CN116242829B - 一种钻石颜色分级自动测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻石颜色分级技术领域，更具体的公开了一种钻石颜色分级自动测量装置及方法，包括分级装置，所述分级装置的一侧固定连接有控制平台，所述分级装置内部的底部固定连接有反光板，所述分级装置内部的顶部活动连接有检测分级箱，所述分级装置的底部活动连接有光源盒，所述光源盒的顶部活动连接有照明光源，所述分级装置另一侧位于光源盒的另一侧固定连接有密封盖；本发明通过设有检测分级箱，有利于采用机械结构与智能控制分级检测系统相结合的方式进行多重检测手段，在保证现有技术检测方式的同时增加新型检测方式，增加了等级确定的准确度，解决目前钻石颜色自动化检测分级装置的使用局限性。
Description
技术领域
本发明涉及钻石颜色分级技术领域，更具体地涉及一种钻石颜色分级自动测量装置及方法。
背景技术
钻石的颜色是由于钻石在可见光区域进行选择性吸收所引起的，纯净的钻石是无色，含有杂质和结构缺陷的钻石颜色丰富多样，且每种色调的饱和度变化也较大，根据钻石颜色和饱和度的差异性钻石颜色等级被分别为D-Z个色级，
目前，常用的钻石颜色分级的检测方式一般为比色石目估法和积分球漫反射测量方法，比色石目估法是指专业人员通过目视将待检测钻石与标准比色石进行对比确定检测钻石的颜色等级，积分球漫反射测量方法是指利用D65光源照明仪器结合ccd检测仪进行亭部位置的成像与比色石的成像对比，由此作为钻石颜色分级的判断依据，在河北地质大学肖瑞红的《钻石颜色分级的量化研究》硕士论文中提出了一种新的红外光谱检测方式，由于比色石的色级降低过程中其吸收峰1363～1370cm-1与1010cm-1的强度增大且呈线性关系，故通过钻石在上述两位置的峰高与峰面积来精确分析钻石的色级；
由于目前现有的红外光谱检测装置通常在检测样品放置后直接开启光源对其照射开始检测过程，对于检测装置自身的封闭程度无法实时精确判断，在外部的日光照射的影响下很容易对检测结果产生负面效果，使的检测的准确性降低，模糊钻石的等级确定的精确性。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种钻石颜色分级自动测量装置及方法，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供如下技术方案：一种钻石颜色分级自动测量装置及方法，包括分级装置，所述分级装置的一侧固定连接有控制平台，所述分级装置内部的底部固定连接有反光板，所述分级装置内部的顶部活动连接有检测分级箱，所述分级装置的底部活动连接有光源盒，所述光源盒的顶部活动连接有照明光源，所述分级装置另一侧位于光源盒的另一侧固定连接有密封盖，所述检测分级箱的一侧固定连接有显示固定架，所述分级装置内部位于反光板的外侧活动连接有支撑架；
所述检测分级箱包括检测主架，所述检测主架的正面与背面开设有导向槽，所述检测主架的顶部固定连接有支撑主杆，所述支撑主杆的顶部固定连接有移动杆，所述移动杆的外侧活动连接有控制电机，所述控制电机的两侧固定连接有检测模组，所述支撑主杆的一侧固定连接有位移控制器，所述支撑主杆的另一侧固定连接有光感单元，所述检测主架一侧的正面与背面固定连接有侧方固定架，所述检测主架的底部固定连接有底部遮光环；
进一步的，所述分级装置包括装置主体，所述装置主体内部的正面与背面固定连接有导向板，所述装置主体内部的顶部开设有电机固定槽，所述电机固定槽的两侧开设有模块固定槽，所述电机固定槽的顶部开设有缓冲杆槽，所述装置主体内部的底部开设有底部放置槽，所述底部放置槽的底部开设有通光孔，所述装置主体内部的底部开设有环形槽，所述装置主体内部位于环形槽的底部固定连接有光源控制杆。
