一、光电积分式测色仪
光电积分式测色仪,也被称为光电积分式分光光度计,是利用光电积分效应的一种测色仪。其基本原理是将光源通过滤色片和光阑,将光束变成扇形光,该扇形光投射到被测物体上,然后通过一个旋转的转盘,使得被测物体的各个部分在时间上展开,使得每个部分都能被积分。在此过程中,光的各种成分在不同的角度下穿过固定在转盘上的滤光片,从而在光电倍增管上产生相应的电信号。这些电信号经过处理,可以得出被测物体的各种颜色参数。
光电积分法,是在整个测量波长范围内,对被测物体颜色的光能量进行一次性积分测量,直接得到三刺激值X、Y、Z,再计算出样品的色品坐标等参数。因此,该方法又称为三刺激值法。通常用滤光片覆盖在探测器上,把探测器的相对光谱灵敏度修正成CIE推荐的光谱三刺激值。滤光片需满足卢瑟条件,以和光探测器精确匹配。但在实际应用中,由于有色玻璃的品种有限,仪器不可能完全符合该条件,只能近似符合。
光电积分式测色仪器主要包括色差计和色度计。色差计利用仪器内部的标准光源照明来测量透射色或反射色,直接测出物体色的三刺激值。该仪器往往不能准确测定绝对值,但可以较为准确地测量两种颜色之间的色差。色度计可测量光源色和由仪器外部光源照明的物体颜色,包括亮度色度计和光源测色仪等。光电积分式测色仪器虽能准确测出两近似光谱功率分布的颜色之间的差别,但测量精度在很大程度上取决于光探测器的光谱匹配精度,在测定三刺激值和色品坐标的绝对精度方面有一定的局限性。这类仪器具有一定的测量精度但速度很快。光电积分型测色仪器在颜色工业生产、控制、产品检验与销售等品质管理方面已得到广泛应用。尽管光电积分式测色仪器成本较低,使用广泛,但是功能有限,精度还不够高。
这种仪器的优点在于其结构相对简单,操作方便,适合用于大规模生产的现场。然而,其缺点在于对瞬息万变的光信号进行积分,因此,测量的精度可能会受到被测物体表面变化的影响。
二、分光测色仪
分光测色仪,或称分光光度计,是一种基于分光技术的新型测色仪。其基本原理是将连续的光谱辐射分解成多个窄带,并对每个窄带进行测量的仪器。通常,分光测色仪使用棱镜或光栅将光分散成多个光谱带,然后通过一个或多个光电探测器测量每个光谱带的强度。通过这种方式,可以得到完整的光谱分布信息。
分光测色法是指,通过测定物体的光谱特性,由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值,进一步得到各种色度参数的方法。该方法解决了颜色测量需要使用标准光源的问题,提高了测量的灵活性,易于实施。这是一种精密的颜色测量方法,采用该方法的仪器即为分光测色仪,其成本较高。由于分光测色仪不仅可以给出颜色的三刺激值、Y、Z,还可以给出物体的光谱特性曲线(如光谱反射率因数)。分光测色仪是精度和准确度都很高的颜色测量仪器,被广泛用配色及颜色分析中,可对光电积分测色仪器进行定标,建立色度标准等。
分光测色仪的优点在于其测量精度高,可以提供详细的光谱分布信息。这使得它特别适合用于科学研究、质量控制以及需要高度精确颜色测量的领域。然而,其缺点在于结构复杂,操作相对复杂,且价格通常较高。
总的来说,光电积分式测色仪和分光测色仪各有其优缺点。选择使用哪种仪器主要取决于具体的测量需求和应用场景。对于需要快速、简单且可靠的测量,光电积分式测色仪是一个不错的选择。而对于需要高度精确且具备光谱信息的测量,分光测色仪则是更好的选择。
在未来的发展中,随着颜色测量技术的不断进步,我们有理由相信,这两种类型的测色仪会在各自的领域中继续发挥重要的作用。同时,新的技术和方法也将不断出现,推动颜色测量技术向更高的精度和更广泛的应用领域发展。