4008-508-928

方案推荐|光纤光谱仪在颜色测量的应用

发表时间:2023-11-01 20:34



前言:为什么物质有颜色?

物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。

例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电子很快便跳回到较低能态并放出光子(少数光子的能量会转化为热能),所以绝大多数的光子进入反射波中;而由于所反射的光一般都包括所有可见波长的光,故大多数金属显银白色。然而少数金属有些特殊,如纯金为赤黄色,纯铜为紫红色。其主要原因在于它们晶体中的金属离子外层的d电子吸收蓝紫色等短波长光后,会跃迁到s能带的空能级上,因而它们表面的反射光中蓝紫色光的成分较少,从而显现出不同程度的黄色、红色。


光谱测色技术

传统的测色方法直接用人眼观察,一般人眼可感知的波段为380~780nm。这种方法简单灵活,但是结果受人员、环境的影响太大,使得测量结果不够准确,也难有公正性。为了客观地测量物体的颜色,国际照明委员会(CIE)制定了标准色度系统,即CIE1931系统:通过颜色三刺激值XYZ来对颜色进行定量描述。这为颜色测量奠定了基础。

图片

1 CIE 1931系统
前面有说到:当光源照射到物体上时,物体对光谱有选择的反射或吸收。光谱测色正是利用光谱仪获取光源的相对光谱S(λ)、透射物体的透射率光谱T(λ)、反射物体的光谱反射率R(λ)。从而得出待测物体的颜色刺激φ(λ),再根据色度学的颜色三刺激值公式,就可以求出待测物体颜色的三刺激值X、Y、Z,从而确定待测物体的颜色。

颜色三刺激值公式为:

X = ∫x(λ)φ(λ)dλ,

Y = ∫y(λ)φ(λ)dλ,

Z = ∫z(λ)φ(λ)dλ

其中,x(λ)、y(λ)、z(λ)是CIE标准色度系统中的三种色度学匹配函数。φ(λ)为颜色刺激函数:对于自发光体,φ(λ)=S(λ),S(λ)为发光体的相对光谱分布;对于透射物体,φ(λ)=T(λ)S(λ),T(λ)为待测物体的光谱透过率;对于反射物体,φ(λ)= R(λ)S(λ),R(λ)为待测物体的光谱反射率。


应用案例:ATP2400测量不同颜色纸张

在该测量中,我们使用波长范围在200到1100nm,分辨率(FWHM)为3nm的光纤光谱仪ATP2400。如下图:通过Y型光纤连接白光连续光源,光纤光谱仪ATP2400。另一端连接反射型光纤探头。另外,将ATP2400连接上电脑,打开测试软件。

图片2.png

2 ATP2400测量不同颜色纸张的连接图示


测试方法流程

关闭光源,遮挡探头,处于暗室条件,采集暗底

打开光源,根据空白强度,设置光谱仪积分时间为2500ms,扫描次数为1

更换探头位置,测试不同颜色的纸张,分别得到光谱信息。


测试结果和分析

图片3.png

如图,得出不同颜色的光谱信息:
1.各个颜色在600-610nm,760-780nm,900nm处均存在一处特征,
2.黑色光谱强底最低。白色及粉色光谱强度最高
3.白/粉/灰在480nm处存在特征峰,黄/橙/绿/红在500~510nm处存在特征峰。


参考文献:
[1]杨莹.物质的颜色与结构的关系[J].消费导刊,2007(11):219+210.
[2]王葛.颜色三刺激值加权表的计算及相关问题的研究[J].工业信息学研究室, 2005.
[3]张超. 颜色三刺激值的计算方法及其比较[D].辽宁科技大学,2013.


(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在**时间予以答复,万分感谢。)
如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询

