分光測色儀是顏色測量中最基本的儀器，其不直接測量顏色，而是測量樣品的光譜反射特性或光譜透射特性，經(jīng)過計(jì)算求得樣品顏色的三刺激值。許多的用戶對于分光測色儀的類型、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)不是很清楚，本文為大家做了簡單的介紹，感興趣的用戶可以了解一下！

分光測色儀的類型：

1.按工作光譜區(qū)的不同：可分為可見光分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)、紫外可見近紅外分光光度計(jì)。可見光分光光度計(jì)一般為測色專用，化學(xué)分析一般要延伸到紫外；后兩種是測色、分析兩用。

2.按分光系統(tǒng)的不同：可分為棱鏡分光光度計(jì)、光柵分光光度計(jì)、濾色片分光光度計(jì)。濾色片分光的儀器一般只用于測色。

3.按光度方法的不同：可分為單光束和雙光束分光光度計(jì)。

4.按分光元件的多少：可分為單級單色器分光光度計(jì)和雙聯(lián)單色器分光光度計(jì)。雙聯(lián)單色器是在一次分光的基礎(chǔ)上，再用分光元件進(jìn)行第二次分光。色散相加的雙聯(lián)單色器可增加儀器的線色散和光譜分辨率。但雙聯(lián)單色器主要優(yōu)點(diǎn)是能大大減少雜散光。一般單級單色器的分光光度計(jì)雜散光只能到0.1%，而雙聯(lián)單色器可到0.0001%。

5.此外還可分為掃描式分光光度計(jì)和陣列光電器件接收的分光光度計(jì)。光柵旋轉(zhuǎn)，出縫處順序輸出不同單色光的方式，我們稱為掃描式分光光度計(jì)，為傳統(tǒng)的形式。測色儀器的發(fā)展，人們用光電二極管陣列或CCD等接收器件，放在單色器的譜面上，取消了出縫，同時按一定波長間隔接收工作波段內(nèi)的單色光，同時測得光譜反射比或透射比。測量速度極快。由于它獲得的光譜不是連續(xù)的、較少用于化學(xué)分析。

分光測色儀的結(jié)構(gòu)組成：

分光光度計(jì)是顏色測量中最基本的儀器，其不直接測量顏色，而是測量樣品的光譜反射特性或光譜透射特性，經(jīng)過計(jì)算求得樣品顏色的三刺激值。現(xiàn)代的分光光度計(jì)由照明光源、提供單色光的色散系統(tǒng)和對通過儀器的光輻射進(jìn)行測量的探測器系統(tǒng)組成。通常在儀器內(nèi)部將由色散系統(tǒng)產(chǎn)生的單色輻射分成樣品光束和參考兩條光路。當(dāng)將樣品放在樣品光路內(nèi)時，兩條光束相等的狀態(tài)被破壞，探測器檢測到差別，得到該波長上樣品的透射比或反射比。

分光測色儀器設(shè)計(jì)時必須按照CIE規(guī)定的幾何條件安排光路，可選擇其中一種或多種條件。儀器測試的數(shù)據(jù)也應(yīng)說明是在何種條件下測量的結(jié)果。

無論反射式還是透射式的測色分光光度計(jì)，一般都由照明光源、單色器、光電轉(zhuǎn)換部分、數(shù)據(jù)采集與處理部分等組成，具體情況如下：

1.照明光源

在測色分光光度計(jì)中，照明光源并不等同于標(biāo)準(zhǔn)照明體。對照明光源的選擇的基本原則是必須在儀器的整個波長范圍內(nèi)發(fā)出連續(xù)的光輻射，且在每一波長上都應(yīng)有足夠的能量，使探測元件有足夠的信噪比。常用的照明光源包括鹵素?zé)?、脈沖氬燈等?？衫猛哥R或反射鏡將光源成像在單色器的入射縫上以提高狹縫的照度，照在入射縫上的光應(yīng)盡可能均勻。

2.單色器

單色器是測色分光光度計(jì)中的關(guān)鍵部分，它將照明光源發(fā)出的光能量分解為不同波長的單色光，然后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。根據(jù)單色器中色散元件的不同大致有以下幾類：

（1）棱鏡或光柵分光的單色器。這種單色器是較高級的分光測色儀器中最常用的一種。它利用棱鏡或光柵將光源能量色散成波長的函數(shù)，不同波長的單色光依次在空間排列成光譜帶。轉(zhuǎn)動色散元件或其他光學(xué)零件來控制落在單色器出射縫上單色光的波長。利用入、出射縫的寬度來控制單色光的帶寬。為了得到更純的單色光并減少儀器內(nèi)的雜散光，有時一級單色器還不能滿足要求，常將第一級單色器輸出的單色光作為光源輸入第二級單色器，再進(jìn)行一次色散，這樣組合在一起使用的單色器叫作雙聯(lián)單色器。一級單色器的雜散光只達(dá)到0.1%左右，而有些雙聯(lián)單色器可低到0.0001%。

