CN105593668A - 测量切割宝石的参数 - Google Patents

测量切割宝石的参数 Download PDF

Info

Publication number
CN105593668A
CN105593668A CN201480051092.4A CN201480051092A CN105593668A CN 105593668 A CN105593668 A CN 105593668A CN 201480051092 A CN201480051092 A CN 201480051092A CN 105593668 A CN105593668 A CN 105593668A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
equipment
gem
wavelength
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480051092.4A
Other languages
English (en)
Inventor
尼古拉斯·马修·戴维斯
塞欧翰·D伽马
皮特·斯坦利·罗斯
麦克斯韦·拉尔夫·威利斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
De Beers Centenary AG
Original Assignee
De Beers Centenary AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by De Beers Centenary AG filed Critical De Beers Centenary AG
Publication of CN105593668A publication Critical patent/CN105593668A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/87—Investigating jewels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6489—Photoluminescence of semiconductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/061—Sources
    • G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/068—Optics, miscellaneous
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides

Abstract

一种设备和对应的方法，用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量所述切割宝石的多个参数。设备包括多个光源，所述多个光源中的每个都被构造成用于发射处于多个发射波长或波长范围中不同的一个发射波长或波长范围的光，使得发出的光至少照射测量位置的部分。设备进一步地包括传感器组件，所述传感器组件被构造成用于感测处于多个感测波长或波长范围的光，以用于测量多个参数。由于定位在测量位置处的切割宝石的照射，来自测量位置的被感测的光在传感器组件处被接收。

