RU2035039C1 - Process of determination of flaw in transparent stone - Google Patents
Process of determination of flaw in transparent stone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2035039C1 RU2035039C1 SU5065835A RU2035039C1 RU 2035039 C1 RU2035039 C1 RU 2035039C1 SU 5065835 A SU5065835 A SU 5065835A RU 2035039 C1 RU2035039 C1 RU 2035039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- defect
- face
- crystal
- angle
- flaw
- Prior art date
Links
- 239000004575 stone Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 46
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKIBSPLDJGAHPX-UHFFFAOYSA-N arsenic triiodide Chemical compound I[As](I)I IKIBSPLDJGAHPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N diiodomethane Chemical compound ICI NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 231100000925 very toxic Toxicity 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке прозрачных камней, преимущественно с большим показателем преломления, например алмазов, а именно к способам определения положения дефекта в кристаллах и заготовках после разных технологических операций. Изобретение может найти применение при производственном изучении и сортировке камней, заготовок и изделий из них. The invention relates to the processing of transparent stones, mainly with a high refractive index, for example diamonds, and in particular to methods for determining the position of a defect in crystals and preforms after various technological operations. The invention can find application in the industrial study and sorting of stones, billets and products from them.
При обработке прозрачных камней, в частности алмазов, особенно при изготовлении ювелирных вставок (бриллиантов), часто решается вопрос о том, что целесообразнее, вырезать или оставлять внутри изделия дефект. Для этого необходима точная информация о положении дефекта в кристалле, но ее получение затрудняется тем, что видимое через грани изображение дефекта не соответствует его истинному положению. When processing transparent stones, in particular diamonds, especially in the manufacture of jewelry inserts (diamonds), the question of which is more appropriate is to cut or leave a defect inside the product. This requires accurate information about the position of the defect in the crystal, but its obtaining is hampered by the fact that the image of the defect visible through the faces does not correspond to its true position.
Известен способ изучения внутренних особенностей камня при погружении его в иммерсионную жидкость, т. е. в жидкость с показателем преломления, близким к изучаемому камню [1] Однако иммерсионные жидкости с выcоким показателем преломления дороги, а часто и сильно ядовиты, например фенилдиидоарсин с показателем преломления 1,85 или жидкости на основе иодистого метилена, серы и иодистого мышьяка с показателем преломления до 2,06. There is a method of studying the internal features of a stone when immersed in an immersion liquid, that is, in a liquid with a refractive index close to the stone under study [1] However, immersion liquids with a high refractive index are expensive and often very toxic, for example phenyl diidioarsin with a refractive index 1.85 or liquids based on methylene iodide, sulfur and arsenic iodide with a refractive index of up to 2.06.
Известны способы определения положения дефекта в прозрачном камне путем просмотра через лупу или микроскоп при разных степенях увеличения [2] Но истинное положение дефекта не соответствует видимому положению вследствие искажения, обусловленного преломлением света на границе воздух-грань кристалла. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения положения дефекта в прозрачном камне, заключающийся в просмотре внутренней части кристалла через плоскую грань. При этом кристалл устанавливается в поле зрения микроскопа таким образом, чтобы грань кристалла находилась в поле зрения, затем отыскивают дефект, используя различные степени увеличения. Кажущуюся глубину обнаруженного дефекта определяют как разность показаний на лимбе предметного столика в положениях фокусировки на поверхность грани и на дефект. Фактическую глубину дефекта определяют путем ее корректировки на показатель преломления материала камня. При этом имеется в виду измерение угла между нормалью к грани кристалла и оптической осью прибора, поскольку корректировка на показатель преломления возможна только после такого измерения. При необходимости проводят измерения через другие грани кристалла [3]
Основным недостатком известного способа является невысокая точность. При малой степени увеличения невысока точность фокусировки вследствие большой глубины резкости. Уменьшить глубину резкости можно путем повышения степени увеличения микроскопа, но при этом уменьшается поле зрения, поэтому область повышения точности метода ограничивается камнями небольшого размера.Known methods for determining the position of a defect in a transparent stone by viewing through a magnifying glass or a microscope at different degrees of magnification [2] But the true position of the defect does not correspond to the apparent position due to distortion due to refraction of light at the air-crystal interface. The closest in technical essence to the invention is a method for determining the position of a defect in a transparent stone, which consists in viewing the inside of the crystal through a flat face. In this case, the crystal is installed in the field of view of the microscope in such a way that the face of the crystal is in the field of view, then a defect is sought using various degrees of magnification. The apparent depth of the detected defect is determined as the difference between the readings on the limb of the stage in the focusing positions on the surface of the face and on the defect. The actual defect depth is determined by adjusting it for the refractive index of the stone material. In this case, we mean the measurement of the angle between the normal to the crystal face and the optical axis of the device, since correction by the refractive index is possible only after such a measurement. If necessary, measure through other faces of the crystal [3]
The main disadvantage of this method is the low accuracy. With a small degree of increase, the focusing accuracy is low due to the large depth of field. It is possible to reduce the depth of field by increasing the magnification of the microscope, but this reduces the field of view, so the area of increasing the accuracy of the method is limited to small stones.
