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紫外-可见分光光度计在颜色测量上的应用摘要：基于色度学测量原理。
利用紫外一可见分光光度计测量样品的蓝光白度，讨论了影响色度测量结果的关键因素。
关键词：颜色测量；紫外一可见分光光度计；蓝光白度1研究背景目前获得物体颜色的方法主要有三种：光谱光度测量法、色度计法和目视匹配法。
目视匹配法的结果较易受观察者的主观因素影响，色度计法虽可直接测量得到三刺激值或色品坐标，但其测量准确度依赖于色度计对色匹配函数的匹配程度。
光谱光度法测量先得到光谱反射因数，然后根据色度学公式计算三刺激值和色品坐标，测量准确可靠，被各个国家作为标准测量方法。
2实验部分2.1仪器与样品UV-2100紫外-可见分光光度计(岛津公司)；色度积分球(岛津公司)；标准白板(中国计量院)；待测白板。
2.2样品前处理将标准白板与待测白板的表面用无水乙醇擦拭干净，待其自然晾干。
2.3实验方法开启紫外-可见分光光度计，进入色度积分球程序。
先设置标准白板的已知光谱反射(比)因数，再设置测量条件，分别为光源：D，视场：100。
在进行基线扫65描后，用标准白板定标仪器，若仪器测量值与已知值一致，则可进行待测样品的测量。
测量后在390nm-520nm每隔10nm记录白板的光谱反射(比)因数，进行计算。
3结果与讨论3.1测量原理及计算蓝光白度作为在国际标准]SO2470纸张、纸板-漫蓝反射因数的测量，以及我国纸张、塑料、建材等有关国家标准中都曾经或仍在应用的白度数值，其定义为：将测量数值带入(1)式，即可求得待测样品的蓝光白度值。
3.2影响颜色测量结果的关键因素3.2.1标准光源的影响现代色度仪主要采用A、C、D65光源作照明体，由于这三种光源在可见光区内的能量分布存在差异，造成样品本身出射的全辐亮度因数就有差异。
目前多用理想的D65照明体。
3.2.2标准观察者视场的影响标准色值是以标准观察者为条件的，20视场标准观察者和l舻视场标准观察者由于其光谱敏感函数不同，从而导致颜色三维量的不一致。
目录1. 前言2. 部件检查3. 安装4. 操作5. 结构6. 规格7. 维护1. 前言TIS—1221型积分球附件是用于TU-1221和TU-1201型紫外可见分光光度计，它安装在光度计主机的样品室里，可以用于测量固体样品的散射和全反射以及固体样品的透过率。
2. 部件检查当打开包装后，请查验部件是否齐全完好（参见表2.1）。
表2.1 标准配置3. 安装（1）断开光度计主机电源。
（2）打开样品室盖，上提并移去标准样品室架，然后将该附件安装上并压牢。
（3）将附件的电缆线接到光度计的前部下侧的前放板的接口上。
（4）将前放板上的按钮开关压下（灯亮）。
图3.1示意了积分球附件的接线。
图3.1 积分球安装注意：（1）绝对禁止用手触摸镜子，积分球附件的放置环境要绝对防尘。
（2）积分球附件要轻拿轻放，大的机械震动会引起积分球内壁硫酸钡涂层的剥落。
（3）当要使用标准样品室时，应将按钮开关弹起（灯灭）。
4. 操作在打开光度计主机电源之前，应首先把两个标准白板分别装在积分球的样品光和参比光两侧的出口位置，如果未安装，光束不能照到检测器上，光度计主机不能正常初始化。
4.1 基本操作（1）首先将标准白板安装在积分球的样品光和参比光两侧的出口处，标准白板是用随机配给的硫酸钡粉剂压制而成的。
