CN105866235A - 宝石鉴定装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种宝石鉴定装置和方法，所述宝石鉴定装置包括：磁矩测量单元，用于测量宝石的磁矩；接收单元，用于接收用户输入的宝石的至少一个参数；以及鉴定单元，用于基于所述磁矩以及所述至少一个参数来鉴定所述宝石的品级。
Description
技术领域
本发明总体上涉及宝石鉴定，更特别地，涉及一种利用磁矩矢量来鉴定宝石的品级的装置和方法。
背景技术
目前珠宝市场良莠不齐，珠宝鉴定显得尤为重要。现有的鉴定方式主要分为人工检测和仪器检测两种方式。其中，人工检测主要通过观察宝石的颜色、光泽、硬度、透明度等进行鉴定；仪器检测有简有繁，最基础的可以通过放大镜、手电筒等进行简单鉴定，此外还可采用偏光镜、折光仪、显微镜或光谱仪进行鉴定，如专利号为CN101858858A的中国专利提出的“一种用于珠宝或宝石检测的反射测量光谱取样方法”，通过比对检测到的反射光谱图中宝石所对应的特征吸收峰或吸收带来判定宝石的真伪，又如专利号为CN104749158A的中国专利提出的“珠宝玉石鉴定方法及装置”，通过将检测得到的拉曼光谱曲线与标准拉曼光谱图库对比从而进行宝石鉴定，再如专利号为CN105181809A的中国专利提出的“一种基于多波普分析的珠宝品种鉴定方法及系统”，通过多波普分析得到宝石成分和内部结构信息，再根据测评标准进行品级鉴定。
可以看出，人工检测的结果依赖于检验者的经验，主观因素过大，难以实现客观的珠宝品级鉴定；仪器检测主要通过分析宝石的物理性质或光学特性进行珠宝品级的鉴定，但相对的，现有仪器检测的或检测宝石种类单一、或成本偏高、或操作复杂，有些甚至有一定的破坏性，且都集中在传统的光、色方面。
因此，需要一种新领域的、操作便捷、不具破坏性、能够定量鉴定宝石的装置和方法。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点和不足，本发明的一个方面在于提供一种宝石鉴定的装置和方法，其易于实施，能够利用磁矩矢量宝石进行分级鉴定。
根据本发明一示范性实施例，一种宝石鉴定装置，包括：磁矩测量单元，用于测量宝石的磁矩；接收单元，用于接收用户输入的宝石的至少一个参数；以及鉴定单元，用于基于所述磁矩以及所述至少一个参数来鉴定所述宝石的品级。
在一些实施例中，所述磁矩测量单元是三维磁矩测量单元，其用于测量所述宝石的三维矢量磁矩。
在一些实施例中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一。
在一些实施例中，所述宝石鉴定装置，还包括：查找表单元，其将所述宝石的所述磁矩与所述宝石的所述至少一个参数的比值映射到特定的品级，其中，所述鉴定单元计算所述宝石的所述磁矩与用户输入的所述至少一个参数的比值，并且基于所述比值从所述查找表单元确定所述宝石的品级。
在一些实施例中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一以及所述宝石的种类，所述宝石鉴定装置还包括查找表单元，所述查找表单元根据所述宝石的种类，将所述宝石的磁矩与所述宝石的体积和质量之一的比值映射到特定的品级，所述鉴定单元计算所述宝石的磁矩与用户输入的所述宝石的体积和质量之一的比值，并且基于所述宝石的种类以及所述比值从所述查找表单元确定所述宝石的品级。
根据本发明一示范性实施例，一种宝石鉴定方法，包括以下步骤：测量宝石的磁矩；接收用户输入的所述宝石的至少一个参数；以及根据所述磁矩和所述至少一个参数确定所述宝石的品级。
在一些实施例中，测量所述宝石的所述磁矩包括测量宝石的三维矢量磁矩。
