RU2739143C1 - Способ для идентификации алмазов и бриллиантов и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа идентификации алмазов и бриллиантов. Способ включает в себя последовательное дискретное облучение образца источниками излучения ультрафиолетового диапазона для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза и измерение интенсивностей оптически активных центров люминесценции в заданных полосах спектра. Облучение испытуемого образца осуществляют одновременно с эталонным образцом. Дискретное облучение осуществляют в диапазонах 240-250 нм, 270-280 нм и 330-360 нм. Интенсивность оптически активных возбужденных центров люминесценции последовательно регистрируют в полосе от 420 до 1000 нм с кинетикой затухания от 5 до 14 миллисекунд. Технический результат заключается в повышении точности идентификации алмазов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения параметров алмазов и бриллиантов и может быть использовано в промышленности как при обогащении алмазосодержащего сырья, так и в последующих технологических операциях, включая огранку и производство ювелирных изделий из них, в том числе для идентификации кристаллов алмазов на различных этапах в торговле, криминалистике и других сферах обращения алмазов, бриллиантов и изделий из них.

Все современные способы идентификации алмазов основаны на системе их квалификации в соответствии с их физическими и химическими свойствами. Система квалификации по типам алмазов широко используется в исследованиях алмазов и имеет решающее значение для оценки и взаимосвязи между ростом алмаза, цветом и реакцией на обработку. В связи с увеличением количества обработанных и синтетических алмазов на рынке геммологам следует уделять больше внимания более полному пониманию типа алмаза и использованию этих знаний для идентификации алмазов.

Из уровня техники известен способ проверки драгоценных камней (RU № 2267774, кл. G01N21/87, 2006 г) служащий для определения факта, является ли полированный драгоценный камень необработанным, природным алмазом. Способ проверки драгоценного камня, содержит следующие этапы: облучение драгоценного камня лазером, обнаружение спектров фотолюминесценции, излучаемые указанным драгоценным камнем, отображение на дисплее информации, относящейся к драгоценному камню.

К недостаткам известного способа можно отнести его узкую направленность как способа выявления необработанных синтетических алмазов, а также природных или синтетических алмазов, обработанных под высоким давлением и при высокой температуре. Кроме того, он служит для предварительной оценки или сортировки алмазов, являясь предварительным этапом для более сложных исследований, а для его реализации требуется достаточно сложное и дорогостоящее оборудование - например, теплоизолированный контейнер для жидкого азота.

В данном способе реализована качественная оценка исследуемого образца, выявляющую вероятность его искусственного происхождения или вероятность того, что образец подвергался воздействиям с целью облагораживания. Анализ предусматривает определение наличия характерных полос в полученном спектре характерных для искусственных кристаллов и подвергшихся физически воздействиям. Не предусмотрено фиксирование измеряемых параметров для использования в дальнейшем при последующих операциях с кристаллом.

Лазер, в качестве источника излучения и система регистрации, предусматривающая использование жидкого азота для обеспечения требуемых параметров выполняемого анализа, делают исследовательский комплекс громоздким и сложным как в конструкции, так и в обслуживании. Совокупность приведённых факторов не позволяют реализовать его широкое практическое использование.

Известен способ идентификации кристаллов алмазов (RU 2329489, G01N 23/223, G01N 21/64, 20.07.2008), который заключается в том, что осуществляют последовательное облучение образца импульсными рентгеновским и ультрафиолетовым излучениями, регистрацию и измерение при различных положениях образца, соответственно, возбужденной рентгенолюминесценции в максимуме интенсивности длительной компоненты в оптическом диапазоне на момент окончания действия импульса рентгеновского излучения и спектра возбужденной фотолюминесценции, определение интенсивности и постоянных времени затухания рентгенолюминесценции короткой и длительной компонент, а также определение интенсивностей оптически активных центров фотолюминесценции в заданных полосах спектра. После чего полученные данные посредством программного обеспечения преобразуют в идентификационный код, по которому, используя базу данных, осуществляют идентификацию.

