色差儀是量化色彩現象、建立色彩標準的光電儀器，該儀器除了微處理器及有關電路外，主要由光源、積分球、光柵和光電檢測器等四個部分組成。在光源的選擇上，光源光譜的穩(wěn)定是儀器準確測量的前提。那么，色差儀使用什么光源？色差儀光源怎么維護？本文對色差儀光源要求及維護方法做了介紹。

色差儀使用什么光源？

在色差儀中，選擇什么樣的光源，首先考慮的是穩(wěn)定性，光源定向性，壽命以及最終獲得的光譜曲線的有效性。目前采用的多為鹵素石英鎢絲燈及氙燈兩種光源。

鎢燈是顏色測量儀器最常用的光源，它是一個內充惰性氣體或者鹵素（防止鎢絲氧化和熱蒸發(fā)）的白熾燈泡。用鎢作燈絲材料是因為鎢具有足夠的強度，并能經受高溫。經測試在可見光區(qū)鎢燈的光譜曲線與黑體發(fā)射器光譜曲線幾乎完全重疊。隨著近年穩(wěn)壓電源和脈沖電源的發(fā)展，鎢燈能夠提供重復穩(wěn)定的，高色溫的光束，完全可以滿足外觀顏色測量對光源的需要。

氙燈是另一種常用于顏色測量儀器的光源。它是一個裝有一對電極的充滿氙氣的密封玻璃管。當在電極上加上高電壓時，內部氙氣就會受到激發(fā)瞬間產生弧光，這屬于一種充氣放電燈。氙燈的優(yōu)點在于譜線比白熾燈的譜線更接近于日光并且能量較高。但是氙燈光源需要比較復雜的高壓震蕩激發(fā)電路，維修亦非常復雜，在更換時，除了要更換燈泡外，還要更換整組電容，所以價格較貴。所以采用鹵素鎢燈（石英外殼）從技術和經濟上均是最適宜的。特別是便攜式儀器，需要輕巧，省電，便于維護和操作。

色差儀光源的類型：

傳統的色差儀多采用鹵鎢燈或氙燈作為測試光源。鹵鎢燈是顏色測量中最常使用的可見光波段的光源。鹵鎢燈的高穩(wěn)定性使其非常適合于作為顏色測量的照明光源或輻射定標光源。鹵鎢燈最重要的特點是它的輸出譜線非常平滑，無斷裂、尖峰或凹陷，如下圖所示。但是鹵鎢燈光譜分布在短波和紫外部分能量不足。這種情況會導致兩個問題：1.短波部分的測量信號信噪比較低，影響測量重復性。2.不能提供對熒光材料進行測量時需要的紫外光譜能量。

另外，鹵鎢燈的功耗較高，使得儀器的工作時間相應縮短。如果要在色差儀中應用鹵鎢燈作為測試光源，應針對以上做優(yōu)化考慮。氙燈光源在可見光和紫外的光譜范圍具有很好的光譜能量分布，如下圖所示。很多色差儀器都采用脈沖氙燈作為照明光源。但是，脈沖氙燈的功耗大、壽命相對低。

隨著LED技術的發(fā)展，越來越多的儀器生產商采用LED作為便攜式色差儀的測量光源。LED光源壽命長、響應快、功耗低，為了保證照明光源在可見光光譜范圍內有充足的光譜分布，需要用多個LED光源組合成復合LED光源。儀器實際采用的LED復合光源如下圖所示，是采用多個LED組成的復合光源，保證在可見光范圍內有充足的光譜分布。復合LED光源在實際使用中，由于其結溫變化，會使單個LED的發(fā)光強度和光譜分布發(fā)生改變。在進行儀器設計時，需要在儀器結構和算法設計上進行考慮以保證儀器重復性。

在分光顏色測量儀器的測量原理中，儀器首先測量出被測物體表面的光譜反射率，再通過光譜反射率計算出顏色數據。在儀器設計中，首先要保證照明光源在可見光范圍內有充足的光譜分布，照射到被測樣品表面后，反射光進入分光光路，之后以一定的光譜分辨率投射到陣列傳感器上。

色差儀光源維護方法：

儀器光源光譜的穩(wěn)定是儀器準確測量的前提。色差儀多使用鹵鎢燈為光源。在使用壽命內，鹵鎢燈的光譜特性是比較穩(wěn)定的。但儀器光源的可用與否，不能以燈的亮或不亮來判別，儀器使用了一定時期后.若出現光強明顯減弱或測值明顯波動，可能是需要更換燈泡了。更換時一定要注意，不是隨便找一個功率和使用電壓相同的燈泡換上就行的；如儀器有備用燈泡，應換上備用的；如沒有，應與儀器制造廠家聯系購買或按廠家提供的技術指標購買，在更換以及平時使用時，應避免用手直接觸模燈泡，更應避免用臟的東西擦它。

儀器燈泡的使用期限，因制造廠家、型號和使用方式不同，各儀器間差別較大。一般儀器所用燈泡其額定壽命應在2000h以上，好的可達5000h或10000h。有些廠家在儀器中對鹵鎢燈采用降壓使用的方法，這將會大大提高燈的使用壽命，這是因為鹵鎢燈的使用壽命與其使用電壓呈一定的指數關系。所以，有些儀器在其使用期內可能無需更換燈泡。