DE1772105C2

DE1772105C2 - Vorrichtung zur Bestimmung der photometrischen Transmission geschliffener Diamanten

Info

Publication number: DE1772105C2
Application number: DE1772105A
Authority: DE
Inventors: Manfred Eickhorst; Godehard Dr. Lenzen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1968-03-30
Publication date: 1974-04-04
Also published as: CH518544A; US3610756A; DE1772105B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der photometrisehen Transmission geschliifenei Diamanten, vorzugsweise Diamanten im Brillantschliff, mit einer Aufnahme bzw. einem Halter für die Diamanten unterhalb ihrer Rondiste bzw. Fasserkante unter völligem Freiliegen des Oberieiles, mit einer Lichtquelle für monochromatisches Licht, welches in die Tafel der Diamanten eintritt, im Stein reflektiert wird und durch die Oberteilfacetten austritt, und mit einer Einrichtung zur Aufnahme des reflektierten Lichtes.

Neben Schliff, Reinheit und Gewicht ist die Farbe ein Hauptmerkmal für die genaue Bestimmung, speziell die Qualitätsbestimmung von geschliffenen Diamanten. Während es heute schon eine Vielzahl von' Verfahren und Vorrichtungen gibt, mit denen Reinheil, Schliff und Gewicht genügend präzise bestimmt werden können, liegt das Hauptproblem nach wie vor darin, eine genaue und vor allen Dingen wiederholbare Farbbeslimmung durchzuführen.

Es ist heute üblich, die Farbe entweder mit dem Auge oder mittels der sogenannten Ulbricht'schen Kugel zu bestimmen, die einen großen technischen, insbesondere vorrichtungsmäßigen Aufwand bedeutet. Während die Bestimmung mit dem Auge sehr genaue Kenntnisse von Vergleichsstücken, eine lange Schulung und große Erfahrung voraussetzt und dann! stets weitgehend von subjektiven Einflüssen abhängig bleibt, ist die Bestimmungsmethode mittels der IJ!- brichl'schen Kugel insofern ungenau, als dort die Oberflächenreflexionen der in den Diamanten einirelenden Strahlen mit berücksichtigt, d. h. in den Meßwert aufgenommen werden.

Es ist" eine jedem Fachmann bekannte Tatsach·--. daß die Farbe eines Diamanten von strukturellen Inhomogenitäten abhängig ist., d.h., daß das in d.-n Siein einfallende und in ihm reflektierte Licht eine Absorption erfährt, durch die die Färbung verursach! wird. Will man aber diese Absorption messen und schaltet man dabei nicht die Anteile der OberflächenrefleNion eines einfallenden Strahles aus, so wird d^;e>, immer zu falschen Meßergebnissen führen.

Es ist weiter ein Gerät zur Registrierung und Prüfunu ueschliffener Edelsteine bekannt (s. deutsches Gebrauchsmuster 1 945 368), bei dem die durch die Schliffflächen reflektierten Strahlen eines Lichtbündels, welches durch eine ausgewählte Schliff fläche, vorzugsweise die Tafel, geschickt wird, in einer lieh! empfindlichen Schicht registriert werden, wobei d;. ausgewühlte Schlifffläche durch eine Vorrichtung 111 eine bestimmte wiederholbare räumliche Lage /tu Achse des Lichtbundeis gebracht worden ist und die lichtempfindliche Schicht eine bestimmte Lage in bezug auf den Edelstein hai. Dieses Gerät arbeitet auf der Erkenntnis, daß die im Stein reflektierten und aus ihm austretenden Lichtbündel auf einer lichtempfind-.liehen Schicht registiert werden können und daß sie für jeden Stein, — vorausgesetzt, daß der Stein in bezug auf die eintretenden Strahlen immer wieder in eine genau definierte und wiederholbare Lage gebracht werden kann, — ein spezifisches Bild ergeben, welches praktisch einen »Ausweis« des Steines darstellt und zu dessen Identifizierung verwendet wird: Zu anderer Zeit und an anderem Ort kann nämlich ein zweites Diagramm angefertigt werden, und durch einen Vergleich der beiden Diagramme läßt sich dann feststellen, ob es sich um ein und denselben Stein handelt, in dem die Bildpunkte der beiden Diagramme miteinander zur Deckung gebracht werden.