Однако известный способ не позволяет обеспечить требуемой точности определения идентификации кристаллов алмазов. Колебания параметров элементов исследовательских комплексов, а также фоновые колебания различных электромагнитных излучений оказывают значительное влияние на значения измеряемых параметров.

Известен способ измерения параметров ограненного драгоценного камня (RU 2664910, кл. G01N21/87; B07C 5/342; G01N 21/65; G01N 21/64, 23.08.2018), заключающийся в измерении всех параметров одним устройством, при этом ограненный драгоценный камень располагается в одной и той же измерительной позиции и включает облучение, по меньшей мере, части ограненного драгоценного камня УФ-излучением. В первом интервале длин волн, предназначенным для измерения поглощения ограненного драгоценного камня, детектирование первым спектрометром оптического излучения в первом детектируемом интервале длин волн, принятого от измерительной позиции в результате облучения ограненного драгоценного камня излучением в первом интервале длин волн испускаемого излучения, измерение поглощения ограненного драгоценного камня с использованием принятого излучения в первом детектируемом интервале длин волн, облучение, по меньшей мере, части ограненного драгоценного камня излучением лазерного источника излучения со второй длиной волны или во втором интервале длин волн, отличном от первого интервала длин волн, предназначенным для возбуждения в ограненном драгоценном камне комбинационного рассеяния на детектируемой длине волны, детектирование вторым спектрометром излучения со второй детектируемой длиной волны или во втором детектируемом интервале длин волн, принятого от измерительной позиции в результате облучения ограненного драгоценного камня излучением со второй длиной волны или во втором интервале длин волн испускаемого излучения, и измерение комбинационного рассеяния ограненного драгоценного камня с использованием принятого излучения со второй детектируемой длиной волны или во втором детектируемом интервале длин волн. УФ-излучение от широкополосного источника оптического излучения и лазерного источника излучения к измерительной позиции и от измерительной позиции к первому и второму спектрометру направляют посредством разветвленного оптоволоконного пучка. Обеспечивают одновременное испускание оптического излучения широкополосным источником оптического излучения и лазерным источником излучения.

Недостатком известного способа является:

- ограниченная область применения его использования, а именно, только для ограненных камней;

- исключение возможности получения значения полного спектра всего образца;

- в способе используется значение комбинационного рассеяния, которое в отличие от люминесценции, возникающей на атомарном уровне, отражает особенности молекулярной структуры образца. Степень внешнего воздействия, достаточная для возникновения изменений на молекулярном уровне, на порядки меньше чем та, которая вызывает изменения на атомарном. Таким образом, устойчивость измеряемых значений обеспечивается в том же соотношении.

Из уровня техники известно устройство измерения параметров ограненного драгоценного камня (RU 2664910, кл. G01N21/87; B07C 5/342; G01N 21/65; G01N 21/64, 23.08.2018), состоящее из комплекта источников излучения, каждый из которых сконфигурирован для испускания оптического излучения на отдельных длинах или в интервалах длин волн таким образом, чтобы испускаемое излучение облучало, по меньшей мере, часть измерительной позиции. Также устройство содержит приемную систему, сконфигурированную с возможностью детектировать излучение на множестве воспринимаемых длин волн или в воспринимаемых интервалах длин волн для измерения различных параметров. Устройство содержит также приемную систему излучения, поступающего от измерительной позиции, включающую комплект приемных устройств, состоящего из двух спектрометров, первый из которых предназначен для измерения поглощения, а второй для измерения спектра комбинационного рассеяния. Связь между элементами устройства осуществляется с помощью оптоволоконных жил, каждая из которых способна направлять излучение от одного из источников излучения к одному из приемных устройств. Комплект источников излучения содержит широкополосный источник оптического излучения, сконфигурированный для испускания излучения при измерении поглощения ограненного драгоценного камня, и лазерный источник излучения, сконфигурированный для испускания оптического излучения на длине волны, пригодной для возбуждения в ограненном драгоценном камне комбинационного рассеяния на детектируемой длине волны.

Недостатком известного устройство является низкая точность измерения характеристик алмаза, поскольку предполагаемое частичное облучение образца не позволяет учесть люминесценцию оптически активных центров, находящихся в необлученной части кристалла, что делает невозможным в дальнейшем уверенно идентифицировать остальные части полученные из образца с исходным кристаллом.

