CN103529063B - 一种测量珍珠用夹具以及珍珠无损检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量珍珠用夹具以及珍珠无损检测设备，夹具包括：容纳体，其包括彼此相邻的两个部分；固定夹头，其固定在容纳体的第一部分上，两端分别伸入两个容纳腔内，固定夹头的任一个端面的形状为：由垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，固定夹头的两个端面的直径重合；两个可动夹头，第一可动夹头与所述固定夹头的一个端面相对，以将标准球体夹持在其间，第二可动夹头与所述固定夹头的另一个端面相对，以将待测珍珠夹持在其间。珍珠无损检测设备包括：夹具；X光管；成像设备，用于接收透过所述夹具的X射线，并成像。本发明中，标准球体和待测珍珠的中心将被限制在一直线上，以便检测过程的准确进行，检测结果精度高。

Description

一种测量珍珠用夹具以及珍珠无损检测设备

技术领域

本发明涉及一种珍珠检测技术，尤其涉及一种测量珍珠用夹具以及珍珠无损检测设备。

背景技术

珍珠是一个不透明的小球体，人们很容易从外观上对珍珠的颜色、光泽、圆度、规格大小以及光洁度进行判别。如果想深入了解珍珠的内部结构，一般要通过打孔或解剖的方式才能做到，但这样做会使珍珠遭到破坏。

随着计算机技术的发展，目前人们主要使用X射线技术和光学相干层析成像技术对珍珠进行无损检测。这些新成果应用于珍珠检测领域，比较有效地解决了“珍珠鉴定和定量检测”的难题。但目前的检测设备的夹具的设计不够合理，检测过程中，不能够迅速找到不同尺寸的珍珠的几何中心，影响检测精度和工作效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种测量珍珠用夹具，同时实现对珍珠的几何中心和标准球体的球心的准确定位，从而提高检测精度。

本发明的另一个目的在于提供一种珍珠无损检测设备。

本发明提供的技术方案为：

一种测量珍珠用夹具，包括：

容纳体，其包括彼此相邻的两个部分，每个部分设置有一个容纳腔，两个部分分别具有供待测珍珠和标准球体进入至各自的容纳腔的开口；

固定夹头，其固定在所述容纳体的第一部分上，两端分别伸入两个容纳腔内，所述固定夹头的任一个端面的形状为：由垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，所述固定夹头的两个端面的直径重合；

两个可动夹头，第一可动夹头进入第一容纳腔内，与所述固定夹头的一个端面相对，以将标准球体夹持在其间，第二可动夹头进入第二容纳腔内，与所述固定夹头的另一个端面相对，以将待测珍珠夹持在其间。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具中，所述容纳体、所述固定夹头以及所述两个可动夹头的材质均为有机玻璃。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具，还包括：

框架，其具有容纳空间；

滑块；

第一压缩弹簧；

其中，所述容纳体位于所述容纳空间的前部，所述滑块设置在所述容纳空间的后部，所述容纳体的第二部分靠近所述滑块，所述第二容纳腔是贯通的，所述第二可动夹头的前端伸入至所述第二容纳腔内，所述第二可动夹头的后端位于所述第二容纳腔的外侧，并连接至所述滑块，所述第一压缩弹簧设置在所述滑块的后端以及所述框架之间，以向所述滑块施加压力。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具中，

所述第二容纳腔为圆柱形；

所述第二可动夹头也为圆柱形，所述第二可动夹头的后端可转动的连接至所述滑块；

所述夹具还包括：

电机，其设置在所述第一部分的前侧，连接至所述第一部分，驱动所述第一部分旋转，致使所述标准球体和所述待测珍珠旋转。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具中，所述第二可动夹头的前端的端面的形状为：垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，且所述第二可动夹头的前端的端面的直径与所述固定夹头的直径重合。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具中，所述第二部分的开口设置在所述第二部分的顶部，通过一竖直通道连通至所述第二容纳腔。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具中，所述框架包括四个依次可拆卸连接的侧板，四个侧板围合形成所述容纳空间；所述第一部分的开口设置在所述第一部分的前部，所述第一部分紧靠所述框架的一个侧板，该侧板封闭所述第一部分的开口。