Abgesehen davon, daß mit diesem Gerät eine Farbbestimmung grundsätzlich unmöglich ist. ist stets eine absolut identische Lage des Steines in bezug auf den eintretenden Lichtstrahl Voraussetzung, um für ein und denselben Stein gleiche Bilder zu erhalten. Das macht einen bedeutenden technischen und damit finanziellen Aufwand für ein solches Gerät erforderlich. Ferner müssen die Lage der lichtempfindlichen Schicht und ihr Absland zu dem Stein ebenfalls genau definiert sein und konstant bleiben. Durch die Anbringung mehrerer Spiegel tritt ein erheblicher Lichtverlust ein. Endlich setzt die Anwendung solcher Geräte sowohl für die Handhabung als auch bei der Auswertung und beim Vergleich der Diagramme eine große Erfahrung und Genauigkeit voraus.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die entsprechend dem durch die Schlifform hervorgerufenen Strahlengang im Diamanten nur dessen Transmission, die die Farbe des Steins bestimmt, mißt, wobei technischer Aufwand und Justierungsmöglichkeilen möglichst einfach bleiben sollen. Es soll also eine Möglichkeit geschaffen werden, um in jederzeit reproduzierbarer Weise die Farbe geschliffener Diamanten unabhängig von subjektiven Durch-

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l^funiiuchlern im Hinblick auf und zum Vergleich mit der international bekannten und handelsüblichen Farbskala festzustellen.

Diese Aufgabe wird von der cnindung dadurch «löst. <J-=Ü die Vorrichtung er.i der Zuführung deinonoch ''malischen Lichtes dienendes, direkt ο IxT- ;■ Tafel des Diamanion armcordnetes lich:iei- ;!;:nient, vorzugsweise: m rvrm eines faserop-Hements umfaßt und ais Aufnahme-.nri.hreflektierte Lichi einen dickes in ekrkiri-Signale umwandelnden ph·,^(!elektrischen l^:.nij·.-jiifvveist, der entwt-dei ringförmig ohedv.iih ;)-.-.= 'iiste und das lichtk-ii-.'iKie Element herum cornet ist, oder daß um .Jas liehileitende i-iocfurn ein in seiner Neigung veräiidc·: i ai.'i ami cord net ist, der da^ aus dem Diamanten ,ide Licht auf einen seitlich angeordneter, phoUK'ivkirischen Empfänger w.rl'i, so daß der ph.-loelekiri-che Empfänger das gevtnite .oni Diamitnk-n r'.e Licht empfängt

-. eine solche Vorrichtung. d>e relativ leicht ■■.nt unter verhältnismäßig geringem Kosten· j /u erstellen ist und außerdem ein gut /u '■endes und leicht transportables Gerat J.:^r· ...... „

kann man einen Lichtstrahl in einen Diamanten 25 chromatischen Lichtes ten lassen, ohne daß dabei Oberflächenrerk> r and damit die durch diese bedingten Streuef-■ istehen. welche einen \ erk.st an l.iehtiniensia. -teilen und damit eine genaue Messung der _A,,„.;piion im Stein verhindern. Somit w.-d eine Wiederholbarkeit einer einmal durchgeführten Messunii /u anderer Zeit, an anderem Ort und durch andere Personen gewährleistet. Dadurch, daß der photoelektrische Empfänger oder ein Spiegel um das lichtleitende Element herum ang—.Jnc'. sind, wird in einfacher Weise gewährleistet, daß alle aus den Oberteilfacelten austretenden, im Stein total reflektierten Strahlen tatsächlich auf den photoelektrischen Empfäncer fallen und von diesem gemessen werden kön-

