高速電腦測色儀的研究
我們在對顏色進行研究的時候經常回使用到比較測色儀，因為這個儀器是比較容易操作的，而且得出的數據也是相當準確的，因此比較測色儀也顯得更加的重要起來。我們使用比較測色儀來替代人工對顏色的辨別，節省了大量的物力和財力。我們之前使用的檢測顏色的儀器是比較笨重的，不方便攜帶，由于造價成本高也不能被大家廣泛的餓應用。由于沒有了運動部件,整個儀器的精度和穩定性更好。下面具體介紹它的研制。脈沖氙燈發出的光經積分球漫反射后照射在樣品上,樣品的反射光我們稱之為樣品光,經凹面光柵色散后投射到光電檢測部件上,光電變換后產生樣品的光譜電信號。
另一路光是積分球壁上的反射光,我們稱之為參考光,經光纖傳輸后照射到光電檢測器件上, 光電轉換后產生參考信號。由于脈沖氙燈閃光是一瞬間,這就要求計算機對樣品光譜的電信號和參考光的電信號的采樣必須迅速準確地完成,否則會造成數據的丟失。因此,系統各部分工作的協調一致是非常重要的。光源,我們采用的是脈沖氙燈。雖然其電源系統較其他光源的電源系統要復雜,數千伏的引燃脈沖電壓可能引入干擾。
但除了激光以外,脈沖氙燈的亮度是最高的,而且光譜分布范圍又寬。這樣經樣品反射以及光柵色散后仍有較強的光照射到光電檢測器上,因此,經光電變換后的電信號就比較強, 處理時易取得高的信噪比。另外,在使用時我們可通過控制引燃脈沖來控制氙燈閃光的時間。由于每次脈沖閃光的光強都有細微的差別,這細微的差別對測色精度的影響很大。為消除這個影響,我們將積分球壁上的反射光作為參考光。通過測量參考光的大小來檢測光強的變化量, 進而對樣品的反射光譜進行修正。以抵消光強變化產生的影響。
由于采用了光電二極管列陣,所以沒有過去機械掃描式測色儀笨重復雜的結構。光學系統相對變得簡單,只要將樣品反射光準確照射到凹面光柵上, 經凹面光柵色散后,投射到光電二極管列陣上。在儀器中,我們使用了上海光儀廠生產的凹面光柵。凹面光柵不僅具有平面光柵那樣的衍射作用,而且兼備有凹面反射鏡的聚焦性,可使測色儀省去準直透鏡,這樣就簡化了光譜儀的結構。利用光柵的色散率公式求出光柵和光電二極管列陣的相對位置。
整臺儀器嚴格密封,不允許漏光。而且內部所有金屬部件全部發黑,將金屬表面的反射光減小到最低。并在照射到光電二極管列陣上的樣品光和參考光之間加入隔離板,以確保它們之間不會相互干擾。對于光電二極管的內部噪聲及儀器內部的微弱雜光,由于光電二極管列陣的工作特性,如果不進行輸出信號的話,它會將所有的微弱信號和內部噪聲累加。若直接讓氙燈閃光測樣品光信號,將嚴重影響測量的精度。我們通過軟件處理解決這個問題。在每次測量之前,先對光電二極管列陣采樣兩次,使光電二極管復位。并將后一次采樣結果記錄,以校正后面測量的樣品信號。這樣就大大降低了列陣內部噪聲的影響。中國糧油儀器在線 http://www.s1an.cn/
