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微型光纖光譜儀在顏色測量中的應用

作者: 時間:2013-03-13 來源:網絡 收藏
是測量紫外、可見、近紅外、紅外波段光強度的一種技術。光譜測量的應用范圍非常廣泛,如、化學成份的濃度測量、發(fā)光輻射分析等。

傳統的光譜儀由于體積龐大、價格昂貴,從而限制了它們的工業(yè)在線應用,只能用于實驗室檢測。荷蘭Avantes公司的微型采用光纖作為信號采集裝置,使測量不受地點、環(huán)境和距離等因素的制約;而且體積減小到手掌般大小,成本也大大降低;此外,它的測量速度非??臁y量精度高。這些特點使得它可以用于工業(yè)在線分析,從而大大擴展了光譜儀的應用領域。

背景知識

物體的顏色可以由CIE1976(L*a*b*)顏色空間來表述。L*代表顏色的亮度。正a*值代表紅色,負a*值代表綠色。與此相似,正b*值代表黃色,負b*值代表藍色。L*a*b*值可由樣品(物體)的CIE 三刺激值X,Y,Z和標準光源的三刺激值Xn, Yn, Zn推導得到。

標準光源的三刺激值Xn, Yn, Zn是常數,只與所選擇的標準光源類型有關。

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圖1AvaSoftColar軟件界面

物體顏色的CIE三刺激值X,Y,Z是把標準光源的相對功率P、物體的反射率R(或透射率T)和CIE標準觀測函數xλ, yλ, zλ(2度或10度角)相乘得到。把所得到的值在可見光范圍內(從380到780nm,5nm步長)對波長進行積分就可得到三刺激值。

色度坐標x, y, z可通過把三刺激值X,Y,Z分別與它們的和相除得到:

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另一個常用的表述顏色參數a*和b*的方法是用色調角(h*)和色度(C*)。

色調角的測量是從紅色方向(+a*)h*=0開始,沿逆時針增加:

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色度被定義為從點a* = b* = 0到采樣點的線段長度:

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常用的描述色差的參數△ELab ,被定義為:

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其中,△L*,△a*,△b*表示參考顏色與實際測量的L*a*b*值之差。

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