进一步的，所述导向板活动连接在导向槽的内部，所述通光孔的内部安装有凸面镜，所述装置主体内部位于光源盒底部安装有弹簧板，所述通光孔的底部开设有导向槽。
进一步的，所述检测主架的底部开设有半球形槽，半球形槽的一侧开设有光感传感器固定槽，半球形槽的内壁涂有漫反射材料。
进一步的，所述显示固定架包括显示架，所述显示架的顶部固定连接有收纳斜架，所述显示架的另一侧固定连接有四个水平位移杆，所述支撑架包括支撑环，所述支撑环的顶部开设有钻石固定孔，所述支撑环的底部四周固定连接有四个缓冲板。
进一步的，所述收纳斜架的顶部开设有斜面，所述水平位移杆通过弹簧固定在侧方固定架上，所述支撑环位于缓冲板的顶部安装有顶起弹簧。
进一步的，所述检测主架底部半球形槽的顶部安装有多种光学收集装置，光学收集装置与检测程序内所使用的光源在更换过程中一一对应。
进一步的，一种智能控制分级检测系统，包括信息采集模块，处理模块，控制模块，反馈模块；
所述信息采集模块包括光感信息采集单元，压力信息采集单元，所述压力信息采集单元用于采集钻石重力信息，用于分级程序的自动启动；
所述处理模块包括光感阈值对比单元，图像对比单元，光谱吸收值对比单元，所述光感阈值对比单元结合光感信息采集单元对球形密闭空间的光感检测条件做出审核并做出判定，图像对比单元与光谱吸收值对比单元通过计算检测值与标准阈值的对比钻石进行分级处理；
所述控制模块包括移动控制单元，光源控制单元，移动控制单元控制检测分级箱的上下移动，光源控制单元控制光源的更换；
所述反馈模块包括报警单元，图像反馈单元，分级反馈单元，所述报警单元在内部光亮程度无法达到检测要求时提醒检测人员装置发生故障，图像反馈单元在显示架的显示屏外表面显示图像对比结果与分析结果，分级反馈单元在控制平台上结合两种分级方式的结果进行分级评级进而反馈给检测人员。
进一步的，一种钻石颜色分级自动测量方法，具体步骤如下：
S1:启动过程，在压力信息采集单元检测到钻石放入时控制模块控制检测分级箱向下运动形成密闭半球形空腔，光感信息采集单元对内部光照亮度进行检测，在达到实验要求时启动分级过程；
S2:图像检测分级过程，光源控制杆更换光源为d65光源，使用变焦方式对钻石成像与比色石标准图像进行对比检测分级；
S3:光谱检测分级过程，光源控制杆更换光源为碳化硅红外光源，使用光谱吸收值对比的方法对钻石颜色进行检测分级；
S4:分析反馈过程，对上述两检测步骤结果进行计算分析并给出分级意见，并对分级结果差异较大的钻石建议专业人员使用比色石目估法再次分级，测量装置分级结果作为颜色分级的参考。
本发明的技术效果和优点：
1.本发明通过设有检测分级箱，有利于采用机械结构与智能控制分级检测系统相结合的方式进行多重检测手段，在保证现有技术检测方式的同时增加新型检测方式，增加了等级确定的准确度，解决目前钻石颜色自动化检测分级装置的使用局限性。
2.本发明通过设有环形槽与支撑架，有利于在对钻石检测分级的过程中进行遮光，使内部检测环境无杂光进入，保证了检测分级的准确性，同时有利于在检测分级箱下降时将钻石固定架的上表面与反光板保持同一水平面，形成反射板，在对底部遮光环精确定位的同时有利于对钻石成像。
3.本发明通过设有系统一种智能控制分级检测系统，有利于简化分级人员的操作流程，降低操作难度，实现自动化检测分级过程，解决了目前分级方式对人员的依懒性较强，主观因素影响较大的问题。
4.本发明通过设有显示固定架，有利于封闭内部环境避免人员触碰的同时予以显示图像对比分析结果，有利于内部环境检测过程中的稳定。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体结构剖面图。
图3为本发明的分级装置结构剖面图。
图4为本发明的分级装置结构示意图。
图5为本发明的检测分级箱结构示意图。
