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专利名称：钻石切工智能测量方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明一种对宝石切工进行检测的方法及装置，尤其是对加工后宝石的各项尺寸进行精确测量的方法和装置。
钻石的鉴定，国际上流行是4C品质分级，即对钻石的颜色、重量、内外特征和切工进行测定、分级。其中，切工的测量是很重要的。测定的难度较大。
标准的圆形钻石有57(58)个刻面，要求对切磨石的几何尺寸、角度、和比例准确测定，并对其品质做出评价。国外已有二类仪器一类用比例尺对钻石的投影图象进行人工测定，计算测量的工序繁杂、效率较低、实用性较差。此类仪器主要为类同GIA(Gemological InstituteAmerica)制造的钻石比例投影仪、钻石比例分析器，比利时HRD钻石显微镜。另一类为全自动钻石比例测定仪，以激光扫描钻石，或以高精度摄象头摄影后面进行图像处理，此类仪器能够快速、自动地测量钻石的切工收据。但是价格高，且不能同时对钻石的内外部特征进行观察。此类仪器有美国GIA产品Brilliant Eye和Sarim Dim-port，比利时Sarin Dia-Mension。
目前绝大多数珠宝鉴定中心对钻石切工的检测仍以10倍放大镜目估为主，配以0.02mm精度的游标卡尺出据鉴定报告。随着近年来钻石销量的不断扩大，人们对钻石切工的要求也越来越高，但鉴定的手段却仍停留在原有的水平上，不仅检测的速度慢，而且检测的精度也受到影响。
本发明的目的就是提供一种能快速检测钻石的内外特征，快速测量被加工钻石切工的钻石切工智能检测方法及装置。
本发明的钻石切工智能检测方法是采用钻石各尖角逐点测量记忆法进行检测，其具体的方法为记下钻石每一个尖角的点坐标，然后由信号处理装置算出各点之间的距离和角度，最后自动确定钻石的各尺寸。本发明的钻石切工智能检测装置由钻石固定部分和信号检测部分所组成，该装置主要由显微镜、二维移动平台、钻石固定器、信号处理装置组成，钻石固定器包括钻石吸杆和真空泵，钻石吸杆固定在二维移动平台上的吸杆支架上，钻石吸杆的尾部与真空泵连接，在钻石吸杆的前部设有钻石吸头，二维移动平台位于显微镜的观测平台上。二维移动平台为两个相对垂直运动的直线滑动调整机构即X方向微调机构和Y方向微调机构，在该两调整机构上分别设有一个位移传感器即X方向位移传感器和Y方向位移传感器。位移传感器采用容栅位移传感器，传感器的输出端分别与信号处理装置相连接。
检测时将钻石的对称面投影在显微镜目镜焦平面上，设想该平面图形置于一个平面直角坐标系中，且图形中各个尖点(A、B、C、D、E、F、G)的坐标位置如果可测定，那么该图形中相对应的各个线段和角度通过信号处理装置的数学计算即可求出。
本发明的优点在于a.该方法测量效率较高，与PC机连用，对每个点采样时间＜3秒钟，每个对称面测量时间约1-3分钟，每个钻石测量约10分钟左右，测量方便、速度快、精度较高。
b.该装置的配在宝石显微镜上，既可以测钻石切工，又可以观察钻石的内部、外部特征和计算出宝石的重量，具有多种功能。
c.较国外同类仪器比价格低廉，符合广大用户要求。


图1是本发明的具体结构示意图。其中有显微镜1、二维移动平台2、钻石固定器3、信号处理器4，直真空泵32。
图2是本发明二维移动平台的主视结构示意图，其中有吸杆支架21、X方向微调机械22、Y方向微调机械23、X方向位移传感器221、Y方向位移传感器231、钻石固定器3、钻石吸杆31、钻石吸头311。
图3是图2中除去钻石固定器3的左视结构示意图。
图4是图2的底视图。
图5是钻石的外形结构示意图，图中有钻石尖点A、B、C、D、E、F、G。
本发明的实施方案如下在结构上宝石吸杆按装在X，Y方向可以移动的二维移动平台上，移动平台为燕尾定位，螺杆移动结构，X、Y方向的移动量程为±10mm。移动尺的燕尾与容栅传感器的定栅连结。容栅传感器的定栅和动栅配合要求间隙跳动小且与燕尾面平行。当移动平台移动时，其位移信号即可从传感器接口输出。送到信号处理器，由单片机(PC机)进行处理。其方法是采用钻石各尖点逐点测量记忆法进行检测，即具体记下钻石每个尖角的坐标，然后由信号处理装置算出各点之间的距离和角度，最后自动确定钻石的各尺寸。
使用时，将宝石吸附在钻石吸头上，转动宝石，使钻石的桌面和风筝面垂直于水平面，该面是钻石的一个对称面，要求对该对称面上的各个尺寸、角度进行测量。投影下照明的亮度、光束口径大小可调，使钻石的侧影边界清晰地投影到显微镜的目镜焦平面上。调节显微镜的物镜位置，使影像与目镜内的十字分划同样清晰。
移动二维移动平台使十字丝中心与钻石的A中的A点对准，按下计算机的相应键，即将该点的(X、Y)坐标采集完毕，分别对图中的B、C、D、E、F、G个点逐点同样方法采样，即将各点的坐标位置确定。
以平面解析几何中点到点的距离、点到直线的距离，直线与直线的夹角公式为基础、建立起一个数学模型，可以求出该对称面上的各个尺寸、角度、比例。
权利要求
1.一种钻石切工智能检测方法，其特征在于采用钻石各尖角逐点测量记忆法进行检测，其具体的方法为记下钻石每一个尖角的点坐标，然后由信号处理装置算出各点之间的距离和角度，最后自动确定钻石的各尺寸。
2.一种钻石切工智能检测装置，由钻石固定部分处理部分所组成，其特征在于该装置主要由显微镜(1)、二维移动平台(2)、钻石固定器(3)、信号处理装置(4)组成，钻石固定器(3)包括钻石吸杆(31)和真空泵(32)，钻石吸杆(31)固定在二维移动平台(2)上的吸杆支架(21)上，钻石吸杆(31)的尾部与真空泵(32)连接，在钻石吸杆(31)的前部设有钻石吸头(311)，二维移动平台(2)位于显微镜(1)的观测平台上。
3.根据权利要求2所述的钻石切工智能检测装置，其特征在于二维移动平台(2)为两个相对垂直运动的直线滑动调整机构即X方向微调机构(22)和Y方向微调机构(23)，在该两调整机构上分别设有一个位移传感器即X方向位移传感器(221)和Y方向位移传感器(231)。
4.根据权利要求3所述的钻石切工智能检测装置，其特征在于位移传感器采用容栅位移传感器，传感器的输出端分别与信号处理装置(4)相连接。
全文摘要
钻石切工智能检测方法采用钻石各尖角逐点测量记忆法进行检测,其具体的方法为记下钻石每一个尖角的点坐标,然后由信号处理装置算出各点之间的距离和角度,最后自动确定钻石的各尺寸,该装置主要由显微镜、二维移动平台、钻石固定器、信号处理装置组成,钻石固定器包括钻石吸杆和真空泵,钻石吸杆固定在二维移动平台上的吸杆支架上,钻石吸杆的尾部与真空泵连接,在钻石吸杆的前部设有钻石吸头,二维移动平台位于显微镜的观测平台上。
文档编号G01B11/03GK1260475SQ0011205
公开日2000年7月19日 申请日期2000年1月26日 优先权日2000年1月26日
发明者简敏榕, 曹康敏 申请人:江苏省地质调查研究院