Проблемой настоящего изобретения является усовершенствование способа и устройства для возможности его идентификации во всех технологических процессах отрасли от сортировки при обогащении алмазосодержащего сырья до ограненных бриллиантов, как целого, так и отдельных (от 50 мкм) частей исследуемого образа.

Техническим результатом изобретения является повышение точности идентификации алмазов.

Указанная проблема и заявленный технический результат решаются за счет того, что способ идентификации алмазов и бриллиантов включает облучение исследуемого образца, находящегося зоне измерения источниками УФ-излучения и измерение интенсивностей оптически активных центров люминесценции в заданных полосах спектра. Согласно изобретению облучение испытуемого образца осуществляют одновременно с эталонным образцом. Испытуемый образец помещают в геометрическую зону измерения, осуществляют последовательное дискретное облучение источниками УФ-излучением ультрафиолетового диапазона, для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза. Дискретное облучение осуществляют в следующих диапазонах:

240-250 нм,

270-280 нм,

330-360 нм.

Интенсивность оптически активных возбужденных центров люминесценции последовательно регистрируют в полосе от 420 до 1000 нм с кинетикой затухания от 5 до 14 миллисекунд.

Полученные данные, как правило, преобразуют посредством программного обеспечения в идентификационный код, по которому, используя базу данных, осуществляют идентификацию.

Устройство для осуществления идентификации алмазов и бриллиантов включает источник излучения для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза и приемное устройство для регистрации спектра оптически активных центров люминесценции алмаза. Согласно изобретению устройство дополнительно снабжено блоком эталонирования. В зоне расположения источника излучения и приемного устройства регистрации спектра люминесценции установлен узел, с геометрической зоной в центре для расположения в ней исследуемого образца, выполненной в виде вогнутой части сферы, снабженной светозащитой. Ось источника излучения и ось приемного устройства расположены с возможностью их совпадения с радиусом монтажной поверхности вогнутой части сферы узла. Геометрическая зона измерения ограничена сферической поверхностью с центром, находящимся в точке пересечения оптических осей элементов излучения и регистрации. Источник излучения выполнен в виде блока излучения и содержит полупроводниковые источники ультрафиолетового излучения с длиной волны 240-250 нм, 270-280 нм, 330-360 нм, связывающие оптоволокном зону расположения исследуемого образца и блок эталонирования.

Геометрическая зона измерения ограничена сферической поверхности с радиусом от 20 мм до 100 мм.

Устройство также включает систему трансляции полученных данных по линии удаленного доступа в единый информационный центр цифровой обработки и хранения базы данных, для идентификационного анализа.

Облучения испытуемого образца одновременно с эталонным образцом, позволяет учесть при расчете значений спектра люминесценции сетевые колебания напряжения и внешнего (фонового) электромагнитного поля для возможности уверенного сравнения со значениями предыдущих и последующих измерений, что в свою очередь, сказывается на точности идентификации алмазов, исключая погрешности при измерении.

Расположение испытуемого образца в геометрической зоне измерения обеспечивает необходимую точность измерения характеристик испытуемого образца.

Последовательное дискретное облучение источниками ультрафиолетового диапазона, для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза позволяет избирательно регистрировать существующие в алмазной кристаллической решетке центры люминесценции, имеющие различные полосы поглощения, что позволяет идентифицировать как алмаз в целом, так и его части и исключает погрешности измерения при регистрации интегрального спектра.

Осуществление облучения в заданных диапазонах позволяет активировать различные центры люминесценции в алмазе, каждому из которых соответствует один из приведенных диапазонов длин волн возбуждающего излучения. Очередность последовательного применения указанных диапазонов значения не имеет. При облучении длинами волн УФ-излучения находящимися за пределами указанных значений будет невозможен, в связи с резким падением эффективности.