它们可以用随机配给的滚花头螺钉固定在积分球上（如图4.1所示）。
图4.1 标准白板的安装（2）光度计主机自检正常并进入工作画面后，使用光度计主机的R/S光束的切换功能将样品光和参比光设成“反相”，过程如下：* 用←和→键将主菜单功能设到“系统配置”。
* 用↑和↓键将子菜单功能设到“R/S通道交换”。
* 按回车键弹出参数设置画面。
* 用←和→键将参数设为“反相”，并按回车键。
* 按回车键确认并退出参数设置画面。
（3）对全波段（850nm～230nm）进行暗电流校正（0%R校正），过程如下：* 用←和→键将主菜单功能设到“光谱测量”。
* 用↑和↓键将子菜单功能设到“光谱扫描”。
紫外分光光度计的原理紫外分光光度计是一种用于测量物质对紫外光吸收程度的仪器，它基于物质在紫外光作用下的电子跃迁原理，通过测量样品对紫外光的吸收情况，来分析样品的成分和浓度。
紫外分光光度计广泛应用于化学、生物、药物、环境等领域，在科学研究和生产实践中发挥着重要作用。
紫外分光光度计的原理可以简单描述为，当紫外光照射样品时，样品中的分子会吸收紫外光的能量，导致电子从基态跃迁至激发态。
根据量子力学理论，不同分子的电子跃迁所需能量是不同的，因此不同分子对紫外光的吸收情况也会不同。
紫外分光光度计利用这一原理，通过测量样品在不同波长的紫外光下的吸收情况，来获取样品的吸光度数据，从而分析样品的成分和浓度。
在紫外分光光度计中，光源首先发出宽谱的紫外光，经过单色器的选择和调节后，只有特定波长的紫外光通过样品，被接收器接收。
接收器将接收到的光信号转换成电信号，并进行放大和处理，最终转化成样品的吸光度数据。
通过比较样品在不同波长下的吸光度数据，可以得到样品的吸收光谱图，进而分析样品的成分和浓度。
紫外分光光度计的原理基于量子力学和电子跃迁的基本原理，它对于分析样品的成分和浓度具有很高的灵敏度和准确性。
同时，紫外分光光度计还具有操作简便、分析速度快、样品消耗少等优点，因此被广泛应用于各个领域。
总之，紫外分光光度计的原理是基于物质在紫外光作用下的电子跃迁原理，通过测量样品对紫外光的吸收情况，来分析样品的成分和浓度。
它的原理简单清晰，操作方便快捷，具有高灵敏度和准确性。
在化学、生物、药物、环境等领域都有着重要的应用价值。
希望本文的介绍能够让读者对紫外分光光度计的原理有一个清晰的认识，为相关领域的研究和实践提供帮助。
紫外可见分光光度计和积分球附件的应用紫外可见分光光度计属于精密光学仪器，出厂前经过精细的装配和调试；假如能对仪器进行恰当的维护和修理与保养，不但能保证仪器的牢靠性和稳定性，也可以延长仪器的使用寿命。
1、工作环境检查：1）放置要求：仪器应平稳的摆放在水平固定的桌面上。
（由于分光光度计为精密光学仪器,在运行的过程中假如桌面不稳；会影响其工作状态,且仪器处在工作状态时，灯丝处于高温状态,此时假如有猛烈的震动会导致灯丝折断。
）2）温度要求：工作环境的温度在5—35度之间。
（仪器在工作状态时内部较热需要用仪器自身的散热风扇与外界空气进行热交换散热；假如外界温度过高,会导致仪器内部温度过高,从而加速仪器电器件与灯的老化速度,从而影响仪器的使用寿命。
）3）湿度要求：工作环境的相对湿度不超出85%。
（仪器内部有很多电器元件与光学件，在湿度太高的情况下，电器件简单老化或烧坏，光学件表面的镀铝膜也简单发霉。
）4）空气情形：空气中不应有足以引起腐蚀的有害气体和过多的灰尘存在。
