鏡14。測試稜鏡採用玻璃材料。1981年，美國的C.S.Hurlbut採用立方氧化鋯(一種人造晶體)為材料，做成半園柱體形的測試稜鏡。並做成了新型的折射儀(Gems Gemology，Vol17，1981，93－95，A cubic zirconia refractometer)。立方氧化鋯折射率高(2.15～2.23)而且硬度大，化學穩定性好。從而克服了玻璃材料的許多不足，但是，這種折射儀也存在一些不足，採用半園柱體的測試稜鏡，材料損耗大，成本高；其二，觀察效果不好；其三，加工困難。目前國內少有廠家能加工這種異形的光學元件。
本實用新型針對現有技術的不足，提供一種寶石折射儀，使之加工方便，成本低，觀測效果好。
本實用新型由外殼1，立方氧化鋯稜鏡2、功能透鏡3、檔光板4、標尺5、反射鏡6，目鏡7和單色光源8組成。其結構為，單色光源8發出的光線，射入稜鏡2，其反射光經過功能透鏡3，標尺5，反射鏡6，進入目鏡7(圖2)。
圖1現有的半園型折射儀結構示意圖圖2本實用新型的結構示意圖圖3立方氧化鋯稜鏡2正視圖圖4立方氧化鋯稜鏡2側視圖立方氧化鋯稜鏡2為近於梯形的稜柱體(圖3，圖4)，上下底面為長方形，上底面拋光，長15mm－25mm，寬4mm－8mm，為測量工作面，稜鏡的側面，一邊為拋光斜面，一邊磨砂的弧面，稜鏡高8mm－12mm，上底面與斜面的夾角為42度－52度，在下底面中心對稱開有兩條槽溝，深3－5mm，兩溝間隔3－5mm，用以檔光。檔光板挖有稜鏡可以嵌入的凹槽，位於稜鏡2下方，以此檔住光源8光線直接射入觀察目鏡7。標尺5為直標尺，採用幾個已知折射率的浸油，實測標定後，用曲線擬合的辦法，求出刻度間的距離，然後採用光刻或翻拍的方法製成透明的標尺。
功能透鏡3採用常規的具一定消球差性能的複合透鏡或多片透鏡組合做成。功能透鏡3的焦距為20mm－40mm，直徑為20mm－35mm，前焦點與立方氧化鋯稜鏡2的工作面中心重合，後焦面在標尺5上。反射鏡6安裝在標尺5的側下方，目的是改變光線的前進方向，使之射入目鏡7。反射鏡與外殼1底面的夾角7度－12度。目鏡7為常規的雙凸透鏡，焦距為60mm－70mm，目鏡7與標尺5的光學線路距離為50mm～55mm。單色光源8安裝在立方氧化鋯稜鏡2的磨砂弧面一側，離弧面2mm～4mm。上述部件都固定在外殼1內。(稜鏡2的上底面與斜面的夾角為稜鏡角。)本實用新型在測試寶石折射率時，先在稜鏡2的工作面上滴上浸油9(浸油的折射率應大於待測寶石的折射率)，然後在浸油上放上待測寶石10。光源8發出的光線經立方氧化鋯稜鏡2的磨砂弧面散射後射到工作面與寶石的界面上，大於臨界角入射的光線發生完全內反射，反射光線從立方氧化鋯稜透鏡2的斜面射出，功能透鏡3將光線會聚，照到標尺5上，標尺為透明的，光線繼續向前傳播，經反射鏡6反射，進入目鏡7。這樣，從目鏡7可以觀察到陰影邊界。此邊界數值即為待測寶石的折射率。
本實用新型將現有技術中單一的立方氧化鋯半園柱體形的測試稜鏡分解成由立方氧化鋯稜鏡與功能透鏡組合而成的測試功能系統。由於本立方氧化鋯稜鏡的幾何形態簡單，加工簡便，既節約材料，又提高了加工精度；功能透鏡採用複合透鏡或多片透鏡組合，成象性能好於柱面透鏡，提高了觀察效果；從而本實用新型，降低了成本和系統誤差，提高了觀察效果和測量精度。
本實用新型根據實際需要，可以做成多種規格的折射儀。
實施例1立方氧化鋯稜鏡的稜鏡角取45度，稜鏡寬8mm，長25mm，高12mm；功能透鏡為消球差的複合透鏡，焦距為33mm；直徑21mm；實施例2立方氧化鋯稜鏡的稜鏡角為48度，稜鏡寬5mm，長20mm，高8mm；功能透鏡為兩平凸透鏡組成的消球差鏡組，平凸透鏡，凸面相對平行排列，透鏡組焦距29mm，直徑28mm；
實施例3立方氧化鋯稜鏡的稜鏡角取50度，稜鏡寬6mm，長18mm，高8mm；功能透鏡為兩平凸透鏡組成的消球差鏡組，平凸透鏡凸面相對平行排列，透鏡組焦距26mm，直徑30mm；本實用新型主要用於測量寶石折射率，測量範圍從1.35至2.10。
權利要求1.一種寶石折射儀，由外殼、立方氧化鋯稜鏡、檔光板、標尺、反射鏡、目鏡、單色光源組成，其特徵在於立方氧化鋯稜鏡和功能透鏡3組成功能測試系統；立方氧化鋯稜鏡，為近於梯形的稜柱狀，上底面為拋光平面，下底面中心對稱開有槽溝，側向相對一面為拋光斜面，一面為磨砂弧面，斜面與上底面夾角為42度-52度，功能透鏡為複合透鏡或多片透鏡組合，其焦距20mm-40mm，直徑20mm-35mm。
2.根據權利要求1所述的一種寶石折射儀，其特徵在於立方氧化鋯稜鏡高8mm－12mm，上底面為長方形，長15mm－25mm，寬4mm－8mm下底面槽溝深3mm－4mm，間隔3mm－5mm。
專利摘要一種寶石折射儀是寶石鑑定儀器，採用近似梯形的稜柱體的立方氧化鋯稜鏡和複合透鏡或多片透鏡組合成的功能透鏡形成測試功能系統，取代以往折射儀的單一的測試稜鏡，加工方便，成本低，提高觀測精度減少了系統誤差，本實用新型主要用於測量寶石的折射率。
文檔編號G01N21/41GK2101234SQ9121818
公開日1992年4月8日 申請日期1991年7月9日 優先權日1991年7月9日
發明者袁心強 申請人:中國地質大學(武漢)