什么是白度？色差仪是怎么测白度值的？

什么是白度？白度是指物体颜色的洁白程度，它是纸张、纺织等行业评价产品质量的一个重要指标，对其进行量化，是指导产品生产的重要依据。目前，用于白度测量的方法有白度仪法和色差仪法。那么，色差仪是怎么测白度的？本文对色差仪测白度的原理及白度计算公式的类型做了介绍。

什么是白度？

白度是颜色具有的高反射率和低饱和度(纯度)的属性。白色是一个颜色群体，处于主波长大约在470～570nm的狭长范围内，一般情况下其亮度y＞70，兴奋纯度Pe＜0.1。虽然白色并不是一种单一的颜色(单色)，但是大多数观察者还是能够根据白色样品的分光反射率、兴奋纯度和主波长不同，按白度的差别，排列出先后顺序。对于给定的同一组白色样品，它们的这种排列顺序不仅会因为观察者的不同而不同，即使是同一观察者，如果用不同方法评价，结果也不同。另一方面，对样品白度的评价，还与观察者的喜好有关。例如，有的喜好带红光的白，有的喜好带蓝光的白，有的观察者喜好带绿光的白，观察者个人的喜好是不同的。

另外，白度的评价结果还与观察条件的变化密切相关，在不同亮度或在具有不同光谱功率分布的光源下观察同一样品，都会出现不同的结果。在实际生产中，常见的白度的评价方法有两种。一种是比色法，就是把持测样品与白度已知的标准样进行比较。另一种方法就是用白度测量仪器来测量，仪器中已经储存了许多白度计算公式，测量时仪器根据使用者的设定选用相应的白度公式自动进行计算，直接输出白度值。这种方法因评价条件客观，所以评价结果客观。

色差仪是怎么测白度值的？

色差仪测白度的方法是一种基于三刺激值的测量方法，不过这种方法不是不是直接测量颜色的三刺激值，而是测量物体的光谱反射或透射特性，即测量物体的光谱辐度因数或光谱透射比，通过积分计算求得颜色的三刺激值。这种测量方法一般以（5～20）nm的等距波长间隔，在（380～780）nm的波段内测得各波长的光谱反射率。光谱信号采集是单通道（波长）按顺序逐个扫描取得。这决定了它的测量速度较慢。这种测量系统主要由光源、单色器、光电探测器、数据处理和输出装置等组成。光源一般采用稳定性光源（如卤钨灯、氙灯等）；单色器是整个仪器的核心，分为棱镜分光式、光栅分光式和滤光片分光式等；探测器为光电倍增管、光电管。由于系统的扫描机构和光路复杂，使得整个系统的体积较大，成本也较高，使得它的使用受到很大的局限。

总体来说白度测量方法大致可分为两类：一是通过对单光谱的反射率测量来判断物体的白度，这种方法是用测得的反射比来表示样品的白度，优点是测定方法简单，仪器便宜；但这种方法由于是用一个波长的滤光片进行测量的，往往会带来较大的误差（这是由于一个波长的滤光片覆盖的波长区太窄所致）。第二类是基于三刺激值的测量方法，这种方法主要是先测得被测物体的三刺激值，然后利用与三刺激值相关的白度公式计算出白度值。

色差仪常用白度计算公式：

用于色差仪中的白度计算公式有很多，常见的有Hunter、 Ganz和CIE推荐的CIE白度公式等，主要介绍Ganz白度公式。甘茨白度是CIE白度委员会在1986年正式公布出版的白度公式。可以写为WGANZ，其特点是：以物体颜色的三刺激值为依据作为计算，颜色的三刺激值性质决定了对白度的贡献，它们的等白度表面是等间距的平行面，其白度可以用Y，x，y的线性公式表示：

W=Y+800（x_n-x）+1700（y_n-y）

W₁₀=Y₁₀+800（x_n-x₁₀）+1700（y_n-y₁₀）

T_W=900（x_n-x）-650（y_n-y）

T_W10=900（x_n-x₁₀）-650（y_n-y₁₀）

W₁₀为白度值；T_W，T_W10为淡色调指数；Y，x10，y10为在10°视场下，测得试样值；xn，yn为在10°视场下D65标准光源的坐标值；xn=0.3138，yn=0.3309。

从公式可以看出，对于任何光谱中性的白度样品，其白度值W都等于三刺激值Y，W值越大，表示白度越高。淡色调指数值可正可负，正值越大表示带淡蓝一绿度越大，负的绝对值越大就表示淡品红一黄度越大。公式主要用于W（或W10）值大于40、小于（5Y-280）或小于（5Y10-280），TW（或TW10）值大于-3、小于+3的样品。该公式结果与目视的相关性较好，但其级差与目视级差差别较大，对明显带颜色的样品没有意义。