CN111398286A - 一种玉石成色检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种玉石成色检测系统，包括：电磁波照射模块，用于照射待测原石；电磁波接收和记录模块，用于接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；反射率求解模块，用于求解两个不同介质层临界处的反射率R_k；介电常数求解模块，用于求解待测原石的不同介质层的介电常数ε_s；介质层的厚度求解模块，用于求解待测原石的不同介质层的厚度h_z；合并模块，用于将相近的介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络；成色判断模块，用于根据介电常数ε_s和包络，判断所述待测原石内玉石的成色。通过本系统对待测原石进行检测，有效提高原石中玉石成色检测的准确性。

Description

一种玉石成色检测系统

技术领域

本发明涉及原石检测技术领域，特别涉及一种玉石成色检测系统。

背景技术

传统的原石检测方法大致可分为三种：结构构造法鉴定，不同原石纤维交织的结构和块状的构造也不同，可通过放大镜去观察它的结构的差异；敲击剥落法鉴定，不同原石在敲击的过程中会有明显的不同的敲击感；密度硬度法，不同原石的硬度和密度都不相同，可通过小刀去划，通过有无划痕或划痕的深浅初步判定。

上述几种传统的检测方法都只能对原石进行大概的鉴定，且错误率较大，无法准确对原石进行检测，也无法对原石内玉石成色进行检测。

发明内容

有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种玉石成色检测系统，旨在提高原石中玉石成色检测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供一种玉石成色检测系统，所述系统包括：

电磁波照射模块，用于照射待测原石；通过电磁波发生装置产生的电磁波照射所述待测原石，所述电磁波为初始电磁波，所述初始电磁波的幅值为A₀；

电磁波接收和记录模块，用于接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；通过信号接收器接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；所述不同幅值的电磁波的幅值记为A_i(i≥1，且i为正整数)，当i＝1时，A₁为经所述待测原石反射回来的电磁波的幅值，记录所述信号接收器接收到所述不同幅值的电磁波与发射所述初始电磁波的时间间隔Δt_m(m≥1，且m为正整数)；

反射率求解模块，用于根据所述初始电磁波的幅值A₀和所述不同幅值的电磁波的幅值A_i，求解两个不同介质层临界处的反射率R_k(k≥0，且k为正整数)；当k＝0时，R₀为所述待测原石表层处的反射率，其中，所述R₀满足：

当k≥1时，所述R_k满足：

(q≥2，且q为正整数)；

介电常数求解模块，用于根据所述两个不同介质层临界处的反射率R_k和空气的介电常数ε₀，求解所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s(s≥1，且s为正整数)；其中，相邻两个介质层之间的介电常数满足：

所述R为相邻两个介质层临界处的反射率；

介质层的厚度求解模块，用于根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s和所述时间间隔Δt_m，求解所述待测原石的不同介质层的厚度h_z(z≥1，且z为正整数)；其中，所述待测原石的不同介质层的厚度h_z满足：

(c为光速)；

合并模块，用于根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s对应的所述厚度h_z，将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络；

成色判断模块，用于根据所述介电常数ε_s和所述包络，判断所述待测原石内玉石的成色。

在该技术方案中，通过电磁波照射所述待测原石，并通过信号接收器接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波，求解反射率R_k，进而求解所述待测原石不同介质层的介电常数ε_s，通过所述介电常数ε_s能够有效判断所述待测原石是否含有玉石并准确判断所述待测原石内玉石成色；根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s和所述时间间隔Δt_m，求解所述待测原石的不同介质层的厚度h_z，并形成包络，能够准确的得到所述待测原石内玉石大小。

在一具体实施方式中，所述系统还包括：

移动控制模块，用于将所述电磁波发生装置沿所述待测原石的表面移动，即将电磁波的波源沿着所述待测原石的表面移动；

值得一提的是，相同幅值对应的介质层是相同的，故可将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络。

在一具体实施方式中，所述介电常数求解模块具体包括：

第一介质层的介电常数求解单元，用于根据所述空气的介电常数ε₀和所述待测原石表层处的反射率R₀，求解所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁；其中，所述

第二介质层的介电常数求解单元，用于根据所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁和反射率R₁(所述R₁为所述待测原石第一介质层与所述待测原石第二介质层临界处的反射率)，求解所述待测原石第二介质层的介电常数ε₂；其中，所述

各个介质层的介电常数求解单元，用于依次求解所述待测原石由外向内各个介质层的介电常数ε_s。

在一具体实施方式中，所述成色判断模块具体包括：

玉石判断单元，用于判断所述待测原石内是否含有玉石；将所述介电常数ε_s与预设介电常数区间进行对比，判断所述介电常数ε_s是否位于所述预设介电常数区间内；若所述介电常数ε_s位于所述预设介电常数区间内，则所述待测原石内含有玉石，执行下一步骤；若所述介电常数ε_s超出所述预设介电常数区间，则所述待测原石内不含有玉石，终止操作；

