CN103852451A - 一种镜面水晶钻石原料正反面测量仪及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镜面水晶钻石原料正反面测量仪，所述测量仪包括圆筒、后盖、板架、固定板座、连接座、压圆-激光器、压圆-探测器、菱形基座、前盖、航空插座和电路部分，圆筒和后盖采用过盈配合成一体结构，将发射管和接收管依次装配到菱形基座的C，D孔中，用压圆-激光器和压圆-探测器压紧；将装配完好的菱形基座和连接座组装在一起；将发射管和接收管的连线从固定板的两个穿线孔中传入，并将连线和PCB板对应接口连接；此时将固定板座和连接板用两个M2.5×10的螺钉固定；将两个板架用4个M2.5×6螺钉分别固定在固定板座的相应螺孔位置；将PCB板按板架所留的凹槽，插入；将航空插座安装在后盖上，并将连线和PCB板的对应接线端子连接。

Description

一种镜面水晶钻石原料正反面测量仪及其应用

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种镜面水晶钻石原料正反面测量仪及其应用。

背景技术

水晶钻石，俗称水钻，其主要成分是水晶玻璃，是将人造水晶玻璃切割成钻石刻面得到的一种饰品辅件，这种材质因为较经济，同时视觉效果上又有钻石般的夺目感觉。因此很受人们的欢迎，水钻一般用于中档的饰品设计中。水钻的分类：按颜色分可分为：白钻，色钻（如粉色、红色、蓝色等），彩钻（也叫AB钻）、彩AB钻（如红AB，蓝AB等）。

水晶钻石根据底部的形状可以分为尖底钻和平底钻两大类，按照台面形状分类可分为：普通钻、异形钻。异形钻的外形又可以分为菱形钻（马眼石）、梯形钻、卫星石、水滴形钻、椭圆形钻、八角形钻等。一般的水钻有八个切面，水晶钻石背面是镀上的一层水银皮。通过切面的聚光，使它有很好的亮度，切面越多，亮度就越好。

水晶钻石原料在加工之前，一般为单面镀银的平板玻璃，或者球面或者柱状玻璃。为了提高效率，一般需要将多个原料胶合在一个模具上，而胶合时必须是镀水银面为胶合面，如果是其反面作为胶合面，那么生产出来的终端产品就无法达到璀璨夺目的效果。目前市场上还没有检测仪器，这项工作均由人工完成，不但效率低下，且有一定危险性。

急需一种检测仪器，可以将人从机械简单的劳动中解放出来，提高劳动生产效率，降低成本。且失误率远远低于人工操作。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明的目的，在于提供一种镜面水晶钻石原料正反面测量仪，专门为水晶钻石原料实现镀银面检测而研发的，本发明主要解决水晶钻石原材料正反面的检测，并输出同步信号，实现自动分拣的目的。本发明专利只负责检测和信号输出，分拣装置为配套装置，不在本发明专利的保护之列。

镜面水晶钻石原料正反面测量仪的工作环境及工作流程描述：目前，水晶钻石生产过程部分已实现机械化。水晶钻石原料一般被堆放在原料箱，通过自动上料装置，使存放形态不同的原料规律的水平排放，定向移动。并成批预热，粘接，研磨，最终成为摧残夺目的水晶钻石。

镜面水晶钻石原料正反面测量仪是垂直安装于水平摆放，定向移动的水晶钻石原材料上方，检测水晶钻石原材料正反面的测量装置，本申请中，正面被定义为镜面，镀水银的面被定义为反面。

如图5所示，一束光线打到镜面后，经镜面反射，入射角和反射角相等，本发明就利用这个原理设计制作。

测量基本原理：在实际使用中，利用水晶钻石原料作为“镜面”。通过激光发射装置将一束激光打在水晶钻石原料的表面，经过表面反射，在与激光入射光束关于法线对称的发射光线方向，放置一个接收装置，可以是光敏电阻，也可以是光敏二极管，光电探测器等。根据检测原料的不同，使用不同的波长的发射管和接收管。如果检测到的水晶钻石原材料是镀水银面（反面），那么，反射光就很弱，接收器件就无法探测到反射光线。此时认为该原材料为“正确面”反之，为“反面”。若为“反面”，则发出报警信号，报警信号带动执行单元，将不合格的水晶钻石原材料分拣出去。

电路部分由电源输入，信号输出（两路输出，当前测到“反面”时输出高电平DC4.5V），内部电源，发射电路，接收电路和单片机（MCU）构成。信号发射电路发射出定频率的脉冲信号，当遇到“原料”、“正面”时，脉冲信号通过“正面”反射，被接收电路接收到信号，通过“MCU”判断，输出高电平。该电平驱动配套设备，完成分拣工作。

由于采用脉冲信号作为判断标准，所以，当受到外界杂散光干扰时，不会产生误判。同时，使用脉冲信号作发射信号也拓宽了发射元件的选择范围，既可以是可见光发射元件，也可以是红外波段发射元件。如果是红外波段的发射及接收元件，脉冲信号的发射及接收可以完全解决背景红外辐射引起的测量失误。

有益效果

将人从枯燥机械的工作中解放出来，并降低了生产成本，提高了效率。

该发明结构简单，外形小巧，便于安装使用，维护简单。可以批量生产，成本极低。

附图说明

图1是测量仪结构示意图；

图2是结构侧示意图；

图3是仪器A平面图(激光发射及接收面，面向被测物体)；

图4是仪器B平面图（电源及输出接口面）；

图5是光学原理图；

图6是电路原理框图；

其中，1是圆筒；2是后盖；3是PCB板；4是板架；5是固定板座；6是连接座；7是压圆-激光器；8是压圆-探测器；9是菱形基座；10是前盖，11是航空插座;12是连接螺钉；13是过盈配合面a；14是过盈配合面b；15是过盈配合面c；16是过盈配合面d；17是过盈配合面e；18是镜面；19是法线；20是入射光线；21是出射光线。