（2）濾光片分光的單色器。棱鏡或光柵單色器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度高，價格貴。由于相當(dāng)多的顏色樣品具有較平緩的光譜透射比或反射比曲線，可在整個波長范圍內(nèi)選擇一些離散點(diǎn)來進(jìn)行測量。這樣對單色器的要求可簡化，只需在有限個波長上提供一定帶寬的單色光。

（3）可調(diào)諧濾光器。例如液晶調(diào)諧濾光器LCTF和聲光調(diào)諧AOTF都是目前較為廣泛使用的單色器。它們的光譜分辨率可以達(dá)到8nm左右。

（4）可調(diào)諧激光單色器。激光具有單色性好、能量高等優(yōu)點(diǎn)，由于可調(diào)諧染料激光器等的發(fā)展，已能做到在一定波段內(nèi)獲得波長連續(xù)可調(diào)，單色性很好的強(qiáng)激光光束。這為測色工作提供了一種高性能的單色器。

3.光電轉(zhuǎn)換部分

光電轉(zhuǎn)換部分用光電探測元件將單色器輸出的單色光轉(zhuǎn)換為一系列電信號，從而測定顏色樣品的光譜透射系數(shù)或光譜反射系數(shù)。

測色分光光度計(jì)中普遍采用線陣探測器進(jìn)行探測，每個探測元件對應(yīng)于一種窄波長帶，于是一個給定的光譜范圍投射到一列探測器上，可同時得到光譜信息，大大縮短測量時間。這類元件有光電二極管陣列、CCD陣列等。

4.數(shù)據(jù)采集與處理部分

測色分光光度計(jì)的數(shù)據(jù)采集與處理部分普遍采用微型計(jì)算機(jī)及其必要的電路接口，它將光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)產(chǎn)生的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最終得到光譜和色度參數(shù)。

分光測色儀的特點(diǎn)：

與分析用的分光光度計(jì)相比，測色分光光度計(jì)算有下列的特點(diǎn)：

1.測色分光光度計(jì)以測反射樣品為主，兼顧透射樣品。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)顏色量度實(shí)踐中所涉及的是物體的反射色；而分析用的分光光度計(jì)遇到的多是透射樣品，而且多是液體樣品。這是由于液體樣品容易處理，便于測量，所以即使是固態(tài)試樣，也常常制備成溶液狀態(tài)進(jìn)行測定。兩用儀器必須有測反射樣品和透射樣品兩種功能。

2.常規(guī)的測色分光光度計(jì)局限在可見光范圍內(nèi)。CIE推薦精確計(jì)算，光譜范圍取360nm～830nm；在大多數(shù)使用中可取380nm～780nm。因?yàn)楣庾V兩端在色度學(xué)計(jì)算中貢獻(xiàn)較小，對視覺影響不大。在市場上有的儀器甚至做到400nm～700nm，用于某些行業(yè)的顏色檢驗(yàn)，但用時要慎重。而分析用的分光光度計(jì)一般要從可見光延伸到紫外（如185nm～900nm），或從紫外到近紅外（如185nm～2500nm）。因?yàn)榇蠖鄶?shù)物質(zhì)分子的電子光譜處在紫外和可見光譜區(qū)，少數(shù)處在近紅外區(qū)。僅能測可見光譜的儀器，在化學(xué)分析中會受到很大的限制。

3.因?yàn)橐话銟悠返墓庾V反射比曲線較為平緩，計(jì)算三刺激值時積分范圍比較大，所以測色分光光度計(jì)的波長準(zhǔn)確度要求可以低些。而光度準(zhǔn)確度要求很高，否則對三刺激值計(jì)算結(jié)果有嚴(yán)重影響。

4.在顏色測量中，測試幾何條件比分析用的分光光度計(jì)的幾何條件復(fù)雜的多。CIE對反射樣品、透射樣品都規(guī)定了嚴(yán)格的測試幾何條件。測色分光光度計(jì)必須符合其中的一種。測色分析兩用儀器必須有實(shí)現(xiàn)照明接收幾何條件的附件。制作儀器時對幾何條件的實(shí)現(xiàn)方案要特別小心，因?yàn)閹缀螚l件已經(jīng)成為儀器之間測試結(jié)果不一致的重要原因。

5.也是由于反射光譜一般比較平緩，CIE推薦精確計(jì)算時波長間隔為1nm，在大多數(shù)使用中可取5nm。所以對一般應(yīng)用，測色分光光度計(jì)的采樣間隔取5nm即可得到滿意的結(jié)果，所以128元的光電陣列接收器件即可基本滿足要求。這就是陣列接收的分光光度計(jì)廣泛用于顏色測量的原因。而512元的光電接收器件就可獲得CIE推薦的精確計(jì)算的1nm間隔的數(shù)據(jù)。而分析用的分光光度計(jì)關(guān)鍵在于需要光譜連續(xù)，如果采用光電陣列接收器件，除非采用像元很多的CCD，應(yīng)該慎用。

6.測色分光光度計(jì)必需有必要的專用測色軟件。因?yàn)楂@得樣品光譜反射比或透射比之后，還需要經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算才能得到各種顏色參數(shù)，如三刺激值、色品坐標(biāo)、不同公式的色差、各種指數(shù)（白度、黃度、色牢度……）等。這種計(jì)算工作一般用戶難以自己完成。