Description

测量切割宝石的参数
技术领域
本发明涉及但是不受限于用于测量切割宝石的参数的方法和设备。方法和设备可以测量切割宝石的参数以用于对切割宝石分类。
背景技术
为保持钻石产品被合适地公开的消费者信任度，重要的是，钻石工业具有实际方法以用于测试切割宝石以确定其是否是自然钻石、人造钻石或模拟品。类似地，重要的是，钻石工业具有方法以确定钻石是否已经被人工地处理，例如以改变其颜色。
存在一种设备，所述设备能够从模拟品中区分钻石、宝石，并且用于测量钻石参数以表示钻石是否可能为自然的或人造的，或是否钻石已经被处理例如以改善其颜色。通常地，该设备进行测量，然后根据测量结果将钻石放置在相应的箱中。然而，该设备经常是不可靠的并且其它测试和/或测量经常需要证实宝石是否是钻石并且，如果是，则宝石是否是自然的或人造的和/或是否已经被处理。
另外地，在钻石工业中，宝石的其它物理参数的确定，诸如颜色、尺寸和切割度，是重要的过程。
发明内容
在第一方面，根据本发明，提供一种设备，用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量切割宝石的多个参数，所述设备包括：多个光源，所述多个光源中的每个都被构造成用于发射处于多个发射波长或波长范围中不同的发射波长或波长范围的光，使得发出的光至少照射测量位置的部分；和传感器组件，所述传感器组件被构造成用于感测处于多个感测波长或波长范围的光，以用于测量多个参数，由于对定位在测量位置处的切割宝石的照射，来自测量位置的被感测的光在传感器组件处被接收。
可选地，设备进一步包括支撑组件，以用于将切割宝石保持在测量位置处以便于光透射到切割宝石的切面内和切面外。
可选地，多个光源包括宽带光源，所述宽带光源被构造成发射用于测量切割宝石的吸收的光。
可选地，宽带光源被构造成发射具有在从约300nm到约520nm的范围内的波长的光。
可选地，多个光源包括一个或多个激光源。
可选地，一个或多个激光源包括被构造成发射具有下述波长的光的激光源，所述波长适合于从切割宝石激励具有可检测波长的拉曼发射光谱。
可选地，激光源被构造成用于发射约660nm的光。
可选地，一个或多个激光源包括被构造成用于发射具有适合于在切割宝石中激励光致发光的波长的光的至少一个激光源。
可选地，被构造成发射具有用于在切割宝石中激励光致发光的波长的光的至少一个激光源包括被构造成发射大致具有约325nm、约375nm、约458nm、约514nm、约785nm和约830nm中的一个波长的光的至少一个激光源。
可选地，多个光源包括UV光源。
可选地，传感器组件包括光谱仪，所述光谱仪包括波长限制装置，所述波长限制装置被构造成用于防止检测到在某个波长范围中的光。
可选地，光谱仪包括电荷耦合装置，并且其中波长限制装置包括在光进入光谱仪的路径上定位在电荷耦合装置之前的掩模。
可选地，光谱仪进一步包括在光进入光谱仪中的路径上定位在掩模之前的衍射光栅。
可选地，波长范围从350nm到400nm。
可选地，设备进一步包括被构造成用于发射用于测量切割宝石的吸收的光的宽带光源，其中UV光源被构造成发射用于测量切割宝石的荧光的光，并且其中光谱仪被构造成用于测量在从400nm到508nm的波长范围中的荧光并且测量在从300nm到350nm和从400nm到508nm的两个范围中的吸收。
可选地，设备被构造成用于同时地测量切割宝石的荧光和吸收。
可选地，传感器组件包括多个传感器，每个传感器都被构造成用于感测处于多个感测波长或波长范围中不同的一个或多个感测波长或波长范围的光。
可选地，多个传感器包括光谱仪，所述光谱仪被构造成用于感测处于用于测量切割宝石的吸收的波长范围的光。
可选地，光谱仪被构造成用于感测处于从约300nm到约520nm的波长范围的光。
可选地，多个传感器包括光谱仪，所述光谱仪被构造成用于感测处于用于测量切割宝石的拉曼发射光谱的波长范围的光。
可选地，光谱仪被构造成用于感测处于从700nm到800nm的波长范围的光。
可选地，多个传感器包括至少一个光谱仪，所述至少一个光谱仪被构造成用于感测具有用于测量切割宝石的光致发光的波长的光。
可选地，至少一个光谱仪被构造成用于感测具有在从约380nm到约520nm的范围和从约460nm到约850nm的范围中的至少一个范围中的波长的光。
可选地，多个传感器包括图像捕获装置，所述图像捕获装置被构造成用于感测具有用于测量切割宝石的荧光或磷光的波长的光。
可选地，图像捕获装置是照相机，所述照相机被构造成用于感测处于从约400nm到约700nm的波长范围的光。
可选地，图像捕获装置被构造成用于捕获用于确定宝石的切割度和/或宝石的尺寸的图像。
可选地，设备进一步包括用于将从光源组件发出的光引导到测量位置的装置。
可选地，用于将光从光源组件引导到测量位置的装置包括光纤。
可选地，设备进一步包括用于将光从测量位置引导到传感器组件的装置。
可选地，用于将光从测量位置引导到传感器组件的装置包括光纤。
可选地，设备进一步包括多分叉光纤组件，所述多分叉光纤组件被构造成用于将光从光源组件引导到测量位置并且将光从测量位置引导到传感器组件。
可选地，多分叉光纤组件包括多个光纤带，所述多个光纤带中的每个都被构造成用于将光从所述多个光源中的一个引导到所述多个传感器中的一个。
可选地，用于将从光源组件发出的光引导到测量位置的装置包括具有输出端和多个输入端的光学复用器，每个输入端都连接到多个光源中的不同的一个，所述输出端用于将光引导到测量位置，所述光学复用器被构造成用于选择在多个输入端中的一个处接收的光并且允许选择的光从输出端发射。
可选地，用于将光从测量位置引导到传感器组件的装置包括具有输入端和多个输出端的光学多路分解器，所述输入端被构造成用于从测量位置接收光，并且所述多个输出端每个都连接到多个传感器中的一个，光学多路分解器被构造成用于选择多个输出端中的一个并且允许在输入端处接收的光从选择的输出端发出。
可选地，光学复用器和光学多路分解器形成光学复用器/多路分解器。
可选地，设备进一步包括基于测量参数确定切割宝石是否是自然的或人造的装置。
可选地，设备进一步包括在钻石和模拟品之间进行区分的装置。
可选地，设备进一步包括基于测量参数以确定切割宝石是否已经被处理以改善其颜色的装置。
可选地，设备被构造成用于同时地测量切割宝石的吸收和切割宝石的拉曼发射光谱。
可选地，设备被构造成用于同时地测量切割宝石的光致发光和切割宝石的拉曼发射光谱。
可选地，设备被构造成用于同时地测量切割宝石的吸收和切割宝石的光致发光。
可选地，切割宝石是钻石。
在第二方面，根据本发明，提供一种分类设备，所述分类设备包括任一上述设备并且被构造成用于根据测量参数以分类切割宝石。
可选地，对切割宝石分类包括辨别宝石是否已经被处理以改善其颜色。
可选地，对切割宝石分类包括确定宝石的颜色、尺寸和切割度中的一个或多个。
可选地，对切割宝石分类包括在钻石和模拟品之间进行区分。
在第三方面，根据本发明，提供一种方法，用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量切割宝石的多个参数，所述方法包括：操作第一光源以利用具有第一发射波长或波长范围的光照射切割宝石的至少部分；感测由于以第一发射波长或波长范围照射切割宝石而从测量位置接收的处于第一感测波长或波长范围的光；基于处于第一感测波长或波长范围的感测到的光，测量切割宝石的第一参数；操作第二光源以利用具有与第一发射波长或波长范围不同的第二发射波长或波长范围的光，来照射切割宝石的至少部分；感测由于以第二发射波长或波长范围照射切割宝石而从测量位置接收的处于第二感测波长或波长范围的光；以及基于处于第二感测波长或波长范围的感测到的光，测量切割宝石的第二参数。
可选地，第一感测波长或波长范围不同于第二感测波长或波长范围。
可选地，第一光源和第二光源中的每个都被操作成使得其同时发光。
在第四方面，根据本发明，提供一种用于对切割宝石分类的方法，所述方法包括上述任一方法并且进一步包括根据测量参数以对切割宝石分类。
可选地，对切割宝石分类包括辨别宝石是否已经被处理以改善其颜色。
可选地，对切割宝石分类包括辨别宝石是否是钻石或模拟品。
在第五方面，根据本发明，提供被构造成用于执行上述任一方法的一种非暂时性计算机程序产品。
附图说明
参照附图在本文中描述本发明的示例性实施例，其中：
图1a示出表示用于测量切割宝石的多个参数的设备的示意图；
图1b示出表示用于测量切割宝石的多个参数的设备的示意图；
图2a是示出测量切割宝石的多个参数的方法的流程图；
图2b是示出测量切割宝石的多个参数的方法的流程图；
图3示出表示用于测量切割宝石的多个参数的设备的示意图；
图4示出表示用于测量切割宝石的多个参数的设备的示意图；
图5示出表示用于测量切割宝石的多个参数的设备的示意图；
图6示出典型的长通滤波器的透射光谱；并且
图7和8示出表示包括掩模的光谱仪的示意图。
具体实施方式
总体上，本文中公开了用于测量切割宝石的多个参数的方法和设备。特别地，本文中公开了用于在宝石位于单个测量位置处时测量切割宝石的多个参数的方法和设备。
如本文所用，关于切割宝石的术语“参数”包括宝石的吸收、宝石的拉曼光谱和/或光致发光光谱、宝石的颜色或透明度、宝石的尺寸和宝石的切割度。
