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分光测色仪探头的主要构成及主要功能

  人气:256  发表时间:2024-03-14
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分光测色仪作为光学元件,其核心部件之一是测色探头,它主要由照明系统、分光系统和控制系统组成,可用于样品颜色数据的采集与分析。本文对分光测色仪探头的主要构成及主要功能做了介绍。

分光测色仪

分光测色仪探头的主要构成:

高速高精度的分光测色仪测色头,主要由三个部分构成:照明系统、分光系统和控制系统,其中控制系统分为光谱信号数据采集、基于USB的数据传输和上位机数据处理及存储三部分。

1.照明系统

分光测色仪测色头的标准照明系统拟采用脉冲氙灯来模拟标准照明体D。闪光灯(脉冲氙灯的一种应用)的色温大约5500°K到6000°,十分接近自然光的色温,其光谱分布符合CIE规定的标准照明体D的光谱分布。高强度脉冲氙灯能使系统精确读出深色或高饱和度颜色的色彩数据,高的信噪比率降低了周围光线对其的影响。

2.分光系统

分光系统是输出不同波长的单色光装置,其内部元件由棱镜或光栅、滤光片等。分光元件将光源能量色散成波长函数,不同波长的单色光依次在空间排列成光谱带投射到CCD传感器上。待测物体的反射/透射/发射光,经过孔隙进入系统,分光后投射至CCD传感器光电二极管阵列。通过对光路设计以及光学模块的驱动、校正控制,可实现高精度的彩色信息测量功能。

3.控制系统

控制系统是分光测色仪的核心部件,其实现主要分为三个部分:光谱信号采集电路、数据传输电路和上位机数据接收、处理与存储的应用程序设计。

光谱信号采集电路实现对反射光或透射光光谱信息的光电转换,数字化及缓存。数据传输电路则负责实现与上位机的数据通信,包括命令的接收和光谱数据的上传等。上位机应用程序实现对光谱数据的接收,经过相关算法计算和处理,得到与设备无关的实际颜色值,并存储。


分光测色仪探头的主要功能:

分光测色仪测色头控制系统控制测色头实现对待测物体的颜色测量,主要包括以下几个功能模块:

1.光谱信息的采样及数字化

反射光经过分光后,光谱按波长顺序呈带状投射至光电传感器,光电传感器实现光谱信号到电信号的光电转换;光谱电信号为模拟信号,A/D转换器需对其进行数字化,输出光谱数字信号。

2.光谱数据的校正与缓存

由于光电传感器自身特性的限制,需要对光谱信号进行相应的偏色和增益校正,包括静态和动态两项校正。为了提高整体系统的速度,校正后的光谱数据需暂存。

3.光谱数据的传输

采集到的光谱数据以高速形式上传至PC,在上位机中完成光谱数据的接收,实现对数据的相关算法处理,得到待测物体的实际色度值,并存储。

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