图6为本发明的支撑架结构示意图。
图7为本发明的显示固定架结构示意图。
图8为本发明的一种智能控制分级检测系统示意图。
图9为本发明的一种钻石颜色分级自动测量方法示意图。
附图标记为：1、分级装置；101、装置主体；102、导向板；103、电机固定槽；104、模块固定槽；105、缓冲杆槽；106、底部放置槽；107、通光孔；108、光源控制杆；109、环形槽；2、控制平台；3、反光板；4、检测分级箱；401、检测主架；402、导向槽；403、控制电机；404、检测模组；405、支撑主杆；406、位移控制器；407、光感单元；408、移动杆；409、侧方固定架；410、底部遮光环；5、光源盒；6、照明光源；7、密封盖；8、显示固定架；801、显示架；802、收纳斜架；803、水平位移杆；9、支撑架；901、支撑环；902、钻石固定孔；903、缓冲板；10、钻石固定架。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种钻石颜色分级自动测量装置及方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
参照图1和图2，本发明提供了一种钻石颜色分级自动测量装置及方法，包括分级装置1，分级装置1的一侧固定连接有控制平台2，分级装置1内部的底部固定连接有反光板3，分级装置1内部的顶部活动连接有检测分级箱4，分级装置1的底部活动连接有光源盒5，光源盒5的顶部活动连接有照明光源6，分级装置1另一侧位于光源盒5的另一侧固定连接有密封盖7，检测分级箱4的一侧固定连接有显示固定架8，分级装置1内部位于反光板3的外侧活动连接有支撑架9；
检测分级箱4包括检测主架401，检测主架401的正面与背面开设有导向槽402，检测主架401的顶部固定连接有支撑主杆405，支撑主杆405的顶部固定连接有移动杆408，移动杆408的外侧活动连接有控制电机403，控制电机403的两侧固定连接有检测模组404，支撑主杆405的一侧固定连接有位移控制器406，支撑主杆405的另一侧固定连接有光感单元407，检测主架401一侧的正面与背面固定连接有侧方固定架409，检测主架401的底部固定连接有底部遮光环410；
本实施例中，需要具体说明的是：本实施例与现有技术的主要区别在于本实施例中采用图像检测分级法和新型光谱吸收值对比法与智能控制分级检测系统相结合的方式对钻石进行分级检测，具体在于检测分级箱4；
上述结构为本实施例的主要结构，解决了目前检测装置操作复杂且分级结果不准确的问题，而控制平台2为现有结构，关于控制平台2的具体结构与连接方式本实施例不做具体叙述，此外，关于传感器的安装方式也属于现有技术，因此，本申请未做细化解释。
参照图2-5，分级装置1包括装置主体101，装置主体101内部的正面与背面固定连接有导向板102，装置主体101内部的顶部开设有电机固定槽103，电机固定槽103的两侧开设有模块固定槽104，电机固定槽103的顶部开设有缓冲杆槽105，装置主体101内部的底部开设有底部放置槽106，底部放置槽106的底部开设有通光孔107，装置主体101内部的底部开设有环形槽109，装置主体101内部位于环形槽109的底部固定连接有光源控制杆108。
本实施例中，需要具体说明的是：导向板102活动连接在导向槽402的内部，在纵向移动时导向板102起到纵向移动的稳定作用，通光孔107的内部安装有凸面镜，光源在进入到通光孔107内部时通过光路聚焦穿过钻石的表面，装置主体101内部位于光源盒5底部安装有弹簧板，弹簧板在光源更换后将其放置在通光孔107内部，同时光源的路径变化导致聚焦点位置的变化，在钻石上的聚焦点不同导致在成像时能够显示不同的图像，通过待检测钻石与比色石之间的成像对比，有利于对钻石颜色进行分级，通光孔107的底部开设有导光槽，弹簧板在将光源向上移动的同时导光槽起到稳定光源纵向稳定性的效果，
