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1、30计量技术1998.№6测色分光光度计汤顺青(北京理工大学工程光学系颜色科学与工程国家专业实验室,北京100081)摘要测色分光光度计在颜色检测和控制中得到广泛应用。本文对测色分光光度计与一般分析用的分光光度计进行了比较;介绍了测色分光光度计的硬件系统的基本要求和特点;还简要说明了测色分光光度计软件系统的基本组成和要求。可供仪器研制者和仪器选用者参考。关键词色度学分光光度计颜色检测现代色度学的发展为用仪器定量地、客观气体和固体的光谱有时也需测定。地评价颜色奠定了基础。颜色测量仪器种类繁2.常规的测色分光光度计局限在可见
2、光多,本文重点介绍的测色分光光度计具有用途范围内,即380～780nm。由于可见光谱两端在广、准确度高、可以检查同色异谱以及对不同色度学计算中贡献较小(因对视觉影响不大),照明体和观察者进行色度学计算等优点。了解有的仪器制成的范围为400～700nm,虽然测这种仪器的基本特性,对仪器研制和仪器的选色准确度受到一定影响,但在某些行业中还能用都是非常必要的。满足要求。而分析用的分光光度计一般要从可见光延伸到紫外,或从紫外到近红外。因为大一、测色分光光度计的特点多数物质分子的电子光谱处在紫外和可见光谱测色分光光度计与分析用的分
3、光光度计都区,少数处在近红外区。仅能测可见光谱的分用于测量物体的光谱透射比或光谱反射比,因光光度计在化学分析中使用范围会受到很大的此它们有许多相同之处。事实上测色分光光度限制。计就是由分析用的分光光度计发展而来的,目3.因为一般颜色样品的光谱曲线随波长前许多分光光度计就具有测色和分析两用的功变化比较平缓,而且计算颜色参数时总是在整能。但是两种分光光度计的用途毕竟不同,测个可见光范围内进行,所以波长误差和分辨力色原理是通过物体的光谱反射比或光谱透射比对测色准确度影响较小,在大多数应用中,5nm来计算颜色参数,获得物体外貌的
4、颜色特性;而带宽或间隔就能满足要求。而分析用的分光光分析原理是利用物质的吸收光谱进行物质的化度计对波长准确度和分辨力应有严格要求,因学组成及含量分析。所以测色分光光度计必须为在定性分析中,是根据吸收峰的波长示值来有自已的特点与其用途相适应。确定物质成分的,波长误差可能会造成错误的1.测色分光光度计以测反射样品为主,兼判断。在定量分析中,比尔定律是基础,严格顾透射样品,这是因为大多数颜色度量实践中地说比尔定律是对单色光而言的,分辨力差,光所涉及的是物体的反射色。而分析用分光光度谱不纯将影响定量分析的准确度。计则是以测透射样
5、品为主,在分光光度分析中,4.光度准确度和光度重复性对颜色测量最常遇到的是测液体试样的透射光谱。由于液和化学分析都很重要。在定量分析中,光度准体试样最容易处理,便于测定,所以即使是固确度和光度重复性直接影响分析准确度,不同态试样也常常制备成溶液状态进行测定。当然档次的仪器相应用于不同要求的工作。当然作计量技术1998.№631定性分析时对光度准确度和重复性的要求可以光光度计,它们体现了较多的测色特点。降低。在颜色测量中,光度准确度对测试结果1.光源。为了提高光度重复性、提高信噪有严重的影响;同时,反射样品的测试结果对比,
6、必须保证较多的光能到达光电接收器上。测测试条件十分敏感,所以同样准确度的仪器,由色分光光度计的光源常用卤钨灯或氙灯。采用于测试条件的差异,不同仪器测试结果也会有阵列接收器件的快速分光光度计,多用脉冲氙**较大差别。目前优质仪器之间可达到1个La灯。脉冲氙灯具有光强高、耗能少的特点,用**b色差(CIELAB色空间的明度指数L、色品电池供电,仪器可用于更广的场所。用脉冲氙**指数a、b)单位。测色分光光度计之间的一灯的仪器,样品被照明的时间极短,光源传给致性虽然较低,但并不影响它的应用,在颜色样品的热量可以忽略,这对有“温
7、色效应”的度量实践中所涉及的大都是判断颜色之间差别样品十分重要。大小的问题。只要仪器光度重复性好,许多影颜色测量中,常涉及到含有荧光物质的样响因素在同类颜色样品测量中将会抵消,不影品,因此,测色分光光度计的光源应准确地模响颜色差别的判断。测色分光光度计的光度重拟CIE标准照明体的光谱分布。模拟D65照明复性必须很高,较低重复性的仪器难以获得与体时,氙灯十分有利。不论用什么光源,光能人眼判别色差相适应的准确度。输出必须稳定,即使双光束仪器也是如此。5.测色分光光度计必须满足有关标准规2.分光系统。测色分光光度计可用干涉滤定
8、的测试条件,称为照明观察条件。这是因为色镜、棱镜、光栅进行分光,方法的选择取决反射样品的测量比一般透射样品测量复杂得于光谱范围、分辨力、杂散光和价格等要求。在多,否则不同仪器的测量结果就没有可比性。有些颜色测量中,如颜色分类、生产过程监视CIE和国标规定了四种标准照明观察条件:0/或控制等,就采用了滤色镜分光的仪器,
