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测反射率的仪器有哪些

发布时间:2022-06-29 05:53:00

Ⅰ 高光谱仪Hyperion

一、内容概述

Hyperion高光谱传感器也是推扫式的,它装载在2000年发射的NASA EO-1卫星上,并作为一项为期一年的技术校准和/或示范任务的一部分。Hyperion可提供高分辨率的高光谱图像,波长范围0.4~2.5 μm,总共220个光谱波段,分辨率为30m。这220个很窄的光谱波段要求每一个像元足够大,以便保证合理的高信噪比。

二、应用范围及应用实例

首先在澳大利亚Mt.Fittion地区开展了Hyperion数据评估,尽管发现其数据噪声较高,也被认为是成功的。不过,国外文献对其评价一般不高。例如,有人认为其50∶1 的信噪比一般除了对理想的、高度干旱环境有用外,对其他任何环境而言都不足以识别某一种蚀变矿物(Agar,2007)。因为一个30 m的像元通常将会产生混合矿物光谱,因而需要极高的(如>200∶1)的信噪比,才能解决亚像元级矿物填图问题。由于Hyperion数据成本相对较高,且缺少保留存档的数据,加上对任务数据获取的需求较少,这些都限制了其在矿产勘查中的应用。不过不管怎么说,它至少从技术上表明星载高光谱遥感是完全可行的。

1.岩性识别

纳米比亚Rehoboth地区是一个半干旱区,基岩很少出露,主要被大量风化和侵蚀形成的不同时代的堆积物所覆盖。钙质结砾岩广泛分布,局部被沙丘掩埋,植被少量发育。选择了两块区域进行实验,一块面积约1.6km2,主要由钙质结砾岩和植被组成,只有少量冲洪积物;另一块面积约2.7km2,都是近代冲积物堆积,由各种不同岩性组成。

第一块区域Hyperion图像上至少有一个单一岩性的像素,第二块区域则没有(Gomez et al.,2007)。分别在这两块区域都采用独立成分分析(ICA)与N-FindR方法,对Hyperion图像进行处理,进行岩性识别。

第一块区域不管采用哪一种方法都获得了跟野外观察一致的结果:①N-FindR方法可识别(并定量表示)分布在河岸上的钙质结砾岩,以及分布在河床里的部分植被和钙质结砾岩;②ICA方法可识别(并定量表示)表面地层中(河床除外)少量的砂岩,以及河床里的黑色灰岩和钙质结砾岩(图1)。

第二块区域近代冲洪积物通过ICA和N-FindR两种方法识别的结果都跟野外观察吻合。这两种方法都识别出了冲积物下游的沙以及河床内较多的钙质结砾岩。通过冲积物东侧绿色片岩上沙、石英和石英碎屑及植被的分布情况,可重新修正冲积物与页岩和砂岩地层之间的界线。少量的砂岩可通过N-FindR方法来识别,而少量黑色灰岩可通过ICA方法来识别。

图1 第一块区域四种成分的含量图

(a)N-FindR方法;(b)ICA方法

2.矿物识别

研究区位于印度中部恰蒂邦的Dongargarh镇附近。花岗岩分布广泛,它极易发生化学风化(即高岭土化),而长石则发生不同程度的蚀变,并由于蚀变和交代形成细粒高岭石矿物的集合体。花岗岩彻底的高岭土化会使岩石被还原成跟土壤一样易碎的物质,只有石英才能幸存下来。此外,研究区受季风气候(如强烈降雨)的影响,在很大程度上促进了长石蚀变。通过遥感技术了解岩石和土壤的矿物成分与空间分布特征,对于进一步开展矿产勘查具有重要意义(Bhattacharya et al.,2012)。