Schüfform des Unterteiles 24 tntsprechenden Schliftkegel. so daß der Diamant 2 ohne achw,er.gk«..l.n

verkittet

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fallen und von diesem gemessen werden kon der Spieg _

während eventuelle Oberflachenreflexionen 40 Ehrungd«.L«ht euer

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einueleet werden kann und die Anwendung des :crs für" große und kleine Brillanten möglich ist. bekanntermaßen die Spitzenwinkel des untenbei Brillanten gleich sind. Oberhalb des Halters des Steines 2, jedoch zweckmäßig koaxial dazu.* ein liehtlciiendes Element 3 für monocjiromai sch^ Licht in Form eines faseroptischen Lichtleitsiabcs m ι einer Ummantelung 4 angeordnet, wobei der Querschnitt dieses Lichtleiters nicht größer als die Hache der Tafel 21 sein darf, um den Ausinttsstrahl η ent m beeinflussen oder gar Licht in die Obertc.Ifacettcn,-3 einzustrahlen. Gehalten wird der Lichtleiter 3 w»n einem Trauer 5. um welchen herum ein photo.kkin ,eher Empfänger 6 angeordnet ist, der in .seiner Durchführuniisöffnung 7 gegen den ist. so daß alles vom Brillanten ref den Empfänger 6 fallen muß. Auf Grund c . irischen Bedingungen des im Brilianischlitl ,en Diamanten 2. d. h. durch den emhe.thchen S M unter Berücksichtigung der infolge ^r Maicrialk η stamen ,Brechungsindex. Dispersion) Samten W,nke,rö_ßen.trnt_tem_de,,a,_ÄSt,h^

des Steines 2 wieder aus. und der Ph·^}^ Empfänger 6 mißt die Intensität des ^'^ⁿ^J Strahles bei der jeweilieen Wellenlänge, wanroiu maidi l:;ensUät^Jdes Emfallsstrah.es sch..« ujrher festeestellt hat. Damit läßt sich ohne SchwcntkcHcn dcr\'nterschied zwischen Intensität des ausfallenden und des eintretenden Strahles ermitteln

Bei der abcewandelten Ausfuhrung; Fig. 2 ist oberhalb der lafel 21 ein optischer Sp.e

gel 9. der bberteilfacetten

seitlichen photoclektrische

tiert, voreesehen. Bei dieser V

der Spiegel 9 mit einer Durchbrechung

_{d aus dcn}

auf einen ₆i _rcf!ek-

.,_{sl dann der}

nen, während eventuelle

seitlich austreten könnten und dann mehl auf den Empfanger fallen wurden. Man erhalt also, zusammenfassend gesagt, mit H.lfe des erfindungsgemaßen Gcrätes für den einzelnen Stein ein reproduz.erbares Meßeri-ebnis, welches die kommerz.ell relevante Farbgraduierung des Steines ermöglicht.

Um Vergleichsmessungen anstellen zu können, ii.sbesondere um Streulichtfehler zu demonstrieren, sowie eventuelle Abweichungen wiederholbar messen zu können, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft eine Einrichtung zur Feineinstellung des Abstandes zwischen lichtleitendem Element und Tafcl aufweisen. Auf diese Weise erhält man eine einwandfreie Reproduzierbarkeit eventueller Streulichtfehler. Die Erfindung soll nachstehend an Hand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt Fig-1 eine Vorrichtung nach der Erfindung in

teilweisem Schnitt und _{f L f K%n} «

F ig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform, eben-

falls in teilweisem Schnitt. .

