我们现在市场上的分光测色仪/色差仪都会有一个白色校准板(白色校准片),部分仪器会有标准黑阱;这个分光测色仪白色校准板多是陶瓷做的,通常我们称之为校准白板或校准白瓷砖。如果这个陶瓷板不慎摔裂了,或者白板上面有明显沾污,黄变等,对检测颜色会有影响吗?会产生什么影响?本文将就此问题进行实验,以三恩时台式机为例进行讨论

一、实验

检多多小编准备了三个彩色样本,一个无彩色样本:红色、蓝色、绿色、白色;再加上校准白板和校准黑阱,共6个测量目标;

先对仪器进行常规校准,就是黑白校准,操作如下:

接着,分别将6个目标测量为标准。

然后,检多多小编将校准白板上粘贴一根细线,以模拟其破损沾污的状态

然后对仪器再次进行黑白校准,再次将6个测量目标作为比样进行测量。

获得的数据如下:

二、数据分析

1.从以上数据可以看到,校准白板的沾污会严重影响检多多小编选择的4个样本的测量结果(DE值分别为:3.62,3.19,5.12和1.92),而对于校准白板和校准黑阱的测量数据却并没有很大影响(DE值为0.11和0.11);

2.从反射率曲线可以明显得出这样的现象,在使用沾污校准白板校准测量后获得的数据,曲线都要高于正常测量的结果。甚至有一个白色样本的反射率超过了100%,而它并不含荧光;

由此我们可以得到一个结论:

校准白板的损伤(沾污、破损)一定会影响测色结果的准确性。

三、原理分析:

我们分光测色仪测量的是物体的反射率,对于完全漫反射体我们就认定它的反射率为100%。测色仪的测量灯随着使用时间的增长,发光功率是在逐渐衰减的,而且其仪器积分球白色内壁的涂层也会随着使用也会慢慢黄变或沾污,校准白板的作用就是去除以上变化的影响,标定其100%反射率。同时由于光学仪器及其敏感,环境或仪器内温湿度的变化,也会影响其测量数据,所以我们需要经常进行仪器的校准,一般建议是4个小时校准一次,个别要求不高情况可以24小时校准一次。

同样,测色仪镜头中的灰尘、污渍等,会产生耀斑,且耀斑会随时间而改变。执行黑阱校准就可以补偿由于光学系统的光斑特性而产生的杂散光的影响,也就是标定0%反射率。某些时候,测量镜头可能会发生偏移,或者孔径板存在问题,会导致测量位置涵盖了孔径版,黑阱校准也可以识别进而防止这些错误的产生。

具体黑白校准数据与测量数据的关系如下:

从上面关系式可以看出,如果校准白标准损伤了,实际反射率dλ,白板就会降低,由于其处于分母位置,所以样本的测量反射率会比真实反射率变高了。这与我们前面的实验结论是一致的。

而因为校准时我们会将标准白板的数据标定为Rλ,白板,所以如果用损伤的白板校准后,再测它本身,数据不会被影响的,还是Rλ,白板

也就是说我们不可以用仪器自带的校准白板来检测其自身的校准结果;如果要验证校准结果,需要其他颜色来做检测标准物,而且与校准白板颜色差异越大约好。这个标准物通常会选择绿色,所以许多仪器会配备一个绿陶瓷板作为检测板。不过,彩色陶瓷砖都会有热致变色效应,所以使用绿板检测时候要注意测量的温度与其标定的温度一致(一般是21℃)。

校准白板 和 检测绿板

四、使用建议和清洁保养:

分光测色仪日常使用时,注意不要用手指触摸校准白标准,以防留下汗渍指纹沾污白板。当不使用时候,校准黑阱口朝下放置于干净整洁的储存盒内;校准白板在不使用时,应放回其储存盒或置于保护袋中,从而最大限度地减少进行清洁的需要。

  1. 清洁标准黑阱
    使用清洁、干燥的压缩空气吹走黑阱内的任何灰尘、脏物或其它污物。

  2. 清洁校准白板(瓷板):

明显的粉尘沾污,可以用清洁、干燥的压缩空气吹走。

要去除灰尘、绒毛和较小的颗粒,建议采用以下步骤。

所需材料:

异丙醇酒精、玻璃清洁剂、无绒擦拭物(例如镜头纸)和蒸馏水

步骤如下:

1) 请将校准白板置于平稳的桌面,握住其边缘。

2) 将少量异丙醇酒精喷洒在无绒擦拭物上,然后以打圈方式擦拭,确保清洁整个表面。使用擦拭物的干燥部分擦拭校准白板的表面,直到干燥。丢弃擦拭物。

3) 将足量的玻璃清洁剂喷洒在标准白板表面上。使用干净的无绒擦拭物,让它饱含白板上的玻璃清洁剂,然后以打圈方式擦拭瓷片,确保清洁整个表面。丢弃擦拭物。过剩的玻璃清洁剂会留在瓷片上。在其干燥之前快速移至下一步。

4)垂直握住白板,将足量的蒸馏水喷洒在白板表面上,以便流出,清洗掉剩余的玻璃清洁剂。用无绒擦拭物以打圈方式擦干表面。丢弃擦拭物。

五、总结和建议:

无论白标准板还是标准黑阱,其损伤都会影响颜色数据的测量准确性。

所以日常使用时要注意两个标准物的保管。不要使用其他仪器的白标准作为当前仪器的白标准。