1、分光光度计金玉婷蒋柳敏 1、分光光度计 2、分光光度计的原理 3、分光光度计的用法目目录录4、分光光度计在印刷中的应用分光光度计色度测量方色度测量方法主要有两种法主要有两种:第一种是利用光电色度仪测第一种是利用光电色度仪测色的方法色的方法；第二种是利用分光光度计测量色彩的方法第二种是利用分光光度计测量色彩的方法。分光光度计作为印品在线检测的主要工具，是整个印品分光光度计作为印品在线检测的主要工具，是整个印品在线检测系统的核心部件，它所完成的主要工作简单的在线检测系统的核心部件，它所完成的主要工作简单的说是将可见光按要求分成单色光，然后照射到印品上，说是将可见光按要求分成单色光，然后照射到印品上
2、，反射得到光信号，光信号再由光电传感器转化为电信号反射得到光信号，光信号再由光电传感器转化为电信号进行处理计算，从而得到进行处理计算，从而得到XYZ,LABXYZ,LAB等色度值。等色度值。分光光度定义分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析。量分析。针对各个单色光进行度量针对各个单色光进行度量 测色分光光度仪并不是直接测量颜色样品的三刺激值，测色分光光度仪并不是直接测量颜色样品的三刺激值，而是测量物体的光谱反射率或透射率再通过计算进而而是测量物体的光谱
3、反射率或透射率再通过计算进而得到三刺激值得到三刺激值X X、Y Y、Z Z及色差等颜色数据及色差等颜色数据.分光光度计的特点测量物体的光谱反射或光谱透射特性，并不直接测量颜色的测量物体的光谱反射或光谱透射特性，并不直接测量颜色的三刺激值。选用三刺激值。选用CIE标准照明体和标准观察者，通过积分计算标准照明体和标准观察者，通过积分计算求得颜色的三刺激值。求得颜色的三刺激值。测反射样品为主，兼顾透射样品测反射样品为主，兼顾透射样品常规测色局限为可见光范围常规测色局限为可见光范围对仪器波长精度和分辨率要求较低，对光度准确度要求较对仪器波长精度和分辨率要求较低，对光度准确度要求较高高测量光路必须满足测
4、量颜色对样品的照明观察条件的规定测量光路必须满足测量颜色对样品的照明观察条件的规定数据处理复杂，常由软件计算颜色参数数据处理复杂，常由软件计算颜色参数测量物体的光谱反射率测量物体的光谱反射率()()或透射率或透射率()()分光光度计的原理测量原理：将整个视觉可见光谱测量原理：将整个视觉可见光谱380-700nm380-700nm范围内，范围内，每隔每隔10nm10nm或或20nm20nm取离散点测量，将所得曲线进行积分。取离散点测量，将所得曲线进行积分。分光光度计光路简图分光光度计光路简图分光光度计跟眼睛不同，眼睛是分光光度计跟眼睛不同，眼睛是同时在感受的全部波长上评价接同时在感受的全部波长上
5、评价接受的光能，而反射曲线的测量必受的光能，而反射曲线的测量必须逐波长地进行。这就必须把光须逐波长地进行。这就必须把光源的光在各个波长上进行分解，源的光在各个波长上进行分解，这既可以在照射样本之前分解成这既可以在照射样本之前分解成单色光，也可以在从样本上反射单色光，也可以在从样本上反射之后进行分解。几乎所有的新型之后进行分解。几乎所有的新型仪器都按后一种方式工作，只有仪器都按后一种方式工作，只有这样才能对具有荧光性质的样本这样才能对具有荧光性质的样本进行正确的测量。进行正确的测量。1 利用标准样品获得各单利用标准样品获得各单色光的入射光能量色光的入射光能量2 2 测量待测样品对各单测量待测样品
6、对各单色光的反射光能量色光的反射光能量3 3 计算样品的光谱反射计算样品的光谱反射率并计算色度值率并计算色度值 ySk100 zSkZySkYxSkX)()()(式中式中:为照明体的光谱功率分布为照明体的光谱功率分布,为被测物体的光谱反射率为被测物体的光谱反射率,为标准观察者光谱三刺激值为标准观察者光谱三刺激值 S x y z 满足条件：满足条件：光源光源：测量所用的照明必须包含可见光谱的全部波长测量所用的照明必须包含可见光谱的全部波长。光的色散光的色散：在散光的传统元件是用棱镜，但在现代仪器中则常用在散光的传统元件是用棱镜，但在现代仪器中则常用弯曲光栅。后者得到的不同波长的间隔可以是相等的，
7、这可以使光弯曲光栅。后者得到的不同波长的间隔可以是相等的，这可以使光圈结构不必是可变的。色散光的第三种可以选择的元件是彩色干涉圈结构不必是可变的。色散光的第三种可以选择的元件是彩色干涉滤色片。滤色片。传感器传感器：在分光光度计中，传感器是用光电池、光电二极管或光电在分光光度计中，传感器是用光电池、光电二极管或光电倍增管装配成的。倍增管装配成的。仪器标定仪器标定：100%线定标和线定标和0%线定标线定标 精度精度：短时间可重复性、长时间可重复性及稳定性、绝对精度等：短时间可重复性、长时间可重复性及稳定性、绝对精度等 测量几何条件测量几何条件：积分球、光泽吸收阱：积分球、光泽吸收阱 大多数分光光度