发明者已经认识到，如果在单个测量位置处通过单个设备进行多个测量，则可以改进对切割宝石分类的可靠性，特别地以及速度。
特别地，通过示例性方法和设备，在切割宝石位于单个测量位置处时，可以进行吸收测量和拉曼或光致发光测量中的每个。通常地，之前未通过单个设备而是两个单独仪器执行那两个测量。
仪器可用于辅助识别自然的未处理钻石、人造钻石和处理过的钻石。例如，和被钻石贸易公司制造并且被分级实验室使用。通过测量钻石的可见光吸收来运行。具有指示可能的人造钻石或处理过的钻石的吸收光谱的那些石头(受限于钻石类型IaB或IIa)被如此分类。被进送的石头使用以被测试并且被利用紫外线辐射照射。用户可以研究所产生的表面荧光的使用照相机捕获的图像。已知来自人造钻石的荧光颜色和图案较大地不同于自然钻石的荧光颜色和图案，使得宝石学实验室和珠宝专业人员可以确定钻石是否是自然的或人造的。使用捕获的磷光图像可以提供额外的证据。
具有自然本原的钻石的1-2％名义上没有氮杂质。这些称为II类钻石并且其形成进送给的重要类别。在自然本原已经使用被确认之后，需要检查该石头是否已经被人工地处理以改善其颜色。石头使用DiamondPLus以被测试，DiamondPLus可以用于进行快速的光致发光测量，光致发光测量显著地减少II类钻石需要的其他更详细测试的数量。
图1a示出表示用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量切割宝石的多个参数的设备的示意图。设备100限定测量位置102，切割宝石104定位在测量位置102处。
在特定示例性设备和方法中，切割宝石104是钻石。
测量位置102可以包括平坦表面，切割宝石可以例如通过技术员被手动地定位在平坦表面上。在其它示例性设备中，测量位置102可以与运输装置，例如输送机或真空输送机，的路径一致。在该设备中，输送机可以被构造成用于将切割宝石104从第一位置，例如料斗，输送到测量位置102。在其它示例性设备中，测量位置可以定位在用于保持诸如液氮的低温流体的容器中。在该设备中，切割宝石可以浸没在液氮中，同时执行一个或多个测量。宝石可以放置在具有窗口的低温保持器中，光可以通过所述窗口。
在切割宝石104定位在测量位置102处时，宝石104的多个参数被测量。在图1a的示例性设备中，第一光源106被构造成发射处于以第一发射波长或波长范围的光。在图1a的示例性设备100中，第一光源106是宽带光源，例如，卤钨灯。在图1a示出的示例中，第一光源106被构造成用于发射具有从300nm到520nm的光谱的光。
如本文所用，术语“宽带光源”包括同时地发射整个波长范围内的光的光源。宽带光源还包括不发射在特定波长处的具有相干相位的光的光源，例如单频激光器。宽带光源可以例如是灯或LED。
第二光源108被构造成用于发射处于第二发射波长或波长范围的光。在图1a的示例性设备100中，第二光源108是被构造成用于发射具有660nm的波长的光的激光源。
设备100用于测量在一个波长范围，例如300nm到520nm，处的吸收并且用于测量在另一波长范围，例如700nm到800nm，处的拉曼散射和或光致发光。拉曼散射和光致发光可以被660nm的激光源激励。
因此，第一传感器110被构造成用于感测处于第一感测波长或波长范围的光。在图1a的示例性设备100中，第一传感器110是被构造成用于感测从300nm到520nm的范围中的波长的光的光谱仪。
第二传感器112被构造成用于感测在第二感测波长或波长范围的光。在图1a的示例性设备100中，第二传感器是被构造成用于感测从700nm到800nm的范围中的波长的光的光谱仪。
第一光源106和第二光源108以及第一传感器110和第二传感器112中的每个都光学地联接到光纤组件114。光纤组件114被构造成用于将光从第一光源106和第二光源108引导到测量位置102。此外，光纤组件114被构造成用于将光从测量位置102引导到第一传感器110和第二传感器112。
光纤组件114是包括四个光纤带114a-d的多分叉光纤。光纤带114a-d在单个光纤电缆116中被保持到一起。光纤电缆116被布置成使得带114a-d的每个端部都被引导到测量位置102。光纤组件114包括四个悬空引线，每个带一个，四个悬空引线可以光学地联接到光源106、108或传感器110、112。光纤组件114被构造成用于当宝石104定位在测量位置102处时将光直接地联接到宝石104并且直接地检测来自宝石104的光。为辅助该方法，光纤带114a-d被较好地抛光并且与宝石104的台面紧密接触。宝石104可以被抛光。
第一光源106连接到带114a，带114a将第一光源106发出的光引导到测量位置102，使得所述光照射测量位置102的至少部分。第二光源108连接到带114b，带114a将第一光源108发出的光引导到测量位置102，使得所述光照射测量位置102的至少部分。第一传感器110连接到带114c，带114c将光从测量位置102引导到第一传感器110。
图1a的示例性设备100包括与第一传感器110和第二传感器112中的每个电连通的处理器118。处理器118被构造成用于基于传感器110、112所获得的测量值以确定宝石是否是自然的、人造的或处理过的。处理器118是可选择的特征。在该构造中，处理器可以被构造成用于输出来自例如吸收测量值的颜色等级或类别。
在示例性设备中，第一光源106和第二光源108可以形成光源组件。应注意到，可以使用任意数量的光源。例如，在示例性设备中，可以使用三个、四个、五个或更多个光源。每个光源都可以被构造成用于发射与其他光源相比处于不同的发射波长或波长范围的光。可选地，一个或多个光源的发射波长或波长范围可以是一致的或重叠的。并且，多个光源可以由单个可调谐光源提供，所述单个可调谐光源被构造成用于发射处于多个波长或波长范围中的一个或多个的光。例如，第一光源106和第二光源108可以由单个可调谐激光器提供。
类似地，传感器可以形成感测组件的部分。在该设备中，感测组件可以包括任意数量的传感器。通常地，分离的传感器对应于每个分离的光源。在该设备中，传感器被构造成用于感测由于对应的光源照射位于测量位置102处的切割宝石而从测量位置102接收的光。然而，在其它示例性设备中，一个传感器可以对应多个光源。在该设备中，传感器可以被构造成用于感测由于第一对应光源照射位于测量位置102处的切割宝石而从测量位置102接收的光，并且还被构造成用于感测由于第二对应光源照射位于测量位置102处的切割宝石而从测量位置102接收的光。
在图1a的示例性设备100中，使用两个单独的光源106、108和两个对应的单独的光谱仪110、112进行测量，单独的光源106、108和单独的光谱仪110、112中的每个都联接到共用的光纤组件114。一个或多个光学滤波器可以被包括在设备100中以控制进入每个光谱仪110、112中的光。并且，光源106、108中的一个或两个可以包括遮光器，所述遮光器被构造成用于从光源106、108选择性地发射进入对应的光纤带114a、114b中的光。如果光源106、108不能被容易地和/或快速地开启和关断，则这可以是有利的。当技术上不能制造理想的滤波器以用于控制进入光谱仪110、112中的光或制造成本过高时，遮光器的使用也可以是有利的。
图1b示出了表示另一设备150的示意图。设备150具有与设备100不同的构造，并且使用二分叉光纤组件和光学复用器/多路分解器。设备150的许多特征类似于设备100的特征并且因此不再次具体地讨论。设备150的描述因此受限于与设备100的那些特征不同的特征。
设备150包括具有二分叉光纤电缆154的光纤组件152。光纤电缆154包括第一带156和第二带158。光纤电缆154与光学复用器/多路分解器160光学连通。光学复用器/多路分解器160被构造成用于接收多个光学信号并且输出多个光学信号中的一个或多个。光学复用器/多路分解器160进一步地被构造成用于接收单个光学信号并且在多个输出端中的一个上输出光学信号。
多个光源162、164、166与光学复用器/多路分解器160光学连通。多个光谱仪168、170、172与光学复用器/多路分解器160光学连通。
在示例性设备150中，光学复用器/多路分解器160被构造成用于选择来自多个光源162、164、166中的一个的输入中的一个，并且在光缆154的第一带156上输出选择的光源信号。在示例性设备150中，光学复用器/多路分解器160被构造成用于选择多个光谱仪168、170、172中的一个，并且向选择的光谱仪输出被在第二带158上接收的光学信号。
应注意到，可以使用具有多个构造的光学复用器/多路分解器。例如，MPM-2000光学复用器是海洋光学器件公司售卖的产品。两个版本被售卖：第一版本具有1个输入端和16输出端，并且第二版本具有2个输入端和每个输入端对应的8个输出端。(具有2个输入端和8个输出端的)第二版本可以用于设备150中。2个输入端可以连接到二分叉纤维152的第一带156和第二带158，并且然后可以用于达到8个不同的光谱仪和达到8个不同的光源。
该装置的益处是在测量位置处仅需要二分叉纤维。缺点可以是因为需要联接到8个输入端/输出端中的一个，因而具有达到50％的光损耗。在输入端/输出端之间切换可以通过马达完成并且可以被计算机控制。
