一种钻石颜色分级自动测量方法技术

本发明专利技术涉及宝石颜色测量技术，特别公开了一种钻石颜色分级自动测量方法。该钻石颜色分级自动测量方法，其特征为，被测钻石样品的亭部区域与显微镜的变焦镜头垂直，光线经漫射后进入被测钻石样品；采集信号经变倍镜头放大后，一束光线进入图像CCD成像，并在定位显示器中显示；另一束光线进入光谱仪，进行光信号分光采集，测量出被测样品的颜色坐标值x、y，系统程序自动将颜色坐标的x、y值转换成为符合人眼观察分级系统中的颜色分级值。本发明专利技术的方法与目前采用的颜色测量系统在本质上的差异是，能够实现符合人眼观察条件下的钻石自动分级，且解决了目前钻石颜色测量系统无法解决的测量离散性以及颜色分级误差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钻石颜色分级自动测量方法（一）
本专利技术涉及宝石颜色测量技术，特别涉及一种钻石颜色分级自动测量方法。（二）
技术介绍
钻石颜色是钻石评定中一项非常重要的指标，国家标准按钻石颜色变化分为12个连续的颜色级别，用字母和数字表示：上述各颜色级别都是由比色石来标定的。一套标准的比色石在颜色分级中是必不可少的，我国使用一套11粒标准颜色比色石。一直以来钻石颜色分级主要靠人眼观察的方式进行。这种人眼观察方式要求非常严格：（1）对于相关人员要求颜色色觉正常，受过专门技能培训的专业人员。在评定时要求两名以上技术人员独立完成同一钻石的颜色分级，并取得统一的结果；（2）环境条件工作区域要求是中性色，即白色，黑色，或灰色。工作区域的光线应避免除分级用标准光源以外的光线的照射。除此之外，钻石分级中对颜色影响因素也很多，比如钻石对白光的吸收作用，当一束白光透过钻石不被吸收则该钻石为透明无色，若钻石吸收了白光中的某一部分波长的光线，则钻石就会产生颜色。照射钻石样品的光源也会直接对钻石颜色产生影响，如白炽灯下和日光下观察的颜色会截然不同。不同的人眼对颜色和亮度的感觉是不同的，其中影响量最大的是不同大小的钻石对颜色的影响因素，同一色级的钻石，颗粒越大，感觉颜色越黄；颗粒越小，感觉颜色越白。综上所述，钻石的颜色分级由于各相关因素的影响，使得鉴定工作非常复杂，工作效率低且容易造成分级误差。引起这些误差的原因，是由于人眼对颜色的敏感度，会由于年龄、环境、和心情而改变。实际上，人眼錐状细胞对颜色的感知直接受心理和生理的影响,这种行业现状已经远远不能够满足目前庞大的钻石市场的需求。近年来，钻石颜色的自动分级已越来越趋向自动化,不仅是在钻石交易商的交易过程中而且在钻石鉴定实验室都开始使用自动测量仪器.自动测量的方法其优势在于具有很好的测量复现性,不受外部环境及情绪以及心情的影响.但是目前存在的钻石颜色自动分析方法存在两方面的问题:一是由于目前测量方法是将被测钻石样品放置于积分球窗口，光线主要照射样品的台面，光线经钻石样品表面反射后经过积分球内表面的慢反射射入探测器进行数据采集。这种测量方法明显不符合人眼比色的方式，（人眼观察比色方式要求包括:1.被观察钻石需要有统一的定位,在几乎垂直观察表面的方向.2.在一个白色背景下,3.通过具有正确紫外线含量的D65光源照射.4.观察的结果必须是各表面的平均值5.有一套具有标准颜色的比色石作为参考）所以采用这类方法检测的结果和人眼视觉色彩的方式存在差异.从而导致分级结果的差异。二是由于不同大小、不同形状的钻石样品，测量时由于反射面的角度及光程的影响，即体积大的钻石其光线进入内部的光程要长,而体积小的钻石其光程要短,光程的长短会影响到钻石的颜色的饱和度.如在经过切割的钻石样品中，其颜色分布是不同的，色调浓度集中在腰棱和亭部及靠近低尖的部位。这一点在人眼比色时是非常重要的观察区域。而采用积分式测量方法是无法区分和解决该类问题,产生测量时的分级差异。与人眼观察的结果不一致。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种满足人眼观察条件、误差小的钻石颜色分级自动测量方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种钻石颜色分级自动测量方法，包括如下步骤：（1）将被测钻石样品置于V形槽内，光源照射V形槽表面，被测钻石样品的亭部区域与显微镜的变焦镜头垂直，光线经漫射后进入被测钻石样品，采集信号由经被测钻石样品投射及反射光线组成；（2）采集信号经变倍镜头放大后，一束光线经半透半反射镜进入图像CCD成像，并在定位显示器中显示；（3）另一束光线经半透半反射镜的反射面，通过导光光纤进入光谱仪入射狭缝，进行光信号分光采集，测量出被测样品的颜色坐标值x、y，系统程序自动将颜色坐标的x、y值转换成为符合人眼观察分级系统中的颜色分级值。本专利技术的更优技术方案为：步骤（1）中，D65光源照射V形槽表面，V形槽表面为一白色漫射面，光谱平均漫反射率为95%且无光谱选择性；V形槽底部设置有可调整二维平台，调整被测钻石样品的V形槽内的旋转角度。