首先采用ASD公司的野外便携式光谱仪对有代表性的岩石和土壤进行了测量,然后与USGS光谱库进行对比,确定了高岭石、累托石和沙漠漆等主要蚀变或风化产物。然后采用ENVI软件,对Hyperion数据进行处理,通过光谱角填图(SAM)及光谱特征拟合(SFF)算法,对影像数据中包括奥长石在内的4种蚀变或风化产物进行了识别与填图。

如前所述,研究区多数被具有花岗质亲和性的土壤和花岗质围岩所覆盖,许多地方发生了彻底的高岭土化蚀变,只留下一点腐烂易碎的物质。然而,通过SAM分类填图结果(图2)可以看到,高岭石主要分布在出露的花岗岩露头周围,那里的风化作用最强。奥长石呈补丁状散落在整幅图中,但在弱风化岩石出露的地方其含量相对较高。累托石是另一种黏土矿物,在图幅南部与西南部的含量相对较高,那里的岩石主要是流纹岩。最后一种也是研究区最重要的类型是岩石表面覆盖的黑色的物质,称为沙漠漆。分类结果详见表1。

表1 类型分布情况

续表

图2 研究区SAM矿物分类图

三、资料来源

Bhattacharya S,Majumdar T J,Rajawat A S et al.2012.Utilization of Hyperion data over Dongargarh,India,for mapping altered/weathered and clay minerals along with field spectral measurements.International Journal of Remote Sensing,33(17),5438~5450

Gomez C,Le Borgne H,Allemand P et al.2007.N⁃FindR method versus independent component analysis for lithological identification in hyperspectral imagery.International Journal of Remote Sensing,28(23),5315~5338.

Ⅱ 材料的漫反射系数怎么测量用什么仪器测量

方案一:M2035光谱仪
M2035光谱仪是一台具有350mm焦距、f/4.8焦比、高分辨率、高通量等特性的单色仪。该单色仪可用于常规扫描应用及配合多通道阵列探测器用于成像。
其分辨率高达0.05nm,波长范围在185nm
to
78um,误差在±
0.2nm.
M2035光谱仪配合不同线密度光栅得到理想的分辨率,用户可根据实际需要选配。
Mycro光谱分析部门提供的标配光栅线密度为:1200g/mm全息光栅(峰值可达250nm)、600g/mm及300g/mm
光栅峰值分别可达1um、2um。
方案二:M272光谱仪+带探测器的积分球和光源。
该经济型系统仅能测量漫反射系数。
M272光谱仪是一台具有焦距200mm、f/2.0焦比、高通量等特性的单色仪,配合不同线密度光栅可以得到满足不同波长范围及分辨率要求
M272光谱仪采用凹面光栅来聚焦光和分散光。该光栅具有像差校正功能,使球面像差及散光最小化。

Ⅲ 如何通过光谱仪测量反射率

让光全部通过探测器就可以,用黑布遮住,消除杂光的影响,一般软件设计都会有一点扣除暗背景,也是消除环境光的影响

Ⅳ 测光在玻璃中界面出的反射率用什么仪器

可能参考一下紫外复透射反射仪,制或者折射仪之类的,这类仪器多用于光学的反射和折射。可参考 http://www.shhk.com.cn/proct_detail-3591.htm 这类资料 。希望能帮到你。

Ⅳ 用什么仪器可以测玻璃的反射率

物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比,称为反射率。不同物体的反射率也不同,这主要取决于物体本身的性质(表面状况),以及入射电感波的波长和入射角度,反射率的范围总是反射率小于等于1,利用反射率可以判断物体的性质。[1

Ⅵ 反射率的测定方法

反射率是不透明矿物最重要的光学性质,是鉴定矿物的主要光学常数。其测定方法一般有光电学方法(光电光度法)和光学方法(视测光度法和简易比较法)。

一、光电学方法

光电学方法(光电法或光电光度法)是利用光电效应的原理,即利用光电元件所产生的光电流与其受照光强成正比的原理来测定矿物反射率。其方法是在同一条件下,分别测取“标准”与欲测矿物的光电流强度,从而根据已知反射率的“标准”计算出欲测矿物的反射率。测反射率的光电装置,按所采用光电元件种类可分为光电池、光电管和光电倍增管显微光度计。前两种由于其灵敏度及准确性差而被淘汰;光电倍增管显微光度计其灵敏度高,能测直径小至0.5 μm面积的光强。所以被国际矿相学委员会规定为测定反射率的标准仪器。

