色度儀器有哪些類(lèi)型?其中分光測(cè)色儀的發(fā)展?fàn)顩r是怎樣的?

? DOHO標(biāo)準(zhǔn)光源箱 ????|???? ?2022-12-08

顏色測(cè)量?jī)x器就是通過(guò)一定的途徑求得三刺激值的工具。用現(xiàn)代化的測(cè)色儀器來(lái)測(cè)量顏色,計(jì)算顏色,甚至仿真配色具有非常重要的意義和實(shí)用價(jià)值。目前常用的色度儀器主要有目視色度計(jì)、光電積分式測(cè)色儀和分光測(cè)色儀三種。本文對(duì)這三種儀器進(jìn)行了介紹,并對(duì)分光測(cè)色儀的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)進(jìn)行了分析,對(duì)顏色測(cè)量?jī)x器知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下!


分光測(cè)色儀

色度儀有哪些類(lèi)型?

顏色是由于各種光譜能量對(duì)人的視覺(jué)系統(tǒng)的刺激而引起的知覺(jué)。在許多領(lǐng)域,如彩色印刷,彩色電視,彩色攝影,紡織工業(yè),染料,涂料,塑料,造紙,油漆,油墨,電光源研究,建筑,交通信號(hào)以及軍事科學(xué)研究中都涉及對(duì)顏色的測(cè)量,計(jì)算等問(wèn)題。因此色度學(xué)得以發(fā)展,色度學(xué)是研究顏色視覺(jué)機(jī)理,顏色測(cè)量的一門(mén)科學(xué)。它在工程應(yīng)用的基本方法是通過(guò)對(duì)人眼的大量研究制定一些適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),使人們有可能用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述顏色,應(yīng)用了適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法就有可能測(cè)量顏色,計(jì)算顏色,同時(shí)還有可能制造出人們希望的某種顏色。

雖然人眼分辨顏色的能力很強(qiáng),但卻帶有明顯的主觀性。為了客觀的反映物體的顏色特性,國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)建立了標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng),從而為人們客觀的測(cè)量物體的顏色莫定了基礎(chǔ)。為了統(tǒng)一顏色測(cè)量中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,CIE提出了標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者和色品坐標(biāo)系統(tǒng);規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)光源;并對(duì)照明觀測(cè)條件進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,分別于1931年和1964年建立起了CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)和CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的建立,可以通過(guò)對(duì)物體顏色三刺激值的測(cè)量來(lái)確定顏色,將人眼從顏色測(cè)量中解放了出來(lái)。目前的顏色測(cè)量?jī)x器都是在此標(biāo)準(zhǔn)上研制的。

顏色測(cè)量?jī)x器就是通過(guò)一定的途徑求得三刺激值的工具。用現(xiàn)代化的測(cè)色儀器來(lái)測(cè)量顏色,計(jì)算顏色,甚至仿真配色具有非常重要的意義和實(shí)用價(jià)值。

顏色測(cè)量可以用三種不同的方法:目視法,光電積分法(三刺激值法)和分光光度法。因此,色度儀器可分為三種:目視色度計(jì),光電積分式測(cè)色儀和分光測(cè)色儀。


分光測(cè)色儀的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì):

1.在光源方面

測(cè)色分光光度計(jì)的光源常采用鹵鎢燈或氙燈等,現(xiàn)在多為氙燈,且脈沖氙燈具有光強(qiáng)高,耗能少的優(yōu)點(diǎn)。還可采用濾光片的方法進(jìn)行濾光以更好的模擬D65光源。

2.在探測(cè)器方面

對(duì)物體或光源的顏色進(jìn)行快速而精確的測(cè)量,已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際上測(cè)色領(lǐng)域的一個(gè)重要的發(fā)展方向,因此,采用CCD或硅光電二極管列陣等陣列器件作為多元探測(cè)器的快速分光測(cè)色技術(shù)是目前國(guó)際上較熱門(mén)的顏色研究課題,也是顏色測(cè)量?jī)x器的發(fā)展方向。就目前市場(chǎng)來(lái)說(shuō),分光測(cè)色儀器多采用光電二極管,例如SP-1000型測(cè)色分光光度計(jì)使用的是濱松公司生產(chǎn)的MOS線型陣列光電二極管,與一般的CCD相比,它具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單,可見(jiàn)光范圍的光譜響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)測(cè)色領(lǐng)域,現(xiàn)在還有專(zhuān)門(mén)用于測(cè)色(光譜范圍是可見(jiàn)光區(qū))的探測(cè)器,自身還帶有濾波片,這樣做光路的時(shí)候可以省去光柵,實(shí)現(xiàn)儀器的小型化。另外,值得一提的光纖傳感技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的新型傳感技術(shù),光纖具有徑細(xì),柔韌,可繞曲性好等特點(diǎn),目前已有用光纖作探頭的測(cè)色儀器,此類(lèi)測(cè)色儀器一般體積較小,便于攜帶,而且測(cè)量方便,可用在特殊需要的場(chǎng)合,比如用來(lái)測(cè)量人體的皮膚或牙齒顏色等。