优选的是，所述的测量珍珠用夹具中，所述第一可动夹头为第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的一端连接至封闭所述第一部分开口的侧板。

一种珍珠无损检测设备，包括：

所述的夹具；

X光管，其设置在所述夹具的一侧；

成像设备，其设置在所述夹具的另一侧，用于接收透过所述夹具的X射线，并成像。

优选的是，所述的珍珠无损检测设备，还包括：

载物台，其设置在所述夹具的下方，所述夹具固定在所述载物台上；

架体，所述载物台以可在水平面移动的方式设置在所述架体上。

本发明所述的测量珍珠用夹具具有以下有益效果：

本发明设置了一固定夹头，并且固定夹头的两个端面均为球面的一部分，并且两个端面的直径重合，当标准球体和待测珍珠分别置于第一容纳腔和第二容纳腔内时，标准球体的球心和待测珍珠的中心将被限制在一直线上，以便检测过程的准确进行，检测结果精度高。

附图说明

图1为本发明所述的测量珍珠用夹具的结构示意图；

图2为本发明所述的固定夹头的结构示意图；

图3为本发明所述的珍珠无损检测设备的结构示意图；

图4(a)为本发明所述的标准球体的检测示意图；

图4(b)为本发明所述的待测珍珠的检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

为了描述方便，以图1中的左侧为“前”，以图1中的右侧为“后”。

如图1和图2所示，本发明提供一种测量珍珠用夹具，包括：容纳体，其包括彼此相邻的两个部分，每个部分设置有一个容纳腔，两个部分分别具有供待测珍珠和标准球体进入至各自的容纳腔的开口；固定夹头5，其固定在所述容纳体的第一部分1上，两端分别伸入两个容纳腔内，所述固定夹头5的任一个端面的形状为：由垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，所述固定夹头的两个端面的直径重合；两个可动夹头，第一可动夹头进入第一容纳腔4内，与所述固定夹头5的一个端面6相对，以将标准球体9夹持在其间，第二可动夹头8进入第二容纳腔3内，与所述固定夹头5的另一个端面7相对，以将待测珍珠10夹持在其间。

本发明的容纳体包括彼此相邻的两个部分，每个部分设置有一个容纳腔其中，第一容纳腔4用于容纳标准球体9，第二容纳腔3用于容纳待测珍珠10。固定夹头5的两端分别伸入至两个容纳腔内；固定夹头的第一端面6与第一可动夹头相对，固定夹头的第二端面7与第二可动夹头8相对；固定夹头的任一个端面的形状为由垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，因此，当被夹持物也为球形时，固定夹头的端面与被夹持物接触，将被夹持物的中心限制在相应端面的直径上，当两个端面的直径重合，标准球体的球心和待测珍珠的中心也就同时位于同一直线上。其中，固定夹头的两个端面不一定具有一致的大小，即可以是来自于两个直径不同的球面。

应用本发明的夹具进行检测的原理是(见图4(a)和图4(b))：

在图4(a)中，点A为X射线放射源，则X射线放射源照射在标准球体(即图(a)中的标准钢球)上时，线段AE和线段AD可以表示恰好从标准球体边缘经过的两束X射线，即线段AE与标准球体相切于点P₁，线段AD与标准球体相切于点P₂，线段AC为由点A到成像平面的垂线段，则在三角形AED中，AB／AC=BP₁／CE，其中BP₁为d₀，CE为标准球体图像的半径R₀，则比例系数μ有μ=d₀／R₀。本发明假定BP₁≈OP₁，即d₀≈r₀，则μ=r₀／R₀。

经过X射线放射源的照射，待测珍珠在成像平面上成像；并且由于待测珍珠的内部结构包括位于中心的珠核以及位于外层的环状的珠层，最终所成的像包括珠核图像和珠层图像。

图4(b)中，点A’表示X射线放射源，由于待测珍珠的球心也位于参考直线上，则在三角形A’D’E’中，A’B’／A’C’=B’P₁’／C’E’，其中B’P₁’为d₁，CE为待测珍珠图像的半径R₁，则比例系数μ还有μ=d₁／R₁。本发明假定B’P’₁≈O’P₁’，即d₁≈r₁，则μ=r₁／R₁。由于r₀是已知的，则r₁=μR₁。同理，还有B”P₁”≈O’P₁”，B”P₁”为d₂，则可以计算得到珠核半径r₂=μR₂。