图2-4 光电倍增管结构示意图

光电倍增管显微光度计(法)因光的接收元件为光电倍增管而得名。由于它被光照后,其光电流强度(发射的光电子数)与照度(入射光强)成正比的线性关系较好,能感受很弱的光,故对细小矿物能精确地测其反射率。光电倍增管由阳极、阴极和多个二次发射靶屏极组成(图2-4)。当光照射到光电阴极便会发射光电子,由于第一靶屏D1 与阴极间的电压差所产生的静电场作用,使光电子被吸到D1 上,并在那里打出更多的二次电子落到第二靶屏D2 上,又成倍地产生了新的第二次电子。这样经过多个(10 个~15个)靶屏极多次的第二次电子发射,当达到阳极时,其光电子将比原来多出几百万倍,从而提高了灵敏度。阳极输出的电流可用灵敏检流计测定。光电倍增管外加电压一般为700 V~3000 V。

图2-5 MPV-1型光电倍增管光度计在反射光中测定原理示意图

1—物台;2—光片;3—物镜;4—孔径光栏(像);5—目镜光栏;6—目镜;7—半透明反射器;8—反射棱镜;9—透镜;10—观察目镜光栏;11—目镜的出射光瞳;12—测量光栏;13—半透明反射器;14—毛玻璃;15—光电倍增管;16—测量光栏照明灯泡;17—反光显微镜照明系统;18—观察目镜;19—反射玻片;20—补偿棱镜;21—人眼

光电倍增管及其光度计目前已有很多光学工厂生产。常见的有奥普同厂生产的MPM型和莱茨厂生产的MPV系列,后者分1、2和3型。MPV光度计基本组成部分包括:OR-THOPLAN型显微镜;带有稳压器和干涉滤光器的光源;光电倍增管及它所用的稳压高压电源;测定光电流的仪表、数字显示器和微处理机等。MPV-1型光度计测定反射率时光线进行情况见图2-5。光线由照明系统17入射,经反射器19向下经物镜3至光片2,从光片反射向上再经物镜、玻片反射器至目镜6,透过目镜至半透明反射玻片7上,部分透射向上至倍增管15;另一部分反射向右进入观察目镜中,在此观察被测矿物的影像。在12处有一测量光栏,用它来限定被测面积,此光栏被小辅助灯16照明后,其影像经7和反射棱镜8反射后,也进入观察目镜重叠在被测矿物影像上,以便选择测定部位。此外,视野光栏5也重叠在被测矿物的影像上,它比光栏12大一些。这样用双重光栏遮挡可使射入被测范围内的有害杂光减至最少。测定时从电流计上读出电流读数,然后计算出所测的光学常数(反射率)。

反射率“标准”

不论用哪种方法测定矿物的反射率,都需与反射率已知的标准物质进行对比。这种简称“标准”的物质其选择颇为重要,因为它对测定反射率的精确性起着决定作用。作为“标准”的物质,须具备的条件是:化学成分固定、化学性质稳定不易腐蚀,反射率色散曲线近于水平,均质性,无内反射,硬度高不易划伤并能磨光成平整的镜面。

所用标准按上述要求条件及实际工作需要可分两个等级。一级“标准”的反射率是通过“光强直接测定法”标定,或根据对其所测定的N、K值计算法而得出;二级标准可利用一级标准用“光电光度法”标定。国际矿相学委员会(COM)规定三种人造物质作为“标准”(一级标准):黑色中性玻璃,空气中平均反射率为4.5% ±;碳化硅(SiC)单晶体切面的磨光片,空气中平均反射率为20% ±;碳化钨(W,Ti)C的底面磨光片,空气中平均反射率为45% ±。各种“标准”对不同波长光的反射率精确测定值由所供工厂给出,并经责任工程师书写在每个“标准”所附的卡片上。