图2a示出用于测量切割宝石的多个参数的方法的流程图。
第一光源106被激活200以发射进入光纤组件114的光学带114a中的光。光纤组件114将发出的光引导到位于测量位置102处的切割宝石104。第一光源106所发出的宽带的光照射宝石104。发出的光由宝石104向回反射202。被反射的光进入光纤组件114中并且被沿着带114c引导到第一传感器110。第一传感器110测量204被反射光的光谱以用于确定宝石104的吸收。宝石104的吸收可以通过第一传感器110或通过处理器118被确定206。
第二光源108被激活208以发射进入光纤组件114的带114b中的具有660nm的波长的光。带114b将发出的光引导到位于测量位置102处的宝石104，所述发出的光从宝石104激励拉曼发射210。从宝石104发出的光进入光纤组件114的带114d中并且被引导到第二传感器112。第二传感器112测量拉曼散射光或其它光致发光发射212的光谱。可以在室温下执行拉曼光谱测量。
在确定宝石104的吸收和拉曼光谱和/或光致发光特征之后，处理器118确定宝石是否是自然的或人造的。设备可以进一步地确定宝石的颜色、等级或其它的物理参数。设备可以被构造成用于基于确定宝石是否是自然的或人造的以对宝石104分类。
之前已知的设备进行吸收测量，并且根据结果宝石然后被分配进入分离的箱中。箱可以包括“通过”箱、“以热笔进行通过检查”箱、“进送(类型II)”箱和“进送”箱。发明者已经认识到，当混乱地筛选时，接收“以热笔进行通过检查”结果的石头的数量可能约为20％。这表示约20％的石头不得不经历热笔测试以证实其是否是自然钻石或模拟品。发明者已经进一步地认识到包含的拉曼测量移除了对热笔测试的需要。拉曼测量可以证实在测试下的石头是否是钻石并且如果与吸收测量一起进行，则允许“以热笔进行通过检查”的结果被重新分类为“通过”或“非钻石”结果，并且因此移除对分离的热笔测试的需要。
为进一步地减少测量时间，吸收测量和拉曼测量已经组合，使得石头没有必要在测量之间移动。在进行测量时，石头因此保持在单个测量位置处。
在特定的示例性方法和设备中，可以同时地进行吸收测量和拉曼测量。因为第一发射波长或波长范围和第二发射波长或波长范围以及第一感测波长或波长范围和第二感测波长或波长范围的仔细选择，因而这是可以的。另外，多个光学滤波器可以被构造成用于选择到达每个光谱仪的光的波长。并且灯遮光器和/或滤波器可以被需要，如上所述。
图2b示出用于同时地测量切割宝石的多个参数的方法的流程图。第一光源和第二光源被激活250使得其同时发光。由每个光源发出的光被从位于测量位置处的宝石反射252。反射的光被引导到其中所述反射的光被测量254的第一光谱仪和第二光谱仪。被测量光谱用于确定256宝石是否是钻石或人造的。
在该方法中，吸收测量可以在300nm到520nm的波长范围内进行，而用于拉曼的激光激励在660nm处，并且拉曼测量和/或光致发光测量的范围可以是700nm到800nm。因此，第一光源发射在300nm到520nm波长范围中的光，而(用于拉曼测量和/或光致发光测量的)第二光源发射具有660nm波长的光。针对每个测量选择两个不同的波长范围，避免在每个系统之间造成干扰，并且允许同时操作，从而节省总的测量时间。另外，光学滤波器可以用于控制光源的波长范围并且控制进入传感器中的光的波长范围。进一步地，四分叉光纤组件114允许光在没有干涉的情况下从每个光源行进到每个传感器。然而，在某些情况下，顺序地进行测量可以是有利的。如果例如灯具有相对较长的预热时间，则可能需要向灯提供遮光器。当技术上不可能制造理想的滤波器以用于控制由光源发出或由传感器收集的波长范围或制造成本较高时，也可能需要向灯提供遮光器。
本文中公开的设备和方法可以在切割宝石保持在同一位置时，同时提供对切割宝石的多个参数的同时测量和/或对切割宝石的多个参数的顺序测量。在测试下的宝石例如可以放置在光纤测量探针上或，提供另一示例，石头可以被放置在圆盘上并且光聚焦到宝石上，然后被收集以用于分析。光可以从上方或下方聚焦在宝石上。在光从下方聚焦的实施例中，圆盘可以是透明的。
可以自动化关于图2a和2b公开的方法。即，本文中公开的设备可以被构造成用于确定宝石位于测量位置处并且，根据所述确定，以将光从一个或多个光源发射到测量位置。一个或多个光谱仪然后被构造成用于接收来自宝石的光并且确定光谱数据。处理器可以被构造成用于采集和读取来自光谱仪的光谱数据，处理光谱数据并且输出结果/决定。该过程可以被自动化或半自动化，并且可以被计算机或仪器控制。
图3示出用于测量颗粒材料的粒子的参数的装置300的简化示意图。进料器302和倾斜部304被构造成用于将石头引导到转动圆盘306上。测量位置308定位在随着圆盘306转动而石头所沿路径上的点处。用于测量切割宝石的多个参数的设备310，如上所述，定位在测量位置308附近并且被构造成用于测量定位在测量位置308处的石头的多个参数。在示例性装置中，设备310定位在测量位置308上方。即，当石头位于测量位置308处时，设备310在石头的与圆盘306相反的侧。在圆盘306是透明的实施例中，设备310可以定位在圆盘306之下并且可以通过圆盘306测量参数。
装置300被构造成用于使得圆盘306转动以将石头从进料器302输送到测量位置308。装置300进一步地被构造成用于使得当石头已经达到测量位置308时圆盘306停止转动。这样，石头可以被保持在测量位置308处足够的一段时间以允许进行更精确的测量。
在宝石位于相同的测量位置处时，进行多个测量。可以同时地和/或顺序地进行测量。测量可以包括以下各项的一个或多个：吸收、拉曼、光致发光和基于测量的图像。基于测量的图像可以被构造成用于给出尺寸和切割度信息。
图4示出用于测量切割宝石的多个参数的设备400。设备限定测量位置402并且被构造成用于促使或允许切割宝石404定位在测量位置402处。测量位置402定位在容器405中。容器可以填充有寒冷流体，诸如液氮。
设备400包括第一光源406，第一光源406类似于图1a的第一光源106并且因此不在此处描述。设备400包括第二光源408，第二光源408类似于图1a的第二光源108并且因此不在此处描述。另外，设备400包括第三光源409。第三光源409是激光器装置，所述激光器装置被构造成用于发射用于测量切割宝石404的光致发光的光。第三光源可以被构造成用于发射大致具有325nm、375nm、458nm、514nm、785nm和830nm中的一个或多个的波长的光。在其它示例性设备中，第三光源可以包括多个光源，所述多个光源中的每个都被构造成用于发射大致具有325nm、375nm、458nm、514nm、785nm和830nm中的一个波长的光。设备400还包括第四光源411。第四光源被构造成发射用于测量切割宝石404的磷光和/或荧光的光。在示例性设备400中，第四光源发射在UV光谱中的光。
在示例性设备中，光源中的一个或多个，例如，第三光源，可以是宽带光源，诸如卤钨灯。在示例性设备中，一个或多个光源可以被构造成用于选择性地发射激光或宽带光。例如，LED可以安装在光源的外壳内的移动臂上并且，当LED移动进入宽带光或激光从外壳发出的位置处时，移动臂阻挡光从宽带光源或激光源的发射。
设备400包括第一传感器410，第一传感器410类似于图1a的第一传感器110并且因此不在此处具体地描述。第一传感器410在以下方面对应于第一光源406，即第一传感器410被构造成用于由于宝石404被第一光源406照射而接收来自测量位置402的光。第一光源406和第一传感器410被构造成用于进行宝石404的吸收测量。设备400包括第二传感器412，第二传感器412类似于图1a的第二传感器112并且因此不在此处具体地描述。第二传感器412在以下方面对应于第二光源408，即第二传感器412被构造成用于由于宝石404被第二光源408照射而接收来自测量位置402的光。第二光源408和第二传感器412被构造成用于进行宝石404的拉曼测量。在具体的实施例中，第三光源和第三传感器也可以发射和检测宽带照射，因而进行吸收测量。
设备400还包括第三传感器413。第三传感器413包括光谱仪，所述光谱仪被构造成用于感测通过光致发光从宝石404发出的光。具体地，第三传感器413被构造成用于感测基本处于从380nm到520nm的范围和从460nm到850nm的范围中的一个或多个的光。在其它示例性设备中，第三传感器可以包括多个传感器，所述多个传感器中的每个都被构造成用于感测大致地在从380nm到520nm的范围或从460nm到850nm的范围中的光。第三传感器413在以下方面对应于第三光源409，即第三传感器413被构造成用于由于宝石404被第三光源409照射而接收来自测量位置402的光。第三光源409和第三传感器413被构造成用于进行宝石404的光致发光测量。
设备400还包括第四传感器415。第四传感器415是照相机或PMT传感器，所述照相机或PMT传感器被构造成用于感测通过来自宝石404的荧光或磷光所发出的光。具体地，照相机被构造成用于感测在从400nm到700nm的范围中的光。照相机可以被构造成用于感测可见光。第四传感器415在以下方面对应于第四光源411，即第四传感器415被构造成用于由于宝石404被第四光源411照射而接收来自测量位置402的光。第四光源411和第四传感器415被构造成用于进行宝石404的荧光或磷光测量。
