颜色测量和测色仪器
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第五章 颜色测量和测色仪器
5.1 测色方法综述
测量方法：目视法、光电积分法、分光光度法。
1、目视法：在某种规定的CIE标准光源下（如标准光源 A、D65或“北窗光”等）利用人眼的观察。要求操作人员 具有丰富的颜色观察经验和敏锐的判断力，即便如此， 其测量结果仍然包含了一些人为的主观因素，而且工作 效率很低。
2、光电积分法：通过把探测器的光谱响应匹配成所要 求的CIE标准色度观察者光谱三刺激值曲线或某一特定 的光谱响应曲线，从而对探测器所接收到的来自被测颜 色的光谱能量进行积分测量。
优点：测量速度很快，具有适当的测量精度。 缺点：无法测出颜色颜的色测量光和测色谱仪器组成
5.1 测色方法综述
3、分光光度法：测定物体反射的光谱功率分布 或物体本身的反射光度特性，然后根据光谱测量 数据可计算出物体在各种标准光源和标准照明体 下的三刺激值。 分光光度法：光谱扫描、同时探测全波段光谱。 (1)光谱扫描法：利用分光色散系统对被测光谱进 行机械扫描，逐点测出各个波长对应的辐射能量， 由此达到光谱功率分布的测量。 特点：精度很高颜，色测量但和测测色仪器量速度较慢。
体
Z 10 k10 ( )S ( )z1(0 )d
Z 1 0k1 0 ()S()z1 0()
透
X 10 k 10 ( )S ( )x 1(0 )d
X 10 k10 ( )S ( )x1(0 )
射
物
Y 10 k10 ( )S ( )y 1(0 )d
Y 10 k10 ( )S ( )y 1(0 )
（4）操作的简便性
现代测色用分光光度计的测色操作过程，自 始至终是自动进行，包括仪器标准、波长间隔的 调整、测色条件改变、反射率换算、各种测色计 算、读数和输出，而且大多数测色系统均配有荧 光屏输出输入终端或荧光屏和打印装置结合终端。
此外国际上现在广泛使用的传递标准是完全 漫反射体上标定的绝对值，计算机能将绝对反射 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。
颜色测量和测色仪器
(1) 按2照、明测受色光分的光几光何条度件计分类
➢多色漫射照明
积分球的多色照明方式快速扫描型分光光度计
颜色测量和测色仪器
(1) 按照明受光的几何条件
➢ 单色漫射照明
用积分球的颜色测单量和测色色仪照器 明方式的测定系统
(2) 按照明光源种类
➢单独采用卤素钨丝灯 ➢卤素钨丝灯与滤色镜结合， ➢氙闪光灯 ➢氙快速弧光灯。 (3) 按比较用白色标准
(2) 同时探测全波段光谱法：
(a) 多光路探测技术：多光路同时性只在红外波 段实现，在可见光区只能部分实现。 (b) 多通道探测技术：即平行探测法。 优点：快速、高效，大大Biblioteka Baidu低对测量对象和照明 光源的时间稳定性要求，应用快速存取和分组处 理，在时间分辨和光谱分辨两者之间实现有益的 兼顾。
目前，国际上作为产品真正用于自动配色的 颜色测量系统都是采用多通道技术。 多通道测色系统的照明光源：脉冲式、直流式 ➢脉冲光源：接近颜色测D量和6测5色的仪器 脉冲氙灯、高光强、即时
体
Z 10 k10 ( )S ( )z1(0 )d
Z 10 k ()S ()z1(0 )
k 1 0 1/0 S ( 0 ) 颜y 色1 测量( 和 测0 色) 仪d 器k10 10 / 0S ()y1(0 )
5.3.15反.3射分测光色光度仪计器
1、照明和观测条件的选择 根据实际观测物体情况来选择照明和观测条件。 举例： ➢印染工作者通常要尽力避免镜面反射进入眼睛，大多 数的测试采用 0/d SPEX(消镜面反射)。 ➢计算机配色采用 0/d SPINC ➢在线颜色测量采用 0/45 和 45/0
（2）测色精确度和准确度高
