摘　要　測(cè)色分光光度計(jì)在顏色檢測(cè)和控制中得到廣泛應(yīng)用。本文對(duì)測(cè)色分光光度計(jì)與一般分析用的分光光度計(jì)進(jìn)行了比較;介紹了測(cè)色分光光度計(jì)的硬件系統(tǒng)的基本要求和特點(diǎn); 還簡(jiǎn)要說(shuō)明了測(cè)色分光光度計(jì)軟件系統(tǒng)的基本組成和要求?？晒﹥x器研制者和儀器選用者參考。

關(guān)鍵詞　色度學(xué)　分光光度計(jì)　顏色檢測(cè)

　現(xiàn)代色度學(xué)的發(fā)展為用儀器定量地、客觀地評(píng)價(jià)顏色奠定了基礎(chǔ)。顏色測(cè)量?jī)x器種類(lèi)繁多, 本文重點(diǎn)介紹的測(cè)色分光光度計(jì)具有用途廣、準(zhǔn)確度高、可以檢查同色異譜以及對(duì)不同照明體和觀察者進(jìn)行色度學(xué)計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。了解這種儀器的基本特性, 對(duì)儀器研制和儀器的選用都是非常必要的。

一、測(cè)色分光光度計(jì)的特點(diǎn)

測(cè)色分光光度計(jì)與分析用的分光光度計(jì)都用于測(cè)量物體的光譜透射比或光譜反射比, 因此它們有許多相同之處。事實(shí)上測(cè)色分光光度計(jì)就是由分析用的分光光度計(jì)發(fā)展而來(lái)的, 目前許多分光光度計(jì)就具有測(cè)色和分析兩用的功能。但是兩種分光光度計(jì)的用途畢竟不同, 測(cè)色原理是通過(guò)物體的光譜反射比或光譜透射比來(lái)計(jì)算顏色參數(shù),獲得物體外貌的顏色特性;而分析原理是利用物質(zhì)的吸收光譜進(jìn)行物質(zhì)的化學(xué)組成及含量分析。所以測(cè)色分光光度計(jì)必須有自已的特點(diǎn)與其用途相適應(yīng)。

1. 測(cè)色分光光度計(jì)以測(cè)反射樣品為主, 兼顧透射樣品, 這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)顏色度量實(shí)踐中所涉及的是物體的反射色。而分析用分光光度計(jì)則是以測(cè)透射樣品為主,在分光光度分析中,最常遇到的是測(cè)液體試樣的透射光譜。由于液體試樣最容易處理, 便于測(cè)定, 所以即使是固態(tài)試樣也常常制備成溶液狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)然氣體和固體的光譜有時(shí)也需測(cè)定。

2. 常規(guī)的測(cè)色分光光度計(jì)局限在可見(jiàn)光范圍內(nèi), 即380～ 780nm。由于可見(jiàn)光譜兩端在色度學(xué)計(jì)算中貢獻(xiàn)較小(因?qū)σ曈X(jué)影響不大) ,有的儀器制成的范圍為400～ 700nm, 雖然測(cè)色準(zhǔn)確度受到一定影響, 但在某些行業(yè)中還能滿足要求。而分析用的分光光度計(jì)一般要從可見(jiàn)光延伸到紫外, 或從紫外到近紅外。因?yàn)榇蠖鄶?shù)物質(zhì)分子的電子光譜處在紫外和可見(jiàn)光譜區(qū), 少數(shù)處在近紅外區(qū)。僅能測(cè)可見(jiàn)光譜的分光光度計(jì)在化學(xué)分析中使用范圍會(huì)受到很大的限制。

3. 因?yàn)橐话泐伾珮悠返墓庾V曲線隨波長(zhǎng)變化比較平緩, 而且計(jì)算顏色參數(shù)時(shí)總是在整個(gè)可見(jiàn)光范圍內(nèi)進(jìn)行, 所以波長(zhǎng)誤差和分辨力對(duì)測(cè)色準(zhǔn)確度影響較小, 在大多數(shù)應(yīng)用中, 5nm帶寬或間隔就能滿足要求。而分析用的分光光度計(jì)對(duì)波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和分辨力應(yīng)有嚴(yán)格要求, 因?yàn)樵诙ㄐ苑治鲋? 是根據(jù)吸收峰的波長(zhǎng)示值來(lái)確定物質(zhì)成分的, 波長(zhǎng)誤差可能會(huì)造成錯(cuò)誤的判斷。在定量分析中, 比爾定律是基礎(chǔ), 嚴(yán)格地說(shuō)比爾定律是對(duì)單色光而言的,分辨力差,光譜不純將影響定量分析的準(zhǔn)確度。

4. 光度準(zhǔn)確度和光度重復(fù)性對(duì)顏色測(cè)量和化學(xué)分析都很重要。在定量分析中, 光度準(zhǔn)確度和光度重復(fù)性直接影響分析準(zhǔn)確度, 不同檔次的儀器相應(yīng)用于不同要求的工作。當(dāng)然作研究。測(cè)色分光光度計(jì)用的陣列器件, 一般為16元或32元, 與掃描式系統(tǒng)相比, 它的光譜分辨力有限, 目前已有使用更多元的陣列器件可以克服分辨力低的缺點(diǎn)。

4. 樣品室。樣品室的布置將決定樣品、照明光束、接收光束之間的幾何條件。幾何條件對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響程度,取決于樣品的性質(zhì)。測(cè)色儀器應(yīng)滿足CIE推薦的條件。0 /45和45 /0條件能強(qiáng)烈地排除樣品光澤的影響, 測(cè)試結(jié)果與目視顏色評(píng)價(jià)有很好的相關(guān)性。這種條件常用于自發(fā)光體、彩色像顏色的測(cè)量和復(fù)制品的顏色評(píng)價(jià); 也可用于熒光樣品和后向反射樣品的測(cè)量。但是這種條件對(duì)儀器光束的偏振和樣品表面構(gòu)造的不規(guī)則性十分敏感。0 /d和d /0條件對(duì)上述影響不太敏感, 可用于多種樣品測(cè)量; 這種條件很適合于計(jì)算機(jī)配色。采用0 /d或d /0條件時(shí), 儀器應(yīng)具有包含或排除樣品鏡面反射成份的選擇, 結(jié)構(gòu)上是用光擇吸收阱來(lái)完成的。光源、樣品和分光系統(tǒng)之間也有不同的幾何關(guān)系。樣品放在分光系統(tǒng)前, 樣品被復(fù)色光照明; 樣品放在分光系統(tǒng)后, 樣品被單色光照明。對(duì)于大多數(shù)樣品, 兩種布置沒(méi)有差別; 但對(duì)于熒光樣品和有“溫色效應(yīng)” 的樣品, 必須用復(fù)色光照明, 測(cè)試結(jié)果與目視評(píng)價(jià)才有相關(guān)性。右圖是雙光束儀器測(cè)試條件實(shí)例, a是復(fù)色光照明; b和c是單色光照明的平行布置和交叉布置。