步骤（3）中，导光光纤为SMA905光纤；系统程序内存储有符合CIE颜色系统的数据。本专利技术提供了一种全新的测量理念和方法，颠覆性的改变了目前采用的测量模式：（1）本专利技术的方法是基于完全符合人眼观察颜色分级的条件；包括：符合CIE标准照明体D65观察条件，采用了白色漫反射背景，规定了测量钻石样品面观察角度，满足人眼观察时视线与亭部垂直的观察条件；能够方便的旋转被测钻石各观察面，以便进行各表面的平均值的测量，从而确保本申请的测量方法与人眼分级的结果一致。（2）采用了显微微区的精确定位及采样方法，即采用透射测量的方式，精确定位的目的是为了保证测量的被测点与标准比色石的观察位置完全一致，确保被测钻石的测量重复性和复现性，最重要的是解决了被测样品大小引起的颜色测量误差，从根本上解决了目前市场上采取的积分式测量方法中，由于钻石形状大小，不同的摆放位置引起的测量结果的离散性，大大提高了测量的精度。（3）运用了标准比色石定标的测量方法，采用系列的标准比色石进行各个级别颜色的分级定标，消除仪器线性误差，极大的提高了在整个测量范围的准确度，确保颜色坐标的精度在0.0003误差范围内。（4）开发了系统计算方法，能够方便的进行测量系统的颜色坐标和分级标准的转换，使得颜色分级真正成为自动化。因此本专利技术的方法为钻石颜色分级测量领域的一种首创。（四）附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术比色石色度坐标示意图；图2为本专利技术11颗标准样品所有测试结果示意图；图3为本专利技术不同时刻测试结果对比示意图；图4为本专利技术不同比色石之间的差异示意图；图5为本专利技术比色石标样实际测量值与等间距模拟示意图，其中，系列1为实际测量值，系列2为等间距模拟值。（五）具体实施方式实施例：本专利技术主要由样品采集系统、显微微区定位显示系统、光谱采集计算系统组成。（1）样品采集系统包括:符合CIE标准照明体D65的光源、可调整二维平台和V形槽。将被测钻石样品置于V形槽内，光源照射V形槽表面，该表面为一白色漫射面，光谱平均漫反射率为95%且无光谱选择性，该V形槽确保被测钻石样品的侧面与测量头保持垂直。同时该V形槽为一可调整状态，调整目的使得在槽内的钻石样品各个测量面能够方便的旋转，方便测量。光线经漫射后进入被测样品。采集信号由经被测钻石样品透射及反射光线组成。（2）显微微区定位显示系统变倍镜头、调焦系统、面阵CCD、光纤、定位显示器。通过调焦系统及变倍镜头，将放大的被测样品表面清晰的显示在显示器上，移动被测钻石样品，使其底部进入定位标尺。（3）光谱采集计算系统CCD光谱仪和半透半反射镜。测量信号经半透半反射镜的反射面，通过SMA905光纤进入光谱仪入射狭缝。进行光信号分光采集，测量出被测样品的颜色坐标值x,y.系统程序自动将颜色坐标的x,y值转换成为符合人眼观察分级系统中的颜色分级值。精确的钻石样品的自动检测方法已成为目前国际国内研究的重点课题，其目的是提高钻石颜色分级的测量精确度，同时改变以往人眼观察的传统方式，提高检测效率。本专利技术的方法与目前采用的颜色测量系统在本质上的差异是，能够实现符合人眼观察条件下的钻石自动分级，且解决了目前钻石颜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻石颜色分级自动测量方法，其特征为，包括如下步骤：（1）将被测钻石样品置于V形槽内，光源照射V形槽表面，被测钻石样品的亭部区域与显微镜的变焦镜头垂直，光线经漫射后进入被测钻石样品，采集信号由经被测钻石样品投射及反射光线组成；（2）采集信号经变倍镜头放大后，一束光线经半透半反射镜进入图像CCD成像，并在定位显示器中显示；（3）另一束光线经半透半反射镜的反射面，通过导光光纤进入光谱仪入射狭缝，进行光信号分光采集，测量出被测样品的颜色坐标值x、y，系统程序自动将颜色坐标的x、y值转换成为符合人眼观察分级系统中的颜色分级值。

【技术特征摘要】
1.一种钻石颜色分级自动测量方法，其特征为，包括如下步骤：（1）将被测钻石样品置于V形槽内，光源照射V形槽表面，被测钻石样品的亭部区域与显微镜的变焦镜头垂直，光线经漫射后进入被测钻石样品，采集信号由经被测钻石样品投射及反射光线组成；（2）采集信号经变倍镜头放大后，一束光线经半透半反射镜进入图像CCD成像，并在定位显示器中显示；（3）另一束光线经半透半反射镜的反射面，通过导光光纤进入光谱仪入射狭缝，进行光信号分光采集，测量出被测样品的颜色坐标值x、y，系统程序自动将颜色坐标的x、y值转换成为符合人眼观察分级系统中的颜色分级值。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：程佑法，范春丽，李建军，刘海彬，朱红伟，张丛森，
申请(专利权)人：山东省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37