色差仪作为颜色检测的精密仪器,其积分球原理的设计使得色差仪测量的结果更加的精确可靠。那么,积分球色差仪测色原理是什么?积分球色差仪的使用需要确认哪些条件?本文为大家进行了简要的介绍,对光电仪器感兴趣的朋友可以了解一下!
在讨论积分球的工作原理时,必须做如下规定:
1、积分球为理想的球体;
2、内壁为余弦反射体(其内壁上任一小面元经照射称为一个光源后,在球内壁上的辐射照度处处均匀相同。)
3、测量时要排除直射照度。
这些条件在具体装置中都应该得到满足,具体的要求是:
不同方向上球体直径的相对误差小于±0.2%,直径的大小不应小于被测光源线度的6倍。直径大些,容易保证面形有较小的相对误差,同时可以减小由于光源的反射而引起的对理想条件的偏离。因此,从保证测量精度的角度来说,直径大些是有利的。
积分球分光色差仪的测色原理是:照明光源直接进入积分球,在积分球内形成漫反射的白光,这种漫反射白光照射到样品上,通过样品的吸收和散射作用,在于样品垂直的方向上射出积分球,进入单色器分光,最后由检测器测得分光后每一波长下的光能,以参比白标准的反射能量为基准,计算并输出样品的分光反射率。
在光与材料相互作用时会产生镜面反射和漫反射、定向透射和散射透射以及光吸收等,其中每种成分的特定组合取决于光源、材料的性能及几何关系。当人们在观察一种均匀有色材料时,会注意到其颜色以及光是如何从材料表面反射的。从材料表面反射的光产生镜面光泽、纹理、图像清晰度光泽和珠光等。由于光源、物体和观察者的相互作用取决于光源的漫射和定向性能、观察位置以及光源与样品、样品与观察者之间的特定几何关系。由于样品表面的结构特性不同,同样的物体在不同的方向上具有不同的(光谱)反射率或(光谱)透射率,因此照明的几何条件对颜色测量的结果会有很大影响。想要准确的评定产品的外观颜色,就需要调整积分球分光测色仪相关参数。所以在使用积分球分光测色仪对样品与标样颜色进行测量时,就需要统一颜色测量的参数条件,再对仪器校准之后,就可以分别对标样和试样进行测试。
我们常说的积分球色差仪指的就是采用积分球式测量-观察几何条件的色差检测仪器。目前大多数公司选用的d/8°积分球色差仪,不过不同品牌、不同型号之间会有很大的差别,导致不同的测量精度。积分球作为光学扩散器来减小测量误差,得到更加准确的测量结果。一般情况下,光学扩散片的适当使用下,可以降低测量时因为探测器上的入射光不均匀分布或者光束偏移造成的误差,这样可以提高色差仪在测量时的精准性。
当然在使用积分球色差仪对样品进行测量时,检测结果的准确性除了仪器本身结构的影响外,还会受到用户设定的测量条件的影响,因此用户在使用时就需要确认以下条件:
1、标准观测光源:选择GB/T3978规定的CIE光源,主要采用D65光源或D50光源,也有采用D55、D75、A、C等其他光源。
2、标准颜色空间:目前通常采用CIELAB,XYZ,Yxy,LCh,CIELUV等几种
3、标准观测角度:2°/10°
4、标准色差公式:ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2或Δc*=[(Δa*)+(Δb*)]1/2
除此之外,还需要参照各个行业标准来执行色差检测操作。