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分光测色仪是什么类型的测色仪器?

信息来源:叁恩时品牌厂家 浏览次数:153 发表时间:2025-09-18

市面上用于颜色测量的仪器的类型有很多,其中比较常见的就有色差仪和分光测色仪,其中分光测色仪是比较精密的颜色测量仪器。对分光测色仪进行了解,有助于我们更好的使用仪器进行测色工作。本文对分光测色仪的组成及工作原理做了介绍。

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分光测色仪的结构组成:

分光测色仪主要由:光源和照明系统、准直系统、色散系统、成像系统、接收系统等几个部分组成。

1.光源和照明系统

分光测色仪器中光源的光谱分布不是关键因素,但光源必须在仪器的整个波长范围内发出连续的光谱辐射,并且有足够的强度,使每一波长上都具有足够能量,那么在探测器上就有满意的信噪比。可利用透镜或反射镜将光源成像在单色器的入射缝上以提高狭缝的照度,照在入射缝上的光应尽可能均匀。

2.准直系统

准直系统由入射狭缝和准直物镜组成。对于仪器内部的系统而言,入射狭缝成为替代的、实际的光源,限制着进入仪器的光束。入射狭缝位于准直物镜的焦平面上。这样,由它发出的光束经准直物镜后成为平行光束投向色散系统,造成夫琅和费(贵谤补耻苍丑辞蹿别谤)的衍射条件。

3.色散系统

色散系统的作用是将入射的复合光分解为光谱。分光测色仪中色散系统的功能由单色器完成,单色器的功能是输出不同波长单色光的装置。单色器是分光测色仪器中最主要的部分。根据单色器中色散元件的不同大致可以分为:棱镜或光栅分光的单色器、滤光片分光的单色器、可调谐激光器单色器叁类。

4.成像系统

成像系统的作用是将空间色散开的各波长的光束汇聚在成像物镜的焦平面上,形成按波长依次排列的狭缝的单色像。

5.接收系统

接收系统的作用是将成像系统焦平面上的光谱能量接收,并检测光谱的强度、波长位置。探测器是接收系统的主要部分。根据所使用的光探测器的不同,分为目视分光光度测色仪(以眼睛作为探测器)和自动分光光度测色仪(应用光电探测器),在颜色科学研究和工业测量中应用广泛的是后者。自动分光光度测色仪包括扫描式分光光度测色仪和快速分光光度测色仪。

6.数据处理系统

数据处理系统是测色仪器的重要部分,通过数据处理系统可以进行大量的数据采集和处理,减轻疲劳程度,增强仪器的实时性;提高仪器的自动化程度,甚至使整个仪器的操作、测量、分析完全按程序自动地进行,并用数字或图表形式显示结果;可以对影响仪器精度的某些误差进行自动修正,提高仪器精度;利用计算机高速运算和存储功能,提高仪器的分析、测量速度。

分光测色仪的工作原理:

分光光度测色仪器的原理,是用多棱镜或光栅将多色光分离成单色光,通过光敏组件取得样品反射率或透过率。其具体测色的方法,是在设计的整个可见光光谱范围内,在相同条件下,通过计算待测样品反射或透射的光能量强度与标准白色板的反射或透射的光能量强度的比值,从而获得待测样品在各种标准光源或标准照明体下各波长段的光谱反射率或透射率。获得光谱反射率或透射率后,再利用国际照明委员会所提供的标准公式进行计算,最终获得待测样品的三刺激值X、Y、Z。由获取的三刺激值X、Y、Z,可根据CIE1931-XYZ色度系统或CIE1976 Lab均匀色空间等公式计算待测样品的色品坐标x、y或L*、a*、b*等色度参数。由于该仪器具有操作简便、测色精确度和准确度较高,因此被广泛用于颜色的配色及色彩分析中。

分光测色仪的测色过程:

分光测色仪利用分光光栅对捕获的光信号进行光谱分离,分离的光谱信号投射到线性的光电二极管阵列上,经光电二极管转化成对应的光谱电信号,电信号经数字化及相关数据处理后,可求得光信号的颜色值。

分光光度测色仪的测色过程为:接受测色指令,启动脉冲控制电路,产生光电检测所需的时钟脉冲和触发脉冲,控制照明氙灯闪光。脉冲氙灯发出的光经积分球漫反射后照射在样品上,样品的反射光(我们称之为样品光)经凹面光栅色散(光谱分离)后投射到光电检测部件上,光电变换后产生样品光光谱的光电信号,经础/顿变换后生成数字化的光谱数据,经相关数据处理和解算后得到样品的反射率、颜色叁刺激值及色坐标等颜色信息。