在一些实施例中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一。
在一些实施例中，确定所述宝石的品级包括计算所述宝石的磁矩与用户输入的所述至少一个参数的比值，并且基于所述比值从查找表单元确定所述宝石的品级，其中所述查找表单元将所述宝石的磁矩与所述宝石的所述至少一个参数的比值映射到特定的品级。
在一些实施例中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一以及所述宝石的种类，确定所述宝石的品级包括计算所述宝石的磁矩与用户输入的所述宝石的体积和质量之一的比值，并且基于所述宝石的种类和所述比值从查找表单元确定所述宝石的品级，其中所述查找表单元根据宝石的种类而将所述宝石的磁矩与所述宝石的体积和质量之一的比值映射到特定的品级。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.区别于现有的以测定宝石光学特性，利用光谱图将宝石分级的方法，本发明提供了一种基于磁学特性鉴定宝石的方法，丰富了宝石鉴定装置的种类，拓展了宝石鉴定的方法。
2.本发明通过三维磁矩测量单元测量宝石的磁矩，能够将被测宝石的三维矢量磁矩测量出，得到准确全面的数据，有利于进一步的宝石分析鉴定。
3.本发明通过运算单元将测量所得的磁矩与输入的宝石体积或质量的比值计算出，并将所计算出的比值映射到查找表单元，确定被测宝石的品类和等级，进而实现对不同种类宝石品质的鉴定。本发明采用的方法提高了对宝石鉴定的效率，同时能够广泛的应用于各种宝石的鉴定场所，具有很大的实用价值。
本发明的其他优点将从下面参照附图对具体实施方式的描述而变得显然。
附图说明
图1示出根据本发明一示范性实施例的宝石鉴定装置的框图；
图2A示出根据本发明一示范性实施例的宝石鉴定装置中使用的查找表的示意图；
图2B示出根据本发明另一示范性实施例的宝石鉴定装置中使用的查找表的示意图；
图3示出根据本发明一示范性实施例的宝石鉴定方法的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解本发明的基本原理，下面将结合附图描述本发明的一些示范性实施例。但是应理解，本发明并不局限于这些示范性实施例的精确形式，而是可以在形式和细节上进行各种改变。
为了能够对宝石进行客观准确的鉴定，本申请的实施例中提出了一种利用测量宝石磁矩进行鉴定的装置。
图1示出根据本发明一示范性实施例的宝石鉴定装置的框图。如图1所示，宝石鉴定装置100可以包括：接收单元110、磁矩测量单元120、鉴定单元130、查找表单元140和输出单元150。
接收单元110可以用于接收用户输入的宝石的至少一个参数，例如宝石的质量和体积。在一些实施例中，接收单元110还可以接收用户输入的宝石的其他参数，例如宝石的种类等。
本申请是利用检测宝石磁矩大小来判断宝石所含某些特定元素的多少，进而鉴别宝石的品级。显然，不同宝石大小不一，例如，对于相同磁矩量的宝石，体积或质量大的宝石，其磁矩量相对就小，因此，单纯的测量其磁矩大小无法判断某些特定元素的相对量，还应结合宝石的特定参数例如质量或体积来判定。因而，本发明设有接收单元110，以供输入每个待测宝石的参数(如体积、质量等)。
宝石参数的输入可以是手动的输入，也可以是数据传输形式的输入。对于手动形式的输入，可以将接收单元110设有触控板或显示屏、键盘之类的输入设备，将已测出的宝石质量或体积输入；对于数据传输形式的输入，可以将测量宝石信息的仪器与接收单元110连接，测量仪器的测量结果直接传入接收单元110内。替换地，也可将已保存的宝石参数通过网络形式调用到接收单元110，以供后续使用。
该磁矩测量单元120可以用于测量宝石的磁矩。
