分光測色儀的參照基準(zhǔn)及幾何條件
2020-09-07
市面上分光測色儀器,主要就是對產(chǎn)品表面的反射光譜或透射光譜進(jìn)行檢測,然后轉(zhuǎn)換成三刺激值,進(jìn)而計算得到Lab色度值。為了統(tǒng)一顏色評價的標(biāo)準(zhǔn),就需要參照相應(yīng)的基準(zhǔn),在規(guī)定的幾何條件下進(jìn)行測量。
分光測色儀的參照基準(zhǔn):
按照國際照明委員會(CIE)的規(guī)定,反射顏色樣品的光譜反射率因數(shù),是相對于完全反射漫射體(在整個可見光譜范圍內(nèi)的反射比均為1)來測量的。然而,現(xiàn)實中并不存在理想的完全漫反射體實物標(biāo)準(zhǔn),所以必須用已知絕對光譜反射比的氧化鎂(MgO)、硫酸鋇(BaSO4)等工作標(biāo)準(zhǔn)白板來校準(zhǔn)分光測色儀,才能在儀器上直接測量樣品的絕對光譜反射比。因此, 首先必須準(zhǔn)確測量氧化鎂、硫酸鋇等工作標(biāo)準(zhǔn)的絕對光譜反射比,建立準(zhǔn)確可靠的測色工作標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行科學(xué)有效的量值船度。為了建立國家色度基準(zhǔn),中國計量科學(xué)研究院根據(jù)光度測量的積分球原理,利用輔助積分球法(雙球法)來實現(xiàn)絕對光譜反射比的測量。對于透射比的測量,一般以空氣為100%的參比標(biāo)準(zhǔn)。
中國色度計量器具檢定系統(tǒng)(JJG 2029-1989)規(guī)定了我國色度國家基準(zhǔn)的用途。該基準(zhǔn)包括了基準(zhǔn)的計量器具、基準(zhǔn)的基本計量學(xué)參數(shù),以及借助副基準(zhǔn)、工作基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)向工作計量器具傳遞色度單位量值的程序。國家色度計量基準(zhǔn)用于復(fù)現(xiàn)國家色度計量單位,通過色度副基準(zhǔn)、工作基準(zhǔn)、一級基準(zhǔn)、二級基準(zhǔn)和專用標(biāo)準(zhǔn)反射板,向全國傳遞色度單位量值,以保證我國色度量值的準(zhǔn)確和統(tǒng)一。
在國家基準(zhǔn)體系中,一級基準(zhǔn)、二級基準(zhǔn)和專用標(biāo)準(zhǔn)反射白板或色板都需要按照J(rèn)JG 453-1986國家計量檢定規(guī)程的要求,采用光譜光度法在分光測色儀上進(jìn)行檢定。工作計量器具中色差計、色度計和白度計等,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)反射板校準(zhǔn)后,即可應(yīng)用光電積分法來比較和檢測各類白板、色板、色卡和其他的各種顏色樣品。對于這些色度測量儀器的檢定,在國家計量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了相應(yīng)的規(guī)程,如JJ512-1987白度計檢定規(guī)程、JJG554-1988彩色亮度計檢定規(guī)程、JJG595-2002測色色差計檢定規(guī)程等。
分光測色儀測色幾何條件:
為了使顏色的測量和計算標(biāo)準(zhǔn)化,國際照明委員會(CIE)規(guī)定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)照明體、白哦準(zhǔn)色度觀察者及標(biāo)準(zhǔn)的照明觀測條件。由于樣品表面的結(jié)構(gòu)特性不同,同樣的物體在不同的方向上具有不同的(光譜)反射率或(光譜)透射率,因此照明的幾何條件對顏色測量的結(jié)果會有很大的影響。除此之外,照明光束的孔徑和測量光束對顏色測量的結(jié)果也有影響,這些測量參數(shù)稱為分光測色儀的結(jié)合條件。為了交流和比較顏色測量的結(jié)果,必須嚴(yán)格規(guī)定照明和觀察幾何條件。
CIE在1971年正式推薦了四種用于反射樣品測量的標(biāo)準(zhǔn)照明和測量條件。
1、垂直/45°(符號0/45)
以垂直于樣品表面的方向照明,照明光束的光軸與樣品法線之間的夾角不應(yīng)超過10°,在與樣品表面法線呈(45±2)°的方向上測量。照明光束的任一光線與其光軸之間的夾角不應(yīng)超過8°,測量光束應(yīng)遵守同樣的限制。
2、45°/垂直(符號為45/0)
樣品可以被一束或多束光照明,照明光束的光軸方向與樣品法線呈(45±2)°,測量方向的光軸和樣品法線之間的夾角不應(yīng)超過10°。照明光束的任一光線與照明光束光軸之間的夾角不應(yīng)超過8°,測量光束也應(yīng)遵守同樣的限制。
3、垂直/漫射(符號為0/d)
照明光束的光軸與樣品法線之間的夾角不超過10°,從樣品反射的輻射通量借助于積分球來收集。照明光束的任一光線與其光軸之間的夾角不應(yīng)超過5°,積分球的大小可以任意選擇,一般人為測色標(biāo)準(zhǔn)型積分球的直徑是200mm,但其開孔總面積不能超過積分球內(nèi)反射總表面積的10%。
4、漫射/垂直(符號為d/0)
通過積分球漫射照明樣品,樣品的法線與測量光束的光軸之間的夾角不應(yīng)超過10°,積分球直徑可以任意大小,但其開孔的總面積不能超過積分球內(nèi)反射總面積的10%,測量光束的任一光線與其光軸之間的夾角不應(yīng)超過5°。