检测主架401的底部开设有半球形槽，半球形槽的一侧开设有光感传感器固定槽，光感传感器作为光感信息采集单元在内部环境达到封闭时对内部光亮程度进行检测以保证检测的准确度，半球形槽的内壁涂有漫反射材料。
参照图6-7，显示固定架8包括显示架801，显示架801的顶部固定连接有收纳斜架802，显示架801的另一侧固定连接有四个水平位移杆803，支撑架9包括支撑环901，支撑环901的顶部开设有钻石固定孔902，支撑环901的底部四周固定连接有四个缓冲板903。
本实施例中，需要具体说明的是：收纳斜架802的顶部开设有斜面，斜面在上升过程中起到收起显示固定架8的作用，在下降时显示固定架8有利于将内部检测环境封闭，避免人员与检测环境的接触，水平位移杆803通过弹簧固定在侧方固定架409上，侧方固定架409在其运动的过程中起到支撑作用，支撑环901位于缓冲板903的顶部安装有顶起弹簧，顶起弹簧在开启状态使钻石固定架10顶起，使得人员在放入时较为轻松的将钻石固定架10放置在钻石固定孔902的内部，在下降时底部遮光环410向下压缩顶起弹簧使得钻石固定架10向下移动上表面与反光板3形成水平反射面；
参照图8，一种智能控制分级检测系统，包括信息采集模块，处理模块，控制模块，反馈模块；
所述信息采集模块包括光感信息采集单元，压力信息采集单元，所述压力信息采集单元用于采集钻石重力信息，用于分级程序的自动启动；
所述处理模块包括光感阈值对比单元，图像对比单元，光谱吸收值对比单元，所述光感阈值对比单元结合光感信息采集单元对球形密闭空间的光感检测条件做出审核并做出判定，图像对比单元与光谱吸收值对比单元通过计算检测值与标准阈值的对比钻石进行分级处理；
控制模块包括移动控制单元，光源控制单元，移动控制单元控制检测分级箱4的上下移动，光源控制单元控制光源的更换；
反馈模块包括报警单元，图像反馈单元，分级反馈单元，报警单元在内部光亮程度无法达到检测要求时提醒检测人员装置发生故障，图像反馈单元在显示架801的显示屏外表面显示图像对比结果与分析结果，分级反馈单元在控制平台2上结合两种分级方式的结果进行分级评级进而反馈给检测人员。
本实施例中，需要具体说明的是：所述光谱吸收值对比单元所使用的对比阈值为1363～1370cm-1与1010cm-1的吸收峰，通过计算吸收值的钻石与标准比色石吸收值大小进行等级确定。
参照图9，一种钻石颜色分级自动测量方法，具体步骤如下：
S1:启动过程，在压力信息采集单元检测到钻石放入时控制模块控制检测分级箱4向下运动形成密闭半球形空腔，光感信息采集单元对内部光照亮度进行检测，在达到实验要求时启动分级过程；
S2:图像检测分级过程，光源控制杆108更换光源为d65光源，使用变焦方式对钻石成像与比色石标准图像进行对比检测分级；
S3:光谱检测分级过程，光源控制杆108更换光源为碳化硅红外光源，使用光谱吸收值对比的方法对钻石颜色进行检测分级；
S4:分析反馈过程，对上述两检测步骤结果进行计算分析并给出分级意见，并对分级结果差异较大的钻石建议专业人员使用比色石目估法再次分级，测量装置分级结果作为颜色分级的参考；
本实施例中，需要具体说明的是：检测主架401底部半球形槽的顶部安装有多种光学收集装置，光学收集装置与检测程序内所使用的光源在更换过程中一一对应。
本发明的工作原理：
本实施例所解决的主要问题是：采用机械结构与智能控制分级检测系统相结合的方式进行多重检测手段，在保证现有技术检测方式的同时增加新型检测方式，解决目前钻石颜色自动化检测分级装置的使用局限性。
具体步骤如下：