上述计算过程的关键在于，假设在X射线放射源和成像平面之间规划一条平行于成像平面的参考直线，标准球体的球心和待测珍珠的球心必须都位于该参考直线上。则本发明的夹具中固定夹头的直径对应就是这条参考直线。

所述的测量珍珠用夹具中，所述容纳体、所述固定夹头5以及所述两个可动夹头的材质均为有机玻璃。为了减少夹具对于检测的干扰，使X射线可以透过，本发明将夹具中容纳体、固定夹头以及两个可动夹头的材质都设置为有机玻璃。

优选的，所述的测量珍珠用夹具还包括：框架11，其具有容纳空间；滑块12；第一压缩弹簧13；其中，所述容纳体位于所述容纳空间的前部，所述滑块12设置在所述容纳空间的后部，所述容纳体的第二部分2靠近所述滑块12，所述第二容纳腔3是贯通的，所述第二可动夹头8的前端伸入至所述第二容纳腔3内，所述第二可动夹头8的后端位于所述第二容纳腔3的外侧，并连接至所述滑块12，所述第一压缩弹簧13设置在所述滑块12的后端以及所述框架之间，以向所述滑块施加压力。

滑块12在第一压缩弹簧的作用下，也向第二可动夹头施加压力，从而使待测珍珠被夹紧在固定夹头的第二端面和第二可动夹头之间。

此外，第二部分还开设有两个导向槽，两个拉伸弹簧14分别进入至两个导向槽，每个拉伸弹簧的一端连接至各导向槽的底部，另一端则连接至滑块。拉伸弹簧也起到促使第二可动夹头将待测珍珠夹紧的作用。

为了对珍珠的不同剖面的进行测量，本发明还设置了以下结构：所述的测量珍珠用夹具中，所述第二容纳腔3为圆柱形；所述第二可动夹头8也为圆柱形，所述第二可动夹头8的后端可转动的连接至所述滑块12；所述夹具还包括：电机17，其设置在所述第一部分1的前侧，连接至所述第一部分1，驱动所述第一部分1旋转，致使所述标准球体和所述待测珍珠旋转。由于第二容纳腔是贯通的，且呈圆柱形，因此，当第一部分旋转时，固定夹头(其固定在第一部分上)、待测珍珠以及第二可动夹头都可以跟随第一部分发生旋转，其中，第二可动夹头是在第二容纳腔的内部旋转。

第二可动夹头的后端通过轴承连接至滑块。

为了更稳定的夹持珍珠，所述的测量珍珠用夹具中，所述第二可动夹头8的前端的端面的形状为：垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，且所述第二可动夹头的前端的端面的直径与所述固定夹头的直径重合。在该实施方式中，第二可动夹头的端面可以与固定夹头的第二端面的尺寸不一致，即第二可动夹头的端面所在的球面的直径与固定夹头的第二端面所在的球面的直径不同。当第二可动夹头的端面与待测珍珠的直径越接近时，第二可动夹头的端面与待测珍珠的外表面的接触越好，夹持稳定性越好。

在一个实施方式中，所述第二部分2的开口15设置在所述第二部分2的顶部，通过一竖直通道连通至所述第二容纳腔。放入待测珍珠时，首先向后推动滑块，第二可动夹头向后移动；将待测珍珠放入第二部分的开口处，待测珍珠从竖直通道滚入第二容纳腔的内部；释放滑块，滑块在第一压缩弹簧和两个拉伸弹簧的作用下向前移动，待测珍珠被夹持在固定夹头的第二端面和第二可动夹头之间。

在一个实施例中，所述框架11包括四个依次可拆卸连接的侧板，四个侧板围合形成所述容纳空间；所述第一部分的开口设置在所述第一部分的前部，所述第一部分紧靠所述框架的一个侧板(如图1所示，将该侧板称为前板16)，该侧板封闭所述第一部分的开口。所述第一可动夹头为第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的一端连接至封闭所述第一部分开口的侧板。当向第一容纳腔内放入标准球体时，首先将前板拆卸下来，打开第一部分的开口；然后将标准球体放入；由于第二压缩弹簧的一端是固定在前板上的，当前板重新固定时，第二压缩弹簧的另一端和固定夹头的第一端面就将标准球体夹持住。

