xrite色差仪积分球测量原理

xrite色差仪是来自美国的进口色差仪品牌，很多用户对xrite色差仪积分球测量原理还不了解，本文就给大家带来积分球色差仪测色原理及结构误差分析。

xrite色差仪积分球原理：

积分球是一个内壁涂油漫反射涂层的球形腔体。因这些涂层有近似理想漫反射性能，所以，若有一辐射光束照射球的内壁，则反射辐射将按余弦定律分布。因涂层漫反射性质和球形腔的几何性质，使积分球具有特殊功能：其内壁上任一小面元经照射称为一个光源后，在球内壁上的辐射照度处处均匀相同。这是积分球工作的基础。通过积分球可以对样品的反射比进行相对测量。常见的积分球类型分为以下两种：

1、将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内，并依次照射样品和球内壁的高漫反射涂层（或已知反射比的标准反射体），从样品及球内壁反射的光束，经球内多次反射后，在球壁产生的辐射照度与样品及球内首次被照面的反射比有关。在球内壁另一位置的探测器将分别产生两个输出信号，其比值即为样品反射比的绝对测量。若用标准反射体，则探测器的两个输出信号比就是样品与标准反射体的反射比之比值，因此给出反射比的相对测量。

2、将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内（或在入射孔处放一漫透射体），并在入射孔与样品之间用挡板屏蔽。进入球内的光束经多次反射后，使球壁成为一个理想的漫射光源。将探测器一次对准样品和球壁某部位测量，其比值就是样品的反射比。

积分球分光色差仪结构误差分析：

1、样品和探测器凹进误差

样品凹进：样品的部分漫射光被阻挡而进不了球内，造成读数值减小。如果选用与样品漫射特性近似的参比标准，误差可以减小。当然，正确的结构应该是样品尽可能贴近球的内壁。

探测器凹进：使探测器只能接收部分球壁的漫射光，从而造成误差。同样也应该使探测器的受光面尽可能贴近球的内壁。

2、积分球内屏的使用

积分球内安装屏，会使积分球偏离理想积分球的基本条件；但是，把积分球同光源、探测器组织在一起时，加屏就不可避免了。屏的作用是阻止样品和探测器之间（如：8°:di条件）、样品和光源之间（如di:8°条件）光束的直接传递。值得说明的是：探测器在球壁上的测量点（如：8°:di条件）或光源光束在球壁上的投射点（如di:8°条件），也要当成探测器或光源来处理，也就是说他们和样品之间也要加屏。在进行包含镜面反射成分测量时，镜面反射光束在球壁上的透射处到探测器之间，必要时也要加屏。有的双光束仪器，所放置的参比标准也要当成样品来处理。

如果在结构上他们与样品本来就不可能有光束的直接传递，那么这个地方就无加屏的必要。加屏能消除某些重要误差源。但加的太多，也会严重偏离理想积分球的基本条件，可能适得其反。因此，屏常常只加在重要的地方。屏的大小和形状，以达到目的为宜，屏的涂层应和积分球内壁的涂层一样。

3、镜面反射成分的消除

在漫反射样品测量中，需要排除镜面反射成分时常用的有两种方法：一是使样品的法线与接收光束的光轴重合（如d:0°条件）；或使样品的法线与照明光束的光轴成一定角度（如8°:de条件）；或者样品的法线与接收光束的光轴成一定角度（de:8°条件）。这种角度的大小一般取8°（有的仪器取6°）。同时，在样品的镜面反射方向上，在积分球上开孔。作排除镜面反射成分测量时，开孔处放置光吸收阱、使镜面反射成分被光吸收阱吸收。为使镜面反射成分排除的更彻底一些，光吸收阱的孔径应大于镜面反射光束的几何光学尺寸。对于常见样品，光束的几何光学尺寸周围可大出2°。光吸收阱的尺寸越大越好，但受结构的限制，应合理选定。如果机箱内部光密闭性较好，在一定条件下可不用专作光吸收阱。让镜面反射光直接进入机箱即可（要考虑光进入机箱后有无其他不利影响！）。如果作包含镜面反射成分测量，应将积分球开孔盖上。当然，盖板的涂层应该与积分球内壁的涂层一致。

4、积分球大小和涂层的影响

一般用于色度测量的积分球，CIE 15:2004未对大小做具体规定，只要求积分球开孔总面积不超过积分球内壁总面积的10%。但是增大积分球的尺寸，能有效地减少屏和球内其他物体，使积分球偏离理想条件的影响，改善积分球出射窗处辐照度的均匀性，从而提高测试精度。找光度测量中积分球一般做得很大，经验表明，如果要保证出射窗处辐照度的均匀性在1%左右，出射窗的直径最好不大于积分球直径的1/10.积分球直径增大的负面影响是降低了出射窗处的辐照度，因为它和积分球直径的平方成反比。增大积分球内壁涂层的反射比，会有效地提高出射窗处的富照度；但也会增加出射窗处的辐照度对涂层反社会比变化的敏感性。随着涂层的污染和老化，反射比变化是不可避免的。