分光测色法的原理及常用仪器类型介绍

分光测色法是按CIE推荐的标准照明和观察条件下，通过测量颜色反射（透射）光谱，计算出颜色三刺激值，进而得出各种颜色参数。本文对分光测色法的原理及常用仪器类型做了介绍，对光电测色仪器知识感兴趣的朋友不妨了解一下！

分光测色法的原理：

颜色的测量，不仅依赖于被测颜色本身的光谱光度特性，还与测量的几何条件、照明光源的光谱分布等密切相关，因此国际照明委员会推荐了相关的测色标准，以使各国的颜色测量参数和各测色仪器制造厂商的产品能够进行交流和对比。

分光光度测色方法的实质是用比较法测量不透明物体的光谱反射率因数R（λ）或光谱反射比ρ（λ）以及透明物体的光谱透射比τ（λ），通过定量地比较某些已知光谱特性的参照标准和样品在同一波长上的光谱功率，从而测出样品的光谱光度特性。测量透射物体的参照标准为空气，在整个可见光谱范围内透射比均为1。测量反射物体的参照标准为完全漫反射体。完全漫反射体的光谱反射率因数或光谱反射比在各波长上均为1。由于实际上没有材料有这样的特性，通常用精确测量过光谱反射率因数或光谱反射比的压粉或喷涂的氧化镁（MgO）、硫酸钡（BaSO4）、海伦（Halon）及白陶瓷板作为参照物。为了实现比较法测量，最简单的是采用单光路，仪器只有一条光路，将参照物和样品依次放在光路中进行测量，现代分光光度计中广泛采用的是双光路法。将单色光分成两束光，一束通过参照物。另一束通过样品。

分光测色法常用仪器类型：

分光测色法是指，通过测定物体的光谱特性，由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值，进一步得到各种色度参数的方法。该方法解决了颜色测量需要使用标准光源的问题，提高了测量的灵活性，易于实施。这是一种精密的颜色测量方法，采用该方法的仪器即为分光测色仪，其成本较高。由于分光测色仪不仅可以给出颜色的三刺激值X、Y、Z，还可以给出物体的光谱特性曲线（如光谱反射率因数）。分光测色仪是精度和准确度都很高的颜色测量仪器，被广泛用配色及颜色分析中，可对光电积分测色仪器进行定标，建立色度标准等。

作为分光光度计的一个分支，分光测色仪的典型组成部分有：光源和照明系统、分光系统、光电接收系统、控制和数据处理系统等。其中，分光系统把混合光分解成单色光，光电接收系统接收单色光并进行光电转换。根据光谱信号采集方式的不同，分光光度法可分为光谱扫描法和光电摄谱法。

光谱扫描法是单通道测色方法，一般采用卤钨灯照明，光电倍增管接收从单色仪射出的各波长辐射能量，按一定波长间隔，采用机械扫描结构，逐个波长采集光谱信号。优点是精度很高，缺点是光路和结构复杂，测量速度慢，且波长重复性差，对光源的稳定性要求高，受光源的不稳定性等因素影响显著，这种传统的分光光度测色法，已经基本不满足当今颜色测量的要求。

光电摄谱法通过多通道光电探测器获取光谱能量的信息，得出全波段光谱数据。随着半导体技术的进步，高性能的图像传感器被不断开发出来，出现了采用脉冲氙灯作为照明光源和自扫描光电二极管阵列作为探测器的电子扫描式分光测色仪，测量速度很快。其优点有，测量时间短，信噪比高，对光源稳定性要求低，不必使用机械扫描就能获取全谱数据，适用于瞬态测量。