d/8積分球色差儀的測色原理，積分球色差儀測量模式講解

發(fā)布日期：2023-05-26 瀏覽次數(shù)：170

色差儀根據(jù)測量幾何條件的不同，在測量結(jié)構(gòu)上可以分為不同的類型，常見的就是d/8結(jié)構(gòu)的積分球色差儀，這種結(jié)構(gòu)的色差儀測量精度較高，被廣泛的應(yīng)用于不同行業(yè)的顏色品質(zhì)管控。那么，d/8積分球色差儀測色原理是怎樣的？d/8積分球色差儀有幾種測量模式？下文將為大家進(jìn)行解答。

色差儀SCI測量模式

d/8積分球色差儀的測色原理：

積分球是一個內(nèi)壁涂有白色漫反射材料（漫反射系數(shù)接近于1，常用的是氧化鎂或硫酸鋇）的空腔球體，內(nèi)壁是良好的球面（要求與理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%）。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上，這樣，進(jìn)入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射，在內(nèi)壁上形成均勻照度。

當(dāng)積分球用于顏色測量儀器時，球體會有多個開孔，結(jié)構(gòu)示意圖如下圖。具體包括光孔，用于光源進(jìn)入球體；測量孔，與被測物體緊密接觸；接收器孔，在測量孔對面，一般與被測樣品表面的法線呈8°夾角，用于采集物體的反射光；鏡面反射孔，位于與接收器孔相對于法線對稱的地方，這個孔可以關(guān)閉和打開，并放置光吸收阱，用來控制鏡面反射光的采集（SPIN，Specular Included）與排除（SPEX，Specular Excluded）。

當(dāng)一束輻通量為Φ（λ）的光源經(jīng)光孔進(jìn)入內(nèi)球半徑為R的積分球內(nèi)，經(jīng)涂層多次漫反射后，形成均勻照明。設(shè)除投射面外，其余內(nèi)壁任一點(diǎn)M處的總照度E（λ）可用下表示：

總照度E（λ）計算公式

式中：E（λ）為M點(diǎn)的總光譜幅照度；ρw（λ）為積分球內(nèi)壁的光譜反射比；Φ（λ）為進(jìn)入進(jìn)入積分球的光譜輻通量；R為積分球內(nèi)球半徑；f為積分球開口球面面積與積分球總的內(nèi)反射表面積之比。

式中，當(dāng)一束輻通量進(jìn)入理想積分球后，除投射面外，球內(nèi)表面任意點(diǎn)的照度（包括球壁開口處球面上的照度）只是球的幾何尺寸、涂層的漫反射比、進(jìn)入球的輻通量的函數(shù)，而與位置無關(guān)。在顏色測量中，樣品表面的物理狀況會影響光的傳播，當(dāng)表面比較光滑時，樣品光澤較高，鏡面反射光會比較強(qiáng)，散射會比較弱；當(dāng)表面比較粗糙時，樣品光澤較低，鏡面反射光會比較弱，散射會比較強(qiáng)。對于相同材質(zhì)的樣品，若只是光澤差異，在包含鏡面反射狀態(tài)下測量結(jié)果應(yīng)該是一致的，這時其反映的是材質(zhì)本身的顏色，稱之為真實(shí)色；但在排除鏡面反射狀態(tài)下，樣品間的差異會比較大，數(shù)據(jù)反映的是材質(zhì)和表面物理狀況的綜合變化，稱之為表觀色。因此，積分球儀器在涂料行業(yè)，以及紡織、塑料、紙張等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

d/8積分球色差儀的測量模式：

d/8幾何結(jié)構(gòu)色差儀一般具有兩種測量模式，它們分別是SCI模式和SCE模式，具體如下：

SCI是英文Specular Component Include的縮寫，意思是包含鏡面反射光，有時也縮寫為SPIN。是指色差儀測量模式中有一個鏡面反射光來補(bǔ)光，用于測量樣品的光譜反射分量和反射體或漫反射分量。這種測量方式的測量結(jié)果包括物體的所有表面反射光（包括鏡面反射和漫反射），與物體表面的結(jié)構(gòu)、粗糙程度無關(guān)，測量結(jié)果可以反映出物體的真實(shí)色彩，物體的光澤不會影響顏色數(shù)據(jù)的測量結(jié)果。一般用于那些研究顏色本身屬性而不關(guān)心顏色所附著的樣品表面光澤度的應(yīng)用，如油漆涂料廠等。

SCE是英文Specular Component Exclude的縮寫，意思是不包含鏡面反射光，有時也縮寫為SPEX。在測量中，光陷阱的位置是關(guān)閉的，不存在鏡面反射光來補(bǔ)光。該測量模式可以更好的評估樣品的顏色外觀屬性，與我們?nèi)搜塾^察感知物體的顏色大致相同，但是受物體表面結(jié)構(gòu)、粗糙程度影響較大。一般適用于那些直接被人觀測到的，要求測量結(jié)果和目視非常接近的樣品，如家電外殼等。