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DE2444644A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung und groessenbestimmung von einschluessen in edelsteinen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung und groessenbestimmung von einschluessen in edelsteinen

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Publication number
DE2444644A1
DE2444644A1 DE19742444644 DE2444644A DE2444644A1 DE 2444644 A1 DE2444644 A1 DE 2444644A1 DE 19742444644 DE19742444644 DE 19742444644 DE 2444644 A DE2444644 A DE 2444644A DE 2444644 A1 DE2444644 A1 DE 2444644A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gemstone
light beam
examined
immersion liquid
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19742444644
Other languages
English (en)
Inventor
Gernot Klaus Brueck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIHACO DIAMANTEN HANDELS CO
Original Assignee
DIHACO DIAMANTEN HANDELS CO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIHACO DIAMANTEN HANDELS CO filed Critical DIHACO DIAMANTEN HANDELS CO
Priority to DE19742444644 priority Critical patent/DE2444644A1/de
Priority to FR7527558A priority patent/FR2285609A1/fr
Priority to IT27050/75A priority patent/IT1042392B/it
Priority to US05/612,925 priority patent/US4049350A/en
Priority to IL48106A priority patent/IL48106A/xx
Priority to CA235,445A priority patent/CA1052885A/en
Priority to DK412275A priority patent/DK412275A/da
Priority to GB38019/75A priority patent/GB1519033A/en
Priority to BE160128A priority patent/BE833519A/xx
Priority to JP50112471A priority patent/JPS524283A/ja
Priority to CH1204975A priority patent/CH600330A5/xx
Priority to AT711575A priority patent/AT354137B/de
Priority to DE19762604410 priority patent/DE2604410A1/de
Publication of DE2444644A1 publication Critical patent/DE2444644A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/87—Investigating jewels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

D 22/4
DIHACO
Diamanten Handels Compagnie Est. Liechtenstein/Mauren
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die sogenannte Reinheit von Edelsteinen, d. h. das Freisein von Einschlüssen xtfird von einem Fachmann üblicherweise mit dem Auge - gewöhnlich unter Benutzung einer Lupe - festgestellt und beurteilt» Es liegt auf der Hand, daß diese Beurteilung selbst bei strengster Beachtung der Beurteilungsregeln unterschiedlich ausfallen kann, da die Einschlüsse oftmals in Größenordnungen vorliegen, die mit dem bloßen Auge auch unter Hinzunahme einer Lupe nicht eindeutig festlegbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der oben genannten Gattung zu schaffen, mit dem bzw. der es möglich ist, eventuell in einem untersuchten Edelstein vorhandene Einschlüsse objektiv
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und unabhängig von menschlichen Bewertungseinflüssen zu ermitteln und deren Größe zu bestimmen, so daß die ermittelten Einschlüsse sowohl ihrer Größe als auch ihrer Lage nach beliebig oft mit der gleichen Genauigkeit festgestellt werden können. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Lage eines Einschlusses in einem Edelstein ebenfalls von wesentlicher Bedeutung· sein kann, da der Wert des Edelsteins in Abhängigkeit von dieser Lage einerseits stark beeinträchtigt oder andererseits unbeeinflußt sein kann, je nachdem, ob und wie stark dieser Einschluß für das bloße Auge oder beim Gesamteindruck des Edelsteins bemerkbar ist oder nicht.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß der jeweils untersuchte Edelstein mit einem eng gebündelten Lichtbündel, dessen Bündelquerschnitt in der Größonordnung der kleinsten festzustellenden Einschlüsse liegt, über seine gesamte, senkrecht zum einfallenden Lichtbündel liegende Querschnittsebene entlang Abtastbahnen abgetastet \fird, deren gegenseitiger Abstand höchstens gleich dem Bündelquerschnitt ist und daß die Intensität des Lichtbündels, nachdem es von untersuchten Edelstein beeinflußt worden ist, gemessen wird.
Vorteilhafterweise wird der untersuchte Edelstein mit seiner Tafel rechtwinklig zur Bündelachse ausgerichtet und von dem einfallenden Lichtbündel abgewendet abgetastet.
