分光测色仪作为高精度的颜色检测仪器,通过测量物体的光谱反射率因数或光谱透射比,计算求得样品颜色的三刺激值。它使用方便,精度高,获得表征颜色的各种参数方便,如今已经成为颜色测量行业应用最为广泛的仪器。那么,分光测色仪有哪些类型?不同类型的分光测色仪是如何工作的呢?本文为大家做了相应的介绍。
分光测色仪是一种主要用于色彩管理,对单点色测量的设备。每种颜色都有它的颜色值,通过光谱测量得到它的光谱色,它是绝对的、与设备无关的值。对于有色差的仪器可以根据这些值与自身显示的差值来调整颜色,使得不同设备对颜色呈现的效果达到一致。对于可见光(380-800)按照波长划分为小段进行光电转换,对于每种颜色都可得到一组不同强度的值,把这些值进行颜色混合,剔除掉难于表示的一部分,余下的可以组成一个样靶,是由数量庞大的小色块组成。分光测试仪就是基于一个X-Y的运动平台,可以自动的快速的带动测量头对样靶的色块进行测色。也可单独使用测量头进行人工测色。
由于时间间隔会引起设备损耗或者不可预测的情况,对于同一色块的颜色的测量值会有偏差,整体甚是,所以对于数量庞大的样靶就要求快速的测量。所以,市面上就会出现不同类型的分光测色仪。
目前,分光测色仪有台式和便携式两种。台式一般体积较大,不适于携带或者是现场测量。但由于其精度高,稳定性好,且可以和各种电脑连接便于数据库的建立,所以可以更好的进行颜色的管理。便携式测色仪相对比较轻便,可以在现场测量。但其精度较低,且有些不能与计算机相连,容易造成用户对测量数据的丢失和不易管理等。
对于台式分光测色仪而言,色彩信息的采集是针对一个色靶样本集进行的。靶样本集包含了庞大数量的小色块,如果使用人工方式对色块逐一测量,必定会因时间或其他不确定因素引起颜色变化,影响采集数据的结果。因此,一个可以拖载测量头高速运动的平台就成为分光测色仪不可或缺的部分。
分光测色仪测量光谱透射比或光谱反射比都是采用比较法。是通过定量地比较某些已知光谱特性的“标准”(参照物)和样品在同一波长上透射或反射的单色辐射功率,从而测出样品的光谱透射比或光谱辐亮度因数。测量透射样品时选用空气作为参照标准,空气是理想透射体,在整个可见光谱范围内透射比均为1。测量反射样品时,用完全反射漫射体作为参照标准。完全反射漫射体的反射比在各个波长上均为1。但是,没有一种实际材料有这样的特性,只能选择与它性质比较接近的材料作为工作标准,目前常采用烟熏、压粉或喷涂的氧化镁,硫酸钡,也有采用海龙|(halon)、白陶瓷板等作为参照物的。这些材料要求在个波长上反射比尽可能接近1,而且耐久、易于制造、价格便宣。权衡各个条件,硫酸钡是现在最好的一种材料。
为了实现比较测量,可以有两种方案。最简单的是采用单光路,仪器只有一条光路,将参照物和样品依次交替放在光路中进行测量。该方案的优点是能够严格保持参照物和样品在同一光路中进行测量。另一种方案是将单色光分成两束光,一束通过参照物,另一束通过样品。双光束系统最基本的要求是保持两光路对称,光学特性一致。并且在微机控制的仪器中,也可以用微机校正光学特性的不一致性。
采用比较测量能够补偿测量中由于光源的不稳定和探测器灵敏度、光学系统透射比、分光元件效率等随波长而变化的各种因素的影响。这些因素对样品和参照物具有相同的影响而自动地相互抵消。
1.目前的分光测色仪,多数都采用了双光束光谱仪的结构,可有效补偿光源发光不稳定对测量造成的影响,从而使仪器具有非常好的测量精度,这在采用脉冲氙灯作为光源的仪器中是非常必要的。当前双光束光谱仪在分光测色仪中已较多采用,未来必将成为标配。
2.通常认为分光测色仪的光谱分辨率和采样间隔都在10nm左右即可保证足够的测量精度,当前分光测色仪多数也采用这个指标,但1nm光谱分辨率和采样间隔的仪器已经出现,随着光电探测器技术的成熟和广泛使用,分光测色仪的光谱分辨率和采样间隔必将朝着更高方向发展。
3.越来越多的仪器会采用内部自动校正功能,包括标准白板校正和光谱定标。经常的内部自动校正不仅能保证仪器良好的准确性和重复性,而且使用方便无需手动操作,适用于在线式测量的特点。
4.未来仪器必将具有更好的重复性,与台式分光测色仪具有更佳的仪器间致性,向更高精度发展。
从当前的应用需求来看,未来分光测色仪主要向以下几个方面发展:通用性强,可广泛应用于各种行业,满足更多的使用场合;快速的信息反馈及闭环控制,可以用来更快地优化生产工艺,更准确地保持产品质量;更好的稳定性及更长的使用寿命;更友好的软件,完善的数据管理,方便操作人员控制,减轻劳动量。