二、光学方法

此法是借助装在显微镜上的视测光度仪来测定矿物的反射率,或在显微镜下同一视域中来比较两种矿物(“标准”与欲测矿物)的反光强度(反射率)。前者称视测光度法,后者为简易比较法(视测比较法)。视测光度法主要有裂隙显微光度仪法和视觉显微光度仪法等。由于均以观测者的视觉为准,故难免带有主观因素,所以精度较差,达不到精度要求,现已被淘汰。在日常的一般鉴定工作中,有时只需知道欲测矿物反射率的大致范围,即可查表定出矿物时,可采用简易比较法。由于它除显微镜外不需专门仪器及附件,操作简便而易于掌握。

反射率简易比较法

其具体方法是将欲测矿物和标准矿物光片用软泥紧密镶在载玻璃上,再用压平器压于同一水平面上,置于镜下以目力比较其反射率。即在同一视域中比较两矿物的明亮程度(代表反射率);若标准矿物与欲测矿物不能出现在同一视域中进行比较时,可反复迅速推移载片来比较它们的亮度。当待测矿物与几种标准矿物比较后,即可定出欲测矿物反射率的范围(高于或低于某些矿物,应属于哪一反射率级)。本书鉴定表是以下列四种标准反射率矿物(表2-1)将反射率分为五级:

表2-1 四种二级标准矿物反射率值

R>黄铁矿R Ⅰ级

黄铁矿R>R>方铅矿R Ⅱ级

方铅矿R>R>黝铜矿R Ⅲ级

黝铜矿R>R>闪锌矿R Ⅳ级

R<闪锌矿R Ⅴ级

Ⅶ 光学性能检测包含哪些检测项目

现代光学元件的检测内容与方法具体有下列几个方面:
一、光学材料性能内的检测容::
折射率,色散,非均匀性,应力双折射,气泡与杂质,条纹,光吸收等
二、光学元件的基本量测量:
平面(棱镜):几何尺寸 面形,角度,平行度
透镜:几何尺寸:外径,厚度,倒边 面形,中心偏
元件表面质量:划痕, 麻点,粗糙度
元件薄膜: 厚度、均匀性、透过率、应力、形变、偏振等
三、光学系统特性参数的测量:
显微镜:放大率,数值孔径
望远镜:焦距,放大率,相 对孔径,视度
照相物镜:相对孔径,分辨率,像面照度, 杂光系数
四、光学系统参数与像质检测:
焦距与星点测量,分辨率测量,几何像差测量,波像差检验,透过率测量,像面照度测量,杂光系数测量,光学传递函数测量
五、光源和接收器、激光参量和波面质量的检测等方面也都属于光学检测范围。
另外,还有非光学量用光学测量的种种方法进行检测:位移、形变、形貌等方面也都属于光学检测范围。

Ⅷ 反射率仪的使用方法和注意事项是什么呢

反射率测定仪使用方法:1、把探头与电控箱连接,同时接上电源,开机预热1520分钟。此时应把探头放在黑色标准板上为佳。2、校零:把探头放在黑色标准板上,调整主机的校正旋钮,使主机数字显示为00.0,允许变动±0.1。3、校正标准值:把探头放在白色标准板上,调整主机的校正旋钮,使主机显示的数值与白色标准板的标定值一致,允许变动±0.1。反复2-3条几次,使主机显示的数值满足校零、校正的要求。(注:标准板值为小数点后两位,校正时,请用户自行四舍五入保留一位小数。)4、测量RB值:把探头移至放有试样的黑色工作陶瓷板上,显示器所显示的数值即为RB值(或参照有关国家标准要求进行)。5、测量Rw值:把探头移至放有试样的白色工作陶瓷板上,显示器所显示的数值即为Rw值(或参照有关国家标准要求进行)。6、计算求得对比率RB/Rw值。反射率测定仪注意事项:1、为保证测量精度,仪器应经常校准,允许偏差为±0.1。2、为克服光电池的光照疲劳现象,在测试的间隙时间内应将探头放在黑色标准板上面。3、试样的制备应严格依照相关的国家标准规定进行。

