色差仪的光学结构选择与应用

D/8色差仪：这种色差仪使用漫射照明和8°方向接收的测量原理。它通常配备有积分球，能够提供均匀的照明条件，减少镜面反射的影响。D/8色差仪适用于多种材料的颜色测量，特别是那些表面可能存在光泽或纹理的材料。由于其测量结果的准确性和重复性较高，D/8色差仪常用于需要高精度颜色控制的工业生产中，如汽车喷漆、涂料、塑料制品等。d/8°积分球”的测试范围则相对更为广泛，还能够通过测量出来的数据来配色和调色，能够更好满足使用者的使用需求。

D/8色差仪光学结构图

45/0色差仪：这种色差仪的光源位于45°角，探测器则位于0°角，即垂直于被测物体的表面。45/0色差仪主要用于测量平滑表面的物体，如纸张、印刷品等。这种结构的色差仪模拟了日常观察物体时的视角，因此测量结果与人眼观察的结果较为接近。45°/0°和0°/45°仪器只能对平滑的表面进行测试，相关的测试结果不能够进行电脑配色。

45/0色差仪光学结构图

色差仪光学系统的构成：

一般来说，色差仪的光路系统主要由光源、透镜、隔热玻璃、导光筒、积分球和滤色片等几个部分构成，具体如下：

1.光源

光源首先考虑的是稳定性，光源定向性，寿命以及最终获得的光谱曲线的有效性。目前采用的多为卤素石英钨丝灯及氙灯两种光源。

钨灯是颜色测量仪器最常用的光源，它是一个内充惰性气体或者卤素（防止钨丝氧化和热蒸发）的白炽灯泡。用钨作灯丝材料是因为钨具有足够的强度，并能经受高温。经测试在可见光区钨灯的光谱曲线与黑体发射器光谱曲线几乎完全重叠。随着近年稳压电源和脉冲电源的发展，钨灯能够提供重复稳定的，高色温的光束，完全可以满足外观颜色测量对光源的需要。

氙灯是另一种常用于颜色测量仪器的光源。它是一个装有一对电极的充满氙气的密封玻璃管。当在电极上加上高电压时，内部氙气就会受到激发瞬间产生弧光，这属于一种充气放电灯。氙灯的优点在于谱线比白炽灯的谱线更接近于日光并且能量较高。但是氙灯光源需要比较复杂的高压震荡激发电路，维修亦非常复杂，在更换时，除了要更换灯泡外，还要更换整组电容，所以价格较贵。所以采用卤素钨灯（石英外壳）从技术和经济上均是最适宜的。特别是便携式仪器，需要轻巧，省电，便于维护和操作。

2.凸透镜

作用是把光源发出的光变成均匀的“平行光”。但是实际上这是不可能的，因为我们的光源不是点光源，所以只能得到近似的平行光。

3.隔热玻璃

因为光电探测器在红外和紫外波段仍有响应，这是不需要的，也是不希望的。它对实际测量结果有很大的影响，所以我们选择在透镜下方增加一块隔热玻璃，用来消除紫外和红外部分。

4.导光筒

为了保证光线照射到待测样品上时，光线与透镜轴线的夹角不超过10°，需要把一些倾斜角较大的光线去处掉，这样消除去杂散光。

5.积分球

积分球是用金属做成一个内部空心的球，球的内表而均匀喷涂一层具有朗伯漫射特性的材料。该涂料还应该光谱选择性小、反射比高。积分球本质上在于它具有混光特性。一束光进入积分球后，经多次漫反射，就形成一个理想的漫射源。

这样就可以消除被测样品的不均匀性和探测器件受光的不均匀性带来的影响。

6.隔板

在积分球上半球和下半球之间安装一个与积分球相同材质的隔板，使光线形成漫反射，在积分球内漫反射积分计算，以避免没有经过漫反射积分的光线直接到达探测器。