分光光度测色法又称光谱光度测色法,是通过测色仪器测定被测光的相对光谱功率分布或物体的光谱反射比或光谱透射比求出三刺激值和色品坐标的方法。本文介绍了光谱光度测色法原理和测色仪器,有需求的朋友可以了解一下!
分光光度测色法的原理:
根据CIE色度学理论,任何颜色可用三个对人眼的颜色三刺激值来表示,因此获得颜色三刺激值正是测色仪器的测量目的。颜色三刺激值可以通过颜色刺激函数φ(λ)分别乘以CIE光谱三刺激值,并在整个可见光谱范围内分别对这些乘积进行积分。
式中,X(λ),Y(λ)和Z(λ)为标准观察者的光谱三刺激值;dλ为波长间隔,用1,5或10nm;k为归一化系数;色刺激函数(λ)在不同物体色度要求下,计算公式分别为:
φ(λ)=S(λ)(照明体或光源)
φ(λ)=ρ(λ)·S(λ)(反射物体)
φ(λ)=r(λ)·S(λ)(透射物体)
其中,S(λ)为标准照明体的相对光谱功率分布,ρ(λ)和r(λ)分别为反射物体和透射物体的光谱反射比和光谱透射比。
颜色测量的根本任务是测定色刺激函数φ(λ),由于S(λ)是国际规定的,因此只要测得物体的光谱光度特性ρ(λ)或r(λ),即可达到颜色测量的目的。颜色三刺激值虽然从数量上对颜色进行了定量的描述,解决了颜色之间比较的问题,但其三刺激值差△X,△Y和△Z并不能等同于人眼对颜色差异的感觉。因此,目前常用L*a*b*均匀色系统,其颜色三维坐标L*,a*,b*与X,Y和Z的转化关系如下:
式中,X,Y和Z分别为样品的颜色三刺激值;Xn,Yn和Zn是CIE标准照明体照射到完全漫反射体表面的三刺激值。
分光光度测色法常用仪器介绍:
目前,常用的色测量仪器主要分为光电积分式和分光光度式两类,它们都根据色度学三基色原理和混色原理进行颜色测量,并符合CIE标准色度系统推荐的标准照明体和规定的照明观察条件,定量地比较“标准”和“样品”在同一波长上的单色辐射功率,从而测量出样品的光谱透射比或光谱反射比。
1.光电积分测色仪器
光电积分测色仪器又称为色差计,通过模拟人眼光谱三刺激值特性,用光电积分效应直接测得样品的三刺激值X,Y和Z,再由此计算出样品的色品坐标等参数。这类仪器利用滤光片,对所用光电探测器的光谱响应进行滤色修正,这种将总光谱特性修正成与标准观察者相互一致的条件称为卢瑟条件。但在实际的滤色修正中,由于色玻璃的品种有限,仪器不可能完全符合卢瑟条件,只能近似符合。因此,光电测色仪精确度不高,但能准确测出两个色源之间的差别,适用于测量精度要求不是很高行业的快速质检、在线检测。例如三恩时科技的TS7036、TS7020就属于光电积分测色仪器。
2.分光光度测色仪器
分光光度测色仪器又称分光测色仪,这类仪器通过计算物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值X,Y,Z,再转成均匀色空间标度L*,a*和b*。分光测色仪主要由单色仪和探测器两个部分组成,其中单色仪起分光作用,有棱镜单色仪和衍射光栅单色仪两种。分光测色仪通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数,所以精度非常高,稳定性好,不仅反映波长反射率光谱曲线图的变化,更能精确地反映L*,a*和b*数值,而并非仅用于色差的比较,适用于纺织印染,染料、颜料、涂料,塑料着色及油墨等对测色要求较高的行业。例如三恩时科技的TS7708、YS4580、TS8296等型号就属于这类仪器。