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

發布日期：2023-05-26 瀏覽次數：278

色差儀(yi) 根據測量幾何條件的不同，在測量結構上可以分為(wei) 不同的類型，常見的就是d/8結構的積分球色差儀(yi) ，這種結構的色差儀(yi) 測量精度較高，被廣泛的應用於(yu) 不同行業(ye) 的顏色品質管控。那麽(me) ，d/8積分球色差儀(yi) 測色原理是怎樣的？d/8積分球色差儀(yi) 有幾種測量模式？下文將為(wei) 大家進行解答。

色差儀(yi) SCI測量模式

d/8積分球色差儀的測色原理：

積分球是一個(ge) 內(nei) 壁塗有白色漫反射材料（漫反射係數接近於(yu) 1，常用的是氧化鎂或硫酸鋇）的空腔球體(ti) ，內(nei) 壁是良好的球麵（要求與(yu) 理想球麵的偏差應不大於(yu) 內(nei) 徑的0.2%）。氧化鎂塗層在可見光譜範圍內(nei) 的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經過內(nei) 壁塗層多次反射，在內(nei) 壁上形成均勻照度。

當積分球用於(yu) 顏色測量儀(yi) 器時，球體(ti) 會(hui) 有多個(ge) 開孔，結構示意圖如下圖。具體(ti) 包括光孔，用於(yu) 光源進入球體(ti) ；測量孔，與(yu) 被測物體(ti) 緊密接觸；接收器孔，在測量孔對麵，一般與(yu) 被測樣品表麵的法線呈8°夾角，用於(yu) 采集物體(ti) 的反射光；鏡麵反射孔，位於(yu) 與(yu) 接收器孔相對於(yu) 法線對稱的地方，這個(ge) 孔可以關(guan) 閉和打開，並放置光吸收阱，用來控製鏡麵反射光的采集（SPIN，Specular Included）與(yu) 排除（SPEX，Specular Excluded）。

當一束輻通量為(wei) Φ（λ）的光源經光孔進入內(nei) 球半徑為(wei) R的積分球內(nei) ，經塗層多次漫反射後，形成均勻照明。設除投射麵外，其餘(yu) 內(nei) 壁任一點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(wei) M點的總光譜幅照度；ρw（λ）為(wei) 積分球內(nei) 壁的光譜反射比；Φ（λ）為(wei) 進入進入積分球的光譜輻通量；R為(wei) 積分球內(nei) 球半徑；f為(wei) 積分球開口球麵麵積與(yu) 積分球總的內(nei) 反射表麵積之比。

式中，當一束輻通量進入理想積分球後，除投射麵外，球內(nei) 表麵任意點的照度（包括球壁開口處球麵上的照度）隻是球的幾何尺寸、塗層的漫反射比、進入球的輻通量的函數，而與(yu) 位置無關(guan) 。在顏色測量中，樣品表麵的物理狀況會(hui) 影響光的傳(chuan) 播，當表麵比較光滑時，樣品光澤較高，鏡麵反射光會(hui) 比較強，散射會(hui) 比較弱；當表麵比較粗糙時，樣品光澤較低，鏡麵反射光會(hui) 比較弱，散射會(hui) 比較強。對於(yu) 相同材質的樣品，若隻是光澤差異，在包含鏡麵反射狀態下測量結果應該是一致的，這時其反映的是材質本身的顏色，稱之為(wei) 真實色；但在排除鏡麵反射狀態下，樣品間的差異會(hui) 比較大，數據反映的是材質和表麵物理狀況的綜合變化，稱之為(wei) 表觀色。因此，積分球儀(yi) 器在塗料行業(ye) ，以及紡織、塑料、紙張等行業(ye) 被廣泛應用。

d/8積分球色差儀的測量模式：

d/8幾何結構色差儀(yi) 一般具有兩(liang) 種測量模式，它們(men) 分別是SCI模式和SCE模式，具體(ti) 如下：

SCI是英文Specular Component Include的縮寫(xie) ，意思是包含鏡麵反射光，有時也縮寫(xie) 為(wei) SPIN。是指色差儀(yi) 測量模式中有一個(ge) 鏡麵反射光來補光，用於(yu) 測量樣品的光譜反射分量和反射體(ti) 或漫反射分量。這種測量方式的測量結果包括物體(ti) 的所有表麵反射光（包括鏡麵反射和漫反射），與(yu) 物體(ti) 表麵的結構、粗糙程度無關(guan) ，測量結果可以反映出物體(ti) 的真實色彩，物體(ti) 的光澤不會(hui) 影響顏色數據的測量結果。一般用於(yu) 那些研究顏色本身屬性而不關(guan) 心顏色所附著的樣品表麵光澤度的應用，如油漆塗料廠等。

SCE是英文Specular Component Exclude的縮寫(xie) ，意思是不包含鏡麵反射光，有時也縮寫(xie) 為(wei) SPEX。在測量中，光陷阱的位置是關(guan) 閉的，不存在鏡麵反射光來補光。該測量模式可以更好的評估樣品的顏色外觀屬性，與(yu) 我們(men) 人眼觀察感知物體(ti) 的顏色大致相同，但是受物體(ti) 表麵結構、粗糙程度影響較大。一般適用於(yu) 那些直接被人觀測到的，要求測量結果和目視非常接近的樣品，如家電外殼等。