Регистрация интенсивности оптически активных возбужденных центров люминесценции последовательно в полосе от 420 до 1000 нм с кинетикой затухания от 5 до 14 миллисекунд, необходима для уверенной регистрации этого явления и обеспечения достаточного быстродействия устройства для решения различных технологических задач. Точность измерения в указанном диапазоне обеспечивает получение необходимых значений для расчета.

Выполнение геометрической зоны измерения в виде вогнутой части сферы для расположения в ее центре исследуемого образца обусловлена тем, что она обеспечивает необходимое положение оптических осей, влияющих на повышение точности выполнения анализа. Ось источника излучения и ось приемного устройства расположены с возможностью их совпадения с радиусом монтажной поверхности вогнутой части сферы узла. Это позволяет осуществлять максимальное облучение источником излучения испытуемого образца и производить регистрацию полного светового потока люминесценции. Параметры геометрической зоны измерения определяются областью ограниченной сферической поверхностью и центром, находящимся в точке пересечения оптических осей элементов излучения и регистрации.

Геометрическую зону измерения целесообразно определять областью, ограниченной сферической поверхности с радиусом от 20 мм до 100 мм. Указанный диапазон сферической поверхности обеспечивает достаточную для возбуждения люминесценции плотность УФ-излучения, и точную регистрацию сигнала люминесценции.

Для обмена результатов измерений с единой базой данных и осуществления идентификационного анализа, устройство может включать систему трансляции полученных данных по линии удаленного доступа в единый информационный центр цифровой обработки и хранения базы данных, для идентификационного анализа, программное обеспечение в идентификационный код, по которому, используя базу данных, осуществляют идентификацию алмазов.

Введение в устройство блока эталонирования для размещения в нем эталонного образца, к которому по кварцевому оптоволокну отводится часть УФ-излучения из блока облучения в момент выполнения анализа, позволяют учесть при идентификации алмаза значения характеристик спектра люминесценции эталонного образца с учетом колебания в питании систем облучения, регистрацию и вариацию значения фоновых электромагнитных полей в момент измерения. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность точной идентификации образца, путем сравнения значений с результатами измерений в другие периоды, находящихся в единой базе данных. В качестве эталона могут быть использованы кристаллы алмаза от 0.5 до 1.0 мм. Стоимость таких кристаллов и их объём на рынке позволяет использовать их в качестве эталона, что практически не повлияет на стоимость устройства и проведения исследования по идентификации.

Для решения данной задачи могут быть использованы световоды диаметром 250 – 500 мкм, которые из блока облучения направят часть излучения в блок эталонирования. Указанные размеры обеспечивают достаточный поток УФ-излучения для возбуждения люминесценции эталонного образа и не оказывают критического влияния на условия выполнения основного анализа.

Возможность достижения поставленного результата обосновывается экспериментально установленным явлением, свойственно каждому алмазу и всем последующим изделиям, изготовленных из него, состоящем в исключительной индивидуальности спектральных характеристик, позволяющих уверенно идентифицировать как его, так и любые его части, в любой точке его перемещения от месторождения до конечного потребителя.

Способ для идентификации алмазов и бриллиантов и устройство для его осуществления иллюстрируется на следующих чертежах, где на фиг. 1 – представлена оптическая и аппаратурная схема реализации способа в устройстве; на фиг. 2 – принципиальная схема реализации способа идентификации алмазов; на фиг. 3 - минимальные и максимальные спектры люминесценции 1 – образец, 2 – эталон.