3.在分光元器件方面

全息光柵漸漸取代機(jī)刻光柵,早期的分光光度計(jì)多采用棱鏡分光,隨著光柵制作技術(shù)尤其是復(fù)制光柵技術(shù)的發(fā)展和不斷提高,絕大多數(shù)分光光度計(jì)采用光柵,后來(lái),隨著全息光柵制造技術(shù)的發(fā)展與商品化,全息閃耀光柵以其優(yōu)越的性能(如雜散光小,無(wú)鬼線)迅速取代一般閃耀光柵。目前全息凹面光柵發(fā)展很快,開(kāi)始被用來(lái)制作快速的光譜儀器。80年代初美國(guó)HP公司首先推出了利用平場(chǎng)全息凹面光柵和二極管陣列的紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)(HP4850A,HP4852A)其整個(gè)光譜的掃描時(shí)間只需0.1秒。凹面光柵的應(yīng)用減少了組成的零部件數(shù)量,廢棄了傳統(tǒng)的機(jī)械掃描,改為光電全場(chǎng)同時(shí)掃描,從而可以實(shí)現(xiàn)光譜快速分析,并且提高了測(cè)試精度和重復(fù)性。

4.在儀器控制方面

隨著分光元器件及分光技術(shù)、檢測(cè)器件與檢測(cè)技術(shù)、大規(guī)模集成制造技術(shù)等的發(fā)展,隨著單片機(jī)、微處理器、計(jì)算機(jī)和DSP技術(shù)的廣泛應(yīng)用,早期的分光光度計(jì)采用人為控制,隨著單片機(jī)、微處理器的出現(xiàn),大多數(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制,使儀器的自動(dòng)化與智能化成為可能,在微處理機(jī)的控制下,能完成自動(dòng)掃描、自動(dòng)記錄或自動(dòng)進(jìn)行波長(zhǎng)校正、自動(dòng)尋峰、自動(dòng)完成基線校正功能,實(shí)現(xiàn)儀器光、機(jī)、電以及整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè),還可以內(nèi)存多種專(zhuān)用分析程序等等。

引入電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是當(dāng)代儀器的發(fā)展潮流,也是分光測(cè)色儀器的一個(gè)發(fā)展方向。隨著電子計(jì)算機(jī),特別是微處理機(jī)的發(fā)展,已把小型化,多功能,低成本的專(zhuān)用微處理機(jī)直接裝入分光光度儀器內(nèi),不但能完成光譜數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理,而且提高了儀器的自動(dòng)化程度,擴(kuò)大自動(dòng)控制范圍,現(xiàn)代分光測(cè)色儀器都是光機(jī)電,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。

5.在儀器構(gòu)型方面

從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單光束發(fā)展為雙光束,現(xiàn)在幾乎所有高級(jí)分光光度計(jì)都是雙光束的,有些高精度的儀器采用雙單色器,使得儀器的分辨率和雜散光等性能大大提高,但結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜。隨著集成電路技術(shù)和光纖技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)了一些攜帶方便的小型分光光度計(jì),而微電子技術(shù)和MEMS技術(shù)的發(fā)展,正促進(jìn)將分光元件和探測(cè)器集成在一塊基片上的微型分光光度計(jì)的研究與開(kāi)發(fā)。因此實(shí)現(xiàn)儀器的小型化,研制便攜式的測(cè)色儀器也是目前的一個(gè)重要發(fā)展方向。

6.在通信接口方面

目前主要有雙向RS232接口,最新的還有USB接口,可以外接記錄儀、計(jì)算機(jī)、或與光譜數(shù)據(jù)站聯(lián)結(jié),完成儀器遙控、數(shù)據(jù)傳輸、外存、記錄等功能。

7.在顯示、記錄與繪圖方面

更多地采用液晶屏幕或計(jì)算機(jī)屏幕顯示。