Ⅸ 反射式黑度仪黑度是如何计算的

反射式黑度计是一种高灵敏度的反射率测量仪器,用于测量黑色及深灰色物体表面的黑度程度,适用于油墨涂料,炭黑及橡胶工业中炭的着色强度和黑度的测定,仪器的测量精度与美国试验、材料协会标准(astm)指定的densichon型反射式光度计有良好的相关性。

仪器的测量电路选用高精度,低漂移集成运算放大器和大规模集成电路a/d转换器,因此仪器读数稳定,工作可靠,使用方便。

1、超小型的设计可以放在口袋里,更便于携带及现场测量,是目前国内体积最小,重量最轻的白度仪。
2、超省电的设计,使用一节5号电池(充电电池或者碱性电池均可),便可 操 作。一节新电池可以连续使用50个小时以上, 大约可以测量一万个数据。
3、特殊的防潮工艺可以让您放心在各种恶劣的环境中使用。
4、即开即测,无需等待时间,数值稳定、无漂移,便于快速测量。
5、长寿命的光源,无需更换。
6、标准灰度传递标准值,准确可靠。
7、可以选配粉样盒与压样器进行准确的粉体测量。

型号:MN-B
投射角度:45/0
测量范围:0~199.9
漂移:<0.5%
光源:D65光源
重复性:0.2
电源:1.5vAA
窗口尺寸:12×26mm
体积:114×32×64mm
主机重量:300g
主要用途:炭黑,油墨。

Ⅹ 钻石鉴定相关仪器

一、热导仪

物质的热能可通过三种方式进行传递:传导、对流和辐射。在室温条件下,主要是传导。

热有四种固有的特性,即热导率、热扩散率、传热系数和比热容。其中热导率对于物质而言是一常数,表示每秒钟通过一定厚度的物质的热量。热导率的测量单位为瓦特每米每摄氏度(W/m·℃)。热导仪是根据宝石的导热性能设计并制造的,它是一种用途较为专一的鉴定仪器。由于在所有宝石中,钻石具有极高的导热性能,因此,热导仪主要用于鉴别钻石及其仿制品(见图2-1-56)。

图2-1-56 热导仪外观

(一)设计原理

对于非均质体晶体而言,因为晶体结构的异向性,不同方向热导率不同。

通常认为热量的传递是通过自由电子和光子进行的。因此,金属的热导率较非金属大,而非晶质体中由于结构单元的无序性,光子产生更多的散射,因此晶体的热导率(λ较非晶体大。然而钻石是一例外,虽为非金属,但其热导率却比金属还要大(见表2-1-4)。其原因是,钻石的热导率与钻石晶体中碳原子振动或共振频率有关。在钻石晶体中,C原子非常轻,而结合的键力却很强。因此,原子的震动或共振频率非常高,并且C原子振动时消耗的能量非常小,热量可以非常迅速地传过钻石而不会被吸收。

表2-1-4 几种材料的热导率

(二)结构

热导仪包括热探针、电源、放大器和读数表四部分。读数表可由信号灯或鸣叫器代替,显示测试结果。电源为热探针供热,并为整个仪器供电。整个热导仪的关键元件是热探针,仪器内部结构如图2-1-57所示。

