怎么测白度?白度测量的理论基础和方法

白度是指物体白色的程度,它是一个关于颜色的物理量,一般把理想漫反射体表面的白度值定为100,用待测样品的白度与理想漫反射体的白度进行比较,以此评价样品的白度。本文对白度测量的理论和方法进行了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

白度测量仪器

白度测量理论基础:

白度是指物体白色的程度,它是一个关于颜色的物理量,一般把理想漫反射体表面的白度值定为100,用待测样品的白度与理想漫反射体的白度进行比较,以此评价样品的白度。

由此可知白度是指物体白色的程度,它是一个关于颜色的物理量,颜色的实质是可见光谱的辐射能量对人眼睛的刺激所引起的色知觉。颜色的测量必须以眼睛的视觉功能为基础,1931年CIE规定了颜色测量的基础为标准观察者的数据(光谱三刺激值),颜色测量的基本仪器是光谱仪,只要测得物体色的光谱反射因数,即可得出物体色的三刺激值和色度坐标值。物体颜色的定量测量涉及到很多因素的较为复杂的测量问题,视觉感受器对色调和饱和度的反应程度,决定了物体颜色的色觉特性,也提供了颜色的三维空间矢量表达的基础,1854年H.Grass总结出颜色混合的定性性质为:

(1)人的视觉只能分辨颜色的三种变化;

(2)在两个颜色组成的混合色中,如果一个成分连续变化,混合色的外貌也连续变化;

(3)颜色外貌相同的光,不管他们的光谱是否一样,在颜色混合中具有相同的效果;

(4)混合色的总亮度等于组成混合色的各种颜色光的亮度总和。这个定律成为现代色度学的基础。

白度测量的方法:

(1)单光谱反射率测量法

通过对单光谱的反射率测量来判断物体的白度,这种方法一般是利用主波长为457nm士0.5nm,半峰宽度为44nm的蓝光来测定样品的反射比,用测得的反射比来表示样品的白度。这种方法由于是用一个波长的滤光片进行测量的,往往会带来较大的误差(这是由于一个波长的滤光片覆盖的波长区太窄所致)。

(2)光电积分式测色法

光电积分式测色法是模拟人眼的三刺激值特性,采用光电积分效应,直接测量颜色的三刺激值。此方法使用滤光片,对所用的光电探测器的光谱响应进行滤色修正,使它与CIE标准观察者一致。这种测色系统一般都由光源、探测器、数据处理和输出单元等组成。光源多为稳定性光源,多数使用卤钨灯。探测器为三个或四个经过滤色修正的硅光电二极管或光电管。这种测色系统与下面所述的分光式测色系统相比较而言价格低廉,并且适用性广泛,与后者相比更适应工农业生产的需要。

(3)分光式测色法

这种方法也是一种基于三刺激值的测量方法,不过这种方法不是不是直接测量颜色的三刺激值,而是测量物体的光谱反射或透射特性,即测量物体的光谱辐度因数或光谱透射比,通过积分计算求得颜色的三刺激值。这种测量方法一般以(5~20)nm的等距波长间隔,在(380~780)nm的波段内测得各波长的光谱反射率。光谱信号采集是单通道(波长)按顺序逐个扫描取得。这决定了它的测量速度较慢。这种测量系统主要由光源、单色器、光电探测器、数据处理和输出装置等组成。光源一般采用稳定性光源(如卤钨灯、氩灯等);单色器是整个仪器的核心,分为棱镜分光式、光栅分光式和滤光片分光式等;探测器为光电倍增管、光电管。由于系统的扫描机构和光路复杂,使得整个系统的体积较大,成本也较高,使得它的使用受到很大的局限。


总体来说白度测量方法大致可分为两类:一是通过对单光谱的反射率测量来判断物体的白度,这种方法是用测得的反射比来表示样品的白度,优点是测定方法简单,仪器便宜;但这种方法由于是用一个波长的滤光片进行测量的,往往会带来较大的误差(这是由于一个波长的滤光片覆盖的波长区太窄所致)。第二类是基于三刺激值的测量方法,这种方法主要是先测得被测物体的三刺激值,然后利用与三刺激值相关的白度公式计算出白度值。这种测测色法,不仅能测得待测物的白度值,还可区分样品不同彩度之间的差别,给出样品的偏色程度。


郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。