Es ist nun möglich, bei der Ausübung dieses Verfahrens den Totalreflektionswinkel auszunutzen"und das Lichtbündel unter einem solchen Winkel in den Edelstein einzuführen, daß er im störungsfreien Fall an der unteren Fläche des Edelsteins, d. h. der Tafel, total reflektiert wird. Sobald das Lichtbündel auf einen Einschluß trifft, wird es gestreut und so-E3.it eine Totalreflektion für einen Teil des Lichtbündels unmöglich gemacht. Dieser Teil des Lichtbündels tritt durch
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die untere Fläche, d. Jh.. die Tafel des Edelsteins aus. Es ist nun möglich, sowohl die Intensität des total reflektierten Lichtbündels als auch die Intensität des bei einer Streuung durchtretenden Teils des Lichtbündels zu messen.
Besonders bevorzugt wird jedoch der jeweils zu untersuchende Edelstein abgetastet, während er in einer Immersionsflüssigkeit einschließlich seiner obersten Spitze vollständig untergetaucht ist, und die Intensität des durch den Edelstein hindurchtre— tenden Lichtbündels ständig gemessen. Vorteilhafterweise ist dabei die Brechzahl der Immersionsflüssigkeit der Brechzahl des Edelsteins für die Wellenlänge des einfallenden Lichtbündels soweit als möglich angenähert und liegt bei der Untersuchung von Diamanten vorteilhafterweise zwischen 2 und 2,4- und beträgt bevorzugt wenigstens 2,2.
Dieses Verfahren weist die folgenden Vorteile auf. Sie Einrichtung, die die Intensität des von dem zu untersuchenden Edelstein beeinflußten Lichtbündels mißt, registriert somit nicht ständig Untergrundrauschen, sondern das maximale Signal, da im störungsfreien Fall, d. h. wenn keine Einschlüsse vorliegen, das Lichtbündel praktisch ungehindert durch den Edelstein hindurchtreten kann. Denn im Bereich des Übergangs von der Immersionsflüssigkeit zu den Flächen des Edelsteins tritt praktisch keine Brechung mehr auf und es wird somit eine Totalreflektion unterbunden. Wenn Einschlüsse festgestellt xverden, treten die hierdurch verursachten Signale als sogenannte "Einbrüche" in dem ständig gemessenen Maximalsignal auf. Es ist somit ein optimales Signal/Rausch-Verhältnis erreichbar.
Weiterhin werden bei diesem letztgenannten Verfahren die Schwierigkeiten vermieden, die ohne die Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Immersionsflüssigkeit mit hohem Brechungsindex auftreten würden, nämlich sowohl iia Bereich der mittleren Spitze eines geschliffenen Edelsteins als auch
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in den Randbereichen der Rondistebene, und nur durch ständiges Anpassen des Totalreflektionswinkels an die jeweils vorhandenen örtlichen Gegebeneheiten vermieden werden könnten.
Wenn jedoch der zu untersuchende Edelstein erfindungsgemäß in eine stark brechende Flüssigkeit vollständig eingetaucht ist, so daß der Flüssigkeitsspiegel oberhalb der obersten Spitze des Edelsteins sich befindet, und der Brechungsindex der Flüssigkeit dem Brechungsindex des Edelsteins soweit als möglich angenähert ist, werden die Reflektionsprobleme beim Übergang des Lichtbündels von der Flüssigkeit in den Edelstein praktisch vermieden. Das Lichtbündel kann somit ungehindert durch den Edelstein selbst in dessen Randbereichen hindurch bis zu der die Intensität messenden Einrichtung hindurchtreten. Nur wenn das Liontbündel auf einen Einschluß auftrifft, wird es gestreut und dadurch die Menge des durchtretenden Lichtes stark verringert.
Bevorzugt wird der jeweils untersuchte Edelstein ein zweites Mal unter einem anderen vorgewählten Raumwinkel zur Lichtbündelachse angeordnet vollständig abgetastet.
Hierbei wird der Vorteil erreicht, daß die genaue räumliche Lage eines bei dem ersten Abtasten festgestellten Einschlusses in einem untersuchten Edelstein unter Berücksichtigung der beiden gewählten Raumwinkel berechnet werden kann.
Außerdem wird bevorzugt der jeweils untersuchte Edelstein unter demselben Raumwinkel wenigstens ein zweites Mal abgetastet, nachdem die Teilchen der Immersionsflüssigkeit statistisch verschoben worden sind, wozu die Immersionsflüssigkeit bevorzugt zwischen den Abtastvorgängen mit einem eingetauchten Ultraschallsender durchstrahlt oder, wenn sie hierfür zu zäh ist, durch Kippen des Behälters verschoben wird.