8、计有一个称作积分球的元件。球的内壁涂以白色，大多数分光光度计有一个称作积分球的元件。球的内壁涂以白色，壁上开有小孔，以便让照明标本所必需的光线出入。光源放在球壁上开有小孔，以便让照明标本所必需的光线出入。光源放在球内或至少放在球旁边，以便用扩散的光照明球壁。所以，小球上内或至少放在球旁边，以便用扩散的光照明球壁。所以，小球上有一或两个小孔，以便放置被测样本或标准白板。对着样本的孔有一或两个小孔，以便放置被测样本或标准白板。对着样本的孔因测量仪不同而有不同的尺寸，在大多数仪器中这个孔的孔径是因测量仪不同而有不同的尺寸，在大多数仪器中这个孔的孔径是可以连续改变的，以便适应被测样本的大小。带积分球的
9、分光光可以连续改变的，以便适应被测样本的大小。带积分球的分光光度计，样本通常是在慢射照明的状态下，测量从样本某个方向反度计，样本通常是在慢射照明的状态下，测量从样本某个方向反射的光。一般是测量射的光。一般是测量8方向反射的光（图方向反射的光（图28）图图2-8分光光度计的基本部件光源光源:发出所需波长范围内的连续光谱，有足够发出所需波长范围内的连续光谱，有足够 的的光强度光强度,稳定。稳定。单色器单色器:将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。在分光光度计中多用在分光光度计中多用 作为色散元件作为色散元件积分球积分球：测色仪重重难关光的满散射。球内光强稳
10、定：测色仪重重难关光的满散射。球内光强稳定而均匀，受光时积分球内壁呈漫反射状态。而均匀，受光时积分球内壁呈漫反射状态。光电检测器光电检测器：影响测色仪的检测质量，将进入检测器：影响测色仪的检测质量，将进入检测器的光能转变成电信号后检出的光能转变成电信号后检出数据处理及输出装置数据处理及输出装置：分光光度计输出的基本数据是：分光光度计输出的基本数据是光谱反射率或光谱透射率，其他的色度学数据都是通光谱反射率或光谱透射率，其他的色度学数据都是通过数据处理装置计算后得到的过数据处理装置计算后得到的。分光光度计工作流程图分光光度计的用法现代测色用分光光度计的测色操作过程，自始现代测色用分光光度计的测色操
11、作过程，自始至终是自动进行。至终是自动进行。仪器校准仪器校准 波长间隔调整波长间隔调整 测色条件改变测色条件改变 反射率换算反射率换算 各种测色计算各种测色计算 读数和输出。读数和输出。而且大多数测色系统均配有荧光屏输出输入终而且大多数测色系统均配有荧光屏输出输入终端或荧光屏和打印装置结合终端。计算机能将端或荧光屏和打印装置结合终端。计算机能将绝对反射值予以存储，并用来标定仪器，从而绝对反射值予以存储，并用来标定仪器，从而保证仪器在标准状态下工作。保证仪器在标准状态下工作。操作简便操作简便进行校正（使用时要校正，还要定期校正）进行校正（使用时要校正，还要定期校正）波长标尺的校正：使用钕谱滤片对
12、波长进行校正波长标尺的校正：使用钕谱滤片对波长进行校正光度标尺的校正：使用标准溶液或标准白板进行校正光度标尺的校正：使用标准溶液或标准白板进行校正 （4-84-8小时校正一次）小时校正一次）仪器的测量精度：要从色度和光度两方面来衡量仪器的测量精度：要从色度和光度两方面来衡量至少测量四次取平均值至少测量四次取平均值按要求经常校正仪器按要求经常校正仪器测色分光度仪的使用注意事项分光光度计在印刷中应用早期使用分光光度计的是油漆和油墨厂。在早期使用分光光度计的是油漆和油墨厂。在1980年代末，色度测量和分光光度计开始应用年代末，色度测量和分光光度计开始应用在印刷厂。在印刷界，大部分使用的分光光度在印刷
13、厂。在印刷界，大部分使用的分光光度计是爱色丽公司的产品。如经济型色差仪计是爱色丽公司的产品。如经济型色差仪CA22，它简单方便，易携带，主要做色差的评估它简单方便，易携带，主要做色差的评估;台式台式分光仪分光仪CFS57经济型台式分光仪，可以满足一经济型台式分光仪，可以满足一般的颜色测量和管理需求。般的颜色测量和管理需求。【1】何晓辉。油墨叠印率检测方法的比较何晓辉。油墨叠印率检测方法的比较J.北北京印刷学院学报，京印刷学院学报，2005，13（2）:35【2】罗庆尧。分光光度分析罗庆尧。分光光度分析M。科学出版社，。科学出版社，1997.【3】吴石编译吴石编译.分光光度计在丝网印刷中的应用分光光度计在丝网印刷中的应用.网印工业网印工业,2003,6:43-45【4】汤顺青汤顺青.测色分光光度计测色分光光度计.计量技计量技术术,1998,NO6:30-32参考文献