例如，该磁矩测量单元120可以是振动样品磁强计、超导量子干涉仪、物性测量系统等。显然，磁矩测量单元120不受限制于上述形状，其可依据实际需要选择，以适应不同鉴定场合的的实际需求。
在本实施例中，采用三维磁矩测量单元120对宝石进行三维矢量磁矩测量。该三维磁矩测量单元120可以是例如申请号为201610006702.X的中国专利“三维矢量磁矩测量仪”中提到的磁矩测量仪器，通过在x、y、z方向设置的三组线圈测出宝石的三维矢量磁矩。替换地，也可以采用设有单组线圈组的磁矩测量仪，通过在x、y和z三个方向上分别测量宝石的磁矩分量，再矢量合成而得出宝石的三维矢量磁矩。
该鉴定单元130可以用于基于所述磁矩以及所述至少一个参数来鉴定所述宝石的品级。具体地，所述鉴定单元130计算宝石的相对磁矩量，再将磁矩量映射到查找表单元140。本实施例所指相对磁矩量为宝石单位质量或单位体积的磁矩量。
如前述所说，宝石的鉴定需要通过相对磁矩量衡量。磁矩测量单元120和接收单元110将鉴定宝石需要的数据采集完成后，鉴定单元130将采集的数据进行比值运算。具体地，通过“X＝M/m”或“X＝M/V”(X：相对磁矩量，M：磁矩，m：质量，V：体积)计算出相对磁矩量。
该查找表单元140可以用于将鉴定单元130计算的相对磁矩量映射到查找表中，并将映射的结果反馈到鉴定单元130。
图2A示出了示出根据本发明一示范性实施例宝石鉴定装置中查找表示意图。如图1和2A所示，鉴定单元130计算出的相对磁矩量为X，映射到查找表中，其对应的品级为Y，查找表单元140将映射结果Y反馈到鉴定单元130。
该输出单元150可以用于显示宝石的鉴定结果。
例如，输出单元150可以是与鉴定单元130相连的显示器，直接显示出鉴定结果；也可以为一数据库，收集存储宝石的鉴定结果并上传于网络，可根据需要随时从终端设备(如电脑、手机等)调用查看宝石的鉴定结果。
在另一个实施例中，宝石鉴定装置与上述宝石鉴定装置基本相同，仅在接收单元110和查找表单元140略有不同。
本申请提到的宝石既包括取材于天然的单晶体或双晶体的矿物，这类宝石通常取自一个单独晶体，是我们的肉眼就可以看见(所以又叫显晶质)，如红宝石、蓝宝石、祖母绿等；也包括天然单矿物集合体，如青金石、玛瑙、水晶等；还包括一些有机质，如琥珀、珍珠、珊瑚等；还包括微小晶体集合的玉石，是由无数细小的、只有在高倍电子显微镜下才能看清结构的晶体组成(所以又叫隐晶质)，如翡翠、软玉、独山玉、岫玉、欧泊等。
可以看出，不同宝石因成分不同，其品级判定标准也不同，有些单一元素含量越高，其品级越高，有些混合某些特定元素越高，其品级越高，因而不同的宝石鉴定品级的依据不同。因而，为了能够对不同宝石进行鉴定，本实施例在接收单元110增加了宝石种类的输入，并在查找表单元140设置了不同宝石种类对应的品级查找表。
图2B示出了根据本发明另一示范性实施例宝石鉴定装置中查找表示意图。如图2B所示，接收单元110接收宝石的种类Z以及体积V或质量m的录入，磁矩测量单元120测出宝石的磁矩M，鉴定单元130将上述结果求比值得出宝石的相对磁矩量X＝M/V或X＝M/m，并将求得的相对磁矩量以及宝石种类Z映射到查找表单元140中对应的宝石种类Z的查找表，得到映射结果Y，查找表单元140将该映射结果Y反馈到鉴定单元130，鉴定单元130将鉴定结果通过输出单元150显示。
应理解，相对磁矩与品级之间可能存在各种对应关系。例如，对于有的宝石，相对磁矩越小，品级越高；对于有的宝石，相对于磁矩为某一值时，品级最高，相对磁矩更高或更低，对应的品级都越低。可见，这种对应关系可以是因宝石种类而异的。
图3示出了根据本发明一实施例的宝石鉴定方法的流程图。如图3所示，该宝石鉴定方法的步骤包括：测量宝石的磁矩；输入宝石的质量或体积之中的任一参数；根据上述磁矩和所述至少一个参数确定所述宝石的品级。
