鑽石切工智能測量方法及裝置的製作方法

2023-04-28 23:32:16 1

專利名稱：鑽石切工智能測量方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明一種對寶石切工進行檢測的方法及裝置，尤其是對加工後寶石的各項尺寸進行精確測量的方法和裝置。
鑽石的鑑定，國際上流行是4C品質分級，即對鑽石的顏色、重量、內外特徵和切工進行測定、分級。其中，切工的測量是很重要的。測定的難度較大。
標準的圓形鑽石有57(58)個刻面，要求對切磨石的幾何尺寸、角度、和比例準確測定，並對其品質做出評價。國外已有二類儀器一類用比例尺對鑽石的投影圖象進行人工測定，計算測量的工序繁雜、效率較低、實用性較差。此類儀器主要為類同GIA(Gemological InstituteAmerica)製造的鑽石比例投影儀、鑽石比例分析器，比利時HRD鑽石顯微鏡。另一類為全自動鑽石比例測定儀，以雷射掃描鑽石，或以高精度攝象頭攝影后面進行圖像處理，此類儀器能夠快速、自動地測量鑽石的切工收據。但是價格高，且不能同時對鑽石的內外部特徵進行觀察。此類儀器有美國GIA產品Brilliant Eye和Sarim Dim-port，比利時Sarin Dia-Mension。
目前絕大多數珠寶鑑定中心對鑽石切工的檢測仍以10倍放大鏡目估為主，配以0.02mm精度的遊標卡尺出據鑑定報告。隨著近年來鑽石銷量的不斷擴大，人們對鑽石切工的要求也越來越高，但鑑定的手段卻仍停留在原有的水平上，不僅檢測的速度慢，而且檢測的精度也受到影響。
本發明的目的就是提供一種能快速檢測鑽石的內外特徵，快速測量被加工鑽石切工的鑽石切工智能檢測方法及裝置。
本發明的鑽石切工智能檢測方法是採用鑽石各尖角逐點測量記憶法進行檢測，其具體的方法為記下鑽石每一個尖角的點坐標，然後由信號處理裝置算出各點之間的距離和角度，最後自動確定鑽石的各尺寸。本發明的鑽石切工智能檢測裝置由鑽石固定部分和信號檢測部分所組成，該裝置主要由顯微鏡、二維移動平臺、鑽石固定器、信號處理裝置組成，鑽石固定器包括鑽石吸杆和真空泵，鑽石吸杆固定在二維移動平臺上的吸杆支架上，鑽石吸杆的尾部與真空泵連接，在鑽石吸杆的前部設有鑽石吸頭，二維移動平臺位於顯微鏡的觀測平臺上。二維移動平臺為兩個相對垂直運動的直線滑動調整機構即X方向微調機構和Y方向微調機構，在該兩調整機構上分別設有一個位移傳感器即X方向位移傳感器和Y方向位移傳感器。位移傳感器採用容柵位移傳感器，傳感器的輸出端分別與信號處理裝置相連接。
檢測時將鑽石的對稱面投影在顯微鏡目鏡焦平面上，設想該平面圖形置於一個平面直角坐標系中，且圖形中各個尖點(A、B、C、D、E、F、G)的坐標位置如果可測定，那麼該圖形中相對應的各個線段和角度通過信號處理裝置的數學計算即可求出。
本發明的優點在於a.該方法測量效率較高，與PC機連用，對每個點採樣時間＜3秒鐘，每個對稱面測量時間約1-3分鐘，每個鑽石測量約10分鐘左右，測量方便、速度快、精度較高。
b.該裝置的配在寶石顯微鏡上，既可以測鑽石切工，又可以觀察鑽石的內部、外部特徵和計算出寶石的重量，具有多種功能。
c.較國外同類儀器比價格低廉，符合廣大用戶要求。