图2-1-57 热导仪结构示意图

电热元件为铜针,铜针两端连接仪表形成电路,即组成了热电偶。接通电源,经预热,铜针升至一定温度即可测试。当铜针外端与宝石表面接触时,热量传递给宝石,铜针外端降温,温度变化通过热电偶测出,再经过放大器和读数表或蜂鸣器显示结果。

(三)测试

1)待测宝石必须干燥和干净,测试应在室温下进行。

2)打开仪器开关,预热。手握探测器,以直角对准测试宝石,若探头接触了金属托,许多仪器会自动发出警报声。

3)施加一定的压力,仪器显示出光和声信号,得到测试结果。

(四)注意事项

1)热导仪的探头非常精细,因此在使用过程中,必须小心以免损坏。使用完毕应立即盖上保护罩。

2)电池电力不足时应及时更换,以免测量结果不准确。

3)长时间不使用,应将电池取出,以免造成仪器的腐蚀与损坏。

4)定期清洁探头,测试前将探头在一张软纸上轻擦即可。

5)测试裸石时,应使用金属托盘作为底托,热导仪通常有此附件。测试小粒宝石,如分钻,光和声信号可能不会很强。

6)在测试时,铜针应尽可能与测试宝石表面垂直接触。

7)宝石表面应干净、干燥,排除宝石之外的干扰。

8)尽量控制室内空气的流通,如不要急促呼吸,不要正对空调或窗户测试。

二、钻石确认仪(DiamondSureTM

钻石确认仪(Diamond SureTM)是一种快速的天然钻石筛选仪器(见图2-1-58),可以检测重量在0.10~10ct范围内的无色—浅黄色(Cape系列)抛光钻石,它可以在各种环境下对已切磨钻石进行鉴定、对有怀疑的样品建议做进一步检测分析。但是被“建议做进一步检测”的样品,样品必须经附加检验才可确认其准确的产品类别,因为该仪器尚不能识别某些罕见天然钻石(大约占所有普通钻石的1%~2%)。钻石确认仪主要用于检测无色或基本无色的钻石。通常来讲,棕色天然钻石或其他彩色天然钻石鉴别后很容易显示“请进一步检测”,但天然黄钻石例外。该仪器可以鉴别黄色合成钻石与天然黄色钻石。钻石确认仪并不适用于其他宝石或钻石仿制品的鉴别分类,也不能用于检测天然钻石进行了何种人工处理,如裂缝填充、辐照或热处理等。

图2-1-58 钻石确认仪(Diamond SureTM)及其显示内容

钻石确认仪操作简便,既可用来检测未镶嵌的钻石,也可检测简单镶嵌过的钻石。检测时,将抛光的待测样品台面朝下放在光纤点中心位置、按“检测”键,这时仪器将自动检测并分析样品的可见光吸收光谱,几秒钟后显示屏上将出现测试结果。如果样品处于良好的检测状态、操作准确,会有以下几种结果之一出现在液晶显示屏上:

1)显示“通过”说明样品为天然钻石,无需做进一步检测。

2)显示“通过,请作热仪检测”的样品,如果在热导仪检测时显示为“钻石”,则该样品为天然钻石。合成立方氧化锆在钻石确认仪上也显示这样的结果,但热导仪检测不会显示为钻石。

3)显示“建议作进一步检测”,如合成钻石将会显示这一结果或者是以下两种结果之一。许多钻石仿制品也会显示这一结果,偶尔在检测天然钻石时也会出现这种信息,尤其是彩色钻石,但是通过常规宝石鉴定就可以确认。

4)显示“请进一步检测(Ⅰb型成分)”:Ⅰb型成分是黄色合成钻石的特点。在极少数情况下,天然钻石也可能显示此特性(这种极少的天然钻石则被称为“金丝雀黄”)。大部分浅黄色合成钻石经检测都会显示此结果。