In Fig. I erkennt man einen Halter 1. der m bekannter Weise eine Aufnahme für einen im Brillantschliff bearbeiteten Diamanten 2 mit Tafel 21 Ronhrungd«

Die Halte.ung 1 bcsiU
deren öf "^

kegelförmige Öffnung, zenwinkel des Unso daß ohne

ochwierigkeiten nacheinanaer Steine unlcrschiedlirelevante 45 eher Größe eingesetzt werden können. Praktisch genügt eine einmalige Justierung der Halterung, um vernünftige Verhältnisse hinsichtlich der Lage der Tafel 21 in bezug auf das lichtleitende Element 3 /u erhallen.

Lediglich schematisch angedeutet ist in F i g. 1 am Halter 1 eine Einrichtung 11 /ur Feineinstellung des Abstandes des lichtleitenden Elementes 3 zur Tafel 21, wobei diese Einrichtung in bekannter Weise ausgebildet sein kann und z. B. von außen her und von Hand über einen Drehknopf zu betätigen ist. Dabei kann außerdem eine Skala mit tvießlupe angeordnet sein, um genaue, wiederholbare Einstellungen zu gewährleisten. — In Fig. 2 ist eine solche Einrichtung zur Feineinstellung am Halter 5 angedeutet.

Für das lichtleitende Element 3 haben sich als besonders günstig heute branchenbekannte flexible faseroptische Elemente verschiedenster Ausführungsform herausgestellv, weil diese bezüglich der Energieübertragung wesentliche Vorteile gegenüber anderen ■-'--·--- Glasstäben, aufweisen.

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EXÄS» Ebenso

können die lichtleitcnden Elemente ummantelt sein (wie dies aus der Zeichnung erkennbar ist), wodurch ein seitliches Austreten von Strahlen vermieden wird und das Licht in seiner Gesamtheit in die Tafel des Diamanten einfallen kann.

Als photoclektrischcr Empfänger kommt beispielsweise ein Photowiderstand oder ein Photomultiplier, vorzugsweise ein Sekundär-Elektronen-Vervielfacher (SEV), in Betracht. Dieses sind Geräte, die zuverlässig arbeiten und heute leicht herstellbar oder beziehbar sind, so daß sie den baulichen Aufwand des Gerätes nicht wesentlich erhöhen oder v^icuern.

Für andere Schlifformen von Diamanten, die also von dem Brillantschliff abweichen, können diesen speziellen Schlifformen angepaßte Halterungen bzw. Aufnahmen verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der photometrischen Transmission geschliffener Diamanten, vorzugsweise Diamanten im Briliantschliff, mil einer Aufnahme bzw. einem Halter für die Diamanten unterhalb ihrer Rondiste bzw. Fasserkante unter völligem Freiliegen des Oberteiles, mit einer Lichtquelle für monochromatisches Licht, welches in die Tafel der Diamanten eintritt, im Stein reflektiert wird und durch die Oberieilfacetlen austritt, und mit einer Einrichtung zur Aufnahme des reflektierten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein der Zuführung des monochromatischen Lichtes (8) dienendes, direkt oberhalb der Tafel (211 des Diamanten (2) angeordnetes lichtieitendes Element (3). vorzugsweise in Form eines faseroptischen Elementes, umfaßt und als Aufnahmeeinrichtung für das reflektierte Licht einen diesem in elektrische Signale umwandelnden photoelektrischen Empfanger (6) aufweist, der entweder ringförmig oberhalb der Rondiste um das lichtleitende Element herum angeordnet ist (Fig. 1). oder tidß um das lichtleitende Element (3) herum ein in seiner Neigung veränderbarer optischer Spiegel (9) angeordnet ist, der das aus dem Dianiamcn (2) austretende Licht auf einen seitlich angeordneten piezoelektrischen Empfänger (61) wirft (F i g. 2), so daß der photoelektrische Empfänger (6 oder 61) das gesamte vom Diamanien reflektierte Licht empfängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (11) zur Feineinstellung des Abstandes zwischen lichtlei tendem Element (3) und Tafel (21) aufweist.