北京北光世紀(jì)儀器有限公司
已認(rèn)證
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在顏色世界里,人們遇到最多的是白和近白色?!鞍住本哂泄夥瓷浔龋鞫龋└吆蜕柡投龋ú识龋┑偷奶厥忸伾珜傩??;谀恳暩兄袛喾瓷湮矬w所能“顯白的程度”,術(shù)語(yǔ)上稱之為白度。與其他顏色一樣,白色也是三維空間的量,大多數(shù)色覺(jué)正常的觀察者可以將一定范圍內(nèi)的光反射比、色飽和度和主波長(zhǎng)不同的白色,按其白度的高低排成一維的白度序列,從而進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。從色知覺(jué)角度講,白度的評(píng)價(jià)和測(cè)量與高等色度學(xué)有關(guān),工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)及質(zhì)量檢測(cè)的實(shí)踐表明,確定白度的概念是有意義的。雖然在不同的生產(chǎn)領(lǐng)域里對(duì)白度的評(píng)價(jià)和公式的應(yīng)用有不同的見(jiàn)解,但是仍然能夠在可靠性和準(zhǔn)確性方面均使人滿意的情況下,得出相對(duì)統(tǒng)一的白度標(biāo)。實(shí)踐證明,白度標(biāo)可以與已確立的色度參數(shù)和色知覺(jué)參數(shù)聯(lián)系起來(lái)。人們知道,所謂理想的標(biāo)準(zhǔn)白板是對(duì)一切波長(zhǎng)的輻射都是無(wú)吸收地完全漫射體,即它是反射比對(duì)任何波長(zhǎng)都等于1 的一種純白物體。白雪或許是唯一的具有世界一致性的純白色代表。但它無(wú)法長(zhǎng)期保存亦無(wú)法隨時(shí)隨地取得。故現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)白板只能以反射比非常接近1 的一些化學(xué)品作為代表———標(biāo)準(zhǔn)白,而且也不是一個(gè)全漫射反射體,以此對(duì)被測(cè)物質(zhì)作目視的相對(duì)比較,這就是至今尚無(wú)一種白的自然物質(zhì)來(lái)作為白色的緣由。
關(guān)于白度的定量評(píng)價(jià)
1 現(xiàn)行的基本原則
一般地說(shuō),當(dāng)物體表面對(duì)可見(jiàn)光譜所有波長(zhǎng)的反射比在80%以上,可認(rèn)為該物質(zhì)的表面為白色。另外,也有些專家用三刺激值Y(明度)和興奮純度(Pe)來(lái)表征白色。Berger認(rèn)為:當(dāng)樣品的表面Y>70,Pe<10 %時(shí)可當(dāng)作白;MacAdam的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則為Y=70~90,Pe=0~10 %;而Grum等則認(rèn)為物質(zhì)表面的純度在0~12 %和高反射比就看作白。
CIE 色度技術(shù)委員會(huì)在1986 年制定了白度測(cè)量應(yīng)遵循的共同規(guī)范:
(1)應(yīng)該使用同樣的標(biāo)準(zhǔn)光源(或照明體)來(lái)進(jìn)行視覺(jué)的儀器的白度測(cè)量,推薦用D65 照明體為近似的CIE 標(biāo)準(zhǔn)光源;
(2)在與(1)條不一致的條件下得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能確立或檢驗(yàn)白度公式;
(3)推薦使用白度W=100 的完全反射體(在可見(jiàn)波段光譜反射比都等于1 的理想漫射體。簡(jiǎn)稱PRD)作為白度公式的參照標(biāo)準(zhǔn)。確立或檢驗(yàn)白度公式時(shí)都必須歸一或PRD的白度值等于100。
根據(jù)以上規(guī)范,任何白色物體的白度是表示它對(duì)于PRD 白色程度的相對(duì)值。因此,以PRD為參照基準(zhǔn)而標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)白板的標(biāo)準(zhǔn)反射比標(biāo)準(zhǔn)以及由此而確定的三刺激值X,Y,Z,或者由此而確定的三刺激值反射比因數(shù)RX,RY,RZ 等都可以作為計(jì)量白度標(biāo)的基礎(chǔ)。
2 白度評(píng)定的公式
我國(guó)現(xiàn)行白度評(píng)定一般分甘茨白度、藍(lán)光白度和亨特白度3 種評(píng)定。
按CIE 正式推薦的在D65 標(biāo)準(zhǔn)光源下,以完全反射漫射體作為參照標(biāo)準(zhǔn)白,白度定量評(píng)價(jià)公式如下:
2.1 甘茨白度
甘茨白度是CIE 白度委員會(huì)在1986 年正式公布出版的白度公式??梢詫?xiě)為WGANZ,其特點(diǎn)是:以物體顏色的三刺激值為依據(jù)作為計(jì)算,顏色的三刺激