一台分光光度计精确度和准确度与该仪器的 分光方式、光谱范围、波长间隔等有关。 ➢10 年前所用的测色仪器其波长间隔多在5 nm、 10 nm、20 nm， ➢至 今 瑞 士 Datacolor 公 司 的 产 品 波 长 间 隔 已 达 0.8 nm。可以从仪器的稳定性即短期或长期的重 现性来加以考核， ➢过去反射率达±0.2％，现达±0.01％～0.02 ％。
5.2 颜色测量原理
5.2.1 测色原理
颜色测量和测色仪器
51.2、.2光测电积色分公法式
2、分光光度法
反 X 10 k 10 ( )S ( )x 1(0 )d X 10 k 10 ( )S ( )x 1(0 )
射
物
Y 10 k 10 ( )S ( )y 1(0 )d Y 10 k10 ( )S ( )y 1(0 )
绝对反射率白板、 计算机贮存的标准白板 (4) 按对镜面反射光的措施
光泽吸收阱切断镜面反射光、计算方法去除。 (5) 按分光元件
衍射光栅、干扰滤色镜、连续干扰滤色镜 (6) 按入射光束：单光束、双光束。
颜色测量和测色仪器
3、现代分光光度计的特点
（1）测色和计算速度快 ➢20世纪30年代一只样品测色需2 分钟以上， ➢20世纪80年代初Macbeth公司的2020光栅分 光型测色只要3 秒钟， ➢瑞士Datacolor公司DC 3520 R分光光度计采用 连续干涉滤色片分光，测定时间包括计算需6秒 钟，而到80年代末采用闪光氙灯作为光源，每只 颜色只需测色一次时间少于0.3 秒， ➢90 年 代 ， 该 公 司 的 3881 Texflash 型 、 DC 3890型、ELrepho 2000A型、脉络式分光光度 计、Mixflash型颜等色测量测和测色色仪器时间仅需0.1 秒。
颜色测量和测色仪器
（3）测色功能多样化
现代分光光度计多与计算机配套应用，均 具有很广的应用范围， ➢测色对象可包括有光泽和无光泽的。例如纤维、 织物、塑料、油漆、陶瓷、纸张等， ➢能进行镜面和非镜面测定。 ➢不论是散射性的，反光性的，透明性的，遮盖 性的，荧光性的等等表面均不受限制，还可进行 色差、白度等计算，各种计算公式可任意选择或 配制。 ➢测色条件诸如光源、视场、分光间隔等均可变 化。 ➢有的仪器正、逆向(多 颜色测量和测色仪器 色光和单色光照明)均可
5.1 测色方法综述
测量方法：目视法、光电积分法、分光光度法。
1、目视法：在某种规定的CIE标准光源下（如标准光源 A、D65或“北窗光”等）利用人眼的观察。要求操作人员 具有丰富的颜色观察经验和敏锐的判断力，即便如此， 其测量结果仍然包含了一些人为的主观因素，而且工作 效率很低。
2、光电积分法：通过把探测器的光谱响应匹配成所要 求的CIE标准色度观察者光谱三刺激值曲线或某一特定 的光谱响应曲线，从而对探测器所接收到的来自被测颜 色的光谱能量进行积分测量。
优点：测量速度很快，具有适当的测量精度。 缺点：无法测出颜色颜的色测量光和测色谱仪器组成
5.1 测色方法综述
3、分光光度法：测定物体反射的光谱功率分布 或物体本身的反射光度特性，然后根据光谱测量 数据可计算出物体在各种标准光源和标准照明体 下的三刺激值。 分光光度法：光谱扫描、同时探测全波段光谱。 (1)光谱扫描法：利用分光色散系统对被测光谱进 行机械扫描，逐点测出各个波长对应的辐射能量， 由此达到光谱功率分布的测量。 特点：精度很高颜，色测量但和测测色仪器量速度较慢。
体
Z 10 k10 ( )S ( )z1(0 )d
Z 1 0k1 0 ()S()z1 0()
透
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物
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（4）操作的简便性
现代测色用分光光度计的测色操作过程，自 始至终是自动进行，包括仪器标准、波长间隔的 调整、测色条件改变、反射率换算、各种测色计 算、读数和输出，而且大多数测色系统均配有荧 光屏输出输入终端或荧光屏和打印装置结合终端。
此外国际上现在广泛使用的传递标准是完全 漫反射体上标定的绝对值，计算机能将绝对反射 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。
