CN104697890A - 珠宝玉石相对密度快速检测仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及珠宝玉石相对密度检测装置技术领域，是一种珠宝玉石相对密度快速检测仪及其使用方法，该珠宝玉石相对密度快速检测仪包括机架、上电子天平、测量容器、下电子天平、支撑托架、网架和数据处理显示装置；机架上部安装有上电子天平，上电子天平的托盘上放置有能够盛装有液态辅助介质的测量容器，上电子天平下方的机架上安装有下电子天平，下电子天平的托盘上放置有支撑托架，支撑托架上固定有能够放置待测珠宝玉石的网架。本发明使用方便，通过使用本方法能够迅速、准确地实现待测珠宝玉石相对密度的测定，不但避免了人为误差干扰，而且简化了检测步骤，省事省力，大大节省了珠宝玉石密度测定的时间。

Description

珠宝玉石相对密度快速检测仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及珠宝玉石相对密度检测装置技术领域，是一种珠宝玉石相对密度快速检测仪及其使用方法。

背景技术

在珠宝玉石检测领域，相对密度是一个重要的数值，具有重要的鉴定意义，如我们可以利用密度轻易的区分开和田玉及其相似品。传统的测量方法是静水称重法，静水称重法依据阿基米德定律原理：当物体浸入液体中时，液体作用于物体的上浮力等于所排开液体的质量。若液体为水，水温对单位体积水的质量影响忽略不计，根据阿基米德定律即可推出宝石相对密度(比重)的计算公式：

相对密度(d)=宝石的重量／宝石所排开水的重量

           =宝石的重量／(宝石的重量-宝石在水中的重量)

           ≈宝石在空气中的重量／(宝石在空气中的重量-宝石在水中的重量)

但传统的静水称重法测定宝石的相对密度有一个很大的局限，那就是测试所需时间太长，即使有经验者也需几分钟方能完成。因此，现有珠宝玉石相对密度检测在实际操作过程中存在以下不足：受人为误差干扰、检测速度受操作者经验影响较大，检测步骤较为繁琐、费时费力、工作效率较低。

发明内容

本发明提供了一种珠宝玉石相对密度快速检测仪及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有珠宝玉石相对密度检测存在的受人为误差干扰、检测速度受操作者经验影响较大，检测步骤较为繁琐、费时费力、工作效率较低的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种珠宝玉石相对密度快速检测仪，包括机架、上电子天平、测量容器、下电子天平、支撑托架、网架和数据处理显示装置；机架上部安装有上电子天平，上电子天平的托盘上放置有能够盛装有液态辅助介质的测量容器，上电子天平下方的机架上安装有下电子天平，下电子天平的托盘上放置有支撑托架，支撑托架上固定有能够放置待测珠宝玉石的网架，网架位于测量容器内部并且与测量容器的内壁不接触，机架上安装有带显示屏的数据处理显示装置，上电子天平的数据输出接口和下电子天平的数据输出接口分别与数据处理显示装置电连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述机架外部可设有外壳，上电子天平和下电子天平位于外壳内，数据处理显示装置的显示屏位于外壳前端，对应上电子天平上端位置的外壳上设有容器放置孔，外壳上设有托架孔，支撑托架的下部放置在下电子天平的托盘上，支撑托架的上部穿过托架孔并延伸至外壳的上方。

上述外壳的后部可设有能够开启的活门；或/和，外壳的上端设有水平仪；或/和，外壳的下端可设有能够调整高度的调节脚。

上述数据处理显示装置可包括第一存储模块、第二存储模块、数据运算处理模块和数显模块；上电子天平的数据输出接口与第一存储模块的输入接口电连接，下电子天平的数据输出接口与第二存储模块的输入接口电连接，第一存储模块的输出接口和第二存储模块的输出接口分别与数据运算处理模块的输入接口电连接，数据运算处理模块的输出接口通过数显模块与显示屏的输入接口电连接。。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种珠宝玉石相对密度快速检测仪的使用方法，按如下步骤进行：