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Bei Ausführungen dieses Verfahrensschrittes ist es möglich, durch entsprechenden Vergleich der "beiden Meßergebnisse miteinander Störeffekte durch Pestkörperteilchen in der Immersionsflüssigkeit oder an der Oberfläche von dieser bzxtf. des Edelsteins zu eliminieren und die Signale, die von ortsfest gebliebenen festkörperteilchen, d. h. Einschlüssen in dem Edelstein verursacht worden sind, klar herauszuholen.
Vorteilhafterweise beträgt der Querschnitt des Lichtbündels etwa 0,03 mm und der gegenseitige Abstand der Abtastbahnen· 0,02 mm.
Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß selbst solche Einschlüsse, die im Grensbereich dessen liegen, was für das betrachtete Auge im Extremfall feststellbar ist, noch ermittelt werden können, wobei durch das teilweise Überlagern der Abtastbahnen eine hohe Sicherheit gegeben ist, daß jegliche Art von Einschlüssen festgestellt wird.
Gans besonders bevorzugt ist das Lichtbündel ein Laserbündel.
Das einfallende Lichtbündel und der jeweils untersuchte Edelstein können während dessen Abtasten relativ zueinander entlang einer Spiralenbahn verschoben werden. Bevorzugt werden jedoch das einfallende Lichtbündel und der jeweils untersuchte Edelstein während dessen Abtasten relativ zueinander entlang einer streifenförmigen oder mäanderförmigen Bahn verschoben, so daß der Edelstein entlang parallelen Querschnittsebenen abgetastet xvird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen zeichnet sich aus durch einen Behälter, in welchen der jeweils zu untersuchende Edelstein in einer vorgewählten Ausrichtung einsetzbar und
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eine "bis über die oberste Spitze des Edelsteins hinaus reichende Immersionsflüssigkeit einfüllbar ist, eine Lichtquelle, die ein Lichtbündel mit einem Bündelquerschnitt in der Größenordnung der kleinsten festzustellenden Einschlüsse liefert, eine Einstelleinrichtung, mit der das Lichtbündel unter einem, vorgewählten Raumwinkel zu dem in den Behälter eingesetzten Edelstein ausrichtbar ist, und eine Bewegungseinrichtung, die den Edelstein und das Lichtbündel relativ zueinander entlang einer vorgewählten Abtastbahn bewegt.
Bevorzugt ist in dem Behälter ein Ultraschallsender angeordnet, der zwischen den Abtastvorgängen die eingefüllte Immersionsflüssigkeit statistisch durchschüttelt.
Die Lichtquelle ist vorteilhaftertieise ein Laser, während bevorzugt die Bewegungseinrichtung wenigstens einen Spiegel umfaßt, der das vom Laser kommende Lichtbündel zu dem in den Behälter eingesetzten Edelstein umlenkt, x^ährend der Spiegel selbst schwenkbar ist, so daß das zu dem Edelstein reflektierte Lichtbündel in vorgewählten Ebenen über den Edelstein verschwenkbar ist.
Zum Verschwenken des Spiegels kann dieser auf einer von einer Antrieb betätigten Schwenkachse angeordnet sein. Ebenso ist es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung möglich, zum Verschwenken des Spiegels eine Einrichtung mit elektromechanischen wie piezoelektrischen Elementen vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Beaufschlagung mit elektrischen Signalen ihre Lage oder Abmessungen und somit die jeweilige Lage des Spiegels verändern.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weist die Bewegungseinrichtung einen Drehkörper, beispielsweise einen Zylinderstab auf, an dessen einer Stirnfläche eine Vielzahl
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gleicher Spiegel facettenartig unter einem vorbestimmten Winkel zur Zylinderlängsachse ausgebildet ist. Hierbei können die Winkel der Spiegel alle gleich oder abgestuft sein. Wenn die Winkel alle gleich sind, ist es erforderlich, nach jedem Verschwenken des Lichtbündels über den Edelstein den Drehkörper um eine vorgewählte Schrittlänge vorzuschieben. Wenn dagegen die Winkel der Spiegel abgestuft sind, ist es möglich, bei einer vollständigen Umdrehung des Drehkörpers mehrere Ebenen des Edelsteins hintereinander abzutasten und dann den Drehkörper um einen größeren Schritt, nämlich die Summe der Abstände der bei einer Umdrehung abgetasteten Ebenen vorzuschieben.