Устройство для осуществления идентификации алмазов и бриллиантов включает источник излучения, выполненный в виде блока 1 излучения, который содержит источник питания в виде аккумуляторов, если речь идет об автономных устройствах, или от сети (на фиг. не показано). Блок 1 излучения содержит полупроводниковые источники ультрафиолетового излучения с длиной волны 240-250 нм, 270-280 нм, 330-360 нм для обеспечения заданных энергетических и частотных параметров электромагнитного излучения для возбуждения оптически активных центров излучения в кристаллах алмазов. Блок 1 излучения с помощью кварцевого оптоволокна 2 осуществляет облучение геометрической зоны 3 расположения исследуемого образца 4 и эталонного образца 5 в блоке 6 эталонирования. Блок 1 излучения служит для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза исследуемого образца 4 и эталонного образца 5. Регистрация спектра оптически активных центров люминесценции алмаза исследуемого образца 4 осуществляется приемным устройством 7, а регистрация спектра оптически активных центров люминесценции эталонного образца 5 в блоке 6 эталонирования осуществляется приемным устройством 8. Облучение и регистрация эталонного образца 5 в момент каждого идентификационного анализа позволяет учесть и полностью исключить ошибки анализа при возможных погрешностях различных гносеологий. В зоне расположения блока 1 излучения и приемного устройства 7 регистрации спектра люминесценции установлен узел 9, с геометрической зоной в центре для расположения в нем исследуемого образца 4. Узел 9 с геометрической зоной 3 выполнен в виде вогнутой части сферы, снабженной светозащитой (на фиг. не показано). Светозащита должна быть обеспечена в узле 9 в геометрической зоне 3 облучения и регистрации исследуемого образца 4 и эталонного образца 5 в блоке 6 эталонирования. Требования к обеспечению светозащиты могут быть реализованы различными способами в зависимости от тех технологических задач, решение которых будет выполнять конкретное устройство. Это может быть темное помещение, где осуществляется анализ в автоматическом режиме, различные светонепроницаемые кожухи, как в жестком, так и в мягком исполнении. Единственную задачу, которую они должны решать – это обеспечение светозащиты в момент выполнения анализа. Ось 10 блока 1 излучения и ось 11 приемного устройства 7 расположены с возможностью их совпадения с радиусом монтажной поверхности 12 вогнутой части сферы узла 9. Геометрическая зона 3 выполнена радиусом от 20 мм до 100 мм. Положение исследуемого образца 4 должно обеспечивать его расположение в обозначенном радиусе пространства и в пределах телесных углов оптических возможностей блока 1 излучения и приемного устройства 7. Граничные значения диапазона радиусов монтажной поверхности 12 обуславливается технической возможностью конструктивно разместить элементы источников ультрафиолетового излучения в блоке 1 излучения и приемного устройства 7, а также возможные размеры исследуемых образцов 4 с меньшей стороны, и обеспечения необходимой чувствительности существующих элементов излучения и регистрации для выполнения анализа, с большей стороны. Устройство идентификации связано линиями 13 удаленного доступа с единым информационным центром 14 цифровой обработки и хранения базы данных, для идентификационного анализа. Центр 14 снабжен программным обеспечением в идентификационный код, по которому, используя базу данных, осуществляют идентификацию алмазов. Система трансляции регистрируемых значений спектра люминесценции, включающая процессор 15 с соответствующим алгоритмом, обеспечивающим буферизацию требуемого объёма, преобразование, трансляцию результатов измерения в единый информационный центр 14 обработки, а также принятие обратного результата идентификационного анализа. В случае получения результата по исследуемому образцу 4, который не находится в базе данных, он автоматически вносится в неё, и данный замер становится началом истории его последующих перемещений.

Полупроводниковые источники ультрафиолетового излучения имеют определенные параметры ультрафиолетового излучения длины волны 250 нм возбуждения люминесценции в полосе 420 нм, которая имеет кинетику затухания 10 миллисекунд, что позволяет использовать её значения в алгоритме расчета идентификационного анализа. Полупроводниковые источники ультрафиолетового облучения монтируют в устройство в количестве, составе и положении, обеспечивающем задаваемую геометрическую зону облучения и регистрации в соответствии с требуемой технологической задачей (единичные замеры, массовые замеры с использованием транспортной системы, сортировочные устройства).

В зависимости от решаемых технологических задач могут быть использованы различные устройства для их реализации, в объеме формулы изобретения, при этом возможно использование источников возбуждающего излучения в необходимом количестве и различных спектральных характеристик, в зависимости от предъявляемых требований. При этом соответствующие узлы устройств должны быть сконструированы в соответствии с параметрами оптической схемы зоны облучения и регистрации, обеспечивающей реализацию данного способа.

Система регистрации спектра люминесценции алмазов обеспечивает возможность измерения в диапазоне 350-1000 нм.

