【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種寶石測試儀，特別是指一種通過單一測試時間點內同步檢測熱導率以及測試紫外光譜吸收狀態來檢測天然鉆石、通過高壓高溫法(hpht)或化學氣相沉積法(cvd)制成的培育鉆石(實驗室培育鉆石)、莫桑石/紅寶石以及其他半寶石或類寶石(如立方氧化鋯、玻璃或水晶)的寶石測試裝置及其方法。
技術介紹
1、無色天然鉆石可吸收長波紫外光(波長365nm)，但不能夠完全吸收短波紫外光(波長265nm)，相反的，cvd/hpht/ⅱa型鉆石可同時吸收長波以及短波紫外光(256nm/365nm)。無色天然鉆石能夠透射長波紫外光(波長365nm)，而合成的莫桑石則不能完全吸收長波以及短波紫外光。此外，由于天然鉆石、莫桑石以及cvd/hpht/ⅱa型鉆石對紫外光吸收強度不同，對于相同的紫外光源，其相應的反射紫外光也會不同。因此，基于此原理，可以對天然鉆石、莫桑石以及cvd/hpht/ⅱa型鉆石進行測試以及區分。
2、cvd(化學氣相沉積)是一種用于制造合成鉆石的方法。在此過程中，鉆石籽晶被放置在充滿富碳氣體(通常為甲烷)的腔室中，然后將其加熱至高溫。氣體中的碳原子開始沉積在鉆石籽晶上，逐漸形成一層層的鉆石晶體。hpht(高溫高壓)是一種用于制造合成鉆石的方法，也可用于改變天然鉆石的顏色。在此過程中，碳被置于極高的壓力以及溫度下，模擬鉆石在地幔深處形成的自然條件。hpht可用于生產無色鉆石或改變鉆石的顏色，使其更具市場價值。ⅱa型鉆石是一種特殊的鉆石分類，幾乎或完全不含氮雜質，而氮雜質在大多數鉆石中很常見。這使得ⅱa型鉆石極為純凈且
3、除了天然鉆石外，hpht/cvd、莫桑石、紅寶石、藍寶石、鋯石等寶石以及立方氧化鋯(cz)等合成寶石、半寶石具有不同的熱導率。因此，通過檢測寶石的熱導率，可以鑒別寶石。然而，盡管天然鉆石在寶石中具有最高的熱導率并能迅速區分，但cvd/hpht、莫桑石碳化硅也具有較高的熱導率，因此無法通過熱導率測試儀區分天然鉆石與cvd/hpht、莫桑石碳化硅。
4、因此，采用長波以及短波紫外光以及熱導率的雙重檢測機制，可以區分天然鉆石、hpht/cvd莫桑石、紅寶石、藍寶石、寶石、cz鋯石、各種半寶石以及玻璃。
5、美國專利號8,947,111、9,453,808、11,073,483以及11,243,170公開了各種多功能寶石測試裝置及其方法，其中包括led光源單元，用于在導電探針接觸測試對象時提供照明，以確定熱導率以及/或電導率，同時避免led光源單元向導電探針傳遞過多的熱量，紫外光源以及傳感器，用于確定測試對象的各種特性。
6、美國專利號7,595,628公開了一種用于探測待測電氣設備的探針。然而，準確的探測取決于操作人員能夠通過視覺來正確定位目標節點以及探針尖端的位置，并確保兩者之間的正確接觸。美國專利公開號2024/0027335公開了多功能寶石測試儀，其中包括由熱測試組件加熱的熱導管、與光學組件耦合的光纖，用于用紫外光照射待測寶石，以及用于接觸待測寶石的尖端。
7、長波以及短波紫外led芯片通常被封裝在基板上，在短期內可能不會出現異常，但經過一段時間使用后，整體led基板芯片將劣化，導致長波以及短波的光譜偏離正確范圍，影響測試儀的準確性。用戶不會被告知測試儀的此類劣化以及異常，可能會給用戶及其客戶帶來經濟以及信譽上的損失。
技術實現思路
1、本專利技術的優勢在于提供一種寶石測試裝置，該寶石測試裝置是一種一體化測試儀，可以測試所有種類的寶石，包括實驗室培育的鉆石。
2、本專利技術的另一個優勢在于提供一種寶石測試裝置及其方法，其中所述寶石測試裝置允許用戶通過一次測試操作同時確定待測寶石是切割寶石、莫桑石、天然鉆石或實驗室培育的(cvd/hpht/ⅱa型)鉆石。
