指纹识别和分析宝石制造技术

本文公开的实施例涉及使用共振超声光谱技术检验包括切割/抛光和粗糙的金刚石的宝石。通过使用扫频正弦振荡器机械地使石头振动，感测共振振动并显示频谱来获得共振频率以产生描述石头的图案。共振指纹可以用于跟踪单个石头以验证其完整性或对粗糙石头进行分级以建立潜在价值。

Fingerprint recognition and analysis gem

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指纹识别和分析宝石相关申请的交叉引用该国际专利申请涉及并要求在2017年2月28日提交的题为“用于指纹识别和分类金刚石的方法”的美国专利技术专利申请序列号15/444，736的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
本申请涉及宝石，例如在包括但不限于切割、抛光和/或粗糙的石头的任何条件下的金刚石的无损检测以产生石头的数字识别的领域。一些实施例包括对宝石的分析以识别可以用于对石头进行潜在价值分类的物理特征。
技术介绍
金刚石被开采为粗糙的石头，它们从粗糙的石头经过检验，以确定它们作为宝石或用于工业用途的价值。不到25％的开采金刚石值得切割和抛光，以生产用于珠宝的宝石。约40％的剩余群体仍然具有作为机床工业金刚石的价值，其余的被研磨成粉末，以为研磨应用提供涂层。因此，有效且准确地进行这些确定是有用的。粗糙的石头通常存在于两种条件下：涂层和未涂层。涂层石头有一层不同于主要的晶体结构的多晶金刚石，使它们不透明。这可能会干扰光学检查，因为任何裂缝或包裹体都不能被人类检查看到或更难以看到。可靠的分类系统将非常有用。附加地或替代地，作为高价值物品，宝石可能被盗。需要在其产地处识别这些石头，以便稍后用于身份确认。另外或替代地，作为高价值物品，宝石经常随着时间改变保管人。一旦切割和抛光石头，就需要识别物体以确保其完整性和身份。本文的系统和方法满足了这些需求和其他需求。虽然本文的许多示例涉及金刚石的分析和识别，但应明确理解本专利技术不限于此并且适用于多种其他宝石，包括但不限于刚玉、电气石、绿柱石和坦桑石。<br>
技术实现思路
本文的系统和方法可以包括将待测试的石头安装在测试台上，通过至少两个压电换能器接触石头，使至少一个压电换能器振动通过预定的感兴趣范围以在石头中产生共振，感测至少一个压电换能器的所得共振，利用算法，通过控制包含处理器和存储器的共振超声波光谱仪来放大换能器信号两者以满足信噪比要求、共振信号的同相和正交分量以生成共振数据，从而导致在控制计算机上的用户界面中显示共振数据。在一个示例中，本文的系统、方法和非暂时性计算机可读介质包括使用具有处理器和存储器的芯片作为用于将输入信号发送到第一输入换能器的信号发生器和信号处理器，其中，在使用中，第一输入换能器接触评估中的石头，然后接收来自第二接收器换能器的共振信号，其中，在使用中，第二接收器换能器接触评估中的石头，然后通过输入频率的范围步进输入信号，然后接收所接收信号的范围。在一些示例实施例中，芯片然后用于利用算法处理接收信号的范围并将用于评估中的石头的处理过的接收信号的范围发送到计算机以供显示。本文的另一个示例系统和方法可以包括将待测试的石头安装在测试台上，通过至少两个压电换能器接触石头，使一个压电换能器振动通过预定的感兴趣范围以在石头中产生共振，同时感测另一个等同压电换能器的所得共振，利用算法，通过控制包含处理器和存储器的共振超声波光谱仪，放大换能器信号两者以满足信噪比要求、共振信号的同相和正交分量以生成共振数据，从而导致在控制计算机上的用户界面中显示共振数据。本文的系统和方法包括具有处理器和存储器的计算机，其通过共振超声波光谱仪与第一输入换能器和第二接收器换能器通信，用于将输入信号发送到第一输入换能器。在一些示例实施例中，第一输入换能器接触评估中的石头。在一些示例实施例中，计算机可以用作用于观察来自第二接收器换能器的共振信号的图形界面。附加地或替代地，在一些示例实施例中，共振超声波光谱仪可以用于放大激励信号和接收信号两者，并且利用算法处理接收信号。并且附加地或替代地，在一些示例实施例中，计算机可以用于基于处理的信号观察评估中的石头的共振数据。附图说明为了理解本专利技术并观察其在实践中可以如何实施，现在将参考附图仅通过非限制性示例来描述各实施例，其中：图1A、图1B和图1C为可以用于实现本文所述方法的硬件的示例硬件系统图。图2为可以使用本文描述的系统和方法确定的示例曲线图。图3A和图3B为可以使用本文描述的系统和方法确定的各种主题的示例曲线图。图4-图6为可以使用本文描述的系统和方法确定的示例曲线图。图7为可以用于实现本文描述的方法的示例计算机系统。具体实施方式现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本文提出的主题的充分理解。但是对于本领域普通技术人员来说明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施主题。此外，本文描述的特定实施例借助于示例提供，并且不应该用于将本专利技术的范围限制于这些特定实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的数据结构、定时协议、软件操作、过程和部件，以免不必要地模糊本专利技术的各实施例的各方面。概述金刚石被开采为粗糙的石头，它们从粗糙的石头经过检验，以确定它们的价值为宝石质量或两种不同的工业品质。