Устройство для идентификационного анализа позволяют конструктивно разместить в компактном объёме единого корпуса все указанные аппаратурные части системы, включая полупроводниковые источники ультрафиолетового излучения для возбуждения люминесценции в оптически активных центрах кристаллической решетки алмаза исследуемого образца 4, приемного устройства 7для регистрации спектра люминесценции, встроенный эталонный блок 6 с приемным устройством 8.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Последовательное возбуждение люминесценции дискретным УФ-излучением позволяет избирательно возбуждать различные оптически активные центры люминесценции, присутствующие в кристаллической решетке алмаза исследуемого образца 4 и регистрировать значения спектров их люминесценции с точностью, которая не может быть реализована при регистрации интегрального спектра при широкополосном возбуждении.

Измерение выполняют путем помещения исследуемого образца 4 в геометрическую зону 3 измерения узла 9, после чего проводят комплекс измерений, позволяющий определить методом исследования фотолюминесцентных свойств образца 4 комплекс параметров, достаточных для идентификационного анализа. Возбуждение люминесценции осуществляется полупроводниковыми источниками ультрафиолетового диапазона с параметрами, обеспечивающими возбуждение оптически активных центров в кристаллической решетке исследуемого образца 4 алмаза. Регистрируемые параметры находятся в оптическом диапазоне электромагнитного излучения. Производят регистрацию значений спектра люминесценции и значений эталонного измерения, трансляцию результата измерения, по системе удаленного доступа, в единую базу данных и получают ответный результат. Время выполнения идентификационного анализа составляет в пределах 20 миллисекунд. Для оперативного контроля устройство может быть подключено к персональному компьютеру 15.

Измерение выполняется при отсутствии внешней подсветки, что обусловлено методикой регистрации спектра люминесценции. Для этого, при единичных замерах используют устройство, в которое помещают исследуемый образец 4, и его вставляют на посадочное место в зону 3 блока 1 излучения и приемного устройства 7. При этом обеспечивается полная светозащита и достаточная точность расположения в геометрической зоне 3 измерения узла 9. При использовании устройства в различных автоматизированных сортировочных или транспортных устройствах, его для осуществления идентификации алмазов конструктивно монтируют в удобную часть транспортного механизма конкретного сортировочного устройства, с обеспечением светонепроницаемости, и идентификация исследуемого образца 4 осуществляется параллельно с сортировкой.

Способ идентификации иллюстрируется следующим примерм.

Пример

Был проведен опыт определения точности измерений спектра люминесценции и повторяемости результатов при использовании одновременного эталонирования при проведении анализа.

Для этого исследуемый образец 4 располагали в зоне 3 в точке пересечения осей 10 и 11. В дальнейшем осуществляли дискретное облучение образца 4 посредством блока 1 излучения УФ-излучением последовательно в диапазоне 240 нм, 270 нм и 330 нм. Далее регистрировали интенсивность оптически активных возбужденных центров люминесценции в полосе 420 нм с кинетикой затухания 5 миллисекунд. Одновременно проводили дискретное облучение теми же режимами эталонного образца 5.

Были выполнены 20 измерений одного образца при неизменном его положении и получены значения спектров люминесценции и 20 измерений того же образца при одновременном получении значений эталонного образца результаты значений которого использовались для корректировки значений спектра люминесценции образца. В первом случае повторяемость результатов значений измерений составила 89%, а при учете значений эталонного образца 99,5%.

Представленные на фиг. 3 спектры люминесценции с крайними (минимальными и максимальными) значениями серии измерений образца 1 и соответствующими значениями спектров измерения эталона 2 из которого видно, что при расчете итоговых значений с учетом соответствующих значений спектров эталона обеспечивается максимальные показатели повторяемости полученных результатов.

Способ идентификации алмазов и устройство позволяют идентифицировать часть кристалла (более 1 мм) алмаза т.к. имеющееся аналитическое оборудование, позволяет получить достоверные результаты при исследовании образцов свыше указанной крупности при условии наличия первичной информации, зафиксированной в базе данных, так как каждому алмазу характерна исключительная индивидуальность его спектральных характеристик (в частности, полос спектра и оптически активных центров люминесценции). Это позволяет, получив первоначально данные в дальнейшем безошибочно определять происхождение алмаза и бриллианта (месторождение, обогатительное предприятие, место огранки и т.п.), соответствие алмаза и полученного из него бриллианта или бриллиантов и прочее.

