CN101957312B

CN101957312B - 珍珠真伪鉴别的无损检测装置

Info

Publication number: CN101957312B
Application number: CN2010105164264A
Authority: CN
Inventors: 钟舜聪; 杨晓翔
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2010-10-23
Filing date: 2010-10-23
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2030-10-23
Also published as: CN101957312A

Abstract

本发明涉及一种珍珠真伪鉴别的无损检测装置，其特征在于：包括卤素钨灯光源，光纤分光镜，固定光纤分光镜的机械部件，装有光纤连接板和透镜的固定部件，垂直方向的手动移动平台，固定垂直方向手动移动平台的机械部件，光学平台，光纤连接板，透镜，参考镜，PZT马达，用于控制PZT马达的NI卡，x方向手动移动平台，用于装载被检测珍珠的倒圆锥形小杯部件，x方向的自动移动扫描平台及其控制器，y方向的自动移动扫描平台及其控制器，近红外光谱仪及电脑。本发明能实现对珍珠的二维扫描并成像珍珠的内部结构，既可以鉴别真假珍珠，还可以鉴别出天然海水珍珠或者淡水养殖珍珠，检测精度高。

Description

珍珠真伪鉴别的无损检测装置

技术领域

本发明属于珠宝鉴定和光电无损检测技术领域，特别涉及珍珠真伪鉴别的无损检测装置。

背景技术

珍珠以其绚丽的“珠光宝气”和高雅纯洁的品格被誉为“宝石皇后”。当前，在市面上有许多以假乱真的珍珠出现，严重影响了市场的秩序和消费者的消费价值。现有的真假珍珠鉴别方法主要有以下三种：经验方法、破坏性方法以及非破坏性方法。经验方法主要以手感法、牙咬法、直观法和嗅闻法为代表，这种方法要求鉴别人员有娴熟的经验，特别是在仿制程度越来越高的今天对于绝大多数人来说在很多场合是很难准确进行鉴别的；破坏性方法包括切磨观察、丙酮溶液浸泡、截面扫描电子显微镜法等等；比如，对于有些珍珠赝品（采用植核用的珠核涂上涂料的仿真珍珠，同时也使用了多层透明膜效果的材料），利用这些破坏性方法可以将其鉴别出来。对于非破坏性方法，以X射线为代表，可以很直观的鉴别天然海水珍珠（有核珍珠）和淡水养殖珍珠（无核珍珠），但是X射线对人体有很强的辐射，在应用的时候其辐射安全性必须要考虑；另外X射线的照射可能会改变珍珠的一些物理结构和化学特性，从而可能影响珍贵珍珠的价值。综上所述，珍珠真假鉴别方法仍是科技界所关注的，目标的方法应该是即可以准确鉴别珍珠真伪，又不损伤珍珠本身，它还应该是一种安全的检测方法，不能对人体造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种珍珠真假鉴别的安全的无损检测装置，能实现对珍珠的二维扫描并成像珍珠的内部结构，可以鉴别真假珍珠，还可以鉴别出天然海水珍珠或者淡水养殖珍珠，检测精度高。

本发明的特征在于：一种珍珠真伪鉴别的无损检测装置，其特征在于：包括卤素钨灯光源，光纤分光镜，固定光纤分光镜的机械部件，装有光纤连接板和透镜的固定部件，垂直方向的手动移动平台，固定垂直方向手动移动平台的机械部件，光学平台，光纤连接板，透镜，参考镜，PZT马达，用于控制PZT马达的NI卡， x方向手动移动平台，用于装载被检测珍珠的倒圆锥形小杯部件，x方向的自动移动扫描平台及其控制器，y方向的自动移动扫描平台及其控制器，近红外光谱仪及电脑，所述光纤分光镜分为四路，分别接到卤素钨灯光源，近红外光谱仪，通过光纤连接板和透镜到参考镜，通过装有光纤连接板和透镜的固定部件到被检测珍珠，可以用于装载不同大小珍珠的倒圆锥形小杯部件安装在y方向的自动移动扫描平台上，该y方向的自动扫描平台固定于x方向的自动移动扫描平台之上，x和y方向的自动移动扫描平台可以实现对被检珍珠的二维扫描，所述近红外光谱仪的输出通过通讯总线将光谱数据传输到电脑并对数据加以分析处理，所述电脑输出的控制信号分别连接到用于控制PZT马达的NI卡，x方向的自动移动扫描平台控制器和y方向的自动移动扫描平台控制器。

