白度測定儀的工作原理核心是模擬人眼對“白色”的感知邏輯,通過標準光源照射被測物體,檢測其反射光的強度與光譜分布,再與“標準白板”的反射特性對比,最終計算出量化的“白度值”,本質(zhì)是將“視覺上的白”轉(zhuǎn)化為可衡量的數(shù)字指標。具體可拆解為3個關(guān)鍵步驟:
1.核心前提:以“標準白板”為參照
白度是相對概念(無絕對“純白”),因此儀器需先設(shè)定一個“基準”——內(nèi)置一塊高穩(wěn)定標準白板(通常由氧化鎂、硫酸鋇等高反射率、低吸光的材料制成,其白度值按國際標準預(yù)設(shè)為100或80,作為“理想白色”參照)。測試前需先“校準”:讓儀器光源照射標準白板,記錄其反射光數(shù)據(jù),以此作為后續(xù)對比被測樣品的“基準值”,確保每次測量的一致性(避免光源衰減、環(huán)境變化導(dǎo)致誤差)。
2.核心過程:“照射→反射→檢測”三步實現(xiàn)光信號采集
儀器通過固定流程完成對被測樣品的光信號捕捉,模擬人眼看物體的過程:
第一步:標準光源照射儀器內(nèi)置特定光譜的光源(常用“D65標準光源”,模擬正午自然光,光譜分布與太陽可見光接近,避免因光源顏色偏色導(dǎo)致白度誤判),光源以固定角度(通常為45°照射、垂直接收,或垂直照射、45°接收,符合國際照明委員會CIE推薦的“45/0”或“0/45”幾何條件)照射到被測樣品表面。
第二步:樣品反射光收集被測樣品會反射一部分光(反射率越高、光譜越接近自然光,視覺上越白),儀器通過透鏡或反光鏡收集這些反射光,確保只捕捉“樣品對光源的反射光”,排除環(huán)境雜光干擾。
第三步:光電傳感器檢測收集到的反射光被傳遞到光電傳感器(如硅光電池、光電二極管),傳感器將“光信號”轉(zhuǎn)化為“電信號”(電流或電壓)——反射光越強,電信號越大;反射光的光譜分布不同(如偏黃、偏藍),電信號的特征也會對應(yīng)變化。
3.核心計算:將電信號轉(zhuǎn)化為“白度值”
儀器內(nèi)置的微處理器會對光電傳感器輸出的電信號進行處理,核心是“與標準白板對比+按白度公式計算”:
先將“樣品反射光的電信號”與“校準階段記錄的標準白板電信號”對比,得出樣品相對于標準白板的相對反射率(如樣品反射光強度是標準白板的92%,則相對反射率為92%)。
再根據(jù)國際通用的白度計算公式(常用“CIE白度公式”或“亨特白度公式”),結(jié)合反射光的光譜數(shù)據(jù)(修正偏色影響,如輕微偏黃的樣品需扣減部分白度值),最終計算出量化的“白度值”(通常范圍0-100,數(shù)值越接近100,代表樣品越接近標準白板的“理想白色”)。
簡單總結(jié):白度測定儀的本質(zhì)是“用標準光源給樣品‘打光’,測它反射了多少光、反射光是否偏色,再和‘理想白板’比一比,算出具體白度值”,核心是消除人眼主觀判斷的誤差,實現(xiàn)對白度的客觀、統(tǒng)一測量。
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