Deshalb umfaßt vorteilhafterweise die Bewegungseinrichtung eine Vorschubeinrichtung, die den Spiegel nach jedem Schwenkschritt um eine vorgewählte Schrittlänge, die höchstens gleich dem Bündelquerschnitt ist, senkrecht zu der Abtastebene verschiebt, viobei die Vorschubabrichtung bevorzugt nach Art einer Mikrometerschraube ausgebildet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine die Intensität des durch den zu untersuchenden Edelstein hindurchgetretenen Lichtbündels messende, lichtempfindliche Einrichtung auf der vom einfallenden Lichtbündel abgewendeten Seite des Edelsteins, z. B. im Bereich des Bodens des Behälters angeordnet und erstreckt sich hierbei vorteilhafterweise über eine Querschnittsfläche, die wenigstens gleich der Projektion der größten Querschnittsflache des zu untersuchenden Edelsteins in Richtung des einfallenden Lichtbündels auf dem Boden des Behälters ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt schematisch:
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Fig. 1 eine Vorrichtung zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen mit einem Laser als Lichtquelle, "bei der der in den Behälter eingesetzte Edelstein und das auf diesen einfallende Lichtbündel relativ zueinander entlang einer Spiralenbahn oder einer mäanderförmigen Bahn bewegbar sind,
Fig. 2 einen geschliffenen Edelstein in Draufsicht mit zwei Einschlüssen,
Fig. 3 eine schematische Aufzeichnung einer spiralenförmigen Abtastbahn, in deren Bereich die beiden Einschlüsse liegen, und
Fig. 4 ein Diagramm des von der unter dem Edelstein angeordneten lichtempfindlichen Einrichtung abgegebenen Signals, wobei die Intensität des Signals I über den Spiralenbahnen, die von innen nach außen gezählt und deren Winkellage angegeben ist, aufgetragen ist.
Nach der"Zeichnung umfaßt eine Vorrichtung 10 zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen einen Laser 12, einen Spiegel 14 und einen Behälter 16. Im Behälter 16 ist parallel zu dessen Boden eine Platte 18 angeordnet, auf die ein zu untersuchender Edelstein 20 aufgelegt werden kann. In die Platte 18 ist eine lichtempfindliche Einrichtung 22 eingesetzt, die Fotowiderstände, Fotodioden oder Fotoelemente umfaßt. Die flächenmäßige Ausdehnung der lichtempfindlichen Einrichtung 22 in der Platte 18 ist so gewählt, daß selbst die größten zu untersuchenden Edelsteine mit ihrer Projektionsfläche auf die Platte 18 innerhalb dieser lichtempfindlichen Einrichtung 22 angeordnet werden können.
In Fig. 1 ist ein Lichtbündel 24 dargestellt, das von dem Laser 12 zu dem Spiegel 14 verläuft und von diesem zu dem
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in den Behälter 16 angeordneten Edelstein 20 reflektiert wird.
Außerdem ist an einer Seitenwand des in Fig. 1 dargestellten Behälters 16 ein Ultraschallsender 26 angeordnet.
Es ist nun möglich, "beispielsweise durch einen entsprechenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Drehantrieb der Platte 18 im Behälter 16 und eine ebenfalls nicht dargestellte Vorschubeinrichtung am Spiegel 14 den zu untersuchenden Edelstein 20 zu drehen und gleichzeitig den Laserstrahl 24- in eine Richtung zu verschieben, so daß eine spiralenförmige Abtastbahn hervorgerufen wird. Das heißt, das von der lichtempfindlichen Einrichtung 22 bei diesem Bewegungsvorgang abgegebene Signal, das direkt abhängig ist von der Intensität des durch den Edelstein 20 hindurchgetretenen Lichtbündels, stellt eine Art spiralenförmiger Abwicklung des Volumens des in Fig. 2 im vergrößerten Maßstab dargestellten Edelsteins 20 dar, was in Fig. 3 durch die Spirallinie 28 angedeutet ist. Ein solches Signal ist in Fig. 4 dargestellt, in welcher die Abszisse des Diagramms die Zahl der Spiralenwindungen von 1,2,3 usw. von innen nach außen der Spirallinie 28, die nach Winkelgraden unterteilbar sind, und die Ordinate die Größe des Signals, d. h. die Intensität des jeweils durchgetretenen Lichtbündels angibt.