5)显示“请进一步检测(Ⅱ型)”:所有无色天然Ⅱ型钻石、合成Ⅱ型钻石以及钻石仿制品都会显示如此结果。偶尔也会有Ⅰ型钻石检测后显示此信息。如果需要鉴定类别,该仪器的检测结果还需要通过红外吸收光谱分析确认。

6)显示“请进一步测试(碳硅石检测)”:碳硅石一般都能被钻石确认仪辨识,大部分都会显示本条信息。进行一些简单的宝石鉴定测试就可区别碳硅石和钻石。

实验性检测表明天然钻石中大约只有1%的天然钻石在钻石确认仪检测会被要求“建议作进一步检测”,这其中包括了稀少的Ⅱ型钻石和极少部分Ⅰb型钻石,这并不能肯定它们就是合成钻石或钻石仿制品,这种情况下常规的宝石学方法鉴定是不可缺少的。

总之,钻石确认仪是一种天然钻石快速分辨仪器,易于操作,能将所有的合成品及仿制品筛选出去,能识别Ⅱ型钻石和合成碳硅石。DTC对60万粒天然钻石样品进行过测试,98%的天然钻石样品“通过”钻石确认仪检测,不需要其他检测;仅不到2%的样品需要做其他的检测,以判断其是否为天然钻石。

三、钻石观测仪(Diamond ViewTM

Diamond ViewTM是Diamond SureTM的绝好补充,运用钻石观测仪对样品的荧光图谱进行分析,可对被钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品做准确鉴定。 当然,Diamond ViewTM也可以作为检测或研究仪器单独使用。Diamond ViewTM的原理是依据天然钻石与合成钻石的荧光图谱显示不同的生长结构,合成钻石在短波紫外光下呈现特征的生长区结构荧光图谱,从而可与天然钻石相区分。Diamond ViewTM的组成部分包括:电脑及显示屏,照相装置,真空夹持镊子及其他辅助元件(见图2-1-59)。

图2-1-59 钻石观测仪(Diamond ViewTM

使用时将已抛光的钻石样品置于真空样品仓的短波紫外光下,电脑显示屏上会出现样品的紫外荧光图谱,操作者可方便地对焦于样品表明并选择适当的放大率。按“UV”(即紫外光)键,可见光关闭,紫外光打开,当显示屏上出现合适的图谱时,按“Capture”(即抓图)键,图像会保留在显示屏上。紫外灯熄灭后,显示屏会自动出现磷光图谱,以作检查。通常情况下近无色的天然钻石磷光很弱,而HTHP合成钻石磷光都很强、持续时间也长。磷光图谱会显示在屏幕的右下角。

与Diamond ViewTM连接的电脑中存有各种天然和合成钻石的紫外荧光图样,可直接将待测样品的荧光图样与之对比,从而得出结论。

总之,对钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品,可借助钻石观测仪作荧光图谱分析。钻石观测仪可利用强短波紫外灯照射样品,激发样品获取荧光图谱,如HPHT合成钻石的荧光图谱显示特别的几何型生长区结构,从而达到进一步检测的目的。

四、590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

用热导仪测试钻石和合成碳硅石时,两种材料均显示为钻石,二者无法区分。为此美国C3公司设计了590型测试仪,用于热导仪测试之后进一步区分钻石和合成碳硅石。590型测试仪体积小,携带方便,用途专一,操作简便(见图2-1-60)。

图2-1-60 590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

590测试仪的设计原理是在导热性测试后,检测宝石对紫外光的吸收。钻石不吸收紫外光,紫外光可以穿透钻石,而合成碳硅石对紫外光有强烈的吸收。

测试时使宝石台面与仪器光导纤维探头端部保持垂直并接触(镶嵌钻石的金属托不能与探头接触)。如果是钻石,就能激活蜂鸣器和绿色指示灯;如果是合成碳硅石,只要宝石的台面与探头保持接触且未翻转,则绿色指示灯和蜂鸣器就应处于关闭状态。