成色判断单元，用于将位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s与所述预设介电常数区间的各个子区间进行对比，判断所述待测原石内玉石成色；

玉石大小判断单元，用于根据位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s所形成的包络，判断所述待测原石内玉石大小。

在一具体实施方式中，所述系统还包括：

筛选模块，用于在使用电磁波对所述待测原石进行照射之前，对所述待测原石进行筛选，剔除明显的不含玉石的原石；筛选方式可为人工筛选。

在该技术方案中，通过提前对所述待测原石进行筛选，可以有效提高对所述待测原石的检测效率。

在一具体实施方式中，所述系统还包括：

标记模块，用于对含有玉石的所述待测原石进行标记，所述标记根据所述待测原石内玉石成色而变化。

在该技术方案中，通过对所述待测原石进行标记，便于识别区分所述待测原石内玉石成色，避免混淆。

本发明的有益效果是：在本发明中，通过电磁波照射所述待测原石，并通过信号接收器接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波，求解反射率R_k，进而求解所述待测原石不同介质层的介电常数ε_s，通过所述介电常数ε_s能够有效判断所述待测原石是否含有玉石并准确判断所述待测原石内玉石成色；根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s和所述时间间隔Δt_m，求解所述待测原石的不同介质层的厚度h_z，并形成包络，能够准确的得到所述待测原石内玉石大小。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中一种玉石成色检测系统的结构框图；

图2为本发明一具体实施方式中一种玉石成色检测系统的流程框图；

图3为本发明一具体实施方式中局部电磁波照射原理图；

图4为本发明一具体实施方式中待测原石内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-4所示，在本发明的第一实施例中，提供一种玉石成色检测系统，所述系统包括：

电磁波照射模块100，用于照射待测原石；通过电磁波发生装置产生的电磁波照射所述待测原石，所述电磁波为初始电磁波，所述初始电磁波的幅值为A₀；

电磁波接收和记录模块200，用于接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；通过信号接收器接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；所述不同幅值的电磁波的幅值记为A_i(i≥1，且i为正整数)，当i＝1时，A₁为经所述待测原石反射回来的电磁波的幅值，记录所述信号接收器接收到所述不同幅值的电磁波与发射所述初始电磁波的时间间隔Δt_m(m≥1，且m为正整数)；

反射率求解模块300，用于根据所述初始电磁波的幅值A₀和所述不同幅值的电磁波的幅值A_i，求解两个不同介质层临界处的反射率R_k(k≥0，且k为正整数)；当k＝0时，R₀为所述待测原石表层处的反射率，其中，所述R₀满足：

当k≥1时，所述R_k满足：

(q≥2，且q为正整数)；

介电常数求解模块400，用于根据所述两个不同介质层临界处的反射率R_k和空气的介电常数ε₀，求解所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s(s≥1，且s为正整数)；其中，相邻两个介质层之间的介电常数满足：

所述R为相邻两个介质层临界处的反射率；

介质层的厚度求解模块500，用于根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s和所述时间间隔Δt_m，求解所述待测原石的不同介质层的厚度h_z(z≥1，且z为正整数)；其中，所述待测原石的不同介质层的厚度h_z满足：

(c为光速)；

合并模块600，用于根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s对应的所述厚度h_z，将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络；

成色判断模块700，用于根据所述介电常数ε_s和所述包络，判断所述待测原石内玉石的成色。

在本实施例中，所述系统还包括：

移动控制模块800，用于将所述电磁波发生装置沿所述待测原石的表面移动，即将电磁波的波源沿着所述待测原石的表面移动；

值得一提的是，相同幅值对应的介质层是相同的，故可将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络。

在本实施例中，所述介电常数求解模块400具体包括：

第一介质层的介电常数求解单元401，用于根据所述空气的介电常数ε₀和所述待测原石表层处的反射率R₀，求解所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁；其中，所述

第二介质层的介电常数求解单元402，用于根据所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁和反射率R₁(所述R₁为所述待测原石第一介质层与所述待测原石第二介质层临界处的反射率)，求解所述待测原石第二介质层的介电常数ε₂；其中，所述

各个介质层的介电常数求解单元403，用于依次求解所述待测原石由外向内各个介质层的介电常数ε_s。

在本实施例中，所述成色判断模块700具体包括：

玉石判断单元701，用于判断所述待测原石内是否含有玉石；将所述介电常数ε_s与预设介电常数区间进行对比，判断所述介电常数ε_s是否位于所述预设介电常数区间内；若所述介电常数ε_s位于所述预设介电常数区间内，则所述待测原石内含有玉石，执行下一步骤；若所述介电常数ε_s超出所述预设介电常数区间，则所述待测原石内不含有玉石，终止操作；