Задачей изобретения является разработка более точного способа определения положения дефекта в прозрачном камне независимо от применяемой степени увеличения. The objective of the invention is to develop a more accurate method for determining the position of a defect in a transparent stone, regardless of the degree of increase used.
Решение задачи заключается в том, что в способе определения положения дефекта в прозрачном камне, включающем ориентацию кристалла, просматривание изображения дефекта через плоскую грань и измерение параметров, необходимых для определения положения дефекта ориентацию кристалла осуществляют до получения двойного изображения дефекта, одно из которых показывает его истинное положение, а второе зеркальное отражение дефекта от грани, относительно которой определяют его положение, измеряют угол межу этой гранью и гранью, через которую просматривают изображение дефекта, и расстояние между изображениями дефекта, а положение дефекта определяют в зависимости от измеренных параметров и показателя преломления материала. The solution to the problem lies in the fact that in the method for determining the position of a defect in a transparent stone, including the orientation of the crystal, viewing the image of the defect through a flat face and measuring the parameters necessary to determine the position of the defect, the orientation of the crystal is carried out until a double image of the defect is obtained, one of which shows its true position, and the second mirror reflection of the defect from the face relative to which its position is determined, measure the angle between this face and the face through which matrix the image of the defect, and the distance between the images of the defect, and the position of the defect is determined depending on the measured parameters and the refractive index of the material.
Сущность изобретения поясняется схемой. The invention is illustrated by the scheme.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Кристалл 1 помещают под измерительный прибор, в качестве которого может быть использована лупа, имеющая измерительную шкалу или микроскоп, например бинокулярный позволяющий просматривать кристалл при различных степенях увеличения. Путем изменения ориентации кристалла 1 относительно измерительного прибора выбирается грань 2 кристалла, через которую виден дефект 3 и свет, отраженный от грани 4, относительно которой необходимо определить положение дефекта. При этом в поле зрения измерительного прибора видны два изображения дефекта 3 в кристалле 1, первое изображение (определяемое лучом 5) отражает истинное положение дефекта 3, а второе изображение (определяемое лучом 6) является зеркальным отражением дефекта 3 от грани 4. Затем замеряют угол w между нормалью к грани 2 и оптической осью 7 измерительного прибора, замеряют угол b между гранями 2 и 4, замеряют расстояние Hv между изображениями дефекта (лучами 5 и 6), определяют положение дефекта в зависимости от замеренных величин и показателя преломления материала.Crystal 1 is placed under a measuring device, which can be used a magnifier having a measuring scale or microscope, for example binocular allowing you to view the crystal at various degrees of magnification. By changing the orientation of the crystal 1 relative to the measuring device, the
Ориентация кристалла, при которой получается двойное изображение дефекта, одно из которых показывает его истинное положение, а второе зеркальное отражение дефекта от грани, относительно которой определяют его положение, возможна благодаря явлению полного внутреннего отражения света. Расстояние между двумя изображениями дефекта зависит от четырех параметров: угла между нормалью к грани, через которую просматривают кристалл, и оптической осью прибора, угла между гранью, через которую просматривают кристалл, и гранью, относительно которой определяется положение дефекта, расстояния от дефекта до грани, относительно которой определяется положение дефекта и показателя преломления материала кристалла. The orientation of the crystal, in which a double image of the defect is obtained, one of which shows its true position, and the second mirror reflection of the defect from the face relative to which its position is determined, is possible due to the phenomenon of total internal reflection of light. The distance between two images of the defect depends on four parameters: the angle between the normal to the face through which the crystal is viewed and the optical axis of the device, the angle between the face through which the crystal is viewed and the face relative to which the defect is determined, the distance from the defect to the face, relative to which the position of the defect and the refractive index of the crystal material is determined.
Таким образом, зная показатель преломления материала и измерив перечисленные углы и расстояние между изображениями дефекта, легко определить расстояние от дефекта до требуемой грани. Зависимость между данными параметрами определяется формулой
Hd Hv ˙ cos (w')/[2sin (b + w') ˙ cos w]
w' arcsin (1/n), где Hd искомое расстояние от грани до дефекта;
Hv расстояние между видимыми изображениями дефекта;
w' критический угол полного отражения;
b угол между используемыми гранями кристалла;
w угол между нормалью к грани, через которую просматривают кристалл, и оптической осью прибора;
n показатель преломления материала кристалла.Thus, knowing the refractive index of the material and measuring the listed angles and the distance between the images of the defect, it is easy to determine the distance from the defect to the desired face. The relationship between these parameters is determined by the formula
H d H v ˙ cos (w ') / [2sin (b + w') ˙ cos w]
w 'arcsin (1 / n), where H d is the desired distance from the face to the defect;
H v the distance between the visible images of the defect;
w 'is the critical angle of total reflection;
b the angle between the faces of the crystal used;
w is the angle between the normal to the face through which the crystal is viewed and the optical axis of the device;
n is the refractive index of the crystal material.
