DE7008404U - Vorrichtung zur farbbestimmung geschliffener diamanten. - Google Patents

Description

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Manfred Eickhorst , Wedel/Holstein Dr. Godehard Lenzen , Hamburg-^OBb4eeA»& 67

Vorrichtung zur Farbbeetimmung geschliffener Diamanten.

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Farbbestimmung geschliffener Diamanten jeglicher Schilfform mit einer Aufnahme bzw. einem Halter für den Diamanten unterhalb seiner Rondiste bzw. Passerkante unter völligem Preiliegen des Oberteiles.

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 Reinheit, Schliff und Gewicht genügend präzise bestimmt werden können, liegt das Hauptproblem nach wie vor darin, eine genaue und vor allen Dingen wiederholbare Farbbeetimmung durchzuführen.

Es ist heute üblich, die Farbe entweder mit dem Auge oder mittels der sogenannten Ulbricht'sehen 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 damit stets weitgehend von subjektiven Einflüssen abhängig bleibt, 1st die Bestimmungsmethode mittels der Ulbricht'sehen Kugel insofern ungenau, als dort die Oberflächenreflexionen der in den Diamanten eintretenden Strahlen mit berücksichtigt, d.h. In den Meßwert aufgenommen werden.

Es 1st eine jedem Fachmann bekannte Tatsache, daß die Farbe eines Diamanten von strukturellen Inhomogenitäten abhängig ist, d.h. daß das in den Stein einfallende und in ihm reflektierte Licht,pine, Absorption erfährt ,durch die die Fär-

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bung verursacht wird. Will man aber diese Absorption messen und schaltet man dabei nicht die Anteile der Oberflächenreflexion eines einfallenden Strahles aus, so wird dies immer zu falschen Meßergebnissen führen.

Aufgabe der Neuerung ist die Schaffung einer Anordnung oder Vorrichtung, die entsprechend dem durch die Schliffform hervorgerufenen Strahlengang im Diamanten nur die Farbe, die photometrisch als Absorption bezeichnet wird, mißt, wobei technischer Aufwand und Justierungsmöglichkeiten möglichst einfach bleiben sollen.

Diese Aufgabe wird von der Neuerung dadurch gelöst, daß über dem Halter eine Quelle für monochromatisches Licht in veränderbarem Abstand zur Tafel des Diamanten anbringbar vorgesehen ist, während oberhalb des Diamanten, vorzugsweise um die Lichtquelle herum, mindestens ein photoelektrischer Empfänger angeordnet ist.

Durch eine solche Vorrichtung, die relativ leicht und damit unter verhältnismäßig geringem Kostenaufwand zu erstellen ist und außerdem ein gut zu handhabendes und leicht transportables Gerät darstellt, kann man einen Licht strahl in einen Diamanten eintreten lassen, ohne daß dabei Oberflächenreflexionen und damit die durch diese bedingten Streueffekte entstehen, welche einen Verlust an Lichtintensität darstellen und damit eine genaue Messung der Absorption im Stein verhindern. Somit wird eine Wiederholbarkelt einer einmal durchgeführten Messung zu anderer Zelt, an anderem Ort und durch andere Personen gewährleistet. Man spart außerdem infolge der Anbringung des photoelektrischen Empfängers um die Lichtquelle herum Platz und ferner komplizierte Spiegelanordnungen für die Umleitung des reflektierten Strahles. Dadurch, daß der photoelektrische Empfänger um die Lichtquelle herum angeordnet

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1st, wird gewährleistet, daß alle aus den Oberteilfacetten austretenden, im Stein total reflektierten Strahlen tatsächlich auf den photoelektrischen Empfänger fallen und von diesem gemessen werden können, während eventuelle Oberflächenreflexionen seitlich austreten könnten und dann nicht auf den Empfänger fallen würden.

Man erhält also, zusammenfassend gesagt, mit Hilfe des neuerungsgemäßen Gerätes für den einzelnen Stein ein reproduzierbares Meßergebnis, welches die kommerziell relevante Farbgraduierung des Steines ermöglicht.