步骤1，将上电子天平和下电子天平调整至水平，将上电子天平和下电子天平的数据输出接口分别与数据处理显示装置电连接；

步骤2，将液态辅助介质加入测量容器内，使液态辅助介质能够淹没待测珠宝玉石且不会因放入待测珠宝玉石而溢出测量容器，然后通过数据处理显示装置将上电子天平和下电子天平的测量值清零；

步骤3，将待测珠宝玉石放置在网架上；

步骤4，上电子天平测出的重量值为待测珠宝玉石所排开液态辅助介质的重量，上电子天平将所测得的重量值发送给数据处理显示装置；

步骤5，下电子天平测出的重量值为待测珠宝玉石在液态辅助介质中的重量，下电子天平将所测得的重量值发送给数据处理显示装置；

步骤6，数据处理显示装置根据下述公式计算出待测珠宝玉石的相对密度并显示出来：

d=(                                                +)／

公式中，d为待测珠宝玉石的相对密度，为待测珠宝玉石所排开液态辅助介质的重量，为待测珠宝玉石在液态辅助介质中的重量。

本发明使用方便，通过使用本方法能够迅速、准确地实现待测珠宝玉石相对密度的测定，不但避免了人为误差干扰，而且简化了检测步骤，省事省力，大大节省了珠宝玉石密度测定的时间。

附图说明

附图1为本发明的实施例的结构示意图。

附图中的编码分别为：1为机架，2为上电子天平，3为测量容器，4为下电子天平，5为支撑托架，6为网架，7为数据处理显示装置，8为液态辅助介质，9为待测珠宝玉石，10为显示屏，11为外壳，12为容器放置孔，13为托架孔，14为调节脚，15为第一存储模块，16为第二存储模块，17为数据运算处理模块，18为数显模块。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该珠宝玉石相对密度快速检测仪包括机架1、上电子天平2、测量容器3、下电子天平4、支撑托架5、网架6和数据处理显示装置7；机架1上部安装有上电子天平2，上电子天平2的托盘上放置有能够盛装有液态辅助介质8的测量容器3，上电子天平2下方的机架1上安装有下电子天平4，下电子天平4的托盘上放置有支撑托架5，支撑托架5上固定有能够放置待测珠宝玉石9的网架6，网架6位于测量容器3内部并且与测量容器3的内壁不接触，机架1上安装有带显示屏10的数据处理显示装置7，上电子天平2的数据输出接口和下电子天平4的数据输出接口分别与数据处理显示装置7电连接。测量容器3内盛装有液态辅助介质8，网架6位于液态辅助介质8的液面以下，液态辅助介质8可以为自来水或蒸馏水或纯净水或四氯化碳，水的表面张力和附着于网架6或待测珠宝玉石9上的气泡都会影响待测珠宝玉石9在水中的质量，为了减小水的表面张力，测定相对密度常用四氯化碳代替水，当选用不同的液态辅助介质8时，通过对数据处理显示装置7输入不同的相关参数，使其运行计算程序时通过调用不同的相关参数实现。

可根据实际需要，对上述实施例作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，机架1外部设有外壳11，上电子天平2和下电子天平4位于外壳11内，数据处理显示装置7的显示屏10位于外壳11前端，对应上电子天平2上端位置的外壳11上设有容器放置孔12，外壳11上设有托架孔13，支撑托架5的下部放置在下电子天平4的托盘上，支撑托架5的上部穿过托架孔13并延伸至外壳11的上方。通过容器放置孔12放置测量容器3及加注液态辅助介质8更加方便；通过托架孔13，支撑托架5能够自由上下移动，以保证测量的准确性。