本发明的优点：本发明能实现对珍珠的二维扫描并成像珍珠的内部结构，既可以鉴别真假珍珠，还可以鉴别出天然海水珍珠或者淡水养殖珍珠，检测精度高。

附图说明

图1为本发明实施例的系统装置图。

图2为本发明实施例的装有光纤连接板和透镜的固定部件的剖面图。

具体实施方式

参考图1，一种珍珠真伪鉴别的无损检测装置，包括卤素钨灯光源（1），光纤分光镜（2），固定光纤分光镜的机械部件（3），装有光纤连接板（21）和透镜（22）的固定部件（4），垂直方向的手动移动平台（5），固定垂直方向手动移动平台的机械部件（6），光学平台（7），光纤连接板（8），透镜（9），参考镜（10），PZT马达（11），用于控制PZT马达的NI卡（12），x方向手动移动平台（13），用于装载被检测珍珠的倒圆锥形小杯部件（14），x方向的自动移动扫描平台（15）及其控制器（16），y方向的自动移动扫描平台（17）及其控制器（18），近红外光谱仪（19）及电脑（20）。近红外光谱仪（19）的输出通过连接线将光谱数据传输到电脑（20）；电脑（20）输出的控制信号分别连接到用于控制PZT马达的NI卡（12），x方向的自动移动扫描平台控制器（16）和y方向的自动移动扫描平台控制器（18）。

本发明的工作过程大致如下：卤素钨灯（1）发出的光经过光纤分光镜（2）分成两路光，其中一路光经光纤连接板（8）和透镜（9）照到参考镜(10)，参考镜安装在PZT马达（11）上，旨在实现1/4波长的相位平移达到消除自相干信号并增加系统信噪比的目的，PZT马达的运动控制是由电脑(20)控制NI卡输出来实现。另外一光路经装有光纤连接板和透镜的固定部件（4）照到被检测珍珠上。两束光分别在参考镜和珍珠表面发生反射或漫反射并且由分光镜的光纤输出端发生干涉并经此光纤接到光谱仪（19）输入端，光谱仪的输出端通过通讯总线将光谱信号传送至带有数据采集和处理系统的电脑(20)。其中, 考虑到珍珠的大小不一，所以该装置采用倒圆锥形小杯部件（14），可以装载不同大小的珍珠，满足不同大小珍珠的检测需求。倒圆锥形小杯部件（14）安装在y方向的自动移动扫描平台（17）上；该自动扫描平台（17）固定于x方向的自动移动扫描平台（15）之上；x和y方向的自动移动扫描平台可以实现对被检珍珠的二维扫描；为了做到x和y方向的自动移动扫描平和PZT马达的控制以及光谱信号的采集和处理的协调进行，本发明利用C/C++和Matlab混合编程的方法。利用C/C++对x和y方向的自动移动扫描平台、PZT马达和光谱信号的采集过程实现自动化；同时为了实现随时终止检测系统的运作，多线程技术也被本发明所采用。鉴于Matlab拥有强大的信号处理和图像处理功能，本发明将采集到的光谱信号利用Matlab进行分析处理并成像。混合编程采用服务器/客户端的模式，Matlab是服务器，C/C++作为客户端调用Matlab强大的函数库。最终的无损检测软件系统可以脱离Matlab环境。

由于卤素钨灯具有极宽的光谱范围，光谱信号经过傅立叶变换后可以得到非常高的深度方向的分辨率，可以满足珍珠质表层（由很多层碳酸钙矿物与有机物覆盖而成）高精度检测的需求。比如，如果采用分辨率为1.5 纳米、频谱范围为200-1000纳米的光谱仪，该发明的检测系统的深度方向的分辨率约为0.7微米。这个数值在采用高性能的光谱仪之后可以进一步提高。

该发明检测装置采用非接触非破坏性的安全检测方法，检测精度高，可以对珍珠的二维扫描，实现对珍珠内部结构的成像，直观地对真假珍珠、天然海水珍珠和淡水养殖珍珠的鉴别。该发明检测装置特有的机械结构设计能保证不同大小珍珠的装载。该装置利用C/C++和Matlab混合编程的思想，充分利用C/C++强大的底层硬件访问能力和Matlab功能丰富的各种工具箱。另外，由于该装置可以用珍珠质的检测，除了可以应用于珍珠的真假鉴别，还可以应用于珍珠层的成长过程的研究。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种珍珠真伪鉴别的无损检测装置，其特征在于：包括卤素钨灯光源，光纤分光镜，固定光纤分光镜的机械部件，装有光纤连接板和透镜的固定部件，垂直方向的手动移动平台，固定垂直方向手动移动平台的机械部件，光学平台，光纤连接板，透镜，参考镜，PZT马达，用于控制PZT马达的NI卡， x方向手动移动平台，用于装载被检测珍珠的倒圆锥形小杯部件，x方向的自动移动扫描平台及其控制器，y方向的自动移动扫描平台及其控制器，近红外光谱仪及电脑，所述光纤分光镜分为四路，分别接到卤素钨灯光源，近红外光谱仪，通过光纤连接板和透镜到参考镜，通过装有光纤连接板和透镜的固定部件到被检测珍珠，可以用于装载不同大小珍珠的倒圆锥形小杯部件安装在y方向的自动移动扫描平台上，该y方向的自动扫描平台固定于x方向的自动移动扫描平台之上，x和y方向的自动移动扫描平台可以实现对被检珍珠的二维扫描，所述近红外光谱仪的输出通过通讯总线将光谱数据传输到电脑并对数据加以分析处理，所述电脑输出的控制信号分别连接到用于控制PZT马达的NI卡，x方向的自动移动扫描平台控制器和y方向的自动移动扫描平台控制器。