20231031

微信扫一扫
关注该公众号

4008-508-928
QQ咨询
文章列表
紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。
前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电...
    锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材...
在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方...
研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度.....
自1928年Raman现拉曼效应以来,拉曼光谱就成为检测分析物质结构的重要手段。拉曼光谱技术是一种检测分子振动以表征样品潜在化学结构的光谱技术。拉曼光谱技术广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱“指纹”信息,区分各种物质...
石墨烯被誉为“黑金”,轻得像空气,却又硬得像钢铁......
拉曼光谱在石墨烯的层数表征方面具有独特的优势......
【实测】奥谱天成手持拉曼ATR6600和显微拉曼光谱仪ATR8300-532/633
拉曼光谱仪在制药的各个环节中都具有巨大的应用潜力,如:原料筛查;过程监控,包括反应、晶化、配药、干燥、混合等;晶型识别;有效成分和赋形剂的表征等... ...
超微量分光光度计本身就是一类很重要的分析仪器,无论是物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境学等科学研究领域,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门都有很重要的应用。超微量分光光度计奥谱天成的全波长(190~1000 nm)超...
3#样品,无颜色区域,强度相对于有颜色即有膜... ...
4#样品,红色区域强度比淡黄色区域强度... ...
5#样品... ...
拉曼光谱技术是一种非接触,无损的快速检测技术,能方便地给出物质的结构、组分等指纹信息,并且能从分子层面上识别各类物质及晶型结构,非常适合用于制药过程及药品检测。
激光拉曼光谱是一种振动光谱技术,通过分子振动引发的拉曼效应,可以对钻探设备的油气特征进行很好地识别,以分辨故障...
寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中,已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题
利用高光谱特性可以识别不同染病期的松木监测。并且与无人机进行结合,可以实现高效大面积森林的高效监测...
借助无人机高光谱手段,不仅可以对城市绿地进行提取,而且可以进一步分析植被的健康程度、病虫害以及含水量或易燃风险等等...
拉曼光谱具有准确、无损、非接触的快速检测技术被应用于各行各业中...
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可实现大面积水体的蓝藻遥感探测,为水质分析和水体环境保护提供技术支撑...
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可以克服传统的人工踏勘费时、费力......
文章列表
紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。
2023-12-13
前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电...
2023-11-01
    锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材...
2023-11-01
在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方...
2023-10-31
研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度.....
2021-12-15
自1928年Raman现拉曼效应以来,拉曼光谱就成为检测分析物质结构的重要手段。拉曼光谱技术是一种检测分子振动以表征样品潜在化学结构的光谱技术。拉曼光谱技术广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱“指纹”信息,区分各种物质...
2021-01-21
石墨烯被誉为“黑金”,轻得像空气,却又硬得像钢铁......
拉曼光谱在石墨烯的层数表征方面具有独特的优势......
【实测】奥谱天成手持拉曼ATR6600和显微拉曼光谱仪ATR8300-532/633
2021-01-05
拉曼光谱仪在制药的各个环节中都具有巨大的应用潜力,如:原料筛查;过程监控,包括反应、晶化、配药、干燥、混合等;晶型识别;有效成分和赋形剂的表征等... ...
2020-12-11
超微量分光光度计本身就是一类很重要的分析仪器,无论是物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境学等科学研究领域,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门都有很重要的应用。超微量分光光度计奥谱天成的全波长(190~1000 nm)超...
2020-11-25
3#样品,无颜色区域,强度相对于有颜色即有膜... ...
4#样品,红色区域强度比淡黄色区域强度... ...
5#样品... ...
2020-11-17
拉曼光谱技术是一种非接触,无损的快速检测技术,能方便地给出物质的结构、组分等指纹信息,并且能从分子层面上识别各类物质及晶型结构,非常适合用于制药过程及药品检测。
2020-11-09
激光拉曼光谱是一种振动光谱技术,通过分子振动引发的拉曼效应,可以对钻探设备的油气特征进行很好地识别,以分辨故障...
2022-12-13
寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中,已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题
2022-05-11
利用高光谱特性可以识别不同染病期的松木监测。并且与无人机进行结合,可以实现高效大面积森林的高效监测...
2022-05-11
借助无人机高光谱手段,不仅可以对城市绿地进行提取,而且可以进一步分析植被的健康程度、病虫害以及含水量或易燃风险等等...
2022-05-11
拉曼光谱具有准确、无损、非接触的快速检测技术被应用于各行各业中...
2022-05-11
本研究从地物光谱反射率着手,探索分析诊断作物缺水状况的可行性...
2022-05-11
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可实现大面积水体的蓝藻遥感探测,为水质分析和水体环境保护提供技术支撑...
2022-05-11
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可以克服传统的人工踏勘费时、费力......
2022-05-11
煤粉天然气双用燃烧器|封边机报价|可视化大屏ui设计|十大窗帘品牌加盟|陶瓷加工|天津公墓|光纤准直器|零食货柜|气动扭矩扳手|乙炔炭黑|慈溪律师|U型排水沟|氟离子测定仪|深圳标志设计|家庭下水道疏通|耶格尔|高速滚齿机||增深剂|60HZ变频电源|亚朵酒店加盟|高压陶瓷电容|双备份集成电源|不锈钢复合板厂家|弧形铝方通|牟平白麻|AVX代理|篷盖布涂层机|嘉兴专利申请|奉化漂流有哪些|工业卷材| 江阴心理咨询|高尔夫模拟器|可燃气体报警器|自动平衡|内衬不锈钢复合钢管|美国试管|美国试管|陕西移动厕所|AVX钽电容|农林保水剂||卸船机|净化公司|精装修工程地板|打桩木|橡塑保温|铝压铸|弱视治疗哪里好|吸音隔音涂料|宜昌租车|复合风管|双登胶体蓄电池|碱式氯化铝|俄罗斯GOST认证|缓蚀剂|PCBA清洗|聚氨酯墙面板|OPPC光缆厂家|小区儿童游乐设施|万能式断路器|