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　　比色计是一种测量材料彩色特征的仪器。比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进行测定及分析。如果将比色计与计算机连机，便可以提高对色彩的分析及处理能力。

比色计的原理

　　当单色光通过厚度相同，而浓度很小的溶液时，根据朗伯-比尔定律，光被溶液吸收的程度，称为吸收度，与溶液的浓度成正比，与溶液的厚度成正比，即A=εCL，式中：A为吸收度，C为溶液的浓度，L为溶液的厚度，ε为消光系数。

　　由朗伯-比尔定律得，当一束单色光通过一溶液时，由于溶液吸收一部分光能，使光的强度减弱。若溶液的浓度(或厚度)不变，则溶液的厚度(浓度)愈大，光线强度的减弱也愈明显。用同样的方法配制的标准溶液和待测溶液，其浓度分别为C1和C2，对同类溶液ε相同，当厚度也相同时则：A1=εC1L;A2=εC2L;C2=(A2/A1)×C1 式中A1、A2可由比色计直接读出，C1为标准溶液的已知浓度，据此可算出待测溶液的浓度。

比色计的结构

　　比色计由观测系统(包括目镜筒、白板背景观测室)样品室、滤色片组和滤色片架、光源(充气钨丝灯)以及样品池等一些附件所组成。比色计有一套从淡色到深色，分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片。比色计的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。

　　比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°，并将观察视场分成可同时观察的左右两个部分，其中一部分是观察样品色的视场;另一部分是观察参比色(即色度单位标准滤色片)的视场。适当选择滤色片组合以达到与被测样品颜色的Z佳匹配，此时比色计显示的滤色片量值即为被测样品的测量结果。

比色计的分类

　　常用的比色计有两种：目视比色计和光电比色计，两种比色计都是以朗伯-比尔定律 (A=εbc)为基础。

　　目视比色计：

　　目视比色计，即用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中，先按分析步骤显色，配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色，和标准色阶作比较，目视找出色泽Z相近的那一份标准，由其中所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。

　　光电比色计：

　　光电比色计消除了主观误差，提高了测量准确度，而且可以通过选择滤光片来消除干扰，从而提高了选择性。但光电比色计采用钨灯光源和滤光片，只适用于可见光谱区和只能得到一定波长范围的复合光，而不是单色光束。

比色计的使用方法

　　1、校正

　　通电源，比色计通过自检，进入待机状态，2min内达到稳定状态，将标准试剂置于备好的盛样接受器内，先用蒸馏水作空白后，再将盛好标准液的接受器置于待测区内，按测量键，两次平行实验数据，取平均值与标准试剂色度值作比较，在误差范围内，则比色计可进行下一步的操作。

　　2、样品的预处理

　　通常情况物质分固、液、气3种状态，将固体和气体按一定比例溶于溶剂，以液态形式存在，并且液态物为清澈透明状，方可用比色计进行测量。由于大部分物质为白色，对光的吸收不明显，故一般选择盛样品器皿的原则是：对于颜色较浅，色度在50Hazen以下的，采用较大的接受器，达到Z小检测限，取得响应值。

　　3、检测

　　备好被测样品与作空白的蒸馏水，将一对配对好的盛样接受器，分别装入蒸馏水和被测样，注意不要将接受器表面弄脏，调整指定的档位，一般用单位Hazen档，再将盛蒸馏水的接受器置于比色计指定处，按校正，比色计通过光线扫描，自动归零后、取出;将盛被测样的接受器置于比色计内，按测量，在显示屏上马上出现数字，即为被测样的数据，重复测一次，取均值作为被测样品的实际数值。

比色计的用途

　　比色计应用一种特殊的颜色系统和色度单位，主要以目视的方法来实现对被测对象颜色的测量。由于比色计上的标准色片的各种组合可以匹配几乎所有样品的颜色，而具有独特的使用价值。

　　比色计广泛应用于透明产品的测量，如测量食用油(各种油品)、脂类、树脂、糖浆、化学品等有色液体样品，也可测量固体、粉状、糊状反射样品。国际上通行用其色度单位作食用油色泽的质量控制标准，我国在食用油强制性标准中使用。它是一种国际公认的权威性颜色测量仪器。

与比色计的原理|分类|用途相关文文章：

　　比色计是一种测量材料彩色特征的仪器。在平时的样品测量中，影响比色计测量结果准确度的因素很多，如果使用不当，即使比色计检定合格，也会产生很大的误差，带来不必要的麻烦。所以在使用比色计测量颜色时应注意以下几个问题：

　　1、不同观察者造成的影响

　　物体的颜色既取决于外界物理刺激，又决定于人眼的视觉特性。由于比色计是目视仪器，由不同的观察者用同一台比色计测量同一样品，会得出不同的测量值，有时相差会很大。这是因为不同观察者的视觉特性有一定的差异，也就是由不同的观察者对颜色的分辨力不同造成的。

