分光光度计与色度仪:有什么区别?

 

颜色在我们生活的每时每刻都围绕着我们,并以有意识或无意识的方式影响着我们的情绪、行为和信念。颜色可以渲染气氛,提醒我们注意危险,提供重要信息,甚至给我们带来快乐。尽管颜色普遍存在,但对它的描述仍然难以捉摸,部分原因是人与人之间对颜色的感知存在差异,部分原因是缺乏对人眼所见的数百万种色调的描述。

 

仪器颜色测量超越了人类感知和词汇的限制,使我们能够以客观数据的形式捕捉颜色信息,从而创造出一种通用的颜色语言,这对于全球各行业(从食品饮料到制药)内部和行业之间的交流至关重要。两种最先进的颜色测量仪器类型是色度仪和分光光度计,它们都采用先进的技术来准确、精确地量化和定义颜色。

 

虽然这两种仪器密切相关,但它们都有各自独特的特性,因此对于特定类型的测量,其中一种可能比另一种更适合。了解色度仪与分光光度计的特性可以帮助您选择最适合您应用的工具。

 

01 什么是色度仪?

 

色度仪旨在执行一种心理物理样本颜色分析,这意味着其测量结果与人类的颜色感知相关。换句话说,色度仪的设计就是为了能像人类一样观察颜色。

 

其结果是直接读取的,读取的是三刺激值。三刺激值是用代表视觉外观不同维度的字符来识别颜色的值。三刺激值可能包含 X、Y 和 Z 或 L、a 和 b 等值。三色的 "黄金标准 "是由国际照明委员会开发的CIE颜色系统——标题中的CIE代表其名称的法语版本。

 

色度仪涉及一些独特的组件:

  • 光源:光源代表一种特定的光源,如日光或白炽灯,用于向物体投射一致的亮度。在色度仪中,光源是固定的。

  • 观察者:标准观察者提供特定的视野来分析颜色。色度仪通常使用2度标准观测器,适用于颜色评估和质量控制。

  • 三刺激值吸收滤光片:吸收滤光片可隔离特定波长的光,并将其应用于样品。

 

色度仪的工作原理

 

色度仪的使用通常基于比尔-朗伯定律,该定律告诉我们溶质的浓度与其吸光度成正比。色度仪从一个简单的光源开始。在透镜和三刺激吸收滤光片的帮助下,光束变成单一的聚焦波长,然后穿过样品溶液。溶液的另一侧是一个光电管检测器,用于识别波长被吸收的程度。检测器与处理器和数字显示屏相连,提供可读的结果输出。

 

既然知道了它的工作原理,我们就来看看色度仪的优缺点。

 

色度仪的优点

以下是色度仪的一些优点。

  • 它们专注于三刺激值。如果您不需要全范围的光谱数据,色度仪无需您为不使用的工具付费。

  • 它们往往更便携。色度仪的复杂程度较低,因此它们可能更容易移动或在现场使用。

  • 工作速度快。色度仪的许多应用需要快速移动的设备,例如在装配线上,而色度仪可以做到这一点。

 

色度仪的缺点

色度仪的优点显而易见,但也有一些缺点。

  • 它们不能提供完整的数据。如果您不需要大量数据,色度仪是不错的选择,但它们无法提供样品的光谱信息。色度仪没有可调节的光源和滤光片,无法进行额外的测量。色差仪不能检测着色剂的浓度,也不能帮助配色。

  • 用途不广。色度仪缺乏多功能性,因为其主要用途是将产品与预定义的样本进行比较。它们不适合研究或产品开发应用,因为它们缺乏准确性和可调节组件。

  • 他们无法识别同色异谱现象。同色异谱是指在某种照明条件下颜色看起来相同,而在另一种照明条件下却不相同。例如,荧光灯可能会使产品看起来与在阳光下大相径庭。色度仪无法识别和调整这种情况。

 

色度仪的应用

通常,色度仪会将结果与现有样品进行比较。色度仪对于简单的颜色测量非常精确,非常适合测定色差、牢度和强度以及类似颜色的常规比较。因此,色度仪在颜色质量控制方面非常重要,主要用于生产和检验阶段。

 

02 什么是分光光度计?

 

分光光度计是一种通过全光谱颜色测量进行物理样品分析的仪器。通过对样品的反射率、吸光度或透射率特性进行逐波长光谱分析,该仪器可生成超出人眼观察范围的精确数据。如果需要,颜色分光光度计还可用于计算心理物理色度信息。

 

分光光度计非常精确,可提供大量数据。它们使用的组件与色度仪类似,但略有不同。

  • 光源: 分光光度计的光源用途广泛。您可以使用代表各种光线的标准光源和荧光光源。

  • 观测器: 分光光度计的观测器通常较大,约为 10 度。CIE 建议将其作为工业颜色应用的最合适工具。

  • 棱镜、光栅或干涉滤光片: 为分离特定波长,分光光度计使用棱镜、光栅或干涉滤光镜,从而改变所选波长。

 

分光光度计如何工作?