2、样品室检查：1）在开机之前，先要检查样品室中是否有比色皿或其他物品；由于仪器在开机后要进行一系列的功能自检，假如有物品放在样品室中会导致自检出差错。
2）每次使用后应检查样品室是否积存有溢出溶液，须常常擦拭样品室，以防止废液对部件或光路系统的腐蚀。
3）在测试完成后，请适时将样品从样品室中取出，否则，液体挥发会导致镜片发霉。
对易挥发和腐蚀性的液体，尤其要注意！假如样品室中有漏液，请适时擦拭干净，否则会引起样品室内的部件腐蚀和螺钉生锈。
3、仪器的表面清洁：仪器外壳表面经过喷漆工艺处置过，假如欠妥心将溶液漏洒在外壳上，请立刻用湿毛巾擦拭干净，杜绝使用有机溶液擦拭。
假如长时间不用时，请注意适时清理仪器表面的灰尘。
4、比色皿清洗：在每次测量结束或溶液更换时，您需要对比色皿进行适时清洗；然后放在低浓度酸性溶液里浸泡，浸泡后用蒸馏水冲洗比色皿的内外壁，否则比色皿壁上的残留溶液会引起测量误差。
前言：在分光光度计中，一个是作为检测器用的光电倍增管，另一个是作为附件用的积分球，两者看似没有直接的联系，实际上，积分球的问世和使用正是弥补了光电倍增管在检测多样化样品时的自身缺陷。
而对于积分球检测器这种附件，许多仪器使用者了解甚少，甚至没有听说过。
为此，本文针对这两者的关系做一简单介绍，以飨读者。
1．光电倍增管的使用：光电倍增管英文名称是photomultiplier tube，简称PTM。
在目前的一些双光束分光光度计中经常使用光电倍增管作为检测器。
由于光电倍增管具有灵敏度高，噪声低及响应速度快的特点，所以被广泛地应用在许多光学仪器中作为检测器，这是众所周知的常识。
2．光电倍增管的结构：光电倍增管有侧窗式和端窗式两种，在实际应用范围里又以侧窗式居多，因此、本文以R 928型侧窗式光电倍增管为例加以介绍。
R928型光电倍增管有11个电极，分别为：1个光阴极（Ｋ），9个倍增极，也称打拿极（D Y）和1个阳极（P）；外观图和内部图如图－1，图－2所示：图－1、R928型光电倍增管外观图图－2、R928型光电倍增管内部结构顶视图3．光电倍增管的简单工作原理：当入射的检测光信号（S/R）照射到光阴极（K）后，光阴极向真空中激发出光电子。
这些光电子首先进入倍增系统的第一个打拿极DY1，然后通过进一步的二次电子发射，逐级通过其余的8个打拿极（DY2～DY9）而得到递增式的倍增放大；最后这些被多次放大后的电子被阳极（P）收集作为信号输出。
图－3是R928电极排列及供电电路示意图：图－3、R928电极排列及供电电路示意图4．光电倍增管灵敏度特性的分析：虽然光电倍增管有许多优点，但暇不掩玉，该器件自身也有两个致命的缺陷；①灵敏度因强光照射（这也就是为何仪器在通电的情况下样品室盖子不能打开的原因）或因照射时间过长而降低，停止照射后又部分地恢复；鉴于光电倍增管的这种特性致使它随着使用时间的累加，灵敏度会逐渐下降（一般从长波长开始下降，俗称“红外紫移”）且噪声输出却逐渐加大，直至被弃用。
我们把这种现象称为“疲乏效应”。
②光阴极表面各点的灵敏度不是均匀的，而是根据入射光束的输出变动而定。
对于第一个缺陷由于有个时间的累积过程，故负面效应在短时间内不是很凸显；但是对于第二个缺陷，却直接影响着不同样品的在线分析结果。
于是就引出了一个关于光电倍增管灵敏度特性这样一个概念的分析。
侧窗型光电倍增管由于光电面（光窗）的弧形结构及电极的几何形状等原因，致使光阴极表面各个位置上的灵敏度是不均匀的，但是造成这种不均匀的原因不是光阴极表面本身，而是入射光束（或光斑）作用在光阴极光电面上不同的位置（locality）所致。
