專利名稱：一種寶石折射儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于寶石鑒定儀器。
寶石折射儀有幾種類型，但它們的結(jié)構(gòu)的基本一致，由下列部分組成(

圖1)鈉光光源16，測試?yán)忡R15，擋光板11，標(biāo)尺12，反射鏡13和目鏡14。測試?yán)忡R采用玻璃材料。1981年，美國的C.S.Hurlbut采用立方氧化鋯(一種人造晶體)為材料，做成半園柱體形的測試?yán)忡R。并做成了新型的折射儀(Gems Gemology，Vol17，1981，93－95，A cubic zirconia refractometer)。立方氧化鋯折射率高(2.15～2.23)而且硬度大，化學(xué)穩(wěn)定性好。從而克服了玻璃材料的許多不足，但是，這種折射儀也存在一些不足，采用半園柱體的測試?yán)忡R，材料損耗大，成本高；其二，觀察效果不好；其三，加工困難。目前國內(nèi)少有廠家能加工這種異形的光學(xué)元件。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種寶石折射儀，使之加工方便，成本低，觀測效果好。
本實用新型由外殼1，立方氧化鋯棱鏡2、功能透鏡3、檔光板4、標(biāo)尺5、反射鏡6，目鏡7和單色光源8組成。其結(jié)構(gòu)為，單色光源8發(fā)出的光線，射入棱鏡2，其反射光經(jīng)過功能透鏡3，標(biāo)尺5，反射鏡6，進(jìn)入目鏡7(圖2)。
圖1現(xiàn)有的半園型折射儀結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖3立方氧化鋯棱鏡2正視圖圖4立方氧化鋯棱鏡2側(cè)視圖立方氧化鋯棱鏡2為近于梯形的棱柱體(圖3，圖4)，上下底面為長方形，上底面拋光，長15mm－25mm，寬4mm－8mm，為測量工作面，棱鏡的側(cè)面，一邊為拋光斜面，一邊磨砂的弧面，棱鏡高8mm－12mm，上底面與斜面的夾角為42度－52度，在下底面中心對稱開有兩條槽溝，深3－5mm，兩溝間隔3－5mm，用以檔光。檔光板挖有棱鏡可以嵌入的凹槽，位于棱鏡2下方，以此檔住光源8光線直接射入觀察目鏡7。標(biāo)尺5為直標(biāo)尺，采用幾個已知折射率的浸油，實測標(biāo)定后，用曲線擬合的辦法，求出刻度間的距離，然后采用光刻或翻拍的方法制成透明的標(biāo)尺。
功能透鏡3采用常規(guī)的具一定消球差性能的復(fù)合透鏡或多片透鏡組合做成。功能透鏡3的焦距為20mm－40mm，直徑為20mm－35mm，前焦點與立方氧化鋯棱鏡2的工作面中心重合，后焦面在標(biāo)尺5上。反射鏡6安裝在標(biāo)尺5的側(cè)下方，目的是改變光線的前進(jìn)方向，使之射入目鏡7。反射鏡與外殼1底面的夾角7度－12度。目鏡7為常規(guī)的雙凸透鏡，焦距為60mm－70mm，目鏡7與標(biāo)尺5的光學(xué)線路距離為50mm～55mm。單色光源8安裝在立方氧化鋯棱鏡2的磨砂弧面一側(cè)，離弧面2mm～4mm。上述部件都固定在外殼1內(nèi)。(棱鏡2的上底面與斜面的夾角為棱鏡角。)本實用新型在測試寶石折射率時，先在棱鏡2的工作面上滴上浸油9(浸油的折射率應(yīng)大于待測寶石的折射率)，然后在浸油上放上待測寶石10。光源8發(fā)出的光線經(jīng)立方氧化鋯棱鏡2的磨砂弧面散射后射到工作面與寶石的界面上，大于臨界角入射的光線發(fā)生完全內(nèi)反射，反射光線從立方氧化鋯棱透鏡2的斜面射出，功能透鏡3將光線會聚，照到標(biāo)尺5上，標(biāo)尺為透明的，光線繼續(xù)向前傳播，經(jīng)反射鏡6反射，進(jìn)入目鏡7。這樣，從目鏡7可以觀察到陰影邊界。此邊界數(shù)值即為待測寶石的折射率。
本實用新型將現(xiàn)有技術(shù)中單一的立方氧化鋯半園柱體形的測試?yán)忡R分解成由立方氧化鋯棱鏡與功能透鏡組合而成的測試功能系統(tǒng)。由于本立方氧化鋯棱鏡的幾何形態(tài)簡單，加工簡便，既節(jié)約材料，又提高了加工精度；功能透鏡采用復(fù)合透鏡或多片透鏡組合，成象性能好于柱面透鏡，提高了觀察效果；從而本實用新型，降低了成本和系統(tǒng)誤差，提高了觀察效果和測量精度。
本實用新型根據(jù)實際需要，可以做成多種規(guī)格的折射儀。
實施例1立方氧化鋯棱鏡的棱鏡角取45度，棱鏡寬8mm，長25mm，高12mm；功能透鏡為消球差的復(fù)合透鏡，焦距為33mm；直徑21mm；實施例2立方氧化鋯棱鏡的棱鏡角為48度，棱鏡寬5mm，長20mm，高8mm；功能透鏡為兩平凸透鏡組成的消球差鏡組，平凸透鏡，凸面相對平行排列，透鏡組焦距29mm，直徑28mm；
實施例3立方氧化鋯棱鏡的棱鏡角取50度，棱鏡寬6mm，長18mm，高8mm；功能透鏡為兩平凸透鏡組成的消球差鏡組，平凸透鏡凸面相對平行排列，透鏡組焦距26mm，直徑30mm；本實用新型主要用于測量寶石折射率，測量范圍從1.35至2.10。
權(quán)利要求1.一種寶石折射儀，由外殼、立方氧化鋯棱鏡、檔光板、標(biāo)尺、反射鏡、目鏡、單色光源組成，其特征在于立方氧化鋯棱鏡和功能透鏡3組成功能測試系統(tǒng)；立方氧化鋯棱鏡，為近于梯形的棱柱狀，上底面為拋光平面，下底面中心對稱開有槽溝，側(cè)向相對一面為拋光斜面，一面為磨砂弧面，斜面與上底面夾角為42度-52度，功能透鏡為復(fù)合透鏡或多片透鏡組合，其焦距20mm-40mm，直徑20mm-35mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寶石折射儀，其特征在于立方氧化鋯棱鏡高8mm－12mm，上底面為長方形，長15mm－25mm，寬4mm－8mm下底面槽溝深3mm－4mm，間隔3mm－5mm。
專利摘要一種寶石折射儀是寶石鑒定儀器，采用近似梯形的棱柱體的立方氧化鋯棱鏡和復(fù)合透鏡或多片透鏡組合成的功能透鏡形成測試功能系統(tǒng)，取代以往折射儀的單一的測試?yán)忡R，加工方便，成本低，提高觀測精度減少了系統(tǒng)誤差，本實用新型主要用于測量寶石的折射率。
文檔編號G01N21/41GK2101234SQ9121818
公開日1992年4月8日 申請日期1991年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月9日
發(fā)明者袁心強 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)