光源406、408、409和传感器410、412、413以与关于图1a的设备100所述方式类似的方式光学地联接到光纤组件。第四光源411被布置成用于将光直接地发射到宝石404上。第四传感器415被构造成用于直接地检测来自宝石404的光。
设备还可以包括与图1a示出的处理器118类似的处理器。
应注意到，除了或替换图1a示出的光源和传感器，图1a的设备100可以包括图4的设备400的光源和传感器中的一个或多个。
本说明书公开或图示的每个特征都可以通过与本文中公开或图示的任意其它特征任意适当组合或单独的方式并入本文中公开的设备或方法中。
以与设备100和图2公开相类似的方式操作设备400。在宝石404位于测量位置402处时，每个对应的一对光源和传感器被操作以进行宝石404参数的测量。
使用设备400，可以同时地执行吸收测量、拉曼测量和光致发光测量中的两个或更多个。具体地，可以同时地执行吸收测量和拉曼测量。进一步地，可以同时地执行拉曼测量和光致发光测量。可以顺序地执行吸收测量和光致发光测量。当技术上不可能制造理想的光学滤波器以用于控制由光源发出或由传感器收集的波长范围或制造成本较高时，可能需要顺序地进行吸收测量和光致发光测量。
如上所述，当前的设备，诸如DeBeer’sAMS设备，例如使用具有在从300nm到508nm的范围中的波长的光进行吸收测量，并且例如使用具有在从700nm到800nm的范围中的波长的光进行分离的光致发光测量。在这些分离的测量之后，根据两个测量结果，石头可以分配到五个箱中的一个。在测量之后，放置在‘通过’箱中的石头不需要其他测试，然而放置在‘进送类型II’箱中的石头需要其他测试。
其他测试通常地涉及从设备移除石头并且通过另一设备进行光致发光测量。发明者已经认识到，由于设备的整体通过速度可以被改进并且石头到另一仪器的移动可以被避免，所以有利的是在单个设备中进行这些额外测量。并且，可以不导致另一筛选仪器的额外成本。
为减少成本和复杂度，已经研发了利用单个光谱仪和相对便宜UVLED光源的方法和设备。
图5示出了包括UVLED511的设备500的示意图。图5的设备具有在抛光钻石上进行吸收测量、光致发光测量和荧光测量的能力。
第一光源506和第一光谱仪510用于进行吸收测量。UVLED光源511和第一光谱仪510用于进行荧光测量，并且激光器509和第二光谱仪513用于进行拉曼测量/光致发光测量。应注意到激光器509和第二光谱仪513的包含是可选择的。
由于第一光谱仪510用于吸收和荧光，因而图5的设备不要求额外的光谱仪以测量吸收和荧光。因为激励照射在高处由UVLED光源511引入而非通过光纤电缆传送，因而额外的光纤电缆也不需要。使用UVLED光源511而非更昂贵的激光源。
在示例性方法和设备中，第一光谱仪510可以利用电荷耦合装置(CCD)探测器。在特定的示例性方法和设备中，第一光谱仪510可以是包括CCD探测器的‘微型’光谱仪。在该装置中，光入射到狭缝上，然后从反射衍射光栅分散到较长的CCD探测器(通常地为2048x14像素)上。
通常地，在已知的解决方案中，通过分离的专用光谱仪进行光致发光测量和荧光测量，并且通过使用长波通过滤波器(长通滤波器)防止激励光进入光谱仪中。长通滤波器通常地装配在光谱仪的入口狭缝后方并且拒绝限定波长以下的光。例如，如果激励波长是365nm，则长通滤波器将通常透射在390nm和之上的光。图6给出典型的长通滤波器的透射光谱。
在没有长通滤波器的情况下，激励光可以进入光谱仪中并且导致CCD探测器的饱和，阻止荧光或光致发光被检测到。荧光或光致发光强度通常比入射激励光强度小许多，并且因此非常难以检测到，即使CCD探测器不在饱和状态。
使用长通滤波器的缺点是，不存在具有长通滤波器拒绝带中的波长的光可以被光谱仪检测到。因此，在该区域中的吸收测量是不可能的。
一个解决方案是具有可机械移动的长通滤波器，但是这增加了复杂度并且可能意味着对光谱仪主体的修改。长通滤波器可以被添加在光纤线路中，并且可机械地移除，但是破坏该线路并且在滤波器大致导致约40％的光损耗之后，重新组合。
本文中公开的设备和方法允许在不需要长通滤波器的情况下，使用同一光谱仪在从300nm到508nm的范围中的吸收测量，和在从400nm到508nm的范围中的荧光测量。
参见图7，示出了第一光谱仪510的示意图。光谱仪510包括狭缝700、衍射光栅702、掩模704和CCD阵列708。光束708入射在狭缝700上，并且光传输通过狭缝，并且通过衍射光栅702被分散。分散光然后经由掩模704入射在CCD阵列706上。掩模包括遮蔽区域710，遮蔽区域710与具有在从350nm到400nm的范围中的波长的光对应，使得光被阻挡并且不到达CCD阵列706，这通过CCD阵列706上的区域712被示出。掩模阻挡在特定波长范围中入射到光谱仪CCD的探测器上的所有光，所述光在示例性方法和设备中包括在365nm处的UVLED光。因此，在CCD探测器没有饱和的情况下可以测量从400nm到508nm的荧光光谱。图7示出的衍射光栅是透射光栅，但是也可以使用反射光栅。
也可以用从300nm到350nm和400nm到508nm的范围进行吸收测量。包含在被遮蔽的350nm到400nm区域中的信息不与筛选钻石相关并且不用于确定钻石是否是自然的或人造的。
掩模到第一光谱仪CCD探测器706的施加允许光谱仪用于钻石上的荧光测量和吸收测量。
图8示出掩模704和CCD阵列706的等距视图。遮蔽区域706可以被看到并且被构造成用于阻挡光。遮蔽区域710的两侧是光可以传输通过的开口。
可以顺序地与任意其它测量一起执行荧光测量。
计算机程序可以被构造成用于提供上述方法中的任一方法。计算机程序可以被提供在计算机可读介质上。计算机程序可以是计算机程序产品。产品可以包括非暂时性计算机可用存储介质。计算机程序产品可以具有位于被构造成用于执行所述方法的介质中的计算机可读程序代码。计算机程序产品可以被构造成用于促使至少一个处理器以执行方法中的一些或所有。
在本文中参照计算机执行方法的方框示意图或流程示意图、设备(系统和/或装置)和/或计算机程序产品以描述多个方法和设备。应该理解，方框示意图和/或流程示意图的方框，以及方框示意图和/或流程示意图中的方框的组合，可以通过由一个或多个计算机电路执行的计算机程序指令被执行。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机电路的处理器电路、专用计算机电路和/或其它的可编程数据处理电路以产生一个机器，使得经由计算机的处理器和/或其它可编程数据处理设备执行的指令转换并控制晶体管、存储在存储器位置中的值和该电路中的其它硬件构件，以执行方框示意图和/或流程图方框或多个流程图方框中规定的功能/作用，并且从而产生用于执行方框示意图和/或流程图方框中规定的功能/作用的装置(功能性)和/或结构。
计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质可以引导计算机或其它的可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令的制品，所述指令执行在方框示意图和/或流程图方框或多个流程图方框中规定的功能/作用。
有形的非暂时性计算机可读介质可以包括电子的、磁性的、光学的、电磁的或半导体的数据存储系统、设备或装置。计算机可读介质的更多特定示例可以包括如下各项：便携式计算机软盘、随机存取存储器(RAM)电路、只读存储器(ROM)电路、可擦除编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)电路、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)和便携式数字视频光盘只读存储器(DVD/蓝光)。
计算机程序指令还可以加载到计算机和/或其它的可编程数据处理设备上，以促使一系列操作步骤在计算机和/或其它的可编程设备上被执行以产生计算机执行过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于执行方框示意图和/或流程图方框或多个流程图方框中规定的功能/作用的步骤。
因此，本发明可以体现在在处理器上运行的硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)中，所述硬件和/或软件可以共同地称为"电路"、"模块"或其变化例。
还应该注意，在一些可替换实现方式中，方框中示出的功能/作用可以以流程图示出的顺序外的顺序发生。例如，根据涉及的功能/作用，连续示出的两个方框实际上可以大致地被同时执行或方框有时可以以相反的顺序被执行。此外，流程图和/或方框示意图的给定方框的功能可以分离成多个方框，和/或流程图和/或方框示意图的两个或多个方框的功能可以至少部分地合成。最后，其它方框可以添加/插入在图示的方框之间。
技术人员将能够在没有脱离随附权利要求的范围的情况下设想其它的实施例。