形象地说，就是入射光束照射在光阴极表面上不同的位置会直接影响着阳极灵敏度的高低（即阳极输出电流的大小），这种特性关系见图－4所示：图－4、光电倍增管的灵敏度特性我们从上面示意图可以看到，入射光束作用在光电倍增管光电面上的位置不同会改变其输出的灵敏度；水平位置对灵敏度的影响最为明显，垂直位置其次。
如果入射光束照射在光电面的水平方向的边缘时，甚至使检测器失去了放大功能，这也就是为何仪器在更换光电倍增管后需要仔细地调整管子与入射光束的垂直角度和高低的原因。
如果有机会你会发现，许多仪器上的光电倍增管的光电面（光窗）不是与入射光束形成垂直0°度角，而是有个小小的偏差角度，其原因就是为了寻找检测器最佳灵敏度位置的结果。
5．不同测试样品对灵敏度的影响：由于入射光束的强弱变化和检测器灵敏度的变化，故我们在使用分光光度计之前一般均要做基线校正，这是基本使用常识。
以双光束单检测器的仪器测试液体样品为例：在测试前，两个通道的比色池内均放置了溶剂调零或做用户基线扫描，注意：这时两个通道的各种误差（包括光强、折射率、光束照射在检测器光阴极上的位置的偏差）均得到了校正，然后再测试未知样品。
如果样品的浓度及结构较为简单时，也就是说样品光束与先前作为校正用的溶剂的光束一致或相近时，测试结果是可信的（这也就是许多使用者经常谈到的吸光值在0.7Abs以下最适合的出处所在）；可是当被测样品的浓度过高或结构较为复杂（例如浑浊样），此时样品光束的形状与溶剂光束的形状相差甚远，所测试的结果的可信度就会大大打折扣的；当样品结构过于复杂时（例如脑积液）几乎无法测试，不但结果不可信同时噪声还会加大。
何况现在的分光光度计还不仅仅局限于测试液体样品呢？图－5就是各种样品光束的形状：图－5、各种样品的光束从上面示意图可以看出，通过空气的光束在检测器光阴极上形成的光斑面积最小，而光强最集中，故检测器输出的信号噪声也最小，这是因为光束没有受到任何样品的散射作用；而透镜类的固体样品所产生的光斑最大且有可能平移，光强较为分散，故会引起检测结果精度的下降及噪声的增大，这是因为光束受到样品的散射作用之故；固体样品的厚度越大，这种散射越严重。
结论：即使仪器的条件全部一致（光源、单色器、波长等），但由于样品的不一致，则作用在光电倍增管光电面上的光束的位置、面积、光压强也不一致。
众所周知，当今的分光光度计，不仅仅测试液体样品的透过率（或吸光度），而是还要测试固体样品的透射率，甚至固体表面的漫反射率。
因此图－5所表示的传统的测光方式已经远远不能满足现代分析的需要了。
对于浑浊的液体样品或某些固体样品的测试，则需要使用一种特殊的附件，那就是积分球检测器。
6．积分球检测器的构造和原理：积分球附件其实就是一个特殊的检测器，它的英文名称是Integrating Sphere；其结构示意图如图－6所示：图－6、积分球检测器结构示意图从图－6中可以看到，积分球的外观确是个中空的球体，外壁由金属构成，内壁涂有扩散率很高的物质，如：硫酸钡(BaSO4)或诗贝伦(SPEKTRON)；硫酸钡涂层的积分球价格较便宜，等效透过率的基线平坦度Tλ稍差，但反射率(Pλ)较高，可达到Pλ≥0.92；而诗贝伦涂层的积分球刚好与硫酸钡涂层的相反，它的基线平坦度Tλ更趋于平直，但反射率稍差，Pλ≥0.80。