如附图1所示，外壳11的后部设有能够开启的活门；或/和，外壳11的上端设有水平仪；或/和，外壳11的下端设有能够调整高度的调节脚14。通过水平仪及调节脚14能够调节外壳11及机架1，使其基本保持竖直放置，便于上电子天平2和下电子天平4的后期调平；通过开启活门调节上电子天平2和下电子天平4的下部的水平调节装置更加方便。

如附图1所示，数据处理显示装置7包括第一存储模块15、第二存储模块16、数据运算处理模块17和数显模块18；上电子天平2的数据输出接口与第一存储模块15的输入接口电连接，下电子天平4的数据输出接口与第二存储模块16的输入接口电连接，第一存储模块15的输出接口和第二存储模块16的输出接口分别与数据运算处理模块17的输入接口电连接，数据运算处理模块17的输出接口通过数显模块18与显示屏10的输入接口电连接。数据处理显示装置7可以为单片机或计算机，当数据处理显示装置7为单片机时，其数据输入接口包括第一USB接口和第二USB接口，上电子天平2和下电子天平4的数据输出接口为COM端口，上电子天平2的COM端口通过RS232数据线与单片机的第一USB接口电连接，下电子天平4的COM端口通过RS232数据线与单片机的第二USB接口电连接。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

如附图1所示，本发明最佳实施例的使用方法，按如下步骤进行：

步骤1，将上电子天平2和下电子天平4调整至水平，将上电子天平2和下电子天平4的数据输出接口分别与数据处理显示装置7电连接；由于上电子天平2和下电子天平4的下部分别设有水平调节装置，需要分别对上电子天平2和下电子天平4进行调平。

步骤2，将液态辅助介质8加入测量容器3内，使液态辅助介质8能够淹没待测珠宝玉石9且不会因放入待测珠宝玉石9而溢出测量容器3，然后通过数据处理显示装置7将上电子天平2和下电子天平4的测量值清零；

步骤3，将待测珠宝玉石9放置在网架6上；

步骤4，上电子天平2测出的重量值为待测珠宝玉石9所排开液态辅助介质8的重量，上电子天平2将所测得的重量值发送给数据处理显示装置7；

步骤5，下电子天平4测出的重量值为待测珠宝玉石9在液态辅助介质8中的重量，下电子天平4将所测得的重量值发送给数据处理显示装置7；

步骤6，数据处理显示装置7根据下述公式计算出待测珠宝玉石9的相对密度并显示出来：

d=(+)／

公式中，d为待测珠宝玉石9的相对密度，为待测珠宝玉石9所排开液态辅助介质8的重量，为待测珠宝玉石9在液态辅助介质8中的重量。

通过使用上述方法检测待测珠宝玉石9的相对密度，操作极为简单，只需将待测珠宝玉石9放入容器中，显示屏10就可直接显示出待测珠宝玉石9的相对密度值，测量时间快，可同时得出需要测量的两个数值，通过数据处理显示装置7进行运算，节省人力，可将测量一颗宝石相对密度的时间缩短到了5到10秒钟左右，且可以进行连续测量。

以下是关于步骤6中的待测珠宝玉石9的相对密度计算公式的推导：

根据《系统宝石学》中可知，根据阿基米德定律即可推出宝石相对密度(比重)的计算公式一、公式二和公式三：其中，

公式一：相对密度(d)=宝石的重量／宝石所排开水的重量；

公式二：相对密度(d)=宝石的重量／(宝石的重量-宝石在水中的重量)；

公式三：相对密度(d)≈宝石在空气中的重量／(宝石在空气中的重量-宝石在水中的重量)；

根据公式一和公式二，可以得出公式四：宝石所排开水的重量=宝石的重量-宝石在水中的重量，

将公式四等式变换，可以得到公式五：宝石的重量=宝石所排开水的重量+宝石在水中的重量，

将公式五代入公式一中，可以得到

公式六：相对密度(d)=(宝石所排开水的重量+宝石在水中的重量)／宝石所排开水的重量。

Claims (10)