Die Lichtquelle ist vorteilhaft als lichtleitendes Element vorgesehen, wobei dieses zweckmäßig entweder aus einer Faseroptik oder aus einem Lichtleitstab bestehen kann. Als besonders günstig hat sich eine flexible Faseroptik herausgestellt, weil man hier hinsichtlich der konstruktiven Anordnung große Freiheiten besitzt. Wird ein Lichtleitstab verwendet, so wird dieser nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Neuerung ummantelt ausgebildet, weil dadurch ein seitliches Austreten von Strahlen vermieden wird und das Licht in seiner Gesamtheit in die Tafel des Diamanten einfallen kann, während gleichzeitig verhindert wird, daß irgendwelche Oberflächenreflexionen auftreten, indem man beispielsweise die Ummantelung bis unmittelbar an die Tafel heranreichend vorsieht.

Falls es die Konstruktion erfordert, kann vorzugsweise als lichtleitendes Element auch ein faseroptischer Querschnitt swandler Verwendung finden, bei dem natürlich die Querschnitte verschiedenster Form vorgesehen sein können.

Als photoelektrische Empfänger sieht die Neuerung in vorteilhaften Ausführungsformen besonders einen Photowiderstand cder, bei einer anderen Ausbildungsart, einen Photomultiplier, vorzugsweise einen Sekundär-Elektronen-

Vervielfacher (SEV), vor. Dieaes sind Geräte, die «uverlässig arbeiten und heute leicht herstellbar oder beziehbar sind, so daß sie den baulichen Aufwand des Gerätes nicht wesentlich erhöhen oder verteuern. Um den photoelektrischen Empfänger leicht anbringen zu können, weist er vorzugsweise eine die Lichtquelle, d.h. insbesondere das lichtleitende Element, eng umschließende Durchgangsöffnung auf, so daß alles aus den Oberteilfacetten austretende Licht von dem Empfänger aufgenommen wird und keine Verluste durch irgendwelche Undichtigkeiten entstehen, was allzu leicht zu einer Fehlmessung führen könnte.

Um Vergleichsmessungen anstellen zu können, insbesondere um Streulichtfehler zu demonstrieren, sowie eventue.lle Abweichungen wiederholbar messen zu können, kann das neuerungsgemäße Gerät vorteilhaft eine Einrichtung zur Peineinstellung des Abstandes der Lichtquelle zur Tafel umfassen. Auf diese Welse erhält man eine einwandfreie Reproduzierbarkeit eventueller Streulichtfehler.

Die Neuerung soll nachstehend an Hand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen

FI3, 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung in teilweisem Schnitt und

Flg. 2 eine abgewandelte Ausfuhrungsform, ebenfalls in teilweisem Schnitt.

In Fig. 1 erkennt man einen Halter 1, der in bekannter Weise eine Aufnahme für einen im Brillantenschliff bearbeiteten Diamanten 2 mit Tafel 2I₅ Rondlste 22, Oberteilfacetten 23 und Unterteil 24 bildet, wobei die Rondiste 22 oberhalb fts Halters liegt und ein völliges Freiliegen des Oberteiles 21, 22, 23 gewährleistet ist. Der Halter 1

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besitzt dabei einen dr T-c.hlifform des Unterteiles 24 entsprechenden Schliin^c1, so daß der Diamant/ohne Schwierigkeiten eingelegt werden kann und die Anwendung des Halters für große und kleine Brillanten möglich ist, da bekanntermaßen die Spitzenwinkel des Unterteiles bei Brillanten gleich sind. Oberhalb des Halters 1 und des Steines 2, jedoch zweckmäßig koaxial dazu, ist eine Lichtquelle 3 angeordnet, der hier die Form eines Lichtleit stabes mit einer Ummantelung 1 aufweist, wobei der Querschnitt dieses Lichtleiters nicht größer als die Fläche der Tafel 21 sein darf, um den Austrittsstrahl nicht zu beeinflussen oder aber gar Licht in die Oberteilfacetten 23 einzustrahlen. Gehalten wird der Lichtleiter von einem Träger 5, um welchen herum ein photoelektrischer Empfänger G angeordnet ist, der in seiner Durchführungsöffnung 7 gegen den Träger 5 verkittet ist, so daß alles vom Brillanten reflektierte Licht auf den Empfänger 6 •fallen muf6. Aufgrund dor geometrischen Bedingungen des im Brillantschliff bearbeiteten Diamanten· 2, d.h. durch den einheitlichen Schliff unter Berücksichtigung der infolge der .Materialkonstanten (Brechungsindex , Dispersion) genormten Winkelgrößen, tritt ein einfallender Strahl,8 monochromatischen Lichtes durch die Obert-eilfacetten 23 des Steines 2 wieder aus, und der photoelektrische Empfänger 6 mißt die Intensität des ausfallenden Strahles bei der jdweiligen Wellenlänge, während man die Intensität des Einfallsstrahles schon vorher festgestellt hat. Damit läßt sich ohne Schwierigkeiten der Unterschied zwischen Intensität des ausfallenden und des eintret-enden Strahles ermitteln, und dieser Unterschied ist die Absorption.

