該儀器通常配備彩色觸摸屏、內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)和智能分析軟件,支持色差預(yù)警、配方修正、批次比對(duì)、歷史數(shù)據(jù)追溯等功能。通過(guò)USB、藍(lán)牙或Wi-Fi連接電腦或移動(dòng)端,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云端同步與遠(yuǎn)程管理。
光學(xué)系統(tǒng)是分光測(cè)色儀的基礎(chǔ),負(fù)責(zé)將光線引導(dǎo)至樣品并收集反射或透射光,其設(shè)計(jì)直接影響測(cè)量精度和適用范圍。
功能:提供穩(wěn)定、均勻的入射光,通常采用氙燈、LED或鹵素?zé)簟?/div>
特點(diǎn):
氙燈:光譜范圍寬(300-1100nm),接近自然光,適合高精度測(cè)量。
LED:壽命長(zhǎng)、能耗低,但光譜范圍較窄,需多組組合使用。
鹵素?zé)簦毫炼雀?,但發(fā)熱量大,需配合散熱設(shè)計(jì)。
應(yīng)用場(chǎng)景:根據(jù)測(cè)量需求選擇光源,如食品檢測(cè)需模擬日光(D65光源),工業(yè)檢測(cè)可能需特定波長(zhǎng)光源。
積分球(漫反射測(cè)量)
功能:將光源發(fā)出的光均勻散射至樣品表面,確保測(cè)量角度一致性。
結(jié)構(gòu):內(nèi)壁涂有高反射率材料(如硫酸鋇),直徑通常為50-100mm。
優(yōu)勢(shì):消除樣品表面紋理對(duì)測(cè)量的影響,適用于不透明或粗糙表面樣品。
透射測(cè)量模塊(可選)
功能:測(cè)量液體或透明固體(如玻璃、薄膜)的透射光譜。
結(jié)構(gòu):包含樣品池和光路切換裝置,支持垂直/水平透射測(cè)量。
應(yīng)用:果汁色度分析、玻璃透光率檢測(cè)等。
二、分光系統(tǒng)
分光系統(tǒng)是核心部件,負(fù)責(zé)將復(fù)合光分解為單色光,為后續(xù)檢測(cè)提供基礎(chǔ)。
光柵
功能:通過(guò)衍射原理將光按波長(zhǎng)分散,形成光譜。
類型:
平面光柵:分辨率高,但加工難度大。
凹面光柵:兼具聚焦功能,簡(jiǎn)化光路設(shè)計(jì)。
參數(shù):刻線密度(如1200線/mm)直接影響分辨率,需根據(jù)測(cè)量需求選擇。
棱鏡(可選)
功能:通過(guò)折射原理分光,通常用于低分辨率或便攜式設(shè)備。
特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但色散非線性,需配合軟件校正。
濾光片輪(部分型號(hào))
功能:通過(guò)旋轉(zhuǎn)濾光片選擇特定波長(zhǎng)范圍,簡(jiǎn)化光路設(shè)計(jì)。
應(yīng)用:低成本設(shè)備或特定行業(yè)(如印刷行業(yè))的快速測(cè)量。
三、檢測(cè)系統(tǒng)
檢測(cè)系統(tǒng)將分光后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),是數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
光電探測(cè)器
類型:
光電二極管陣列(PDA):同時(shí)檢測(cè)多個(gè)波長(zhǎng),速度快,適合動(dòng)態(tài)測(cè)量。
電荷耦合器件(CCD):分辨率高,但成本較高,常用于科研級(jí)設(shè)備。
硅光電二極管:?jiǎn)吸c(diǎn)檢測(cè),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。
參數(shù):靈敏度、暗電流、響應(yīng)時(shí)間等直接影響測(cè)量精度。
信號(hào)放大與模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)
功能:將探測(cè)器輸出的微弱電信號(hào)放大,并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供后續(xù)處理。
特點(diǎn):高精度ADC(如16位)可減少量化誤差,提升數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
四、數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)
該系統(tǒng)負(fù)責(zé)將原始光譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顏色參數(shù),并直觀展示結(jié)果。
微處理器(CPU)
功能:運(yùn)行顏色計(jì)算算法(如CIE15標(biāo)準(zhǔn)),控制設(shè)備各模塊協(xié)同工作。
性能:高速處理器(如ARM Cortex-A系列)可縮短測(cè)量時(shí)間(<1秒/次)。
顯示屏
類型:
LCD觸摸屏:直觀操作,支持多語(yǔ)言界面,適合現(xiàn)場(chǎng)使用。
OLED屏:對(duì)比度高,視角廣,但成本較高。
功能:顯示顏色參數(shù)(Lab*、ΔE等)、光譜曲線、合格/不合格判定等。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與輸出
存儲(chǔ):內(nèi)置閃存(如4GB)或支持SD卡擴(kuò)展,可存儲(chǔ)數(shù)千組測(cè)量數(shù)據(jù)。
輸出:支持USB、藍(lán)牙、Wi-Fi等接口,可連接PC或打印機(jī),導(dǎo)出CSV、Excel等格式數(shù)據(jù)。
五、樣品定位系統(tǒng)
樣品定位系統(tǒng)確保樣品與光路精確對(duì)齊,是測(cè)量重復(fù)性的關(guān)鍵。
樣品臺(tái)
類型:
固定式:適用于標(biāo)準(zhǔn)樣品(如色卡、平板樣品)。
可調(diào)式:支持XYZ三軸移動(dòng),適應(yīng)曲面或不規(guī)則樣品(如汽車內(nèi)飾件)。
材質(zhì):通常采用黑色啞光材料,減少反光干擾。
遮光罩
功能:隔離環(huán)境光,避免外部光線影響測(cè)量結(jié)果。
設(shè)計(jì):可折疊或磁吸式,方便操作。
六、校準(zhǔn)模塊
校準(zhǔn)模塊用于定期校正設(shè)備,確保長(zhǎng)期測(cè)量穩(wěn)定性。
白板校準(zhǔn)
功能:測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)白板(反射率≥99%)的光譜,建立基準(zhǔn)值。
頻率:每日開(kāi)機(jī)或環(huán)境變化后需校準(zhǔn)。
零點(diǎn)校準(zhǔn)
功能:關(guān)閉光源或遮擋光路,消除探測(cè)器暗電流影響。
波長(zhǎng)校準(zhǔn)(可選)
功能:通過(guò)測(cè)量特定波長(zhǎng)光源(如汞燈)驗(yàn)證分光系統(tǒng)準(zhǔn)確性。
應(yīng)用:科研級(jí)設(shè)備或高精度測(cè)量場(chǎng)景。
七、輔助功能模塊
根據(jù)應(yīng)用需求,部分設(shè)備還集成以下功能:
多角度測(cè)量頭
功能:支持2°/10°/15°等觀察角測(cè)量,模擬人眼在不同視角下的顏色感知。
應(yīng)用:汽車漆、化妝品等高光澤樣品的測(cè)量。
溫度控制模塊
功能:維持光源和探測(cè)器工作溫度穩(wěn)定,減少熱漂移影響。
應(yīng)用:長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量或高溫環(huán)境下的使用。
防塵防水設(shè)計(jì)
等級(jí):IP54或更高,適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或戶外使用。
