[发明专利]宝石对准

说明书

技术领域

本发明涉及诸如钻石之类的宝石的对准。

背景技术

为了观察或测量诸如钻石之类的宝石的性质或性能，或者为了在其它操作之前对准宝石，期望在操作人员付出最少的劳动的情况下相对于仪器以稳定一致且可重复的方式设置宝石的取向。

例如，为了观察观察抛光后的钻石的切平面上的铭文，观察装置可以设置为直接检查宝石的切平面，由此限定从钻石的切平面的中心向观察系统的中心线(其可以为入射光瞳的中心)绘制的法线的轴线应当垂直于于切平面。换句话说，想要观察装置沿着垂直于切平面的轴线直接检查切平面的中心。

其它配置是可行的，例如照明和观察装置以相等的角度设置在应当垂直于切平面的名义轴线的两侧。通常，可能需要将对准实现到具体容许量，这取决于系统的孔径或孔。

在另一个示例中，可能希望测量钻石的外观，其中从相对于切平面的法向的至少一个指定角位置提供照明或照射。在这种设备中，将获得不一致的结果，除非可以以可靠的方式设置切平面的法向的取向。

通过一工艺能够实现令人满意的对准，该工艺涉及在切平面面朝下的情况下将宝石搁在已经被以想要的取向预设的玻璃窗口上。这种布置具有的优点是，切平面和玻璃窗之间的密切接触允许在不必提供其它倾斜调整的情况下对准。然而，可能仍然需要对准中心或定中心调整。而且，来自玻璃窗的反射以及使用玻璃窗时从上表面反射的光和切平面之间的干涉条纹对图像质量可能是有害的。通过提供具有抗反射涂层的玻璃可以消除这些问题，但这种涂层易碎并且可能容易被宝石刮伤或以其它方式损坏，并且还可能变脏或污染。因此这种技术对于要求精确测量的任何情况都不是理想的。

另一种常用方法是将抛光的宝石放置在圆锥形开口或漏斗中，因此宝石以切平面在最上面的方式位于圆锥体中，环形刻面或环绕的刻面由圆锥体的唇边支撑。对于圆形宝石，如圆形多面形的切割钻石，可以采用简单的圆锥体，而其它形状可能受益于匹配的互补的开口。圆锥体可以具有位于底部的小孔，其经由管道通向真空泵，真空泵通常设置有诸如开关之类的简单控制装置，以便操作人员可以启动真空泵以提供真空。这种设备可以被称为真空卡盘。

优选的是设计和对准这种设备，以便在一旦将宝石放置到位时切平面是水平的。重力将倾向于将宝石拉入孔中，并且在没有摩擦力的情况下，宝石将安放在宝石重心位于最低可能位置的点处和最低势能点处的稳定平衡位置。对于具有对称度的钻石，特别是对于处于圆锥体中的圆形多面形的切割钻石，将存在单个平衡点(如果不围绕垂直轴线旋转)并且该单个平衡点将对应于想要的取向或方位。如果设置真空泵，则可以启动真空泵，以便作用在钻石上侧的大气压力可以将宝石保持在合适的位置。

不幸的是，宝石和锥体之间的摩擦力阻止钻石安放在稳定平衡点。虽然该摩擦力通过为锥体的内表面选择合适的材料或抛光可以被减小，但不能被消除，并且这限制了该对准方法的精确度。甚至应用真空通常也不能驱使钻石至理想位置，因为摩擦力与由大气施加的作用力成比例地增加。

发明内容

本发明提供了用于克服或减少与对准过程相关的误差的方法和设备。本发明还提供了用于减少时间或降低由操作人员要求的技能水平以便于对准的方法和设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于将物件与预定垂直轴线对准的设备。该设备包括喷嘴或孔口，所述喷嘴或孔口在使用中向上延伸(并可以发散)并与所述垂直轴线对准。所述喷嘴的尺寸形成为允许所述物件在重力的作用下安放在喷嘴其中，以便由喷嘴支撑所述物件。流体供给系统将足以将所述物件支撑在所述喷嘴内或上方的压力下流体供给至所述喷嘴。该流体供给系统包括用于控制供给至所述喷嘴的流体的压力的流体压力控制系统。

这使得能够将物件(如宝石)支撑喷嘴上部的正上方或上部内的流体(如，空气)的垫上。流体压力控制系统可以设置为在有限时间段(大致在数十秒至数秒之间，如在约0.1秒至约10秒的范围内，更优选在约0.1秒至5秒的范围内)内将述喷嘴处的流体压力逐渐降低到大气压力附近或以下。这允许将物件逐渐安装在喷嘴中的最低势能点处。

所述流体供给系统可以包括被设置为沿着流体路径向所述喷嘴输送高压流体的泵和用于中断(或反向)所述高压流体的供给的装置。所述流体压力控制系统可以设置在所述流体路径中并被配置为延长所述泵处的流体压力变化的所需时间。这具有的效果是，当来自所述泵的高压流体的供给中断时，所述喷嘴处的流体压力在所述有限时间段内降低。本文中的″高压″将被理解为是指足够高至可以由喷嘴上方或内部的流体垫支撑物件的压力。