　　如何减小人为的测量误差呢?正确的测量方法是:找3个色觉正常的人，在同一环境、使用同一台比色计、背对背测量同一样品，取3个测量值的平均值作为测量结果。

　　2、底色不均匀造成的影响

　　比色计由一对光源、目镜、标准滤光片、标准白板及比色皿等组成。在使用前，首先应将标准滤光片移出视场，观测其底色是否均匀。如果底色不均匀，会造成误差，直接影响观测结果。底色不均匀可检查:一对标准白板是否一致、光源前的毛玻璃是否被污染、目镜及光源是否被污染等。

　　3、标准滤色片造成的影响

　　比色计的标准滤光片是由红(R)、黄(Y)、蓝(B)、灰(N)4组滤色片组成的，不同比色计的标准滤色片有一定的差别，标准滤色片的顺差应符合JJG758-1991检定规程的要求，这就需要对比色计进行计量检定，只有检定合格的比色计才能用来测量样品的颜色。

　　4、比色计使用不当造成色差的影响

　　由于标准滤光片是用有色玻璃制成的，使用不当会使其被污染，如:测量食用油时，将食用油洒在标准滤光片上，将比色计放在湿度、灰尘较大的房间内，都会造成标准滤色片被污染，使其产生误差。

　　如标准滤色片被污染，其分辨力就降低了，尤其是对小号滤色片影响更大。因为小号标准滤色片颜色差异很小，被污染后的标准滤色片的颜色差别更加难分辨。这就需要将标准滤色片拆下来，用70%的乙 醚和30%的乙醇混合液进行清洗。清洗干净后，再进行测量。但在清洗时要注意：有些标准滤色片很薄，极易破碎，一定要轻轻擦洗。

　　5、观察者心理因素造成色差影响

　　用两台经计量检定合格的比色计测量同一样品，由两个观察者进行测量，有时会发现差异很大。为什么出现这种问题?原因之一是由观察者心理因素造成的。因为颜色是一个心理、生理、物理量，它与一个人的心理因素有很大关系。尤其是在测量小色号样品时，表现更为明显。

　　两个观察者用比色计测量同一样品，标准值为Y20R0.3，首先两者背对背测量时，在Y20处误差不一定很大，而在R0.3处会产生较大的误差。如果其中一个人在已知另一个人的测量结果时，再进行测量，这两个测量结果可能会相同，这就是人的心理因素造成的结果。为消除人的心理因素，不同观察者测量样品时要尽量背对背。这样比色计测出的结果再取平均值。可作为Z后的测量值，其误差较小。

　　6、连续测量造成的影响

　　用比色计对某一样品连续测量，Z初观测感觉被测样品的颜色与标准滤色片的颜色有一定的色差。但观察时间长了(如1min以后)。又感觉到被测样品与标准滤色片的颜色一致了。是由视觉生理所引起的。因为观察时间长了，人眼的分辨力降低了。所以在测量时，对某颜色注视片刻(如约10s以后)，迅速将视线离开，注视远方片刻，再进行下一次测量。

　　7、两光源不一致造成的影响

　　比色计由于长时间的使用。灯泡会自然损坏。如果使用者自己随意更换。可能会使两只灯泡的光通量不一定相同，使视场中底色不均匀，造成视差。如果灯泡损坏，两只灯泡应同时更换。更换时应测量两灯泡的工作电流，其差值应不大于5mA。

　　当在实际工作中对测量结果产生了疑义或争议时，可将比色计送到有能力的计量部门，进行仲裁检定。用准确度优于0.5%的光谱光度计，在2°视场、CIE标准照明体A下，对其标准滤色片逐片进行测量，其标准滤色片的色度坐标x、y及刺激值Y必须符合JJG758-1991的要求，并检定其他相应的指标。

与比色计测量结果影响因素相关文文章：

　　比色计具有数显、灵敏度高、误差小、应用范围广、使用方便等特点。比色计测定的数值能准确地表达产品颜色的深浅，对提高鉴定产品质量，并指导和控制产品的生产，具有非常高的价值。

比色计技术要求

　　1、比色计外观

　　电镀及喷漆表面不应有脱皮、脱漆和显著色泽不均匀现象。外部机件接合处应整齐，无毛刺、无粗糙不平现象。比色计上盖应能打开，滤色片应能取出，方便检验。比色计背面白板装置定位准确，方便安放和摘取，配件应齐全。

　　2、比色计内部

　　样品室与观测室壁表面应涂白色无光漆，均匀清洁，无污染和明显变黄迹象。光源窗玻璃应与液体样品池玻璃材质相同，并使工作光线漫透射至观测室，保证比色计的测色精度。

　　3、滤色片

　　比色计上的所有滤色片应齐全、无破损，无污染。滤色片架滑动应顺畅、平衡，无卡滞受阻现象，比色计色标量值读数应清晰明显、定位准确，应与相应的滤色片一一对应，不得有模糊不清无法辨认的现象。

　　4、白板

　　比色计配备两块白板，材质应采用聚四氟乙烯海伦树脂粉沫(压制)，外观应清洁，无污染和明显发黄、发暗现象。采用玻璃面盒压的白板不得有用肉眼观察出的挤压不匀现象，前玻璃材质应与液体样品池玻璃材质相同。