Точность изобретения определяется простотой точного замера таких используемых параметров, как расстояние между видимыми изображениями дефекта и угол между гранями кристалла. Некоторую трудность представляет замер угла между нормалью к грани, через которую просматривают кристалл, и оптической осью прибора, но расчеты показывают, что изменение этого угла в значительных пределах мало влияет на точность результата. Так для алмаза при b 40о изменение угла w от 10 до 35о приводит к изменению отношения Hd/Hv 0,7073 0,7355, что дает погрешность не более 4%The accuracy of the invention is determined by the simplicity of accurate measurement of such parameters as the distance between the visible images of the defect and the angle between the faces of the crystal. Measuring the angle between the normal to the face through which the crystal is viewed and the optical axis of the device presents some difficulty, but calculations show that changing this angle to a considerable extent has little effect on the accuracy of the result. So for diamond at 40 b of the change in the angle w of about 10 to 35 leads to a change in the relationship H d / H v 0,7073 0,7355, which gives an error of not more than 4%
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5065835 RU2035039C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Process of determination of flaw in transparent stone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5065835 RU2035039C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Process of determination of flaw in transparent stone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2035039C1 true RU2035039C1 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=21614963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5065835 RU2035039C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Process of determination of flaw in transparent stone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2035039C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7800741B2 (en) | 2005-08-22 | 2010-09-21 | Galatea Ltd. | Method for evaluation of a gemstone |
| US8098368B2 (en) | 2005-08-22 | 2012-01-17 | Galatea Ltd. | Method for evaluation of a gemstone |
-
1992
- 1992-05-26 RU SU5065835 patent/RU2035039C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Андресон Б. Определение драгоценных камней М.; Мир, 1983, с. 62. * |
| 2. Епифанов В.И. и др. Технология обработки алмазов в бриллианты, М.; Высшая школа, 1987, с. 84. * |
| 3. Там же, с. 85. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7800741B2 (en) | 2005-08-22 | 2010-09-21 | Galatea Ltd. | Method for evaluation of a gemstone |
| US8098368B2 (en) | 2005-08-22 | 2012-01-17 | Galatea Ltd. | Method for evaluation of a gemstone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baker | Microscope image comparator | |
| US4359282A (en) | Optical measuring method and apparatus | |
| RU2035039C1 (en) | Process of determination of flaw in transparent stone | |
| EP0128183B1 (en) | Inspection apparatus and method | |
| Hodgkinson | The application of fringes of equal chromatic order to the assessment of the surface roughness of polished fused silica | |
| US4306810A (en) | Apparatuses and method for paleocurrent direction determination using reflected light | |
| US2502913A (en) | Refractometer | |
| Shepard et al. | Measurement of internal stress in glass articles | |
| KR20020011373A (en) | Method and apparatus for measuring internal transmittance | |
| Spinell et al. | Optics of the object space in microscopy | |
| SU989403A1 (en) | Method of checking main refractive indices of single axis crystals | |
| SU1004755A1 (en) | Optical method of measuring object surface roughness height | |
| Guild | Notes on the Pulfrich Refractometer | |
| US2619003A (en) | Temperature compensating means for refractometers and the like | |
| RU2032166C1 (en) | Method of determination of refractive index of wedge-shaped articles | |
| RU2083969C1 (en) | Interference method of measurement of refractive index in specimens with refractive index gradient | |
| CN86106782A (en) | Comparative optical analytic method and laser optical analyser therefor | |
| SU859806A1 (en) | Method of determining different thickness of transparent in visible spectrum film applied on the substrate | |
| SU1024703A1 (en) | Method of checking-dielectric-based dielectric film thickness and refraction factor | |
| RU2315965C2 (en) | Method of measurement of parameters of optical systems | |
| Sommer | Experimental determination of stress intensity factor by COD measurements | |
| SU872959A1 (en) | Touch-free photometric method of measuring transparent sample roughness height | |
| Takatsuji et al. | Measurement of edge angles of knives using a light sectioning technique | |
| RU2142124C1 (en) | Process determining refractive index of optical material | |
| SU1589153A1 (en) | Method of measuring index of refraction of material of hollow translucent cylinder |