Заявленный способ идентификации представляет собой комплекс измерений, позволяющий определить интенсивность люминесценции основных оптически активных центров на основании спектра всего объема кристалла. Возбуждение люминесценции осуществляется излучением полупроводникового источника ультрафиолетового излучения блока 1. Регистрируемые параметры люминесценции находятся в оптическом диапазоне электромагнитного излучения. Полученные данные используют для идентификации алмаза, как аналоговыми, так и цифровыми методами путем преобразования в числовой ряд, являющийся уникальным идентификационным кодом, который заносится в базу данных для каждого конкретного образца. Программа логико-математической обработки полученных значений спектральных свойств предусматривает для получения уникального идентификационного кода использование значений различных регистрируемых параметров, а также их соотношений. Указанные измерения позволяют уверенно идентифицировать кристалл в случае изменения его размера при механической обработке, а также по минимальному осколку, в случае его разрушения, основываясь на базе данных. Измерения производят на устройстве, осуществляющем идентификационный анализ.

В зависимости от технологического назначения конкретного устройства, разработанный способ идентификации алмазов обеспечивает возможность практического применения в любой точке перемещения кристаллов, начиная с рудника, всех этапов обогащения, процесса сортировки, огранки, оптовых и розничных продаж, а также возможных последующих, при иных залоговых и других финансовых операциях.

Способ и устройство обеспечивает скорость и достоверность идентификационного анализа, позволяющую использовать его во всех современных сортировочных устройствах и технологических процессах отрасли без влияния на время их выполнения.

Claims (9)

1. Способ идентификации алмазов и бриллиантов, включающий облучение исследуемого образца, находящегося в зоне измерения источниками УФ-излучения, измерение интенсивностей оптически активных центров люминесценции в заданных полосах спектра, отличающийся тем, что облучение испытуемого образца осуществляют одновременно с эталонным образцом, при этом испытуемый образец помещают в геометрическую зону измерения, осуществляют последовательное дискретное облучение источниками УФ-излучения ультрафиолетового диапазона, для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза, при этом дискретное облучение осуществляют в следующих диапазонах:

240-250 нм,

270-280 нм,

330-360 нм,

а интенсивность оптически активных возбужденных центров люминесценции последовательно регистрируют в полосе от 420 до 1000 нм с кинетикой затухания от 5 до 14 миллисекунд.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученные данные преобразуют посредством программного обеспечения в идентификационный код, по которому, используя базу данных, осуществляют идентификацию.

3. Устройство для осуществления идентификации алмазов и бриллиантов, включающее источник излучения для возбуждения люминесценции оптически активных центров в кристаллической решетке алмаза и приемное устройство для регистрации спектра оптически активных центров люминесценции алмаза, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено блоком 6 эталонирования, а в зоне расположения источника излучения и приемного устройства регистрации спектра люминесценции установлен узел, с геометрической зоной в центре для расположения в ней исследуемого образца, выполненной в виде вогнутой части сферы, снабженной светозащитой, при этом ось 10 источника излучения и ось приемного устройства расположены с возможностью их совпадения с радиусом монтажной поверхности вогнутой части сферы узла, а геометрическая зона измерения ограничена сферической поверхностью с центром, находящимся в точке пересечения оптических осей элементов излучения и регистрации, кроме того источник излучения выполнен в виде блока излучения и содержит полупроводниковые источники ультрафиолетового излучения с длиной волны 240-250 нм, 270-280 нм, 330-360 нм, связывающие оптоволокном зону расположения исследуемого образца и блок эталонирования.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что геометрическая зона измерения ограничена сферической поверхностью с радиусом от 20 мм до 100 мм.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно включает систему трансляции полученных данных по линии удаленного доступа в единый информационный центр цифровой обработки и хранения базы данных, для идентификационного анализа.

Images