白度测量系统研究

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1、吉林大学硕士学位论文提要随着印刷业的发展，对纸张及纸浆表面的蓝光漫反射一即蓝光白度，以及纸张、纸板的颜色的测量提出了更高的要求。因此研制一种测量纸张、纸浆颜色的仪器即一白度计成了目前造纸工’业的迫切需要。白度测量系统的理论基础之一就是色度学，色度学是研究颜色的感觉、计算、测量和判别颜色的一门科学，自从193}年国际照明委员会(CIE)色度学系统的建立，提出了对物体的颜色三刺激值的测量来确定颜色。根据色度学的理论，本文提出了一种白度测量系统的设计方案。此系统利用模拟光源经光均衡器后照射样品，利用光电传感器接收漫反射

2、信号，通过比对法，即样品与标准工作白板对比，来测量样品的白度。使用单片机来进行计算、显示和打印。并且测量结果可通过串行口将数据传送给计算机，再进行进一步的数据处理。通过实验测量及数据分析证明了此系统有很好的可靠性和稳定性，符合设计要求。关键词:蓝光白度色度学模拟光源光电传感器标准I_作自板吉林大学硕士学位论文第一章绪论1.1色度学的基本知识对颜色的测量的最古老的工具就是人类的眼睛，人眼对微小的颜色差别有很敏锐的辨别能力。人们长期利用目视比较的方法来判别产品的颜色质量，但是目视比较方法测量的结果带有主观性，它受到视

3、觉适应性，各人眼睛光谱响应的差异，测量时人的身体状况(疲劳程度)等因素的影响，所以在颜色分析和定标中目视比较法和目视测量仪都有不少缺陷。自从1931年国际照明委员会(CIE)色度学系统的建立，为人们客观地测量物体的颜色莫定了基础，可以通过对物体颜色三刺激值的测量来确定颜色，将人眼从颜色测量中解放了出来。三刺激值的计算式为:X=K丁S(A)Q(A)Y(A)dAY二K丁S(A)Q(A)Y(A)dAZ=KIS(A),g(A)i(A)dA式中:S(入)为光源的光谱分布:p(入)为物体的光谱辐亮度因数:双幻>Y(A),z(

4、幻为标准观察者的光谱三刺激值。光源的光谱分布S(入)、物体的光谱辐亮度因数p(x)和标准观察者光谱三刺激值都是求得颜色的三刺激值所必需的。颜色测量仪器就是通过一定的途径求得三刺激值的工具，由于获得三刺激值的方式不同，测色仪器主要可分为两类:分光测色仪器和色度计。分光测色仪器是颜色测量最基本的仪器.其方法不是直接测量颜色的三刺激值本身，而是测量物体的光谱辐亮度因数或光谱透射比，再选用CIE推荐的标准照明体和标准观察者通过积分计算求得颜色的三刺激值。目前，依据国际照明委员会(CIE1931)色度系统，己研究出各种测色

5、仪器，并应用于工业，商业，农业，艺术，军事，医疗诊断等领域中。人们关心颜色一方面是颜色本身的质量，很多产品的颜色质量就是产品本身质量的一个重要指标，如彩色电视。彩色摄影、印刷、印染、油漆等，在这些领域内，应用色度学知识解决它们的颜色复现，彩色评价和颜色质量的控制等许多问题。另一方面，人们通过颜色了解事物其他方面的属性，如通过颜色吉林大学硕士学位论文的变化了解植物的成熟程度、食物中的某些成份、药品的含量、皮肤的病变等。1.2测色仪器的发展情况最早提出Ail色仪器的是20世纪60年代美国的INDUSTRIALDEVE

6、LOPMENTLABORATORY，随后，美国的另一公司FORDACROSPACE&COMMUNICATIONCROP在GreenWood工厂和CLEMSOM大学的协作下于70年代提出一种"QUALSCAN”测色仪器，这种仪器存在着受环境光影响大，光能损失大，接收器件灵敏均匀性差等缺点。70年代末，美国的Macbeth公司提出MS-4045分光光度计处于领先地位，其分光元件用衍射光栅，接收器用线阵硅光二极管。80年代初，日本东京Shibanra电气有限公司也研制了测色装置。80年代中期，天津大学也进行了测色实验装

7、置的研究，采用了脉冲氛灯作照明光源，分光元件采用平面闪耀光栅，接收器件由16个并行放置的硅光二极管形成阵列，但各元件灵敏度均匀性也难保证，测量误差较大。90年代初，吉林工业大学也进行了测色仪器的研究，分光元件中光栅由步进电机来控制，每次只能测一个波长的点。随着科学技术的发展，新一代的电子元件的出现使测量系统的进一步完善成为可能。本文介绍一种新型测色系统，即白度计。利用D65作为光源、使用单片机进行数据处理，具有结构简洁、实用性强等优点，效果较好，有一定的参考价值。1.3本设计的研究内容及其意义随着当今造纸、纺织等

8、轻工业的发展，标准也显得越来越重要。因此，如何从物理角度描述这个白度物理量，就成为这方面的一个特别关键的问题。也就是说，如何能定量地测量、分析白度，使它能够很好地应用于工业研究和生产，以此适应市场需要，这也是本设计的目的。本设计结合了当今非常发达的光学、电子技术、软件技术等多方面优势，能够快速有效地满足用户需要。不仅节省时间，能够为测量带来方便，可以很好地为工业生产服务，