1.一种珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于包括机架、上电子天平、测量容器、下电子天平、支撑托架、网架和数据处理显示装置；机架上部安装有上电子天平，上电子天平的托盘上放置有能够盛装有液态辅助介质的测量容器，上电子天平下方的机架上安装有下电子天平，下电子天平的托盘上放置有支撑托架，支撑托架上固定有能够放置待测珠宝玉石的网架，网架位于测量容器内部并且与测量容器的内壁不接触，机架上安装有带显示屏的数据处理显示装置，上电子天平的数据输出接口和下电子天平的数据输出接口分别与数据处理显示装置电连接。

2.根据权利要求1所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于机架外部设有外壳，上电子天平和下电子天平位于外壳内，数据处理显示装置的显示屏位于外壳前端，对应上电子天平上端位置的外壳上设有容器放置孔，外壳上设有托架孔，支撑托架的下部放置在下电子天平的托盘上，支撑托架的上部穿过托架孔并延伸至外壳的上方。

3.根据权利要求2所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于外壳的后部设有能够开启的活门。

4.根据权利要求2或3所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于外壳的上端设有水平仪。

5.根据权利要求2或3所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于外壳的下端设有能够调整高度的调节脚。

6.根据权利要求4所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于外壳的下端设有能够调整高度的调节脚。

7.根据权利要求1或2或3或6所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于数据处理显示装置包括第一存储模块、第二存储模块、数据运算处理模块和数显模块；上电子天平的数据输出接口与第一存储模块的输入接口电连接，下电子天平的数据输出接口与第二存储模块的输入接口电连接，第一存储模块的输出接口和第二存储模块的输出接口分别与数据运算处理模块的输入接口电连接，数据运算处理模块的输出接口通过数显模块与显示屏的输入接口电连接。

8.根据权利要求4所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于数据处理显示装置包括第一存储模块、第二存储模块、数据运算处理模块和数显模块；上电子天平的数据输出接口与第一存储模块的输入接口电连接，下电子天平的数据输出接口与第二存储模块的输入接口电连接，第一存储模块的输出接口和第二存储模块的输出接口分别与数据运算处理模块的输入接口电连接，数据运算处理模块的输出接口通过数显模块与显示屏的输入接口电连接。

9.根据权利要求5所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪，其特征在于数据处理显示装置包括第一存储模块、第二存储模块、数据运算处理模块和数显模块；上电子天平的数据输出接口与第一存储模块的输入接口电连接，下电子天平的数据输出接口与第二存储模块的输入接口电连接，第一存储模块的输出接口和第二存储模块的输出接口分别与数据运算处理模块的输入接口电连接，数据运算处理模块的输出接口通过数显模块与显示屏的输入接口电连接。

10.一种根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的珠宝玉石相对密度快速检测仪的使用方法，其特征在于按如下步骤进行：

步骤1，将上电子天平和下电子天平调整至水平，将上电子天平和下电子天平的数据输出接口分别与数据处理显示装置电连接；

步骤2，将液态辅助介质加入测量容器内，使液态辅助介质能够淹没待测珠宝玉石且不会因放入待测珠宝玉石而溢出测量容器，然后通过数据处理显示装置将上电子天平和下电子天平的测量值清零；

步骤3，将待测珠宝玉石放置在网架上；

步骤4，上电子天平测出的重量值为待测珠宝玉石所排开液态辅助介质的重量，上电子天平将所测得的重量值发送给数据处理显示装置；

步骤5，下电子天平测出的重量值为待测珠宝玉石在液态辅助介质中的重量，下电子天平将所测得的重量值发送给数据处理显示装置；

步骤6，数据处理显示装置根据下述公式计算出待测珠宝玉石的相对密度并显示出来：

d=(                                                +)／

公式中，d为待测珠宝玉石的相对密度，为待测珠宝玉石所排开液态辅助介质的重量，为待测珠宝玉石在液态辅助介质中的重量。