Bei der abgewqandelten Ausführungsform der Fig. 2 ist oberhalb detjfTafel 21 ein optischer Spiegel 9, der vorzugsweise in ^^Stellung den aus den Oberteilfacetten 23 austretenden Strahl auf einen seitlichen photoelektrischen

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Empfanger 6l reflektiert, vorgesehen. Bel dieser Vorrichtung 1st dann der Spiegel 9 mit einer Durchbrechung für die Durchführung des Lichtelementes 3 ausgestattet.

Die Halterung 1 besitzt eine kegelförmige Öffnung, deren Öffnungswinkel mit dem Spitzenwinkel des Unterteiles des Brillanten 2 übereinstimmt, so daß ohne Schwierigkelten nacheinander Steine unterschiedlicher 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 zu erhalten.

Lediglich schematisch angedeutet 1st In Flg. 1 am Halter 1 eine Einrichtung 11 zur Feineinstellung des Abstandes der Lichtquelle 3 zur Tafel 21, wobei diese Einrichtung In bekannter Welse ausgebildet sein kann und z.B. von außen her und von Hand über einen Drehknopf zu betätigen 1st. Dabei kann außerdem eine Skala mit Heßlupe angeordnet sein, um genaue, wiederholbare Einstellungen zu gewährleisten. - In Fig. 2 1st eine solche Einrichtung zur Feineinstellung am Halter 5 angedeutet.

Es leuchtet ohne weiteres ein, daß für andere Schilffformen von Diamanten, die also von dem Brillantschliff unterschiedlich sind, diesen speziellen Schilfformen angepaßte Halterungen bzw* Aufnahmen verwendet werden können.

Claims (10)

I It fl * J Manfred EIckhoret , Wedel/Holstein, Dr. Qodehard L e η ζ e η , Hamburg-Volksdorf Vorrichtung zur Färbtestiamang geschliffener Diamanten. Schutzansprüche :

1) Vorrichtung ssur Parbbestlmmung geschliffener Diamanten Jeglicher Schilfform, mit einer Aufnahme bzw. einem Halter fur den Diamanten unterhalb seiner RoncUste bzw. Fasserkante unt - völligem Freiliegen des Oberteiles,

dadurch gekennzeichnet, daß Ober dem Halter (4) eine Quelle (3) für monochromatisches Licht (8) in veränderbarem Abstand zur Tafel (21) anbringbar vorgesehen 1st, während oberhalb des Diamanten (2), vorzugsweise um die Lichtquelle (3) herum, mindestens ein photoelektrischer Empfänger (6) angeordnet ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle ein lichtleitendes Element vorgesehen 1st.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtleitende Element aus einer gegebenenfalls flexiblen Faseroptik besteht.

4) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtleitende Element aus einem gegebenenfalls ummantelten Lichtleitstab besteht.

5) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtleitende Element ein faseroptischer Querschnittswandler 1st.

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6) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß der fot^elektrische Empfänger (6) ein Fotowiderstand ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der fotoelektrische Empfänger (6) ein Fotomultiplier, vorzugsweise ein Sekundär-Elektronen-Vervielfächer ist.

8) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2₃ dadurch gekennzeichnet,

daß der fotoelektrische Empfänp:cr (6) eine die Lichtquelle (3), insbesondere dat- ?.i-ihtleitende Element, eng umschließende Durchi'.-brur.gsöffnung (7) aufweist.

9) Vorrichtung nach einem oder nehreren der Ansprüche

1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,/^

daß sie eine Einrichtung zur Feineinstellung des Abstandes der Lichtquelle (3) zur Tafel (21) umfaßt.

10) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß oberhalb der Tafel (21) ein in seiner Neigung

veränderbarer optischer Spiegel (9) für den Ausfallsstrahl sowie in Richtung des vom Spiegel reflektierten Strahles ein seitlicher fotoelektrischer Empfänger (61) ■ eingeordnet sind. B