3、本專利技術的另一個優勢在于提供一種寶石測試裝置及其方法，其中長波紫外燈以及短波紫外燈獨立配置，以避免紫外燈的劣化以及損壞，從而確保始終正常運行。
4、本專利技術的另一個優勢在于提供一種寶石測試裝置及其方法，其中長波紫外芯片以及短波紫外芯片封裝在同一平面上，其中在長波紫外芯片和短波紫外芯片之間設置隔板以阻擋基板外的短波紫外光，從而使長波紫外光芯片的封裝材料結構不受影響，即使在長時間運行后也不會劣化。
5、本專利技術的其他優點以及特征將從隨后的描述中顯而易見，并且可通過所附權利要求中特別指出的儀器以及組合實現。
6、根據本專利技術，上述目的及其他優勢通過一種寶石測試裝置實現，其中包括：
7、外殼；以及
8、測試電路，收容在所述外殼內，包括：
9、光學系統，包括至少一uva/uvc光學傳感器與石英導光柱，所述石英導光柱具有至少一部分延伸出所述外殼；
10、uva/uvc?led單元，包括恒流驅動器以及uva/uvc模塊，所述uva/uvc模塊包括基板、uva?led芯片、uvc?led芯片以及隔板，其中所述基板通過電線與所述恒流驅動器電連接，所述uva?led芯片與所述uvc?led芯片以并排方式設置以面向所述光學系統，從而確保從所述uva?led芯片發射的波長范圍為320nm至400nm的uva?led光以及從所述uvc?led芯片發射的波長范圍為200nm至280nm的uvc?led光被引導并聚焦在待測寶石上，其中所述uvaled芯片與所述uvc?led芯片并排設置以將從所述uva?led芯片發射的uva?led光以及從所述uvc?led芯片發射的uvc?led光被引導并聚焦到待測寶石上，并且穿透該待測寶石的該uva?led光和該uvc?led光的反射通過所述石英導光柱引導并聚焦到至少一所述uva/uvc光學傳感器，其中所述隔板由uvc阻擋材料制成，并設置在所述uva?led芯片與所述uvc?led芯片之間，使得從所述uvc?led芯片發射的uvc?led光被所述隔板阻擋而不會照射到所述uvaled芯片；以及
11、中央控制單元，所述中央控制單元與所述uva/uvc?led單元、所述光學系統、加熱系統以及熱導管電連接，并配置為協調所述uva/uva?led單元以及所述加熱系統以管理所述寶石測試裝置的輸入、輸出以及操作，并提供測試結果。
12、在一實施例中，所述測試電路還包括加熱系統以及熱導管，其中所述熱導管由熱導材料制成，所述熱導管被配置為通過所述加熱系統加熱，并且具有至少一部分延伸出所述外殼，使得所述石英導光柱同軸地設置并延伸在所述熱導管內，以形成測試探針單元，從而通過將所述導熱管的測試端放置在該待測寶石上，將加熱系統產生的熱量施加到該待測寶石上，所述石英導光柱同時靠近該待測寶石，接受通過該待測寶石后該uva?led光和該uvc?led光的反射。
13、在一實施例中，所述uva/uvc光學傳感器的所述uva/uvc光學傳感器被配置以監測光強度以及檢測該uva?led光以及該本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種寶石測試裝置，包括：
2.如權利要求1所述的寶石測試裝置，其中所述基板具有UVA插座以及UVC插座，在所述基板的發射側凹陷，并被配置為面向所述光學系統，其中所述UVA?LED芯片被設置在所述UVA插座中以形成UVA?LED燈，所述UVC?LED芯片被設置在所述UVC插座中以形成UVC?LED燈。
3.如權利要求2所述的寶石測試裝置，其中所述隔板為隔墻，用于隔離所述基板的所述發射側上的所述UVA插座以及所述UVC插座。
4.如權利要求1或3所述的寶石測試裝置，其中所述UVA?LED芯片被設置在靠近所述隔板的一側，而所述UVC?LED芯片被設置在靠近所述隔板的另一側。