　　5、比色计开关及安全要求

　　比色计开关应左右联动，两只钨丝灯(工作光源)应同时点亮或熄灭。比色计的开关、电源线等电路焊接处及其它电线外露处均应采取安全绝缘措施，电气安全应符合国家有关标准的要求。

　　6、比色计铭牌

　　比色计应有型号、生产厂名、出厂编号、出厂日期以及生产许可证标志等信息，应符合国家有关法制要求。

比色计检定方法

　　1、检定前的准备工作

　　比色计检定人员须应经医院体检证明眼睛视觉功能正常、无色盲色弱情况。在检定前应适当休息眼睛，避免强光刺激。

　　2、通用技术要求的检定

　　用目视和手感检查，对比色计规定的各项内容进行检定并判定。

　　3、比色计测量范围的检定

　　开启比色计光源，在比色计上逐片将滤色片移入光路中通过目镜筒观察视场中相应档位和量值的色片是否都一一对准通过;或打开比色计上盖，取出滤光片目视检查。

　　4、比色计准确度的检定

　　将模拟参照油标准滤色片(以下简称模拟片)置入比色计样品室内，定好位，按模拟片的标称值先将比色计的黄色滤色片调定，再调定红或红和蓝相应滤色片，进行目视观察，如出现色差要继续进行匹配，直至两视场达到Z佳颜色匹配。此时测量值与模拟片标准值之差即为检定结果。当三种模拟片判别比色计等级不一致时，以中间色模拟片为准对比色计作出判定。

　　如有符合要求的深色、中间色、浅色三种标准油样，也可将标准油样装入液体样品池并置入比色计样品室内，检定方法与用模拟片检定方法相同。检定前预先对被检比色计液体样品池进行清洁处理整个测量过程中不得污染其通光表面。

　　5、滤色片示值误差的检定

　　滤色片示值误差的检定有三种方法。

　　目视比色法检定：

　　先将被检比色计滤色片按顺序逐个拉入视场，从目镜筒中观察其颜色变化差别是否为顺差，然后将标准滤色片与被检比色计滤色片一一对应地置于比色计滤色片架的下位空框内，用目镜筒观测两视场的颜色，如出现色差要进行Z佳匹配，被检比色计滤色片标称值与标准片标称值之差即为示值误差。当目测检定出现疑义或争议时，可用光谱光度法进行检定以作Z终判定。

　　光谱光度法检定：

　　用分光光度计测出滤色片的光谱透射比。在2°视场CIE标准A光源条件下，分别得出色品坐标x、y及刺激值Y，顺差的检验必须连测三片;对用比色法检定时出现的争议进行裁定时，应取被争议滤色片及相邻二块合格的滤色片一并测试。

　　目视比色法与光谱光度法相结合的检定方法：

　　目视比色法与光谱光度法相结合的检定方法。将被检滤色片从比色计中取出，与标准片一一对应并排摆放在钨丝灯看片箱上，逐对目视观察其颜色的一致性和被检滤色片的顺差情况，当有色差时可错位匹配比较，按目视法规定确定被测滤光片的示值误差量，当不能确定误差或误差超出规定或发现逆差时，将超差片用光谱光度法测试，按光谱光度法的规定判定其是否合格。

　　三种检定方法的选用原则：

　　比色计检定可任选一种方法，用于质量控制用途的，首次检定用光谱光度法，后续检定时能提供首次检定证书及色片数据的，可选择结合法检定，但间隔五个周期后应再采用光谱光度法检定一次，可抽检R、Y、B三种滤光片每档三片，其他滤光片用结合法检定;计量部门作标准器用的国产标准滤色片的检定，必须采用光谱光度法。

　　6、目镜筒及光学视场的检定

　　在比色计上用目视和手感经验进行，其中视场底色均匀性检定方法如下：将比色计的滤色片全部移出光路，此时视场底色应均匀一致。当不一致时则将蓝或灰滤色片移入光路中，并将其读数按规定的要求作出判定。

　　7、比色计白板的检定

　　首次检定按光谱光度计常规方法在光谱光度计上检定比色计白板的光谱反射比和光谱选择性，对照规定的要求作出判定。后续检定应认真完成通用技术要求中目视检定内容。

　　8、体样品池的检定

　　用分光光度计或其他透射比测量比色计测出滤色片的光谱透射比，目视检定其透光面损伤、污染项目，对照规定的要求作出判定。注意在测量前预先对被检对象进行清洁处理，整个测量过程中不得污染其通光表面。

　　9、比色计光源的检定

　　当比色计底色均匀性检定发现超差时才做此项目的检定，否则免检此项目。将分辨率为1mA的电流表串接入光源电路中，分别测定出两个光源的工作电流。根据规定的要求作出判定。

比色计检定结果的处理

　　将比色计检定结果记录到附录中，经检定合格的比色计出具检定证书。不合格的比色计出具检定不合格通知书，并注明不合格项。首次检定采用光谱光度法检定合格后可定级。其他方法首次检定一般不予定级，第二周期检定后根据检定结果给予定级。

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