值性質(zhì)決定了對(duì)白度的貢獻(xiàn),它們的等白度表面是等間距的平行面,其白度可以用Y,x,y 的線性公式表示:
W=Y+800(xn- x)+1700(yn- y)
W10=Y10+800(xn- x10)+1700(yn- y10)
TW=900(xn- x)- 650(yn- y)
TW10=900(xn- x10)-650(yn- y10)
Wg 為白度值;TW,TW10 為淡色調(diào)指數(shù);Y,x10,y10 為在10° 視場(chǎng)下,測(cè)得試樣值;xn,yn為在10°視場(chǎng)下D65標(biāo)準(zhǔn)光源的坐標(biāo)值;xn=0.3138,yn=0.3309。
從公式可以看出,對(duì)于任何光譜中性的白度樣品,其白度值W都等于三刺激值Y,W值越大,表示白度越高。淡色調(diào)指數(shù)值可正可負(fù),正值越大表示帶淡藍(lán)—綠度越大,負(fù)的絕對(duì)值越大就表示淡品紅—黃度越大。公式主要用于W(或W10)值大于40、小于(5Y- 280)或小于(5Y10- 280),TW(或TW10)值大于- 3、小于+3 的樣品。該公式結(jié)果與目視的相關(guān)性較好,但其級(jí)差與目視級(jí)差差別較大,對(duì)明顯帶顏色的樣品沒(méi)有意義。
2.2.2 藍(lán)光白度(又稱R457白度)
R457白度是一種簡(jiǎn)易的測(cè)量方法,在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2470 紙張漫反射比的測(cè)量,以及我國(guó)造紙、塑料、建材等一些行業(yè)中都使用了R457白度。它規(guī)定利用近似的A光源照明,白度儀器的總體有效光譜響應(yīng)曲線的峰值波長(zhǎng)在457nm處,半寬度44 nm。
定義藍(lán)光白度為:Wr=KrΣβ(λ)F(λ)△λ
式中:Kr=100/ΣF(λ)△λ;β(λ)為與標(biāo)準(zhǔn)白板的藍(lán)光白度儀器相同照明觀察條件下的光譜亮度因數(shù)。
ISO關(guān)于紙張板白度的最新標(biāo)準(zhǔn)也使用了三刺激值反射比因數(shù)的概念和定義。這樣一般三刺激值色度測(cè)量?jī)x在D65/10°條件下,利用測(cè)量Z值獲得R457白度值,其轉(zhuǎn)換方程為:Wr=0.925×Z+1.16
另外一種說(shuō)法為:在GB/ T5950- 86《建材及非礦產(chǎn)品白度測(cè)量方法》中曾規(guī)定了三色平均值白度公式:Wtr=( B480+G520 +R620)/ 3。這是GB/ T2015- 91 使用的三波長(zhǎng)反射比白度計(jì)算公式。
WB=R457
2.2.3 亨特白度
根據(jù)GB/T 5950—1996《建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測(cè)量方法》提出了亨特白度公式:WH=100-[(100- L)2+a2+b2]1/2式中,WH 為亨特白度;a,b 為亨特色品指數(shù),a=17.2(1.0547X10-Y10)/Y101/2,b=6.7(Y10- 0.9318Z10)/Y101/2;L 為亨特明度指數(shù),L=10Y101/2;X10,Y10,Z10為三刺激值。
亨特白度測(cè)量條件采用C照明體2°視場(chǎng)觀測(cè)條件。此白度值的特點(diǎn)是以色差的形式計(jì)算白度,測(cè)定結(jié)果的白度值較高,級(jí)差較小,適合于白度值較高樣品的測(cè)定。
2.2.4 Taube白度
該白度為美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(313-73ASTM)使用的TAUBE公式計(jì)算出的一個(gè)數(shù)值,公式為:
WT=3.367X-3Y該公式計(jì)算出的白度值的級(jí)差與目視感知的級(jí)差符合性較好,但只能用于中性樣品。有的美國(guó)企業(yè)使用Y值來(lái)表示測(cè)定樣品的白度值。
2.2.5建材與非金屬礦產(chǎn)品通用公式
WG=Y10+400x10-1000y10+205.5
這個(gè)公式是在GB/T5950-1996《建材及非礦產(chǎn)品白度測(cè)量方法》中規(guī)定的公式之一,它在考慮了我國(guó)白色產(chǎn)品生產(chǎn)情況及產(chǎn)品白色度值的前提下,同時(shí)做了向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏的工作,使得該公式在測(cè)試方法、量值評(píng)價(jià)等方面既符合我國(guó)實(shí)際情況,又與國(guó)際測(cè)試水平靠攏。
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