具体地，将待测宝石放入磁矩测量单元120测出磁矩并输入到鉴定单元130。该磁矩测量单元120可以是单组线圈，通过将待测宝石移到x、y、z三个方向分别测出三个方向的磁矩，再矢量合成得出待测宝石的三维磁矩量；也可以是设置在x、y、z三个方向的线圈组测量得出待测宝石的三维磁矩量。
在一实施例中，测出待测宝石的质量或体积任一参数，并将其录入到接收单元110。该宝石的质量或体积可借助外部测量仪测出，然后由用户录入到接收单元110，或者由外部测量仪直接传输到接收单元110。
在另一实施例中，因不同宝石鉴定标准不同，因此针对不同宝石依据磁矩量鉴定的数值也不尽相同。因此，为了全面的测量各类宝石，还需在接收单元110录入宝石的种类，以便后续映射鉴定更加准确便捷。具体地，测出宝石的体积或质量，将其与宝石的种类一并录入到接收单元110，并通过接收单元110传送鉴定单元130。
鉴定单元130接收到宝石的磁矩和参数后，根据“X＝M/m”或“X＝M/V”计算出相对磁矩量X，并将计算结果与宝石的种类信息一并传入查找表单元140。查找表单元140根据宝石的种类，将输入的内容映射到对应种类的查找表，并根据计算出的相对磁矩量X查找出对应的宝石品级，之后将查找到的品级结果反馈到鉴定单元130。接收到查找结果的鉴定单元130通过输出单元150将鉴定结果显示出。该输出单元150可以是电脑、手机或其他可视设备。
替换地，也可先输入宝石的质量，再测量其磁矩，或者二者同步进行，鉴定宝石的方法不限制于上述顺序，可根据实际情况调整。
下面，具体地描述本申请的另一个实施例针对钻石的鉴定装置及其方法。
参照图1，该鉴定装置包括接收单元110、三维磁矩测量单元120、鉴定单元130、查找表单元140和输出单元150。其中，接收单元110用于接收钻石的质量录入。具体地，接收单元110可设有键盘或触摸屏等录入设备，将待测钻石的质量测量好后，通过录入设备输入到接收单元110，接收单元110再将输入的质量信息发送到鉴定单元130。三维磁矩测量单元120用于测量待测钻石的磁矩，其设有一组线圈和一可转动样品台，样品台用于放置待测钻石并带动其转至x、y、z三个方向以便测出钻石在这三个方向的磁矩，合成测得的三个方向的磁矩得出待测钻石的三维磁矩。鉴定单元130用于计算待测钻石的相对磁矩量，其通过计算钻石的三维磁矩与其质量的比值，得出钻石的相对磁矩量，并将所得值输入到查找表单元140中。查找表单元140用于将输入的相对磁矩量映射到对应的查找表中，得到待测钻石的品级。具体地，因天然形成的钻石是由单一元素碳结晶而成，因此品级高的钻石是不具磁性的，品级低的或是人工合成的钻石，因所含杂质的影响，会产生磁性，因此，对应于相对磁矩量的由弱到强，查找表中宝石等级由高到低分级为FL、IF、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、SI3、I1、I2、I3。查找表还用于将得到的宝石品级反馈到鉴定单元130。最终，鉴定单元130将鉴定的品级结果传入到输出单元150，输出单元150用于将鉴定结果显示出。具体地，输出单元150可通过电脑、手机或其他显示设备将鉴定结果显示出。此外，输出单元150也可与网络连接，方便不同地点随时查询鉴定结果。
参照图3所示，首先将待测钻石放于三维磁矩测量单元120，将待测钻石转至x、y、z方向，分别测出钻石在这三个方向的磁矩，最后合成得出三维矢量磁矩，并将测量结果输入到鉴定单元130；其次，测量待测钻石的质量，将所测钻石的质量输入到接收单元110，接收单元110将结果传输到鉴定单元130；再次，鉴定单元130将输入其内的待测宝石质量和磁矩求比值，得到相对磁矩量，并将其映射到查找表单元140中对应的位置，得到钻石的品级，查找表单元140将得到的钻石品级再反馈到鉴定单元130，鉴定单元130通过输出单元150将鉴定结果显示出。替换地，也可先输入钻石的质量，再测量其磁矩，或者二者同步进行。