圖1是本發明的具體結構示意圖。其中有顯微鏡1、二維移動平臺2、鑽石固定器3、信號處理器4，直真空泵32。
圖2是本發明二維移動平臺的主視結構示意圖，其中有吸杆支架21、X方向微調機械22、Y方向微調機械23、X方向位移傳感器221、Y方向位移傳感器231、鑽石固定器3、鑽石吸杆31、鑽石吸頭311。
圖3是圖2中除去鑽石固定器3的左視結構示意圖。
圖4是圖2的底視圖。
圖5是鑽石的外形結構示意圖，圖中有鑽石尖點A、B、C、D、E、F、G。
本發明的實施方案如下在結構上寶石吸杆按裝在X，Y方向可以移動的二維移動平臺上，移動平臺為燕尾定位，螺杆移動結構，X、Y方向的移動量程為±10mm。移動尺的燕尾與容柵傳感器的定柵連結。容柵傳感器的定柵和動柵配合要求間隙跳動小且與燕尾面平行。當移動平臺移動時，其位移信號即可從傳感器接口輸出。送到信號處理器，由單片機(PC機)進行處理。其方法是採用鑽石各尖點逐點測量記憶法進行檢測，即具體記下鑽石每個尖角的坐標，然後由信號處理裝置算出各點之間的距離和角度，最後自動確定鑽石的各尺寸。
使用時，將寶石吸附在鑽石吸頭上，轉動寶石，使鑽石的桌面和風箏面垂直於水平面，該面是鑽石的一個對稱面，要求對該對稱面上的各個尺寸、角度進行測量。投影下照明的亮度、光束口徑大小可調，使鑽石的側影邊界清晰地投影到顯微鏡的目鏡焦平面上。調節顯微鏡的物鏡位置，使影像與目鏡內的十字分劃同樣清晰。
移動二維移動平臺使十字絲中心與鑽石的A中的A點對準，按下計算機的相應鍵，即將該點的(X、Y)坐標採集完畢，分別對圖中的B、C、D、E、F、G個點逐點同樣方法採樣，即將各點的坐標位置確定。
以平面解析幾何中點到點的距離、點到直線的距離，直線與直線的夾角公式為基礎、建立起一個數學模型，可以求出該對稱面上的各個尺寸、角度、比例。
權利要求
1.一種鑽石切工智能檢測方法，其特徵在於採用鑽石各尖角逐點測量記憶法進行檢測，其具體的方法為記下鑽石每一個尖角的點坐標，然後由信號處理裝置算出各點之間的距離和角度，最後自動確定鑽石的各尺寸。
2.一種鑽石切工智能檢測裝置，由鑽石固定部分處理部分所組成，其特徵在於該裝置主要由顯微鏡(1)、二維移動平臺(2)、鑽石固定器(3)、信號處理裝置(4)組成，鑽石固定器(3)包括鑽石吸杆(31)和真空泵(32)，鑽石吸杆(31)固定在二維移動平臺(2)上的吸杆支架(21)上，鑽石吸杆(31)的尾部與真空泵(32)連接，在鑽石吸杆(31)的前部設有鑽石吸頭(311)，二維移動平臺(2)位於顯微鏡(1)的觀測平臺上。
3.根據權利要求2所述的鑽石切工智能檢測裝置，其特徵在於二維移動平臺(2)為兩個相對垂直運動的直線滑動調整機構即X方向微調機構(22)和Y方向微調機構(23)，在該兩調整機構上分別設有一個位移傳感器即X方向位移傳感器(221)和Y方向位移傳感器(231)。
4.根據權利要求3所述的鑽石切工智能檢測裝置，其特徵在於位移傳感器採用容柵位移傳感器，傳感器的輸出端分別與信號處理裝置(4)相連接。
全文摘要
鑽石切工智能檢測方法採用鑽石各尖角逐點測量記憶法進行檢測,其具體的方法為記下鑽石每一個尖角的點坐標,然後由信號處理裝置算出各點之間的距離和角度,最後自動確定鑽石的各尺寸,該裝置主要由顯微鏡、二維移動平臺、鑽石固定器、信號處理裝置組成,鑽石固定器包括鑽石吸杆和真空泵,鑽石吸杆固定在二維移動平臺上的吸杆支架上,鑽石吸杆的尾部與真空泵連接,在鑽石吸杆的前部設有鑽石吸頭,二維移動平臺位於顯微鏡的觀測平臺上。
文檔編號G01B11/03GK1260475SQ0011205
公開日2000年7月19日 申請日期2000年1月26日 優先權日2000年1月26日
發明者簡敏榕, 曹康敏 申請人:江蘇省地質調查研究院