5.如權利要求1或3所述的寶石測試裝置，其中所述UVC?LED芯片大于所述UVA?LED芯片，并且所述UVC插座的尺寸大于所述UVA插座的尺寸。
6.如權利要求4所述的寶石測試裝置，其中所述UVC?LED芯片大于所述UVA?LED芯片，并且所述UVC插座的尺寸大于所述UVA插座的尺寸。
7.如權利要求6所述的寶石測試裝置，其中所述加熱系統包
8.如權利要求1所述的寶石測試裝置，其中所述加熱系統包括加熱設備以及與所述中央控制單元連接的加熱驅動器，其中所述加熱設備被配置為加熱所述熱導管，并通過所述加熱驅動器由所述中央控制單元控制。
9.如權利要求7或8所述的寶石測試裝置，其中所述加熱設備為PTC(正溫度系數)加熱設備，所述UVA/UVC光學傳感器被配置為監測光強度以及檢測從該待測寶石的的UVA?LED光以及UVC?LED光的反射，所述光學系統30還包括一個或多個運算放大器，被配置以在所述UVA/UVC光學傳感器中進行信號放大以及調節。
10.如權利要求9所述的寶石測試裝置，其中繼電器設備被設置在所述PTC加熱設備與所述熱導管之間，通過L1、L2、L11、L12、L21以及L22連接提供電控開關，以控制所述測試電路中的電流流動，其中所述L1連接與L2連接是所述繼電器設備線圈的主電源輸入線，當所述繼電器設備通過在所述L1連接與所述L2連接之間施加電壓而通電時，相應的所述L11、L12，L21、L22連接對之間的觸點會閉合，允許電流通過所述L11、L12，L21、L22連接流動。
11.如權利要求10所述的寶石測試裝置，其中所述L11連接與所述L12連接是所述繼電器設備內的一對觸點，并設置為當所述繼電器設備通電時，所述L11連接與所述L12連接會閉合，允許電流在這兩點之間流動，從而控制所述PTC加熱設備的電供，并根據所述繼電器裝置是否接通來打開或關閉，其中所述L11連接與所述L12連接連接與所述熱導管，作為傳感器向所述中央控制單元提供溫度反饋，其中，所述L21連接與所述L22連接是所述繼電器設備內的另一對觸點，并設置為當所述繼電器設備通電時，所述L21連接與所述L22連接會閉合，允許電流在這兩點之間流動，從而控制所述控制單元以及所述PTC加熱設備一部分的電供，其中所述L21連接以及所述L22連接與所述熱導管相連，以便根據從所述熱導管的所述溫度反饋來控制所述測試電路的運行，從而使所述熱導管還被配置為溫度傳感器，用于監測所述熱導管的溫度并始終保持溫度在設定范圍內，并將檢測到的數據發送到所述中央控制單元。
12.如權利要求11所述的寶石測試裝置，其中所述中央控制單元處理來自所述熱導管的所述溫度數據，并決定是否給所述繼電器設備的所述L1連接與所述L2連接通電，當溫度低于特定閾值，所述中央控制單元給所述繼電器設備通電，關閉所述L11連接與所述L12連接之間，以及L21連接和L22連接之間的所述觸點，從而為所述PTC加熱設備供電，并且當所述溫度達到所述預設閾值時，所述中央控制單元給所述繼電器設備斷電，打開所述L11連接與所述L12連接之間，以及L21連接和L22連接之間的所述觸點，從而切斷所述PTC加熱裝置的電源。
13.如權利要求10所述的寶石測試裝置，其中所述L11連接與所述L12連接是所述繼電器設備內的一對觸點，并設置為當所述繼電器設備通電時，所述L11連接與所述L12連接會閉合，允許電流在這兩點之間流動，從而控制所述PTC加熱設備的電供，并根據所述繼電器裝置是否接通來打開或關閉，其中所述L11連接與所述L12連接連接與所述熱導管，作為傳感器向所述中央控制單元提供溫度反饋，其中，所述L21連接與所述L22連接是所述繼電器設備內的另一對觸點，并設置為當所述繼電器設備通電時，所述L21連接與所述L2...
