由于色差儀工作環(huán)境的不同會(huì)導(dǎo)致儀器結(jié)構(gòu)及性能的細(xì)微變化,因此必須在測(cè)量工作之前對(duì)色差儀進(jìn)行定標(biāo),這樣才能保證測(cè)量的數(shù)據(jù)具有可靠性。本文對(duì)色差儀測(cè)量光路類型及不同測(cè)量光路色差儀的定標(biāo)方法做了介紹,對(duì)此感興趣的朋友不了解一下!
色差儀測(cè)量光路類型:
目前色差儀的種類繁多,從檢測(cè)方式來分可分為透射式和反射式兩類。透射式只能用于液體顏色的測(cè)量,而反射式的應(yīng)用范圍就廣一些。但主要還是用于固體方面,因?yàn)楦鶕?jù)比爾-朗伯定律,使用透射法測(cè)量能夠得到可靠的光譜響應(yīng)曲線,從而能夠更加可靠的表征液體的顏色。針對(duì)這種情況,我們分別用透射法和反射法設(shè)計(jì)了液體色度色差儀和固體色度色差儀。它們只是在光的檢測(cè)部分結(jié)構(gòu)不一樣,數(shù)據(jù)處理和操作部分是完全一樣的。
液體色度色差儀的暗室結(jié)構(gòu)如下圖所示,將待測(cè)樣品放入比色皿中,由光源發(fā)出準(zhǔn)直的光線垂直穿過比色皿和待測(cè)溶液到達(dá)顏色芯片,這樣樣品將自身波段的光譜吸收了,剩下的光譜經(jīng)過特制的顏色傳感器就可以得到需要的顏色信息。在光路上一定要保證光垂直的穿過比色皿和溶液,這樣可以避免光的反射和散射從而盡可能的提高測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。
下圖為固體色度色差儀暗室結(jié)構(gòu)剖面示意圖,對(duì)固體顏色的測(cè)量是采用反射法。對(duì)比于液體測(cè)色儀的光路,固體測(cè)色儀顯然要復(fù)雜一些。因?yàn)楣饩€在反射時(shí)有很多干擾,并且反射光的強(qiáng)度比透射光要小的多。針對(duì)上述原因,在固體色度色差儀中使用了三個(gè)光源,分布在同一個(gè)圓周上,相互之間成120度角。并且光源到被測(cè)物的距離和顏色芯片到被測(cè)物的距離都需要在實(shí)際中做合適的調(diào)整以達(dá)到最佳的效果。
兩種儀器的操作過程都是一樣的,都是系統(tǒng)單片機(jī)控制MOSFET開關(guān)電路,讓LED模塊工作,由光電檢測(cè)器模塊中測(cè)得電壓值,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將數(shù)字量送入單片機(jī),計(jì)算得到三刺激值及色品坐標(biāo)等參數(shù),送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器并在液晶顯示屏上顯示。暗室是由LED模塊和光電檢測(cè)器模塊構(gòu)成的。其中LED模塊包括光強(qiáng)調(diào)節(jié)模塊和反饋控制模塊。
不同測(cè)量光路的色差儀定標(biāo)方法:
由于色度色差儀工作環(huán)境的不同會(huì)導(dǎo)致儀器結(jié)構(gòu)及性能的細(xì)微變化,因此必須在測(cè)量工作之前對(duì)色度色差儀進(jìn)行定標(biāo),這樣才能保證測(cè)量的數(shù)據(jù)具有可靠性。顏色芯片是利用濾光片陣列來模擬CIE標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)者,使儀器輸出的電信號(hào)和物體顏色的三刺激值構(gòu)成對(duì)應(yīng)關(guān)系。定標(biāo)的過程就是在各個(gè)不同的測(cè)量環(huán)境下找到這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的過程。
對(duì)于液體色度色差儀采用的是以蒸餾水為基礎(chǔ)進(jìn)行定標(biāo),而對(duì)于固體色度色差儀是采用國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行定標(biāo)。
因?yàn)樵谕干浞ㄟM(jìn)行色度測(cè)量過程中,蒸餾水的三刺激值最大,接近光源的三刺激值,所以在液體色度色差儀中使用蒸餾水為基準(zhǔn)來對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定的過程如下:
第一步:由儀器測(cè)得蒸餾水的實(shí)際XYZ值第二步:與蒸餾水的標(biāo)準(zhǔn)三刺激值(即標(biāo)準(zhǔn)的D65光源三刺激值)比較得到對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系
第三步:將以后測(cè)樣品的三刺激值都對(duì)應(yīng)的乘上這個(gè)比例關(guān)系
對(duì)于固體色度色差儀是采用國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行定標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)白板是儀器專用附件,其光譜反射比量值穩(wěn)定,經(jīng)久耐用,具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和光學(xué)穩(wěn)定性并且易于清潔。色差儀定標(biāo)過程和液體色度色差儀的定標(biāo)過程類同。
第一步:由儀器測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)白板的實(shí)際XYZ值
第二步:與標(biāo)準(zhǔn)白板的標(biāo)準(zhǔn)三刺激值比較得到對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系
第三步:將以后測(cè)樣品的三刺激值都對(duì)應(yīng)的乘上這個(gè)比例關(guān)系