成色判断单元702，用于将位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s与所述预设介电常数区间的各个子区间进行对比，判断所述待测原石内玉石成色；

玉石大小判断单元703，用于根据位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s所形成的包络，判断所述待测原石内玉石大小。

在本实施例中，所述系统还包括：

筛选模块900，用于在使用电磁波对所述待测原石进行照射之前，对所述待测原石进行筛选，剔除明显的不含玉石的原石；筛选方式可为人工筛选。

在本实施例中，所述系统还包括：

标记模块1000，用于对含有玉石的所述待测原石进行标记，所述标记根据所述待测原石内玉石成色而变化。

下面对本实施例中涉及到的公式进行推导：

如图3所示：

A₀、A₂、R₀、R₁之间的关系满足如下关系：

A₀(1-R₀)R₁(1+R₀)＝A₂,即

A₀、A₃、R₀、R₁、R₂之间的关系满足如下关系：

A₀、A₄、R₀、R₁、R₂、R₃之间的关系满足如下关系：

综上可得：

(q≥2，且q为正整数)，即

所述厚度h_z＝vt；

所述

所述

联立得：

如图1-4所示，在本发明的第二实施例中，提供一种检测原石中玉石成色的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、使用电磁波照射待测原石，所述电磁波为初始电磁波，所述初始电磁波的幅值为A₀；通过信号接收器接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波，所述不同幅值的电磁波的幅值记为A_i(i≥1，且i为正整数)，当i＝1时，A₁为经所述待测原石反射回来的电磁波的幅值，记录所述信号接收器接收到所述不同幅值的电磁波与发射所述初始电磁波的时间间隔Δt_m(m≥1，且m为正整数)；

步骤S2、根据所述初始电磁波的幅值A₀和所述不同幅值的电磁波的幅值A_i，求解两个不同介质层临界处的反射率R_k(k≥0，且k为正整数)；当k＝0时，R₀为所述待测原石表层处的反射率，其中，所述R₀满足：

当k≥1时，所述R_k满足：

(q≥2，且q为正整数)；

步骤S3、根据所述两个不同介质层临界处的反射率R_k和空气的介电常数ε₀，求解所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s(s≥1，且s为正整数)；其中，相邻两个介质层之间的介电常数满足：

所述R为相邻两个介质层临界处的反射率；

步骤S4、根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s和所述时间间隔Δt_m，求解所述待测原石的不同介质层的厚度h_z(z≥1，且z为正整数)；其中，所述待测原石的不同介质层的厚度h_z满足：

(c为光速)；

步骤S5、根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s对应的所述厚度h_z，将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络；

步骤S6、根据所述介电常数ε_s和所述包络，判断所述待测原石内玉石的成色。

在本实施例中，所述方法还包括：

将所述初始电磁波沿所述待测原石的表面移动，即将电磁波的波源沿着所述待测原石的表面移动；

值得一提的是，相同幅值对应的介质层是相同的，故可将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络。

在本实施例中，所述步骤S3具体包括：

步骤S31、根据所述空气的介电常数ε₀和所述待测原石表层处的反射率R₀，求解所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁；其中，所述

步骤S32、根据所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁和反射率R₁(所述R₁为所述待测原石第一介质层与所述待测原石第二介质层临界处的反射率)，求解所述待测原石第二介质层的介电常数ε₂；其中，所述

步骤S33、以此类推，可依次求得所述待测原石由外向内各个介质层的介电常数ε_s。

在本实施例中，所述步骤S6具体包括：

步骤S61、将所述介电常数ε_s与预设介电常数区间进行对比，判断所述介电常数ε_s是否位于所述预设介电常数区间内；若所述介电常数ε_s位于所述预设介电常数区间内，则所述待测原石内含有玉石，执行下一步骤；若所述介电常数ε_s超出所述预设介电常数区间，则所述待测原石内不含有玉石，终止操作；

步骤S62、将位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s与所述预设介电常数区间的各个子区间进行对比，判断所述待测原石内玉石成色；

步骤S63、根据位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s所形成的包络，判断所述待测原石内玉石大小。