【技術特征摘要】
1.一種寶石測試裝置，包括：
2.如權利要求1所述的寶石測試裝置，其中所述基板具有uva插座以及uvc插座，在所述基板的發射側凹陷，并被配置為面向所述光學系統，其中所述uva?led芯片被設置在所述uva插座中以形成uva?led燈，所述uvc?led芯片被設置在所述uvc插座中以形成uvc?led燈。
3.如權利要求2所述的寶石測試裝置，其中所述隔板為隔墻，用于隔離所述基板的所述發射側上的所述uva插座以及所述uvc插座。
4.如權利要求1或3所述的寶石測試裝置，其中所述uva?led芯片被設置在靠近所述隔板的一側，而所述uvc?led芯片被設置在靠近所述隔板的另一側。
5.如權利要求1或3所述的寶石測試裝置，其中所述uvc?led芯片大于所述uva?led芯片，并且所述uvc插座的尺寸大于所述uva插座的尺寸。
6.如權利要求4所述的寶石測試裝置，其中所述uvc?led芯片大于所述uva?led芯片，并且所述uvc插座的尺寸大于所述uva插座的尺寸。
7.如權利要求6所述的寶石測試裝置，其中所述加熱系統包括加熱設備以及與所述中央控制單元連接的加熱驅動器，其中所述加熱設備被配置為加熱所述熱導管，并通過所述加熱驅動器由所述中央控制單元控制。
8.如權利要求1所述的寶石測試裝置，其中所述加熱系統包括加熱設備以及與所述中央控制單元連接的加熱驅動器，其中所述加熱設備被配置為加熱所述熱導管，并通過所述加熱驅動器由所述中央控制單元控制。
9.如權利要求7或8所述的寶石測試裝置，其中所述加熱設備為ptc(正溫度系數)加熱設備，所述uva/uvc光學傳感器被配置為監測光強度以及檢測從該待測寶石的的uva?led光以及uvc?led光的反射，所述光學系統30還包括一個或多個運算放大器，被配置以在所述uva/uvc光學傳感器中進行信號放大以及調節。
10.如權利要求9所述的寶石測試裝置，其中繼電器設備被設置在所述ptc加熱設備與所述熱導管之間，通過l1、l2、l11、l12、l21以及l22連接提供電控開關，以控制所述測試電路中的電流流動，其中所述l1連接與l2連接是所述繼電器設備線圈的主電源輸入線，當所述繼電器設備通過在所述l1連接與所述l2連接之間施加電壓而通電時，相應的所述l11、l12，l21、l22連接對之間的觸點會閉合，允許電流通過所述l11、l12，l21、l22連接流動。
11.如權利要求10所述的寶石測試裝置，其中所述l11連接與所述l12連接是所述繼電器設備內的一對觸點，并設置為當所述繼電器設備通電時，所述l11連接與所述l12連接會閉合，允許電流在這兩點之間流動，從而控制所述ptc加熱設備的電供，并根據所述繼電器裝置是否接通來打開或關閉，其中所述l11連接與所述l12連接連接與所述熱導管，作為傳感器向所述中央控制單元提供溫度反饋，其中，所述l21連接與所述l22連接是所述繼電器設備內的另一對觸點，并設置為當所述繼...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱凱恩，朱秀玲，
申請(專利權)人：深圳迪凱工貿有限公司，
類型：發明
國別省市：
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