待检测钻石放置在钻石固定架10顶部中心锥形槽内，将钻石固定架10放置在底部放置槽106内，压力信息采集单元对钻石重力数据进行采集，由于数据库中已有钻石固定架10的重量数据，在放置钻石固定架10后，由于钻石固定架10的重力发生变化，检测系统启动位移控制单元控制检测分级箱4向下移动，底部遮光环410覆盖在底部放置槽106处推动支撑环901向下运动，由于钻石固定架10在放置后与支撑架9形成一个整体，在支撑架9下降时被同时带动下降将至底部放置槽106的内部，使得钻石固定架10的上表面与反光板3形成完整反射面，同时由于底部遮光环410进入到环形槽109的内部，外部光线无法进入，检测分级箱4的底部半球形空间形成无光线密闭空间，此时检测主架401内部侧面的光感信息采集单元开始工作对内部信息进行采集，若未达到阈值要求，系统启动报警单元，警告该装置内部密封性出现故障，不进行下步操作，在与光感阈值对比达到环境检测允许条件时启动光源控制单元对光源盒5内部的各个光源进行选择，将对应检测方法所使用的光源放置在通光孔107的底部，在光源盒5底部安装的弹性板作用下光源顶部进入到通光孔107进步，由于通光孔107具有导向作用，上移的光源发光点与通光孔107中心保持一致，使得照射角度更易控，
在图像检测阶段，通光孔107底部照明光源6选择d65光源对钻石底部进行照射，检测主架401底部ccd检测器对密闭空间内的反射光进行收集计算，在显示架801上显示成像，并与现有的比色石成像结构进行智能对比，反馈图像相似度与等级计算值，在光谱检测阶段，光源控制杆108控制光源盒5位移进行更换通光孔107底部光源，使用碳化硅光源作为发光条件对钻石底部进行照射，通过与比色石标椎吸收峰吸收值的对比，在控制平台2上显示在该方式检测结果，对比两者差值，提出多种检测方法检测结果的准确度，对于多方式依旧无法在95％的可能性下确定等级时，检测系统反馈建议使用比色石目估法再次检测，同时上述检测结果与过程作为参考依据。
其次还解决了检测过程中装置被误打开影响内部光学仪器安全性的问题；
在检测分级箱4下降后，由于侧方固定架409的一侧安装有弹簧显示固定架8在弹簧的作用下从装置主体101的内部进入到钻石放入口，起到封闭检测内部的作用，同时显示架801上安装的显示屏有利于在封闭入口的同时将检测结果进行逐步进行对比反馈，在上升时，由于收纳斜架802顶部开设有斜面，在上升的过程中有利于显示屏进入到装置主体101的内部进行收纳。
Claims (2)
1.一种钻石颜色分级自动测量装置，包括分级装置(1)，其特征在于：所述分级装置(1)的一侧固定连接有控制平台(2)，所述分级装置(1)内部的底部固定连接有反光板(3)，所述分级装置(1)内部的顶部活动连接有检测分级箱(4)，所述分级装置(1)的底部活动连接有光源盒(5)，所述光源盒(5)的顶部活动连接有照明光源(6)，所述分级装置(1)另一侧位于光源盒(5)的另一侧固定连接有密封盖(7)，所述检测分级箱(4)的一侧固定连接有显示固定架(8)，所述分级装置(1)内部位于反光板(3)的外侧活动连接有支撑架(9)；
所述检测分级箱(4)包括检测主架(401)，所述检测主架(401)的正面与背面开设有导向槽(402)，所述检测主架(401)的顶部固定连接有支撑主杆(405)，所述支撑主杆(405)的顶部固定连接有移动杆(408)，所述移动杆(408)的外侧活动连接有控制电机(403)，所述控制电机(403)的两侧固定连接有检测模组(404)，所述支撑主杆(405)的一侧固定连接有位移控制器(406)，所述支撑主杆(405)的另一侧固定连接有光感单元(407)，所述检测主架(401)一侧的正面与背面固定连接有侧方固定架(409)，所述检测主架(401)的底部固定连接有底部遮光环(410)；