 

分光光度计的基本结构与色度仪相似,但步骤和变化更多,而且组件也有所不同。照明器将光源投射到物体上,并通过棱镜、光栅或滤光片。使用的工具将只分离出一个波长带照射到样品上。然后,传感器会检测未被物体吸收的光线,并将数据传输到装有相应软件的处理器或计算机上。它可以检测反射率、透明度、照度以及三刺激值。

 

接下来,我们将介绍分光光度计的优缺点。

 

分光光度计的优点

分光光度计的一些优点如下。

  • 非常全面。分光光度计拥有更先进的硬件,可以测量色度仪无法测量的质量,包括变色和反射率。

  • 用途广泛。您通常可以调整照度和观察者设置,以获得分光光度计上的正确选项。

  • 可与功能强大的软件配合使用。通过与软件集成,分光光度计提供了一种全新的、全面的方式,可在内置显示屏之外查看和分析数据。

  • 款式多样。分光光度计可用于多种样品类型,包括粉末、液体和透明材料。还有便携式分光光度计可供选择。

 

分光光度计的缺点

当然,任何技术都会有一些缺点。以下是分光光度计的几个缺点。

  • 比较复杂。复杂性意味着灵敏度,它们可能不太适合工厂环境。

  • 价格较高。虽然价格因型号而异,但分光光度计及其精确、广泛的信息通常比色度仪昂贵。

  • 它们的技术含量可能超出需要。如果您只需要色度仪所能提供的简单颜色测量,那么分光光度计可能超出您的需要。

过去,分光光度计体积大、结构复杂,但现代技术使其体积更小、使用更方便。

 

分光光度计的应用

 

与比色计相比,分光光度计具有更高的灵活性和多功能性,部分原因是它们提供多种照明/观察者组合,并可在多种几何排列(包括 45°/0° 和 d/8°)下运行。因此,这些类型的分光光度计能够测量同色异谱现象、识别着色剂强度、分析各种类型的样品,并让用户选择包括或不包括镜面反射以考虑几何属性。

 

全光谱分析还具有更高的特异性,有可能识别出色度仪所忽略的颜色差异。分光光度计非常适合研发阶段的广泛应用,包括颜色配方和颜色系统开发,以及整个生产过程中的颜色质量控制。

 

03 比色计和分光光度计的主要区别是什么?

 

色度仪和分光光度计有几处相似之处,但两者仍有很大不同。最大的区别在于功能和用途。分光光度计功能强大,可以提供比色度仪更深入的颜色测量,如光谱数据。因此,它们主要用于研发或实验室的精确测量。相比之下,色度仪更为简单,常用于生产和制造领域,如质量控制。

 

其他一些差异包括:

多功能性:分光光度计有许多可调选项,可以很好地用于不同类型的样品和测量。

成本:如前所述,分光光度计因其强大的技术通常比比色计昂贵。

准确性:色度仪不如分光光度计准确或精确。

 

04 为您的应用选择最佳的颜色测量设备

 

选择颜色测量仪器需要了解上述色度仪和分光光度计的优缺点。如果您仍不确定哪种仪器最适合您的用途,罗彻斯特理工学院的David R. Wyble提出的这些问题可以帮助您在考虑选择时获得清晰的思路。

 

所需数据类型:应用需要光谱数据还是只需要三刺激值?

仪器几何形状:仪器是否具有应用所需的几何形状?

精度和准确度:获得满意结果所需的精度和准确度是多少?

光源:仪器是否具有适合应用的光源?

测量速度:获取数据的速度如何?需要进行何种样品制备?

易用性:仪器在设计时是否考虑到用户的需求,使操作简单快捷?

坚固性:仪器是否适合使用环境?能否承受恶劣的工厂条件?

软件界面:配套软件是否能让您轻松收集、分析和共享数据?

产品质量:并非所有的颜色测量仪器都是一样的,无论它们是色度仪还是分光光度计。选择质量最好的仪器,就能确保获得最高质量的结果。

 

05 HunterLab颜色测量

 

60 多年来,HunterLab 一直是颜色测量领域的先驱。我们提供种类齐全的现代比色计和分光光度计仪器,旨在满足各行业客户的各种需求和严格标准,无论是在现场、实验室还是在工厂车间。

 

我们致力于不断创新和卓越技术,开发出当今市场上最高质量的比色计、分光光度计和软件产品,拓展了颜色分析、配方和质量控制的可能性。请联系我们,详细了解我们的颜色测量仪器、可定制的软件包和专门的客户支持服务,让我们帮助您选择适合您应用的工具。

 

Posted on Jan 26, 2024 by Ken Phillips

https://www.hunterlab.com/blog/spectrophotometer-vs-colorimeter-whats-the-difference/

 

2024年2月7日 13:10
Hunterlab 测色仪
Blue M烘箱
DJH 膜厚测试产品
Wolf
PRODUCTS