Claims (60)

1.一种用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量所述切割宝石的多个参数的设备，所述设备包括：
多个光源，所述多个光源中的每个都被构造成发射处于多个发射波长或波长范围中不同的一个发射波长或波长范围的光，使得发出的光照射测量位置的至少一部分；和
传感器组件，所述传感器组件被构造成感测处于多个感测波长或波长范围的光，以用于测量所述多个参数，由于对定位在测量位置处的切割宝石的照射，来自测量位置的被感测的光在传感器组件处被接收。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：支撑组件，所述支撑组件用于将切割宝石保持在测量位置处以便于光透射到切割宝石的切面内和切面外。
3.根据权利要求1所述的设备，其中：所述多个光源包括宽带光源，所述宽带光源被构造成发射用于测量切割宝石的吸收的光。
4.根据权利要求3所述的设备，其中：宽带光源被构造成用于发射具有在从约300nm到约520nm的范围内的波长的光。
5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述多个光源包括一个或多个激光源。
6.根据权利要求5所述的设备，其中：所述一个或多个激光源包括被构造成发射具有下述波长的光的激光源，所述波长适合于从切割宝石激励具有可检测波长的拉曼发射光谱。
7.根据权利要求6所述的设备，其中：激光源被构造成发射约660nm的光。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述一个或多个激光源包括至少一个激光源，所述至少一个激光源被构造成发射具有适合于在切割宝石中激励光致发光的波长的光。
9.根据权利要求8所述的设备，其中：被构造成发射具有用于在切割宝石中激励光致发光的波长的光的所述至少一个激光源包括被构造成发射大致具有约325nm、约375nm、约458nm、约514nm、约785nm和约830nm中的一个波长的光的至少一个激光源。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述多个光源包括UV光源。
11.根据任一前述权利要求所述的设备，其中传感器组件包括光谱仪，所述光谱仪包括波长限制装置，所述波长限制装置被构造成用于防止检测到在某个波长范围中的光。
12.根据权利要求11所述的设备，其中：光谱仪包括电荷耦合装置，并且其中波长限制装置包括在光进入光谱仪的路径上定位在电荷耦合装置之前的掩模。
13.根据权利要求12所述的设备，其中：光谱仪进一步包括在光进入光谱仪中的路径上定位在掩模之前的衍射光栅。
14.根据权利要求11到13中的任一项所述的设备，其中：波长范围从350nm到400nm。
15.根据权利要求10到14中的任一项所述的设备，进一步包括：宽带光源，所述宽带光源被构造成发射用于测量切割宝石的吸收的光，其中UV光源被构造成发射用于测量切割宝石的荧光的光，
并且其中光谱仪被构造成测量在从400nm到508nm的波长范围中的荧光并且测量在从300nm到350nm和从400nm到508nm的两个范围中的吸收。
16.根据权利要求10到15中的任一项所述的设备，所述设备被构造成用于同时地测量切割宝石的荧光和吸收。
17.根据任一前述权利要求所述的设备，其中传感器组件包括多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器都被构造成感测处于所述多个感测波长或波长范围中不同的一个或多个感测波长或波长范围的光。
18.根据权利要求17所述的设备，其中：所述多个传感器包括光谱仪，所述光谱仪被构造成感测处于用于测量切割宝石的吸收的波长范围的光。
19.根据权利要求18所述的设备，其中：光谱仪被构造成感测处于从约300nm到约520nm的波长范围的光。
20.根据权利要求17到19中的任一项所述的设备，其中：所述多个传感器包括光谱仪，所述光谱仪被构造成感测处于用于测量切割宝石的拉曼发射光谱的波长范围的光。
21.根据权利要求20所述的设备，其中：光谱仪被构造成感测处于从700nm到800nm的波长范围的光。
22.根据权利要求17到21中的任一项所述的设备，其中：所述多个传感器包括至少一个光谱仪，所述至少一个光谱仪被构造成感测具有用于测量切割宝石的光致发光的波长的光。
23.根据权利要求22所述的设备，其中：所述至少一个光谱仪被构造成感测具有在从约380nm到约520nm的范围和从约460nm到约850nm的范围中的至少一个范围内的波长的光。
24.根据权利要求17到23中的任一项所述的设备，其中：所述多个传感器包括图像捕获装置，所述图像捕获装置被构造成感测具有用于测量切割宝石的荧光或磷光的波长的光。
25.根据权利要求24所述的设备，其中：图像捕获装置是照相机，所述照相机被构造成感测处于从约400nm到约700nm的波长范围的光。
26.根据权利要求25所述的设备，其中：图像捕获装置被构造成捕获用于确定宝石的切割度和/或宝石的尺寸的图像。
27.根据任一前述权利要求所述的设备，进一步包括用于将从光源组件发出的光引导到测量位置的装置。
28.根据权利要求27所述的设备，其中：用于将光从光源组件引导到测量位置的装置包括光纤。
29.根据任一前述权利要求所述的设备，进一步包括用于将光从测量位置引导到传感器组件的装置。
30.根据权利要求29所述的设备，其中：用于将光从测量位置引导到传感器组件的装置包括光纤。
31.根据任一前述权利要求所述的设备,进一步包括多分叉光纤组件，所述多分叉光纤组件被构造成将光从光源组件引导到测量位置并且将光从测量位置引导到传感器组件。
32.根据权利要求31所述的设备，其中：所述多分叉光纤组件包括多个光纤丝，所述多个光纤丝中的每个都被构造成将光从所述多个光源中的一个光源引导到所述多个传感器中的一个传感器。
33.根据权利要求27到32中的任一项所述的设备，其中：所述用于将从光源组件发出的光引导到测量位置的装置包括具有输出端和多个输入端的光学复用器，所述多个输入端中的每个输入端都连接到所述多个光源中一个不同的光源，所述输出端用于将光引导到测量位置，所述光学复用器被构造成选择在所述多个输入端中的一个处接收的光并且允许所选择的光从所述输出端发射。
34.根据权利要求29到33中的任一项所述的设备，其中：所述用于将光从测量位置引导到传感器组件的装置包括具有输入端和多个输出端的光学多路分解器，所述输入端被构造成从测量位置接收光，并且所述多个输出端中的每个输出端都连接到所述多个传感器中的一个传感器，所述光学多路分解器被构造成选择所述多个输出端中的一个并且允许在输入端处接收的光从所选择的输出端发射。
35.根据权利要求34所述的设备，其中：光学复用器和光学多路分解器形成光学复用器/多路分解器。
36.根据任一前述权利要求所述的设备，进一步包括用于基于测量的参数确定切割宝石是自然的还是人造的装置。
37.根据权利要求36所述的设备，进一步包括：在钻石和模拟品之间进行区分的装置。
38.根据任一前述权利要求所述的设备，进一步包括用于基于测量参数确定切割宝石是否已经被处理以改善其颜色的装置。
39.根据任一前述权利要求所述的设备，被构造成同时地测量切割宝石的吸收和切割宝石的拉曼发射光谱。
40.根据任一前述权利要求所述的设备，被构造成同时地测量切割宝石的光致发光和切割宝石的拉曼发射光谱。
41.根据任一前述权利要求所述的设备，被构造成同时地测量切割宝石的吸收和切割宝石的光致发光。
42.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述切割宝石是钻石。
43.一种分类设备，包括根据任一前述权利要求所述的设备并且被构造成根据测量的参数对切割宝石分类。
44.根据权利要求43所述的分类设备，其中：对切割宝石分类包括辨别宝石是否已经被处理以改善其颜色。
45.根据权利要求43或44所述的分类设备，其中：对切割宝石分类包括确定宝石的颜色、尺寸和切割度中的一个或多个。
46.根据权利要求43到45所述的分类设备，其中：对切割宝石分类包括在钻石和模拟品之间进行区分。
47.一种用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量所述切割宝石的多个参数的方法，所述方法包括：
操作第一光源以利用具有第一发射波长或波长范围的光来照射切割宝石的至少部分；
感测由于以第一发射波长或波长范围照射切割宝石而从测量位置接收的处于第一感测波长或波长范围的光；
基于处于第一感测波长或波长范围的感测到的光，测量切割宝石的第一参数；
操作第二光源以利用具有与第一发射波长或波长范围不同的第二发射波长或波长范围的光来照射切割宝石的至少部分；
感测由于以第二发射波长或波长范围照射切割宝石而从测量位置接收的处于第二感测波长或波长范围的光；以及
基于处于第二感测波长或波长范围的感测到的光，测量切割宝石的第二参数。
48.根据权利要求47所述的方法，其中：第一感测波长或波长范围不同于第二感测波长或波长范围。
49.根据权利要求47或48所述的方法，其中：第一光源和第二光源中的每个都被操作使得所述第一光源和所述第二光源同时发光。
50.一种用于对切割宝石分类的方法，包括根据权利要求40到42中的任一项所述的方法，并且进一步包括根据测量的参数对切割宝石分类。
51.根据权利要求50所述的对切割宝石分类的方法，其中：对切割宝石分类包括辨别宝石是否已经被处理以改善其颜色。
52.根据权利要求50或51所述的对切割宝石分类的方法，其中：对切割宝石分类包括辨别宝石是钻石还是模拟品。
53.一种非暂时性计算机程序产品，所述非暂时性计算机程序产品被构造成执行根据权利要求47到52中的任一项所述的方法。
54.一种用于在切割宝石定位在单个测量位置处时测量所述切割宝石的多个参数的设备，所述设备包括：
多个光源，所述多个光源中的每个都被构造成发射处于多个发射波长或波长范围中不同的一个发射波长或波长范围的光，使得发出的光照射测量位置的至少一部分；和
光谱仪，所述光谱仪被构造成感测处于多个感测波长或波长范围的光，以用于测量所述多个参数，由于对定位在测量位置处的切割宝石的照射，来自测量位置的被感测的光在传感器组件处被接收，
其中光谱仪包括波长限制装置，所述波长限制装置被构造成防止检测到在某个波长带中的光。
55.根据权利要求54所述的设备，其中：光谱仪包括电荷耦合装置，并且其中波长限制装置包括在光进入光谱仪的路径上定位在电荷耦合装置之前的掩模。
56.根据权利要求55所述的设备，其中：光谱仪进一步包括在光进入光谱仪中的路径上定位在掩模之前的衍射光栅。
57.根据权利要求54到56中的任一项所述的设备，其中：所述某个波长带为从350nm到400nm。
58.根据权利要求54到57中的任一项所述的设备，进一步包括：宽带光源，所述宽带光源被构造成发射用于测量切割宝石的吸收的光，其中UV光源被构造成发射用于测量切割宝石的荧光的光，
并且其中光谱仪被构造成测量在从400nm到508nm的波长范围中的荧光并且测量在从300nm到350nm和从400nm到508nm的两个范围中的至少一个范围中的吸收。
59.根据权利要求54到58中的任一项所述的设备，所述设备被构造成同时测量切割宝石的荧光和吸收。
60.根据权利要求54到59中的任一项所述的设备，进一步包括：激光源，所述激光源被构造成发射用于测量切割宝石的光致发光的光；和第二光谱仪，所述第二光谱仪被构造成检测用于测量切割宝石的光致发光的光。
CN201480051092.4A 2013-07-18 2014-07-17 测量切割宝石的参数 Pending CN105593668A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1312888.9A GB2516297A (en) 2013-07-18 2013-07-18 Measuring parameters of a cut gemstone
GB1312888.9 2013-07-18
PCT/EP2014/065454 WO2015007873A1 (en) 2013-07-18 2014-07-17 Measuring parameters of a cut gemstone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105593668A true CN105593668A (zh) 2016-05-18

