白度表征的是物體潔白程度的一個(gè)物理量，是紡織、紙張等行業(yè)產(chǎn)品外觀質(zhì)量檢測的一項(xiàng)重要指標(biāo)。對白度進(jìn)行測量，可以將白度值量化，為產(chǎn)品的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。本文對白度測量方法及常用白度值計(jì)算公式做了介紹。

白度的測量方法：

白度測量方法大致可分為兩類：一是通過對單光譜的反射率測量來判斷物體的白度，這種方法是用測得的反射比來表示樣品的白度，優(yōu)點(diǎn)是測定方法簡單，儀器便宜；但這種方法由于是用一個(gè)波長的濾光片進(jìn)行測量的，往往會(huì)帶來較大的誤差（這是由于一個(gè)波長的濾光片覆蓋的波長區(qū)太窄所致）。第二類是基于三刺激值的測量方法，這種方法主要是先測得被測物體的三刺激值，然后利用與三刺激值相關(guān)的白度公式計(jì)算出白度值。具體如下：

1.單光譜反射率測量法

通過對單光譜的反射率測量來判斷物體的白度，這種方法一般是利用主波長為457nm±0.5nm，半峰寬度為44nm的藍(lán)光來測定樣品的反射比，用測得的反射比來表示樣品的白度。這種方法由于是用一個(gè)波長的濾光片進(jìn)行測量的，往往會(huì)帶來較大的誤差（這是由于一個(gè)波長的濾光片覆蓋的波長區(qū)太窄所致）。

2.光電積分式測色法

光電積分式測色法是模擬人眼的三刺激值特性，采用光電積分效應(yīng)，直接測量顏色的三刺激值。此方法使用濾光片，對所用的光電探測器的光譜響應(yīng)進(jìn)行濾色修正，使它與CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者一致。這種測色系統(tǒng)一般都由光源、探測器、數(shù)據(jù)處理和輸出單元等組成。光源多為穩(wěn)定性光源，多數(shù)使用鹵鎢燈。探測器為三個(gè)或四個(gè)經(jīng)過濾色修正的硅光電二極管或光電管。這種測色系統(tǒng)與下面所述的分光式測色系統(tǒng)相比較而言價(jià)格低廉，并且適用性廣泛，與后者相比更適應(yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。

3.分光式測色法

這種方法也是一種基于三刺激值的測量方法，不過這種方法不是不是直接測量顏色的三刺激值，而是測量物體的光譜反射或透射特性，即測量物體的光譜輻度因數(shù)或光譜透射比，通過積分計(jì)算求得顏色的三刺激值。這種測量方法一般以（5～20）nm的等距波長間隔，在（380～780）nm的波段內(nèi)測得各波長的光譜反射率。光譜信號采集是單通道（波長）按順序逐個(gè)掃描取得。這決定了它的測量速度較慢。這種測量系統(tǒng)主要由光源、單色器、光電探測器、數(shù)據(jù)處理和輸出裝置等組成。光源一般采用穩(wěn)定性光源（如鹵鎢燈、氙燈等）；單色器是整個(gè)儀器的核心，分為棱鏡分光式、光柵分光式和濾光片分光式等；探測器為光電倍增管、光電管。由于系統(tǒng)的掃描機(jī)構(gòu)和光路復(fù)雜，使得整個(gè)系統(tǒng)的體積較大，成本也較高，使得它的使用受到很大的局限。

常用白度值計(jì)算公式：

1.藍(lán)光白度公式

藍(lán)光白度測量方法比較簡單，但它有一定的局限性，只適用于反射光線比較平坦并在藍(lán)光區(qū)域可以分辨的產(chǎn)品。其表達(dá)式如下：

式中K=100/∑F（λ）△λ，R₄₅₇——樣品與標(biāo)準(zhǔn)白板在相同條件下的反射率因數(shù)；

F（λ）——藍(lán)光白度測量的總有效光譜特性。造紙工業(yè)常用它來評價(jià)紙張的白度，稱為ISO白度。

2.亨特白度公式

亨特白度公式的表達(dá)式如下：

式中

W_H——試樣的亨特白度；

L——亨特明度；

a，b——亨特色品指數(shù)；測量采用CIEC照明光源，2°視場。

3.甘茨白度公式

甘茨白度是CIE白度委員會(huì)在1982年推薦使用的白度公式。其特點(diǎn)是：以物體顏色的三刺激值為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，顏色的三刺激值性質(zhì)決定了白度量值的大小，其白度可以用Y，x，y的線性公式表示：

式中：W——甘茨白度；

Y——三刺激值之一，x、y為樣品的色品坐標(biāo)，xn、yn理想漫反射體的色品坐標(biāo)，W₁₀、Y₁₀、x₁₀、y₁₀、x_n,10、y_n,10為人眼觀察視角在10°視場下的各個(gè)參數(shù)，將x_n,10=0.3138，y_n,10=0.3309（10°視場D65標(biāo)準(zhǔn)光源下的坐標(biāo)值）代入下式得：

對于理想漫反射體，W₁₀等于100。

甘茨白度公式經(jīng)驗(yàn)證其結(jié)果與目視評價(jià)是一致的，并對不同等級產(chǎn)品白度值差距大，有利于產(chǎn)品的分級。而其他白度公式均存在不足。因此對甘茨（Gans）公式很快得到了共識。國內(nèi)外很多行業(yè)都在積極采用。并制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。