Wenn ein Edelstein zwei Einschlüsse 30 und 32 aufweist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, dann tritt der kleine Einschluß 30 infolge der durch ihn bewirkten Streuung des Laserstrahls als ein Einbruch 34 in dem sonst ständig gemessenen Maximalst gnal zwischen der dritten und vierten Spiralwindung bei etwa 27Ο0 in Erscheinung, während der große Einschluß 32 im Bereich der Spiralwindungen 3 his 8 und folgende jeweils kurz vor 180 mehrfach, nämlich erst zunehmend und dann wieder abnehmend bei 36, 36', 36", 36"' ebenfalls in Form eines
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Einbruchs in dem sonst ständigen gemessenen Maximalsignal auftritt. Sowohl die Breite als auch das mehrfache Auftreten von Signaleinbrüchen hintereinander an der gleichen Winkel-■stellung aufeinanderfolgenden Spiralwindungen sind Anzeichen für die Ausdehnung des festgestellten Einschlusses.
Es ist ebenso möglich, bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sowohl die Platte 18 als auch den Behälter 16 ortsfest zu halten, d. h. ebenfalls den zu untersuchenden Edelstein 20 ortsfest zu lagern und stattdessen den Spiegel 14· so mittels einer Schwenkeinrichtung zu schwenken, daß das Lichtbündel 24 in Ebenen senkrecht zur Zeichenebene hin- und herzu schwenken, während gleichzeitig eine Vorschubeinrichtung vorgesehen ist, die den Spiegel 14- insgesamt in Richtung des von dem Laser 12 zum Spiegel 14 verlaufenden Teils des Lichtbündels 24 in vorgewählten kleinen Schritten nach jedem. Abtastschritt verschiebt.
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Claims (1)

  1. Pat entansprüche
    Verfahren zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils untersuchte Edelstein (20) mit einem eng gebündelten Lichtbündel (24), dessen Bündelquerschnitt in der Größenordnung der kleinsten festzustellenden Einschlüsse (30, 32) liegt, über seine gesamte, senkrecht zxim einfallenden Lichtbündel (24*) liegende Querschnittsebene entlang Abtastbahnen (28) abgetastet wird, deren gegenseitiger Abstand höchstens gleich dein Bündelquerschnitt ist, und daß die Intensität des Lichtbündels (24'), nachdem es vom untersuchten Edelstein (20) beeinflußt worden ist, gemessen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zu untersuchende Edelstein (20) abgetastet wird, während er in einer Immersionsflüssigkeit (38) einschließlich seiner obersten Spitze (40) vollständig untergetaucht ist, und daß die Intensität des durch den Edelstein (20) hindurch tretenden Lichtbündels (24') gemessen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechzahl der Immersionsflüssigkeit (38) der Brechzahl des Edelsteins (20) für die Wellenlänge des einfallenden Lichtbündels (241) soweit als möglich angenähert ist.
    4. Verfahren nach Anspruch 35 dadurch gekennzeichnet, daß
    die Brechzahl der Immersionsflüssigkeit (38) bei der Untersuchung von Diamanten zwischen 2 und 2,4 liegt.
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    5· Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Brechzahl der Immersionsflüssigkeit (38) wenigstens
    2,2 beträgt.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untersuchte Edelstein (20) mit
    seiner Tafel (42) rechtwinklig zur Bündelachse ausgerichtet und von dem einfallenden Lichfbündel (24-') abgewendet
    abgetastet wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils untersuchte Edelstein (20) ein zweites Mal unter einem anderen, vorgewählten Räumwinkel zur Lichtbündelachse angeordnet, vollständig abgetastet wird.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils untersuchte Edelstein (20) unter demselben Raumwinkel wenigstens ein zweites Mal abgetastet wird, nachdem die Teilchen der Immersionsflüssigkeit (38) statistisch verschoben worden sind.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit (38) zwischen den Abtastvorgängen
    mit einem eingetauchten Ultraschallsender (26) durchstrahlt oder durch Kippen des Behälters (16) verschoben wird.
