[发明专利]一种基于拉曼光谱的钻石快速检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及钻石检测领域，具体涉及一种拉曼光谱的钻石快速检测方法及装置。

背景技术

合成钻石的出现对整个钻石检测领域造成了很大的困扰。首先，国际顶级鉴定机构每天的检测量非常大，有的机构每天检测量甚至过万颗；其次，相关机构生产合成钻石的能力也相当大，甚至存在一些不为行业所知潜在的合成钻石生产能力。不仅如此，目前市场上合成钻石数量也很多，尤其是小分数者。

拉曼光谱技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术，其谱峰位置、数量和强度直接反应了被测物的分子结构信息，又被称为分子指纹。国内外关于拉曼技术的专利多达2000余篇，国外主要集中在美国BWTECK(专利US2012/0194814A1)、美国OCEAN OPTICS(EP1326183A)、美国Ahura、英国Renishaw这几家公司；国内主要集中在同方威视(201010219542.X)和北京华泰诺安科技有限公司。以上的主要应用为食品、药品、毒品、水质监测等领域，没有针对钻石快速鉴定的方法及装置。

现有的钻石检测技术，主要集中在紫外可见吸收光谱和光致发光光谱法，紫外可见吸收光谱灵敏度低，有些弱信号无法测量，而且需要做参比校正，参比片容易脏，容易导致误差，测量光斑太大，不能测试小颗粒钻石。光致光谱需要液氮降温，条件比较苛刻，且操作过程复杂。急需一种操作简单、不受钻石粒径限制、检测速度快的检测手段，用于区分天然钻石和非天然钻石。

发明内容

本发明技术解决问题：针对上述技术存在的不足之处，提供一种能准确区分天然钻石与非天然钻石的基于拉曼光谱的钻石快速检测方法及装置。

本发明技术成果解决方案之一：一种基于拉曼光谱的钻石快速检测方法，包括以下步骤：

步骤1，将钻石样品放到扫描区进行一维码扫描及拍照；将钻石样品放入钻石样品采集固定装置中，钻石样品定位到钻石定位孔；

步骤2，激光通过光谱仪的物镜照射到钻石样品，钻石样品的分子结构信息以拉曼光谱图的方式反馈到测试计算机中；

步骤3，测试计算机对拉曼光谱图进行分析判断，得出是否为钻石的测试结果，测试判断过程为：拉曼光谱图在1331cm^-1处(拉曼位移处)寻找钻石的特征峰，如果该1331cm^-1处不存在特征峰，则此钻石样品不是钻石；如果存在特征峰，对特征峰进行平滑光谱，去除特征峰的非特征干扰，然后对去除干扰后的特征峰进行全谱寻峰；如果存在特征峰，则为非天然钻石，如果不存在特征峰，则为天然钻石。

所述对特征峰进行平滑光谱包括对特征峰进行平滑和滤波，滤波时根据钻石样品的半峰宽选择滤波窗口宽度。

本发明技术解决方案之二，一种基于拉曼光谱的钻石快速检测装置，包括：钻石样品采集固定装置，光谱仪和扫描平台；钻石样品采集固定装置为金属制造，完全避免了因为材质引起的干扰；钻石样品采集固定装置为一个圆柱形的外壳，顶部设有钻石样品固定装置盖，形成了完全避光的暗室环境，避免了背景光对测试造成的影响；钻石样品固定装置在圆柱顶部内置一个和圆柱顶面半径一致的倒置圆锥体，圆锥体顶点开孔，为钻石定位孔，钻石定位孔处可固定钻石；光谱仪发出的激光照射到钻石样品，扫描平台对钻石样品进行扫描和拍照，钻石样品的分子结构信息以拉曼光谱图的方式反馈到测试计算机上，测试计算机对拉曼光谱图进行分析判断，得出是否为钻石的测试结果。所述测试计算机对拉曼光谱图进行分析判断，得出是否为钻石的测试结果的过程为：拉曼光谱图在1331cm^-1处寻找钻石的特征峰，如果该1331cm^-1处不存在特征峰，则此钻石样品不是钻石；如果存在特征峰，对特征峰进行平滑光谱，去除特征峰的非特征干扰，然后对去除干扰后的特征峰进行全谱寻峰；如果存在特征峰，则为非天然钻石，如果不存在特征峰，则为天然钻石。

所述对特征峰进行平滑光谱包括对特征峰进行平滑和滤波，滤波时根据钻石样品的半峰宽选择滤波窗口宽度。

所述钻石定位孔能够放置各种粒径的钻石，包括目前检测方法贫乏的最小粒径的钻石，另外口径的大小也可根据钻石粒径大小进行定制；钻石定位孔的位置保证了激光发射出来能对焦到钻石上。