综上所述，本发明提供了一种基于磁学特性鉴定宝石的装置和方法，通过接收单元输入宝石的种类、质量或体积等参数，通过三维磁矩测量单元测量宝石的磁矩，通过鉴定单元计算出相对磁矩量，并将所计算出的相对磁矩量映射到查找表单元，确定被测宝石的品级，进而实现对不同种类宝石品质的鉴定。本发明所提到的装置及方法在现有市场上还未使用，其新颖的鉴定形式和准确的测量结果十分适于推广和应用。
虽然上面参照示范性实施例描述了本发明，但本发明不限于此。本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围和思想的情况下，可以进行形式和细节上的各种变化和修改。本发明的范围仅由所附权利要求及其等价物定义。
Claims (10)
1.一种宝石鉴定装置，包括：
磁矩测量单元，用于测量宝石的磁矩；
接收单元，用于接收用户输入的宝石的至少一个参数；以及
鉴定单元，用于基于所述磁矩以及所述至少一个参数来鉴定所述宝石的品级。
2.根据权利要求1所述的宝石鉴定装置，其中，所述磁矩测量单元是三维磁矩测量单元，其用于测量所述宝石的三维矢量磁矩。
3.根据权利要求1所述的宝石鉴定装置，其中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一。
4.根据权利要求1所述的宝石鉴定装置，还包括：
查找表单元，其将所述宝石的所述磁矩与所述宝石的所述至少一个参数的比值映射到特定的品级，
其中，所述鉴定单元计算所述宝石的所述磁矩与用户输入的所述至少一个参数的比值，并且基于所述比值从所述查找表单元确定所述宝石的品级。
5.根据权利要求1所述的宝石鉴定装置，其中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一以及所述宝石的种类，
所述宝石鉴定装置还包括查找表单元，所述查找表单元根据所述宝石的种类，将所述宝石的磁矩与所述宝石的体积和质量之一的比值映射到特定的品级，
所述鉴定单元计算所述宝石的磁矩与用户输入的所述宝石的体积和质量之一的比值，并且基于所述宝石的种类以及所述比值从所述查找表单元确定所述宝石的品级。
6.一种宝石鉴定方法，包括以下步骤：
测量宝石的磁矩；
接收用户输入的所述宝石的至少一个参数；以及
根据所述磁矩和所述至少一个参数确定所述宝石的品级。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，测量所述宝石的所述磁矩包括测量宝石的三维矢量磁矩。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述宝石的品级包括计算所述宝石的磁矩与用户输入的所述至少一个参数的比值，并且基于所述比值从查找表单元确定所述宝石的品级，其中所述查找表单元将所述宝石的磁矩与所述宝石的所述至少一个参数的比值映射到特定的品级。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述宝石的体积和质量之一以及所述宝石的种类，确定所述宝石的品级包括计算所述宝石的磁矩与用户输入的所述宝石的体积和质量之一的比值，并且基于所述宝石的种类和所述比值从查找表单元确定所述宝石的品级，其中所述查找表单元根据宝石的种类而将所述宝石的磁矩与所述宝石的体积和质量之一的比值映射到特定的品级。
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