分光测色仪是怎么工作的？其发展现状如何？

分光测色仪作为一种高精度的颜色测量仪器，它不直接测量颜色，而是通过测量光谱反射比，让后将其转换为各种颜色参数，对颜色进行定量的表述，被广泛的应用于印刷、油漆、油墨等色彩管理中。那么，分光测色仪是怎么工作的？其发展现状如何？本文为大家作了介绍，对颜色测量仪器感兴趣的朋友可以了解一下！

分光测色仪的工作原理：

分光测色仪的基本组成可分为光源和照明系统、准直系统、色散系统、成像系统以及接收、检测显示系统5部分，其中准直系统和色散系统可以统称为分光系统，其工作原理如下图所示。

光源发出的光照射在被测物体上，经过被测物体表面反射的光在积分球内壁多次反射后射向入射狭缝，该光包含有物质光谱信息。

照明系统（在此指积分球）是把从被测物体表面反射的光能量传递给准直系统。

准直系统一般由入射狭缝和准直物镜组成，由狭缝处发出的光束经过准直系统后变成平行光射向色散系统。

色散系统利用色散元件（这里用平面光栅）把入射的平行光分成单色光。

成像系统作用是将空间上分散开的各波长单色光会聚在成像镜的焦面上，形成一系列按波长排列的狭缝的单色像。

接收系统与显示系统将焦面上的光谱能量接收，经过数据处理后以数据的形式输出颜色测量结果。

分光测色仪的发展现状：

1.在光源方面

分光测色仪的光源常采用卤钨灯或氙灯等，现在多为氙灯，且脉冲氙灯具有光强高，耗能少的优点。还可采用滤光片的方法进行滤光以更好的模拟D65光源。

2.在探测器方面

对物体或光源的颜色进行快速而精确的测量，已经成为当前国际上测色领域的一个重要的发展方向，因此，采用CCD或硅光电二极管列阵等阵列器件作为多元探测器的快速分光测色技术是目前国际上较热门的颜色研究课题，也是颜色测量仪器的发展方向。就目前市场来说，分光测色仪器多采用光电二极管，与一般的CCD相比，它具有驱动电路简单，可见光范围的光谱响应好等优点。针对测色领域，现在还有专门用于测色（光谱范围是可见光区）的探测器，自身还带有滤波片，这样做光路的时候可以省去光栅，实现仪器的小型化。另外，值得一提的光纤传感技术是近年来发展迅速的新型传感技术，光纤具有径细，柔韧，可绕曲性好等特点，目前已有用光纤作探头的测色仪器，此类测色仪器一般体积较小，便于携带，而且测量方便，可用在特殊需要的场合。

3.在分光元器件方面

全息光栅渐渐取代机刻光栅，早期的分光光度计多采用棱镜分光，随着光栅制作技术尤其是复制光栅技术的发展和不断提高，绝大多数分光光度计采用光栅，后来，随着全息光栅制造技术的发展与商品化，全息闪耀光栅以其优越的性能（如杂散光小，无鬼线）迅速取代一般闪耀光栅。目前全息凹面光栅发展很快，开始被用来制作快速的光谱仪器。

4.在仪器控制方面

随着分光元器件及分光技术、检测器件与检测技术、大规模集成制造技术等的发展，随着单片机、微处理器、计算机和DSP技术的广泛应用，早期的分光光度计采用人为控制，随着单片机、微处理器的出现，大多数实现了自动控制，使仪器的自动化与智能化成为可能，在微处理机的控制下，能完成自动扫描、自动记录或自动进行波长校正、自动寻峰、自动完成基线校正功能，实现仪器光、机、电以及整个系统工作状态的自动检测，还可以内存多种专用分析程序等等。

引入电子计算机技术是当代仪器的发展潮流，也是分光测色仪器的一个发展方向。随着电子计算机，特别是微处理机的发展，已把小型化，多功能，低成本的专用微处理机直接装入分光光度仪器内，不但能完成光谱数据的计算和处理，而且提高了仪器的自动化程度，扩大自动控制范围，现代分光测色仪器都是光机电，计算机系统的有机结合。

6.在仪器构型方面

从结构简单的单光束发展为双光束，现在几乎所有高级分光光度计都是双光束的，有些高精度的仪器采用双单色器，使得仪器的分辨率和杂散光等性能大大提高，但结构也变得更加复杂。随着集成电路技术和光纤技术的发展，已经出现了一些携带方便的小型分光光度计，而微电子技术和MEMS技术的发展，正促进将分光元件和探测器集成在一块基片上的微型分光光度计的研究与开发。因此实现仪器的小型化，研制便携式的测色仪器也是目前的一个重要发展方向。

7.在通信接口方面

目前主要有双向RS232接口，最新的还有USB接口，可以外接记录仪、计算机、或与光谱数据站联结，完成仪器遥控、数据传输、外存、记录等功能。

8.在显示、记录与绘图方面

在显示、记录与绘图方面，更多地采用液晶屏幕或计算机屏幕显示。