颜色测量和测色仪器
(1) 按2照、明测受色光分的光几光何条度件计分类
➢多色漫射照明
积分球的多色照明方式快速扫描型分光光度计
颜色测量和测色仪器
(1) 按照明受光的几何条件
➢ 单色漫射照明
用积分球的颜色测单量和测色色仪照器 明方式的测定系统
(2) 按照明光源种类
➢单独采用卤素钨丝灯 ➢卤素钨丝灯与滤色镜结合， ➢氙闪光灯 ➢氙快速弧光灯。 (3) 按比较用白色标准
(2) 同时探测全波段光谱法：
(a) 多光路探测技术：多光路同时性只在红外波 段实现，在可见光区只能部分实现。 (b) 多通道探测技术：即平行探测法。 优点：快速、高效，大大Biblioteka Baidu低对测量对象和照明 光源的时间稳定性要求，应用快速存取和分组处 理，在时间分辨和光谱分辨两者之间实现有益的 兼顾。
目前，国际上作为产品真正用于自动配色的 颜色测量系统都是采用多通道技术。 多通道测色系统的照明光源：脉冲式、直流式 ➢脉冲光源：接近颜色测D量和6测5色的仪器 脉冲氙灯、高光强、即时
体
Z 10 k10 ( )S ( )z1(0 )d
Z 10 k ()S ()z1(0 )
k 1 0 1/0 S ( 0 ) 颜y 色1 测量( 和 测0 色) 仪d 器k10 10 / 0S ()y1(0 )
5.3.15反.3射分测光色光度仪计器
1、照明和观测条件的选择 根据实际观测物体情况来选择照明和观测条件。 举例： ➢印染工作者通常要尽力避免镜面反射进入眼睛，大多 数的测试采用 0/d SPEX(消镜面反射)。 ➢计算机配色采用 0/d SPINC ➢在线颜色测量采用 0/45 和 45/0
（2）测色精确度和准确度高
一台分光光度计精确度和准确度与该仪器的 分光方式、光谱范围、波长间隔等有关。 ➢10 年前所用的测色仪器其波长间隔多在5 nm、 10 nm、20 nm， ➢至 今 瑞 士 Datacolor 公 司 的 产 品 波 长 间 隔 已 达 0.8 nm。可以从仪器的稳定性即短期或长期的重 现性来加以考核， ➢过去反射率达±0.2％，现达±0.01％～0.02 ％。
5.2 颜色测量原理
5.2.1 测色原理
颜色测量和测色仪器
51.2、.2光测电积色分公法式
2、分光光度法
反 X 10 k 10 ( )S ( )x 1(0 )d X 10 k 10 ( )S ( )x 1(0 )
射
物
Y 10 k 10 ( )S ( )y 1(0 )d Y 10 k10 ( )S ( )y 1(0 )
绝对反射率白板、 计算机贮存的标准白板 (4) 按对镜面反射光的措施
光泽吸收阱切断镜面反射光、计算方法去除。 (5) 按分光元件
衍射光栅、干扰滤色镜、连续干扰滤色镜 (6) 按入射光束：单光束、双光束。
颜色测量和测色仪器
3、现代分光光度计的特点
（1）测色和计算速度快 ➢20世纪30年代一只样品测色需2 分钟以上， ➢20世纪80年代初Macbeth公司的2020光栅分 光型测色只要3 秒钟， ➢瑞士Datacolor公司DC 3520 R分光光度计采用 连续干涉滤色片分光，测定时间包括计算需6秒 钟，而到80年代末采用闪光氙灯作为光源，每只 颜色只需测色一次时间少于0.3 秒， ➢90 年 代 ， 该 公 司 的 3881 Texflash 型 、 DC 3890型、ELrepho 2000A型、脉络式分光光度 计、Mixflash型颜等色测量测和测色色仪器时间仅需0.1 秒。
颜色测量和测色仪器
（3）测色功能多样化
现代分光光度计多与计算机配套应用，均 具有很广的应用范围， ➢测色对象可包括有光泽和无光泽的。例如纤维、 织物、塑料、油漆、陶瓷、纸张等， ➢能进行镜面和非镜面测定。 ➢不论是散射性的，反光性的，透明性的，遮盖 性的，荧光性的等等表面均不受限制，还可进行 色差、白度等计算，各种计算公式可任意选择或 配制。 ➢测色条件诸如光源、视场、分光间隔等均可变 化。 ➢有的仪器正、逆向(多 颜色测量和测色仪器 色光和单色光照明)均可