590型测试仪为精密光导纤维电子仪器,必须在正常温度、湿度下使用,不得储存在有化学品的地方。光导纤维探头的端部应保持清洁。清洁探头时,应使用蘸过酒精的棉签轻轻擦拭其端部,然后用柔软的棉布擦干。由于光导纤维探头从测试仪中伸出,所以必须小心操作,以免对其造成损伤。590型测试仪在不用时,必须把防护滑板盖住测试口以保护探头。不得用手指直接触摸从590型测试仪的窗口可以看见的卤灯,因为卤灯在点亮后温度很高,皮肤上的盐分和油分对其有损坏。应用清洁的塑料或布擦拭卤灯,如果卤灯被手指触摸到,必须在使用前用酒精棉签擦拭干净。

五、反射仪

在宝石鉴定中,反射仪主要用于测试折射率超过标准折射仪极限的高折射率宝石的近似折射率,如人造钇铝榴石、钆镓榴石、钛酸锶、合成立方氧化锆、钻石等。

(一)原理

反射率是指单位时间内从界面单位面积上反射光的强度与入射光的强度之比。宝石对光线的反射程度取决于该宝石的分子结构和成分,还取决于宝石表面的抛光程度。

反射仪是根据宝石的反射率性质设计的一种仪器,它可以测量从宝石表面返回的光量。宝石的反射率与折射率之间存在准线性关系,即:

反射率=反射光线的强度/入射光线的强度=(n1-n22/(n1+n22

式中:n1——宝石的折射率;

n2——周围介质的折射率,空气的折射率为1。

根据各种宝石的折射率,可以依上式计算出各种宝石的反射率。由于宝石的折射率有一定的变化范围,因此宝石的反射率也存在一定变化范围(见表2-1-5)。

表2-1-5 常见宝石的折射率与反射率(R)

(二)反射仪的结构和使用

LC特朗姆帕(Trumper)于1959年设计出了世界上第一台测定宝石反射率的仪器。目前采用电子反射仪,利用远红外线发光二极管作为入射光源,用袖珍的光电管检测从宝石表面反射的光量,从而达到鉴定宝石品种的作用。

反射仪的右上角(或下半部)有一个圆形测光孔,孔内构造如图2-1-61所示。内部有一个发光二极管和一个光电接收器。测试时,将宝石抛光良好的台面对准测光孔,盖好遮光罩,打开开关。仪器通电后二极管发出一束波长930nm的红外光,以大致7°~10°的入射角射到宝石台面上,经台面反射后,射入光电管的接收器。接收器的光电管产生光电流,所产生的电流大小与从宝石台面反射回的光的强度成正比。光电流传到反射仪的仪表显示器中,通过指针偏转所指的刻度,即可知道所测宝石的品种。

图2-1-61 反射仪原理图

反射仪显示器上的刻度,分为高、低两档。低档反射率范围是2.78%~8%;高档反射率范围是8%以上。两档在测定时可由按钮变换。只有宝石的折射率大于1.80,即反射率高于8%时,才适用于反射仪。

(三)使用反射仪的注意事项

目前,大多型号的反射仪已把反射率转换成了折射率,但其测量精度不如常规折射仪,只能达到±0.05。使用反射仪应注意以下事项:

1)对于折射率低于1.80的宝石,不宜使用反射仪,尽量用折射仪来测定。

2)所测样品必须具有抛光良好的平面且大于测试孔,否则接收不到仪器信号或导致读数过低。

3)样品内部的包体的反光可导致读数出现偏差。

4)每个样品从多个方向测量,以保证结论的准确性。

5)样品表面要求洁净无污物,否则影响光的反射,导致结论错误。

6)可以将热导仪和反射仪结合使用。

另外,应特别注意合成碳硅石在空气或氧气中经高温处理后,表面可形成一层的二氧化硅薄膜,降低了合成碳硅石的反射率,使其在反射仪上的读数与钻石相似。

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