但是由于分析靠近矿源的石头的技术障碍，很多时候，石头被交易多次，然后才进行适当的分析和分类以进行加工和切割。此外，识别这种石头可能是有用的。宝石往往被切割和抛光到非常相似的尺寸，这使得难以区分具有相似重量、切成相似比例的金刚石。诸如具有非常高透明度的金刚石的宝石具有非常少的内部特征，其可以帮助区分类似的金刚石，并且通常内部特征的存在或不存在不能被定量地很好地表示。石头可能会被错误识别并彼此混淆。诸如本文所述的系统和方法允许对切割和/或抛光的石头以及一些粗糙金刚石进行可靠的分析。附加地或替代地，本文的系统和方法可以用于创建单个石头的数字标识符，其可以用于稍后识别单个石头和/或在稍后回收和/或跟踪时验证这些石头。这种石头的分析和识别可以通过应用本文的系统和方法来实现，其涉及共振超声波光谱技术(RUS)的使用。RUS可以指利用特定机械力和频率输入的激励器将诸如机械振动的能量施加到石头上，然后接收包括由石头产生的任何共振的能量。在一些示例中，可以赋予输入频率的范围，以便接收可以绘图和以其他方式分析的输出响应的范围。在其他示例中，在接收信号的范围内检测一个共振频率或多个共振频率。这些共振为比在其他频率处证明的本底噪声高得多的振动，并且可以如本文所述用于识别或以其他方式分析石头。这些接收的RUS信号示例可以反映单个石头的物理形状、密度、结构异常和/或弹性性质，从而有助于识别石头中的这些特征。并且在一些示例中，在密度几乎相同的情况下，例如，无论是切割和抛光还是粗糙的全部或大多数金刚石的情况，特定的共振然后可能是石头的几何形状甚至弹性性质的结果。因此，甚至类似组成的石头也可以通过其他性质来区分。可以存储和编目每个分析的石头的接收信号图，使得它可以用于与后来的曲线图进行比较以识别该石头或甚至石头的部分。在一些示例实施例中，可以将可以用于识别的这种独特信号视为或称为石头的标识符或“指纹”。本文应当指出，术语“指纹”并非旨在是限制性的。术语指纹或指纹识别可以用于指代唯一的标识符，其可以被存储并用于以后识别相同的物体和/或确定石头的某些特征。在一些示例中，指纹为来自单个石头的接收的共振能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n通过信号发生器和信号处理器，/n将输入信号发送到第一输入换能器，/n其中，所述第一输入换能器接触评估中的宝石；/n接收来自第二接收器换能器的共振信号，/n其中，所述第二接收器换能器接触评估中的所述宝石；/n通过输入频率的范围步进所述输入信号；/n接收所接收信号的范围；利用算法处理所述接收信号的范围；以及/n将评估中的所述宝石的处理过的接收信号的范围发送到计算机以供存储和显示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170228 US 15/444,7361.一种方法，包括：
通过信号发生器和信号处理器，
将输入信号发送到第一输入换能器，
其中，所述第一输入换能器接触评估中的宝石；
接收来自第二接收器换能器的共振信号，
其中，所述第二接收器换能器接触评估中的所述宝石；
通过输入频率的范围步进所述输入信号；
接收所接收信号的范围；利用算法处理所述接收信号的范围；以及
将评估中的所述宝石的处理过的接收信号的范围发送到计算机以供存储和显示。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入信号通过输入放大器从所述信号发生器发送到所述第一换能器；以及
其中，在所述信号处理器处通过接收器放大器从所述接收器换能器接收所述接收信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述接收信号包括所述接收信号的同相分量和正交分量。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信号处理器包括相敏检测器和数字信号处理器。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过输入频率的范围步进所述输入信号为步进1Hz至1000Hz。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入频率的范围在0.1MHz和4MHz之间。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信号发生器和所述信号处理器被配置在具有处理器和存储器的芯片上。


8.一种非暂时性计算机可读介质，其上具有用于方法的计算机可执行指令，所述方法包括：
通过信号发生器和信号处理器，
将输入信号发送到第一输入换能器，
其中，所述第一输入换能器接触评估中的宝石；
接收来自第二接收器换能器的共振信号，
其中，所述第二接收器换能器接触评估中的所述宝石；
通过输入频率的范围步进所述输入信号；
接收所接收信号的范围；利用算法处理所述接收信号的范围；以及
将评估中的所述宝石的处理过的接收信号的范围发送到计算机以供显示和存储。


9.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·W·罗德斯，S·C·马加纳，
申请(专利权)人：美国杰莫洛吉克尔研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US