具体实施方式

镜面水晶钻石原料正反面测量仪的工作环境及工作流程描述：目前，水晶钻石生产过程部分已实现机械化。水晶钻石原料一般被堆放在原料箱，通过自动上料装置，使存放形态不同的原料规律的水平排放，定向移动。并成批预热，粘接，研磨，最终成为摧残夺目的水晶钻石。

镜面水晶钻石原料正反面测量仪是垂直安装于水平摆放，定向移动的水晶钻石原材料上方，检测水晶钻石原材料正反面的测量装置，本申请中，正面被定义为镜面，镀水银的面被定义为反面。

如图5所示，一束光线打到镜面后，经镜面反射，入射角和反射角相等，本发明就利用这个原理设计制作。

测量基本原理：在实际使用中，利用水晶钻石原料作为“镜面”。通过激光发射装置将一束激光打在水晶钻石原料的表面，经过表面反射，在与激光入射光束关于法线对称的发射光线方向，放置一个接收装置，可以是光敏电阻，也可以是光敏二极管，光电探测器等。根据检测原料的不同，使用不同的波长的发射管和接收管。如果检测到的水晶钻石原材料是镀水银面（反面），那么，反射光就很弱，接收器件就无法探测到反射光线。此时认为该原材料为“正确面”反之，为“反面”。若为“反面”，则发出报警信号，报警信号带动执行单元，将不合格的水晶钻石原材料分拣出去。

电路部分由电源输入，信号输出（两路输出，当前测到“反面”时输出高电平DC4.5V），内部电源，发射电路，接收电路和单片机（MCU）构成。信号发射电路发射出定频率的脉冲信号，当遇到“原料”、“正面”时，脉冲信号通过“正面”反射，被接收电路接收到信号，通过“MCU”判断，输出高电平。该电平驱动配套设备，完成分拣工作。

由于采用脉冲信号作为判断标准，所以，当受到外界杂散光干扰时，不会产生误判。同时，使用脉冲信号作发射信号也拓宽了发射元件的选择范围，既可以是可见光发射元件，也可以是红外波段发射元件。如果是红外波段的发射及接收元件，脉冲信号的发射及接收可以完全解决背景红外辐射引起的测量失误。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种镜面水晶钻石原料正反面测量仪，其特征在于：所述测量仪包括圆筒、后盖、板架、固定板座、连接座、压圆-激光器、压圆-探测器、菱形基座、前盖、航空插座和电路部分，圆筒和后盖采用过盈配合成一体结构，配合面为过盈配合面a，将发射管和接收管依次装配到菱形基座的C，D孔中，用压圆-激光器和压圆-探测器压紧，配合面为过盈配合面d和5；将装配完好的菱形基座和连接座组装在一起，并用4个M2.5×6的螺钉固定；将发射管和接收管的连线从固定板的两个穿线孔中传入，并将连线和PCB板对应接口连接；此时将固定板座和连接板用两个M2.5×10的螺钉固定；将两个板架用4个M2.5×6螺钉分别固定在固定板座的相应螺孔位置；将PCB板按板架所留的凹槽，插入；将航空插座安装在后盖上，并将连线和PCB板的对应接线端子连接；最后，将装配成一体的零件由A向B方向压入圆筒内，配合面为过盈配合面b，然后将前盖压入圆筒，配合面为过盈配合面c，整个系统为过盈配合。

2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于：所述电路部分包括电源输入、信号输出、内部电源、发射电路、接收电路和单片机即MCU构成，信号发射电路发射出定频率的脉冲信号，当遇到“原料”“正面”时，脉冲信号通过“正面”反射，被接收电路接收到信号，通过“MCU”判断，输出高电平，所述电平驱动配套设备，完成分拣工作，所述信号输出包括两路输出，当测到“反面”时输出高电平DC4.5V。

3.权利要求1所述测量仪的应用，其特征在于，所述应用包括如下步骤：

步骤一，将测量仪固定在水晶钻石原料自动上料机出料轨道上方,接通电源，此时，测量仪A面C点会射出一束斑点直径为1.5mm的激光，测量仪A面到原料的距离在50-100mm之间；

步骤二，将激光点位置调整到自动上料机出料轨道上，在激光点位置放置一正面向上的原料，调整测量仪，确保激光点经过原料正面反射后反射光点落入A面D孔，此时安装调试结束；

步骤三，设备启动后，水晶钻石原料会有序排列，定向移动，当单个水晶钻石原料经过测量仪器的测量点，若遇到正面向上的原料，测量仪输出DC4.5V电信号驱动气动机械系统，将正面向上的原料通过强气流吹落到自动上料机的料箱里；若为反面，测量仪则输出DC0V，此时，气动机械系统则不动作，保证反面向上的原料通过上料导轨，进入预热粘接程序；

其中，测量仪的基本参数为：

电源：DC12V，±20%，500mA；

响应时间：＜20ms；

波长：450-5000nm，一般为某个特定的波长，视发发射管而定；

测量距离：50-100mm；

输出：DC4.5V，两路；

功耗：＜1W；

原料抖动角：＜3°；

环境参数为：使用温度：-25-75℃；

使用湿度：10-95%无冷凝。

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