所述分级装置(1)包括装置主体(101)，所述装置主体(101)内部的正面与背面固定连接有导向板(102)，所述装置主体(101)内部的顶部开设有电机固定槽(103)，所述电机固定槽(103)的两侧开设有模块固定槽(104)，所述电机固定槽(103)的顶部开设有缓冲杆槽(105)，所述装置主体(101)内部的底部开设有底部放置槽(106)，所述底部放置槽(106)的底部开设有通光孔(107)，所述装置主体(101)内部的底部开设有环形槽(109)，所述装置主体(101)内部位于环形槽(109)的底部固定连接有光源控制杆(108)，光源控制杆(108)使用时先更换光源为d65光源，再更换光源为碳化硅红外光源；
所述导向板(102)活动连接在导向槽(402)的内部，所述通光孔(107)的内部安装有凸面镜，所述装置主体(101)内部位于光源盒(5)底部安装有弹簧板，所述通光孔(107)的底部开设有导向槽；
所述检测主架(401)的底部开设有半球形槽，半球形槽的一侧开设有光感传感器固定槽，半球形槽的内壁涂有漫反射材料；
所述显示固定架(8)包括显示架(801)，所述显示架(801)的顶部固定连接有收纳斜架(802)，所述显示架(801)的另一侧固定连接有四个水平位移杆(803)，所述支撑架(9)包括支撑环(901)，所述支撑环(901)的顶部开设有钻石固定孔(902)，所述支撑环(901)的底部四周固定连接有四个缓冲板(903)；
所述收纳斜架(802)的顶部开设有斜面，所述水平位移杆(803)通过弹簧固定在侧方固定架(409)上，所述支撑环(901)位于缓冲板(903)的顶部安装有顶起弹簧；
所述检测主架(401)底部半球形槽的顶部安装有多种光学收集装置，光学收集装置与检测程序内所使用的光源在更换过程中一一对应；
所述钻石颜色分级自动测量装置，还包括信息采集模块，处理模块，控制模块，反馈模块：
所述信息采集模块包括光感信息采集单元，压力信息采集单元，所述压力信息采集单元用于采集钻石重力信息，用于分级程序的自动启动，压力信息采集单元对钻石重力数据进行采集，光感信息采集单元对内部光照亮度进行检测，在达到实验要求时启动分级过程；
所述处理模块包括光感阈值对比单元，图像对比单元，光谱吸收值对比单元，所述光感阈值对比单元结合光感信息采集单元对球形密闭空间的光感检测条件做出审核并做出判定，图像对比单元与光谱吸收值对比单元通过计算检测值与标准阈值的对比钻石进行分级处理；
所述控制模块包括移动控制单元，光源控制单元，移动控制单元控制检测分级箱(4)的上下移动，光源控制单元控制光源的更换；
所述反馈模块包括报警单元，图像反馈单元，分级反馈单元，所述报警单元在内部光亮程度无法达到检测要求时提醒检测人员装置发生故障，图像反馈单元在显示架(801)的显示屏外表面显示图像对比结果与分析结果，分级反馈单元在控制平台(2)上结合两种分级方式的结果进行分级评级进而反馈给检测人员。
2.如权利要求1所述的一种钻石颜色分级自动测量装置的测量方法，具体步骤如下：
S1:启动过程，在压力信息采集单元检测到钻石放入时控制模块控制检测分级箱(4)向下运动形成密闭半球形空腔，光感信息采集单元对内部光照亮度进行检测，在达到实验要求时启动分级过程；
S2:图像检测分级过程，光源控制杆(108)更换光源为d65光源，使用变焦方式对钻石成像与比色石标准图像进行对比检测分级；
S3:光谱检测分级过程，光源控制杆(108)更换光源为碳化硅红外光源，使用光谱吸收值对比的方法对钻石颜色进行检测分级；
S4:分析反馈过程，对上述图像检测以及光谱检测步骤中的结果进行计算分析并给出分级意见，并对分级结果差异较大的钻石建议专业人员使用比色石目估法再次分级，测量装置分级结果作为颜色分级的参考。
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