它的内径可以做到从几十毫米～几百毫米不等；但内径越大则价格也越贵。
沿球体的直径，对开两个圆口，一个为入光口、一个为反光口。
入光口处可以放置液体或固体样品，以做透过率测试之用；这时、反光口处则要放置由氧化铝(Al2O3)制成的副白板作为扩射元件，如图－6所示；如果需要测试固体样品的反射率，则要将样品放置在副白板处，而副白板是否仍然需要继续使用，这就要视样品的性质而定了。
如果样品完全不透明，则无需使用副白板；如果样品透明或半透明状，则一般仍需使用副白板，只是该白板要放置在样品的后面做衬底之用。
但是无论是测透射还是测反射，具有各向异性的样品光束在积分球体内进行全方位的漫反射,最后一个被平均化了的光信号被置于积分球底部（或上部）的光电倍增管接收并加以进一步的放大。
这就是积分球检测器的简单放大原理。
这种积分球检测器的优点是克服了传统的单一使用光电倍增管作为检测器所产生的弊病，对于不同的样品光束的形状则无需再加考虑了，使光电倍增管的光电面接受的光束形状和位置几乎一致，最终使测试精度得以提高了。
图－6只是积分球结构和原理的示意图；实际上的积分球需要开两组窗口，每组两个光口，一个入光口，一个反光口，共四个光口。
两组窗口可以互为垂直，也可以互为平行；一组窗口作为样品光束用，另一组为参比光束用。
下面介绍实际的积分球的结构和用法。
[ Last edit by anping]仪器专场展示：紫外－可见光谱可见分光光度计便携式分光光度计关键词：积分球光电倍增管第二届网络原创原创大赛收藏分享评分夕阳∙技术∙财富∙∙个人资料加为好友∙给他留言帖子合集沙发只看作者回复于：2009-10-9 11:07:25回复本贴回复主题编辑举报管理7．积分球检测器的实际应用：现在将一个内直径为Φ60mm的积分球的实例照片和光路图作为说明之用。
图－7是这种积分球的外观图，图－8是光路示意图：图－7、Φ60mm积分球外观图图－8、积分球光路示意图当需要测试液体样品的透过率时，比色池架安放在积分球入光口的前面，并且可以放置10×10,10×20,10×30,10×40四种比色池子，另外也可以选择安放由2～4只10×10规格的比色池串接的池组；此时，样品测的反光口处只能安放副白板作为扩散用。
这种测试方式见图－9所示：图－9、测试液体样品的透过率当要进行固体样品的透过率的测试时，需将比色池架取掉，此时在样品光束入口处可以放置厚度小于50mm的固体样品。
这种测试方式见图－10所示：图－10、测试固体样品的透过率当要进行固体样品的透过率的测试时，需要将样品放置在样品侧的反光口处以进行漫反射的测量。
图－11所展示的照片为对不透明的固体样品进行漫反射的测量状态：图－11、测试固体样品的反射率8．其他类型的积分球:在某些专用的分光光度计上，例如可以检测光学器件的分光光度计，只能使用积分球检测器。
此类仪器为了适应测试体积大的光学样品（例如照相机变焦镜头），故样品仓设计的很宽敞，因此所测样品无需放置在积分球附近。
这种积分球外观如图－12所示：图－12、专用积分球目前在荧光分光光度计上，对材料领域中的固体样品、粉末样品做荧光量子产率的测定正在逐步被广泛使用。
鉴于此、荧光用的积分球也问世了，图－13所示的照片正是这种积分球的外观图：图－13、荧光用积分球此外还有一种内径为Φ150mm的大型积分球，可用于高精度色彩分析；这种积分球的两组窗口不是互为垂直方向，而是互为平行方向；见图－14所示：图－14、Φ150mm的大型积分球外观图。