Family

ID=49118942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480051092.4A Pending CN105593668A (zh) 2013-07-18 2014-07-17 测量切割宝石的参数

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9958398B2 (zh)
EP (1) EP3022549A1 (zh)
JP (1) JP6438469B2 (zh)
CN (1) CN105593668A (zh)
CA (1) CA2918545A1 (zh)
GB (1) GB2516297A (zh)
IL (1) IL243604A0 (zh)
RU (1) RU2664910C2 (zh)
WO (1) WO2015007873A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840404A (zh) * 2016-11-23 2017-06-13 山东省计量科学研究院 一种钻石颜色分级自动测量方法
CN109964111A (zh) * 2016-08-26 2019-07-02 公共型股份公司艾尔罗萨 用于鉴定钻石的设备
CN112513621A (zh) * 2020-08-18 2021-03-16 香港应用科技研究院有限公司 视觉检测宝石的装置和方法
WO2022036737A1 (en) * 2020-08-18 2022-02-24 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Apparatus and method for visually inspecting gemstones
CN114502033A (zh) * 2019-09-24 2022-05-13 D.施华洛世奇两合公司 具有可变化的所观察颜色效果的装饰制品
CN115769066A (zh) * 2020-03-27 2023-03-07 美国杰莫洛吉克尔研究所有限公司 (Gia) 用于宝石识别的成像辅助扫描光谱学

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT514332B1 (de) * 2013-08-27 2014-12-15 Swarovski D Kg Anordnung zur Analyse eines durch Brechung und Reflexion an einem Schmuckstein hervorgerufenen Lichtmusters
GB2528303A (en) * 2014-07-17 2016-01-20 Beers Uk Ltd De Automated cryogenic measurements of gemstones
US9581553B2 (en) * 2014-10-18 2017-02-28 Dong-Shyogn Pan Examination method for distinguishing between natural diamond and synthetic CVD/HPHT diamonds
GB201510652D0 (en) * 2015-06-17 2015-07-29 Beers Uk De Ltd Colour measurement of gemstones
GB201511461D0 (en) 2015-06-30 2015-08-12 Beers Uk De Ltd Luminescence measurements in diamond
SG10201506282WA (en) * 2015-08-12 2017-03-30 Jubilee Diamond Instr S Pte Ltd Diamond Identification Apparatus
CN105548111B (zh) * 2015-12-27 2018-12-04 广州标旗光电科技发展股份有限公司 一种批量钻石快速筛查方法
WO2017208053A1 (en) 2016-06-01 2017-12-07 Jubilee Diamond Instrument (S) Pte.Ltd. Precious stone testing device
EP3555597A4 (en) * 2016-12-15 2020-08-26 Gemological Institute of America, Inc. (GIA) DEVICE AND METHOD FOR SCREENING GEMSTONES
WO2018150221A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 Jubilee Diamond Instrument (S) Pte.Ltd. Diamond identification device
US10989667B2 (en) 2017-06-01 2021-04-27 Jubilee Diamond Instrument (S) Pte. Ltd. UV reflection tester
WO2019122955A1 (en) 2017-12-19 2019-06-27 Jubilee Diamond Instrument (S) Pte.Ltd. Gemstone testing apparatus
US10837915B2 (en) * 2017-12-19 2020-11-17 Jubilee Diamond Instrument (s) PTE. LTD Gemstone testing apparatus
CN111788474A (zh) * 2017-12-29 2020-10-16 金展科技有限公司 钻石净度测量方法和系统
RU2679928C1 (ru) * 2018-01-17 2019-02-14 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Устройство для идентификации алмаза
US10859505B2 (en) * 2018-01-26 2020-12-08 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Fluorescence box for gemological applications
WO2020016874A1 (en) * 2018-07-15 2020-01-23 Sarine Technologies Ltd System and method for evaluating and determining color in gemstones
EP3830554A4 (en) * 2018-08-01 2022-07-06 Goldway Technology Limited GEMOLOGICAL CHARACTERIZATION DEVICE, METHOD AND SYSTEM
IL266809B (en) * 2019-05-22 2020-08-31 Leizerson Ilya A method and system for evaluating gemstones
GB2584876A (en) 2019-06-19 2020-12-23 Jubilee Diamond Instr S Pte Ltd Gemstone testing apparatus
JP2023502527A (ja) * 2019-11-26 2023-01-24 ジェモロジカル インスティテュート オブ アメリカ インコーポレイテッド（ジーアイエー） 透明ステージ上のジェムストーンの蛍光撮像
IL299958A (en) * 2020-07-29 2023-03-01 Gemological Inst Of America Inc Gia Ultraviolet-visible absorption spectroscopy for gem identification
WO2022146197A1 (ru) * 2020-12-29 2022-07-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Алмазный Научно-Технологический Центр" Устройство идентификации драгоценных камней
RU204985U1 (ru) * 2020-12-29 2021-06-22 Общество с ограниченной ответственностью «Алмазный научно-технологический центр» Устройство идентификации драгоценных камней
FR3122735B1 (fr) * 2021-05-04 2024-02-23 Centralesupelec Installation de détection d’au moins un paramètre caractéristique d’un milieu et procédé de détection d’au moins un tel paramètre caractéristique.
RU2765213C1 (ru) * 2021-05-17 2022-01-26 Сергей Викторович Боритко Устройство для диагностики драгоценных камней в составе ювелирных изделий
WO2023027626A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Jubilee Diamond Instrument (S) Pte. Ltd. Gemstone testing device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907875A (en) * 1987-01-16 1990-03-13 The British Petroleum Company P.L.C. Diamond separation process
GB2295227A (en) * 1992-05-19 1996-05-22 Gersan Ets Classifying diamonds
US5835200A (en) * 1990-04-24 1998-11-10 Gersan Establishment Method and apparatus for examining an object
US6167290A (en) * 1999-02-03 2000-12-26 Bayspec, Inc. Method and apparatus of non-invasive measurement of human/animal blood glucose and other metabolites
CN1459023A (zh) * 2000-07-18 2003-11-26 杰桑企业 用于检验宝石的仪器
US6980283B1 (en) * 1997-12-18 2005-12-27 Imagestatistics, Inc. Method and associated apparatus for the standardized grading of gemstones
CN101080660A (zh) * 2004-02-05 2007-11-28 奥普林克通信公司 集成的光学复用器和分用器
US20090182520A1 (en) * 2005-12-12 2009-07-16 Yoav Luxembourg Assessment of diamond color
CN102483352A (zh) * 2009-07-10 2012-05-30 霍尼韦尔阿斯卡公司 利用宽带源的光纤传感器
CN102749331A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 捷迈克斯系统公司 宝石定位和分析系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9009132D0 (en) * 1990-04-24 1990-06-20 Gersan Ets Method and apparatus for examining an object
GB2274165B (en) 1990-04-24 1994-10-26 Gersan Ets Method and apparatus for examining a diamond
US5386295A (en) * 1990-10-01 1995-01-31 Eastman Kodak Company Postacquired spectrophotometers
US6020954A (en) * 1997-12-18 2000-02-01 Imagestatistics, Inc. Method and associated apparatus for the standardized grading of gemstones
GB2400657B (en) * 2001-09-12 2005-05-18 Gersan Ets Examining a diamond
US8218143B2 (en) * 2005-09-26 2012-07-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Noninvasive detection of elements and/or chemicals in biological matter
CH700695A2 (de) * 2009-03-25 2010-09-30 Eduard Kny Einrichtung zur optischen Untersuchung einer lichtdurchlässigen, festen oder mindestens teilweise flüssigen Probe.