    10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Lichtbündels (24, 24') etwa 0,03 mm und der gegenseitige Abstand der Abtastbahnen (28) 0,02 mm beträgt.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbündel (24, 24') ein Laserbündel ist.
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    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einfallende Lichtbündel (24-') und der jeweils untersuchte Edelstein (20) während dessen Abtasten relativ zueinander entlang einer Spiralenbahn (28) verschoben werden.
    13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das einfallende Lichtbündel (2V) und der jeweils untersuchte Edelstein (20) während dessen Abtasten relativ zueinander entlang einer streifenförmigen oder mäanderförmigen Bahn verschoben werden, so daß der Edelstein (20) entlang parallelen Querschnittsebenen abgetastet wird.
    14. Vorrichtung zur Ermittlung und Größenbestimmung von Einschlüssen in Edelsteinen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 1J, gekennzeichnet durch einen Behälter (16), in welchen der jeweils zu untersuchende Edelstein (20) in einer vorgewählten Ausrichtung einsetsbar und eine bis über die oberste Spitze (40) des Edel steins (20) hinaus reichende Immersionsflüssigkeit (38) einfüllbar ist, eine Lichtquelle (12), die ein Lichtbündel (24, 24') mit einem Bündelquerschnitt in der Größenordnung der kleinsten festzustellenden Einschlüsse (30, 32) liefert, eine Einstelleinrichtung, mit der das Lichtbündel unter einem vorgewählten Raumwinkel zu dem in den Behälter (17) eingesetzten Edelstein (20) ausrichtbar ist, und eine Bewegungseinrichtung (14), die den Edelstein (20) und das Lichtbündel (24*) relativ zueinander entlang einer vorgewählten Abtastbahn bewegt.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (16) ein Ultraschallsender (26) angeordnet ist, der zwischen den Abtastvorgängen die eingefüllte Immersionsflüssigkeit (38) statistisch durchschüttelt.
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    — Jf —
    16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) ein Laser ist.
    17- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 "bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung (14-) wenigstens einen Spiegel umfaßt, der das vom Laser (12) kommende Lichtbündel (24, 24') zu dem in den Behälter (16) eingesetzten Edelstein (20) umlenkt.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (14) schwenkbar ist, so daß das zu dem Edelstein (20) reflektierte Lichtbündel (24') entlang vorgewählten Ebenen über den Edelstein (20) verschwenkbar ist.
    19- Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken des Spiegels (14) eine Einrichtung mit elektromechanischen wie piezoelektrischen Elementen vorgesehen ist.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung das Laserbündel elektrooptisch, ζ. B. mittels Flüssigkristalleilen, verschwenkt.
    21- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung einen Drehkörper wie einen Zylinderstab aufweist, an dessen einer Stirnfläche eine Vielzahl gleicher Spiegel facettenartig unter einem vorbestimmten Winkel zur Körperlängsachse ausgebildet ist.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel der Spiegel alle gleich sind.
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    "f 24U644
    23. Vorrichtung nach. Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel der Spiegel abgestuft sind.
    -24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine Vorschubeinrichtung umfaßt, die den Spiegel nach jedem
    Schwenkschritt um eine vorgewählte Schrittlänge, die
    höchstens gleich dem Bündelquerschnitt ist, senkrecht zu den Abtastebenen verschiebt.
    25· Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß - die Vorschubeinrichtung nach Art einer Mikrometerschraube ausgebildet ist.
    26. Vorrichtung .nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Intensität des durch den zu untersuchenden Edelstein hindurchgetretenen Lichtbündels (24*) messende, lichtempfindliche Einrichtung (22) auf der dem Lichtbündel (24') abgewendeten Seite des Edelsteins (20) angeordnet ist.
    27- Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Einrichtung (22) eine flächenmäßige Ausdehnung aufweist, die wenigstens gleich der Ausdehnung der zu ihr parallel liegenden größten Querschnittsebene des zu untersuchenden Edelsteins (20) ist.
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DE19742444644 1974-09-18 1974-09-18 Verfahren und vorrichtung zur ermittlung und groessenbestimmung von einschluessen in edelsteinen Withdrawn DE2444644A1 (de)

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