在本实施例中，所述方法还包括：

在步骤S1之前，对所述待测原石进行筛选，剔除明显的不含玉石的原石；筛选方式可为人工筛选。

在本实施例中，所述方法还包括：

对含有玉石的所述待测原石进行标记，所述标记根据所述待测原石内玉石成色而变化。

下面对本实施例中涉及到的公式进行推导：

如图3所示：

A₀、A₂、R₀、R₁之间的关系满足如下关系：

A₀(1-R₀)R₁(1+R₀)＝A₂,即

A₀、A₃、R₀、R₁、R₂之间的关系满足如下关系：

A₀、A₄、R₀、R₁、R₂、R₃之间的关系满足如下关系：

综上可得：

(q≥2，且q为正整数)，即

所述厚度h_z＝vt；

所述

所述

联立得：

以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种玉石成色检测系统，其特征在于，所述系统包括：

电磁波照射模块，用于照射待测原石；通过电磁波发生装置产生的电磁波照射所述待测原石，所述电磁波为初始电磁波，所述初始电磁波的幅值为A₀；

电磁波接收和记录模块，用于接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；通过信号接收器接收并记录经所述待测原石反射和折射回来的不同幅值的电磁波；所述不同幅值的电磁波的幅值记为A_i(i≥1，且i为正整数)，当i＝1时，A₁为经所述待测原石反射回来的电磁波的幅值，记录所述信号接收器接收到所述不同幅值的电磁波与发射所述初始电磁波的时间间隔Δt_m(m≥1，且m为正整数)；

反射率求解模块，用于根据所述初始电磁波的幅值A₀和所述不同幅值的电磁波的幅值A_i，求解两个不同介质层临界处的反射率R_k(k≥0，且k为正整数)；当k＝0时，R₀为所述待测原石表层处的反射率，其中，所述R₀满足：

当k≥1时，所述R_k满足：

(q≥2，且q为正整数)；

介电常数求解模块，用于根据所述两个不同介质层临界处的反射率R_k和空气的介电常数ε₀，求解所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s(s≥1，且s为正整数)；其中，相邻两个介质层之间的介电常数满足：

所述R为相邻两个介质层临界处的反射率；

介质层的厚度求解模块，用于根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s和所述时间间隔Δt_m，求解所述待测原石的不同介质层的厚度h_z(z≥1，且z为正整数)；其中，所述待测原石的不同介质层的厚度h_z满足：

(c为光速)；

合并模块，用于根据所述待测原石的不同介质层的介电常数ε_s对应的所述厚度h_z，将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络；

成色判断模块，用于根据所述介电常数ε_s和所述包络，判断所述待测原石内玉石的成色。

2.如权利要求1所述的一种玉石成色检测系统，其特征在于，所述系统还包括：

移动控制模块，用于将所述电磁波发生装置沿所述待测原石的表面移动，即将电磁波的波源沿着所述待测原石的表面移动；

值得一提的是，相同幅值对应的介质层是相同的，故可将相近的所述介电常数ε_s所对应的介质层合并在一起，形成包络。

3.如权利要求1所述的一种玉石成色检测系统，其特征在于，所述介电常数求解模块具体包括：

第一介质层的介电常数求解单元，用于根据所述空气的介电常数ε₀和所述待测原石表层处的反射率R₀，求解所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁；其中，所述

第二介质层的介电常数求解单元，用于根据所述待测原石第一介质层的介电常数ε₁和反射率R₁(所述R₁为所述待测原石第一介质层与所述待测原石第二介质层临界处的反射率)，求解所述待测原石第二介质层的介电常数ε₂；其中，所述

各个介质层的介电常数求解单元，用于依次求解所述待测原石由外向内各个介质层的介电常数ε_s。

4.如权利要求1所述的一种玉石成色检测系统，其特征在于，所述成色判断模块具体包括：

玉石判断单元，用于判断所述待测原石内是否含有玉石；将所述介电常数ε_s与预设介电常数区间进行对比，判断所述介电常数ε_s是否位于所述预设介电常数区间内；若所述介电常数ε_s位于所述预设介电常数区间内，则所述待测原石内含有玉石，执行下一步骤；若所述介电常数ε_s超出所述预设介电常数区间，则所述待测原石内不含有玉石，终止操作；

成色判断单元，用于将位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s与所述预设介电常数区间的各个子区间进行对比，判断所述待测原石内玉石成色；

玉石大小判断单元，用于根据位于所述预设介电常数区间内的所述介电常数ε_s所形成的包络，判断所述待测原石内玉石大小。

5.如权利要求1所述的一种玉石成色检测系统，其特征在于，所述系统还包括：

筛选模块，用于在使用电磁波对所述待测原石进行照射之前，对所述待测原石进行筛选，剔除明显的不含玉石的原石；筛选方式可为人工筛选。

6.如权利要求1所述的一种玉石成色检测系统，其特征在于，所述系统还包括：

标记模块，用于对含有玉石的所述待测原石进行标记，所述标记根据所述待测原石内玉石成色而变化。

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