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907875A (en) * 1987-01-16 1990-03-13 The British Petroleum Company P.L.C. Diamond separation process
US5835200A (en) * 1990-04-24 1998-11-10 Gersan Establishment Method and apparatus for examining an object
GB2295227A (en) * 1992-05-19 1996-05-22 Gersan Ets Classifying diamonds
US6980283B1 (en) * 1997-12-18 2005-12-27 Imagestatistics, Inc. Method and associated apparatus for the standardized grading of gemstones
US6167290A (en) * 1999-02-03 2000-12-26 Bayspec, Inc. Method and apparatus of non-invasive measurement of human/animal blood glucose and other metabolites
CN1459023A (zh) * 2000-07-18 2003-11-26 杰桑企业 用于检验宝石的仪器
CN101080660A (zh) * 2004-02-05 2007-11-28 奥普林克通信公司 集成的光学复用器和分用器
US20090182520A1 (en) * 2005-12-12 2009-07-16 Yoav Luxembourg Assessment of diamond color
CN102483352A (zh) * 2009-07-10 2012-05-30 霍尼韦尔阿斯卡公司 利用宽带源的光纤传感器
CN102749331A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 捷迈克斯系统公司 宝石定位和分析系统

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109964111A (zh) * 2016-08-26 2019-07-02 公共型股份公司艾尔罗萨 用于鉴定钻石的设备
CN109964111B (zh) * 2016-08-26 2021-10-08 公共型股份公司艾尔罗萨 用于鉴定钻石的设备
CN106840404A (zh) * 2016-11-23 2017-06-13 山东省计量科学研究院 一种钻石颜色分级自动测量方法
CN106840404B (zh) * 2016-11-23 2018-05-01 山东省计量科学研究院 一种钻石颜色分级自动测量方法
CN114502033A (zh) * 2019-09-24 2022-05-13 D.施华洛世奇两合公司 具有可变化的所观察颜色效果的装饰制品
CN115769066A (zh) * 2020-03-27 2023-03-07 美国杰莫洛吉克尔研究所有限公司 (Gia) 用于宝石识别的成像辅助扫描光谱学
US11754506B2 (en) 2020-03-27 2023-09-12 Gemological Institute Of America, Inc. (Gia) Imaging assisted scanning spectroscopy for gem identification
CN112513621A (zh) * 2020-08-18 2021-03-16 香港应用科技研究院有限公司 视觉检测宝石的装置和方法
WO2022036737A1 (en) * 2020-08-18 2022-02-24 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Apparatus and method for visually inspecting gemstones
US11333606B2 (en) 2020-08-18 2022-05-17 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Apparatus and method for visually inspecting gemstones
CN112513621B (zh) * 2020-08-18 2023-09-05 香港应用科技研究院有限公司 视觉检测宝石的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB201312888D0 (en) 2013-09-04
IL243604A0 (en) 2016-02-29
JP6438469B2 (ja) 2018-12-12
RU2016103394A (ru) 2017-08-21
GB2516297A (en) 2015-01-21
RU2664910C2 (ru) 2018-08-23
RU2016103394A3 (zh) 2018-03-30
WO2015007873A1 (en) 2015-01-22
JP2016528489A (ja) 2016-09-15
EP3022549A1 (en) 2016-05-25
US9958398B2 (en) 2018-05-01
CA2918545A1 (en) 2015-01-22
US20160178530A1 (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105593668A (zh) 测量切割宝石的参数
JP6802379B2 (ja) ダイヤモンドを識別するためのデバイス
US7477363B2 (en) Flow cytometer
US7667834B2 (en) Method and configuration for detecting material defects in workpieces
US10054550B2 (en) Spectroscopic determination of optical properties of gemstones
CN110402385A9 (zh) 用于筛选宝石的装置和方法
CN108027324A (zh) 光谱显微镜
US20160005252A1 (en) Bank note processing system having a combined florescence and phosphorescence detection system
KR101798078B1 (ko) 투과도를 이용한 다이아몬드 감별 장치 및 방법
RU2679928C1 (ru) Устройство для идентификации алмаза
US20240053328A1 (en) Solid-state integrated real-time optical monitoring of biochemical assays
US8553208B2 (en) Retail compatible detection of CVD grown diamond
KR100940310B1 (ko) 다채널 형광검출장치
EP3973276A1 (en) Method and system for grading gemstones
RU2739143C1 (ru) Способ для идентификации алмазов и бриллиантов и устройство для его осуществления
CN107995950A (zh) 用于流式细胞术的多光谱滤波器剖析及质量控制
JP5002980B2 (ja) 米の品質測定方法及び米の品質測定装置
WO2021033167A1 (en) Device for identification of transparent and semi-transparent minerals
WO2020026006A1 (en) Mineral analysis device
WO2016046500A1 (fr) Appareil portatif pour déterminer la présence et/ou l'absence de traceurs dans un objet.

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160518

RJ01 Rejection of invention patent application after publication