白度計作為量化物體表面“白色程度”的核心儀器,其光源、光學幾何與探測器協同工作,構建了高精度白度測量的科學體系。
光源系統是白度測量的基礎。現代白度計普遍采用半導體光源技術,以457nm波長的藍紫光為核心,其半峰寬度較窄,能有效抑制其他波段光的干擾,確保藍光漫反射率測量的準確性。這種光源符合國際標準中D65照明體的光譜特性要求,可模擬自然光條件下的測量環(huán)境。
光學幾何結構決定了光與樣品的相互作用方式。白度計采用d/0(漫射照明/垂直接收)幾何條件,即光源經積分球漫射后均勻照射樣品,探測器垂直接收反射光。積分球內壁涂有高反射率材料(如硫酸鋇),通過多次漫反射消除樣品表面紋理對測量的影響。漫射球直徑通常較大,測量孔徑較小,可確保光線覆蓋樣品表面微小區(qū)域,提升重復性精度。
探測器系統是數據轉換的關鍵。樣品反射光經聚光鏡聚焦、濾色片修正后,由硅光電池接收并轉換為電信號。儀器內置兩路探測器:一路測量樣品反射光,另一路監(jiān)測積分球內基底信號。兩路電信號經單片機差分放大處理,可自動消除光源波動、環(huán)境光干擾等誤差,實現自動校零、工作白板校準及樣品測試功能。部分儀器還配備紫外光燈,可測量熒光增白樣品在UV光下的反射特性,進一步提升測量準確性。