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色差仪有几种测量光路?不同测量光路的色差仪怎么定标?

时间:2023-05-11 点击:487次

由于色差仪工作环境的不同会导致仪器结构及性能的细微变化,因此必须在测量工作之前对色差仪进行定标,这样才能保证测量的数据具有可靠性。本文对色差仪测量光路类型及不同测量光路色差仪的定标方法做了介绍,对此感兴趣的朋友不了解一下!

固体色差仪

色差仪测量光路类型:

目前色差仪的种类繁多,从检测方式来分可分为透射式和反射式两类。透射式只能用于液体颜色的测量,而反射式的应用范围就广一些。但主要还是用于固体方面,因为根据比尔-朗伯定律,使用透射法测量能够得到可靠的光谱响应曲线,从而能够更加可靠的表征液体的颜色。针对这种情况,我们分别用透射法和反射法设计了液体色度色差仪和固体色度色差仪。它们只是在光的检测部分结构不一样,数据处理和操作部分是完全一样的。

液体色度色差仪的暗室结构如下图所示,将待测样品放入比色皿中,由光源发出准直的光线垂直穿过比色皿和待测溶液到达颜色芯片,这样样品将自身波段的光谱吸收了,剩下的光谱经过特制的颜色传感器就可以得到需要的颜色信息。在光路上一定要保证光垂直的穿过比色皿和溶液,这样可以避免光的反射和散射从而尽可能的提高测量的精度和稳定性。

液体色度色差仪暗室剖面示意图

下图为固体色度色差仪暗室结构剖面示意图,对固体颜色的测量是采用反射法。对比于液体测色仪的光路,固体测色仪显然要复杂一些。因为光线在反射时有很多干扰,并且反射光的强度比透射光要小的多。针对上述原因,在固体色度色差仪中使用了三个光源,分布在同一个圆周上,相互之间成120度角。并且光源到被测物的距离和颜色芯片到被测物的距离都需要在实际中做合适的调整以达到最佳的效果。

固体色度色差仪暗室结构剖面示意图

两种仪器的操作过程都是一样的,都是系统单片机控制MOSFET开关电路,让LED模块工作,由光电检测器模块中测得电压值,经A/D转换后将数字量送入单片机,计算得到三刺激值及色品坐标等参数,送入数据存储器并在液晶显示屏上显示。暗室是由LED模块和光电检测器模块构成的。其中LED模块包括光强调节模块和反馈控制模块。


不同测量光路的色差仪定标方法:

由于色度色差仪工作环境的不同会导致仪器结构及性能的细微变化,因此必须在测量工作之前对色度色差仪进行定标,这样才能保证测量的数据具有可靠性。颜色芯片是利用滤光片阵列来模拟CIE标准观测者,使仪器输出的电信号和物体颜色的三刺激值构成对应关系。定标的过程就是在各个不同的测量环境下找到这种对应关系的过程。

对于液体色度色差仪采用的是以蒸馏水为基础进行定标,而对于固体色度色差仪是采用国际上通用的标准白板进行定标。

因为在透射法进行色度测量过程中,蒸馏水的三刺激值最大,接近光源的三刺激值,所以在液体色度色差仪中使用蒸馏水为基准来对仪器进行标定。标定的过程如下:

第一步:由仪器测得蒸馏水的实际XYZ值第二步:与蒸馏水的标准三刺激值(即标准的D65光源三刺激值)比较得到对应的比例关系

第三步:将以后测样品的三刺激值都对应的乘上这个比例关系

对于固体色度色差仪是采用国际上通用的标准白板进行定标。标准白板是仪器专用附件,其光谱反射比量值稳定,经久耐用,具有良好的机械强度和光学稳定性并且易于清洁。色差仪定标过程和液体色度色差仪的定标过程类同。

第一步:由仪器测得标准白板的实际XYZ值

第二步:与标准白板的标准三刺激值比较得到对应的比例关系

第三步:将以后测样品的三刺激值都对应的乘上这个比例关系

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