本发明还提供一种珍珠无损检测设备，包括：所述的夹具；X光管20，其设置在所述夹具18的一侧；成像设备17，其设置在所述夹具的另一侧，用于接收透过所述夹具的X射线，并成像(如图3所示)。

所述的珍珠无损检测设备，还包括：载物台19，其设置在所述夹具18的下方，所述夹具固定在所述载物台上；架体，所述载物台以可在水平面移动的方式设置在所述架体上。为了保证检测时，标准球体的球心始终位于X光管和成像平面的垂线段上，首先在成像设备的显示屏上规划一标准位置，当标准球体的球心位于X光管和成像平面的垂线段时，标准球体的成像中心应该正好与标准位置重合；一旦不重合，就通过移动载物台，调整标准球体的位置。

载物台在水平面移动，可以采用现有技术中的装置实现。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种测量珍珠用夹具，其特征在于，包括：

容纳体，其包括彼此相邻的两个部分，每个部分设置有一个容纳腔，两个部分分别具有供待测珍珠和标准球体进入至各自的容纳腔的开口；

固定夹头，其固定在所述容纳体的第一部分上，两端分别伸入两个容纳腔内，所述固定夹头的任一个端面的形状为：由垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，所述固定夹头的两个端面的直径重合；

两个可动夹头，第一可动夹头进入第一容纳腔内，与所述固定夹头的一个端面相对，以将标准球体夹持在其间，第二可动夹头进入第二容纳腔内，与所述固定夹头的另一个端面相对，以将待测珍珠夹持在其间；

所述第二可动夹头的前端的端面的形状为：垂直于一个球面的直径的平面在该球面上截取的曲面，且所述第二可动夹头的前端的端面的直径与所述固定夹头的直径重合。

2.如权利要求1所述的测量珍珠用夹具，其特征在于，所述容纳体、所述固定夹头以及所述两个可动夹头的材质均为有机玻璃。

3.如权利要求1所述的测量珍珠用夹具，其特征在于，还包括：

框架，其具有容纳空间；

滑块；

第一压缩弹簧；

其中，所述容纳体位于所述容纳空间的前部，所述滑块设置在所述容纳空间的后部，所述容纳体的第二部分靠近所述滑块，所述第二容纳腔是贯通的，所述第二可动夹头的前端伸入至所述第二容纳腔内，所述第二可动夹头的后端位于所述第二容纳腔的外侧，并连接至所述滑块，所述第一压缩弹簧设置在所述滑块的后端以及所述框架之间，以向所述滑块施加压力。

4.如权利要求3所述的测量珍珠用夹具，其特征在于，

所述第二容纳腔为圆柱形；

所述第二可动夹头也为圆柱形，所述第二可动夹头的后端可转动的连接至所述滑块；

所述夹具还包括：

电机，其设置在所述第一部分的前侧，连接至所述第一部分，驱动所述第一部分旋转，致使所述标准球体和所述待测珍珠旋转。

5.如权利要求3或4所述的测量珍珠用夹具，其特征在于，所述第二部分的开口设置在所述第二部分的顶部，通过一竖直通道连通至所述第二容纳腔。

6.如权利要求3所述的测量珍珠用夹具，其特征在于，所述框架包括四个依次可拆卸连接的侧板，四个侧板围合形成所述容纳空间；所述第一部分的开口设置在所述第一部分的前部，所述第一部分紧靠所述框架的一个侧板，该侧板封闭所述第一部分的开口。

7.如权利要求6所述的测量珍珠用夹具，其特征在于，所述第一可动夹头为第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的一端连接至封闭所述第一部分开口的侧板。

8.一种珍珠无损检测设备，其特征在于，包括：

如权利要求1~7所述的夹具；

X光管，其设置在所述夹具的一侧；

成像设备，其设置在所述夹具的另一侧，用于接收透过所述夹具的X射线，并成像。

9.如权利要求8所述的珍珠无损检测设备，其特征在于，还包括：

载物台，其设置在所述夹具的下方，所述夹具固定在所述载物台上；

架体，所述载物台以可在水平面移动的方式设置在所述架体上。