色空间测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种化学分析液体颜色CIE1976l/an/色空间测定方法，属于测量技术 领域。
【背景技术】
[0002] 湿法化学分析中，溶液反应的过程测定是化学分析中极其重要的基础工作，其测 定的准确性决定其它检测结果的准确，是湿法化学分析中不可缺少的重要环节。
[0003] 目前，国内外化学湿法分析中对代表反应进程的颜色变化的测定及描述是人工目 视法，是按照目视法"目视感受^思维判断^语言描述"的程序对反应过程的即时颜色变化 用语言描述，代表反应进程的颜色形容词的含义靠操作者自己理解。
[0004] 现在普遍应用的目视方法受环境、人感官和屯、理影响很大，有较大的离散性和随 机误差，已不能满足化学中快速检验的需要。目视法将人眼作为传感器，对颜色变化采用语 言描述，其主要缺陷是：
[0005] 1)人眼对不同颜色的敏感程度，影响代表反应进程的颜色判断，致使结果出现偏 差；
[0006] 2)不同年龄、人种的生理阔值差别和对语言的理解不同，对颜色描述与理解不同；
[0007] 3)信息传递，只能采取师徒面对面的传授方式确定颜色的感官理解；
[000引4)反应过程只能用语言形容，没有数字信息，无法量值传递，而且追溯困难；
[0009] 5)受环境影响大、劳动强度大、易产生视觉疲劳；
[0010] 6)测试步骤繁琐，无法实现自动化、批量化的检测规模。
【发明内容】
[0011] 为克服现有技术中存在的技术问题，本发明的发明目的是提供一种化学分析液体 颜色CIE1976(l/a啼^色空间测定方法，其测量结果数字化，测量精度高，测试步骤简单，可 实现自动化、批量化的检测规模检测。
[001^ 为实现所述发明目的，本发明提供一种化学分析液体颜色CIE1976(LVb*)色空间 测定方法，至少包括在反应容器中加入二种和二种W上化学试剂W产生化学反应，且反应 后引起颜色变化，在其特征在于，利用色空间法测量化学反应液颜色的变化过程。
[0013]优选地，利用色空间法测量第n次加入反应试剂后，化学反应液的明度值Z：、红绿 色品指数值 <、黄蓝色品指数值K、彩色值C、色调值巧：，并计算差值：
的滴 反应终点时的明度值、红绿色品指数值、黄蓝色品指数值、彩色值、色调值和色差，当反应溶 液色度值参数的其中一个或者多个差值在设定的范围时，此时的加入试剂的体积就是反应 终点时所消耗的反应试剂的体积。
[0014]优选地，利用色空间法测量第n次加入反应试剂，化学反应液的4、<、K、G、 巧:包括测量步骤和计算步骤，其中，测量步骤包括：
[001引 W波长间隔A A现慢波长380nm至峨长780nm范围内反应容器内化学反应液的吸光 度值|74；^|,-，,年,,-，，}，其中，、大于或等于380皿，^小于或等于780皿，、=、+(；[-1) A入；
[0016] 计算步骤包括
[0017] SOI:根据反应容器内化学反应液的吸光度值分别计算光程为IOmm的化学反应液 的吸光度值{Aow，. ..，4〇w，...，4。(4)，.'；
[0018] S02:根据光程为IOmm的化学反应液的吸光度值分别出计算化学反应液的光谱透 射比{t (入1)，...，T(Ai)，...，T(人k)，}:
[0019] S03:根据光谱透射比分别计算化学反应液的不同标准照明体的色刺激函数 杯 W，...，口 (义,')，...，口 (4)，};
[0020] S04:根据色刺激函数分别计算出化学反应液的色空间的S刺激值Xn、Yn、Zn;
[0021] S05:根据化学反应液的S刺激值分别计算出化学反应液的色空间的与、a；：、6"'：
[0022] S06:根据化学反应液的 < 值、6"'值计算化学反应液色空间的的彩度G值和化学反 应液色空间的色调角'值。
[0023] 优选地，步骤SOl中，根据下式计算光程为IOmm的化学反应液的吸光度值：
式中：L为沿光传播方向反应容器上第一个光线透射片与第二个光线透射片 之间距离的毫米数。
[0024] 优选地，步骤S02中，根据下式计算化学反应液的光谱透射比：r (；l,)=10'A|ww。
[0025] 优选地，步骤S03中，根据下式计算色刺激函数：= ，式中，Sw为照明体的 相对光谱功率分布因数。
[00%] 优选地，步骤S04中
[0027]三。W、分别为CIE1964标准色度观察者的色匹配函数或CIE1931标准 色度观察者的色匹配函数;Ko为归一化系数
[002引优选地，步骤S05中，根据下列公式分别计算出化学反应液的CIE1976(LW)色空 间的马、<、K:
[0029]
[0030] Xo为标准色度观察者中的标准色刺激值;Yo为标准色度观察者中的色刺激值;Zo为 标准色度观察者中的色刺激值。
[0031] 优选地，步骤S06中，根据下列公式分别计算化学反应液的CIE1976(L^、^色空间 的C巧阳
[0032]
[003；3]优选地，AA^Onm。
[0034] 与现有技术相比，本发明提供的化学分析液体颜色CIE1976(L^、^色空间测定方 法，实现了化学反应液颜色的数字化测量，测试步骤简单，可实现自动化、批量化的检测规 模检测。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明提供的化学分析液体颜色CIE1976(L*a*b*)测定系统的组成框图；
[0036] 图2是本发明提供的化学分析液体颜色CIE1976(L^%^测定系统的光路图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合具体实施例详细说明本发明。
[0038] 图1是本发明提供的化学反应液颜色的测定系统的组成框图。如图1所示，本发明 提供的化学反应液颜色的测定系统包括恒定光源2、反应装置1、吸光度测量装置5和控制系 统6，其中，所述反应装置包括反应容器1、试剂加入装置和揽拌器7，试剂加入装置包括试剂 容器9和试剂加入量控制累8,所述反应容器1包括在两个相对的壁上设置的第一光学透镜 组3和第二光学透镜组4。恒定光源2用于提供测量用照射光谱，所提供的光谱在380nm~ 780nm的可见光连续光谱范围内。本发明优选鹤灯光源作为恒定光源，其为全光谱光源。第 一光学透镜组3包括准直透镜10和平行光线透射片11，光源输出的光依次经光纤接头14、光 纤15传送给准直透镜10,经准直稳透镜10变为平行光并垂直照射到设置在反应容器第一个 在任何方向上都垂直光线行进方向的光线透射片11。经平行光透射片11的光经反应容器的 反应液透射到设置在反应容器第二个在任何方向上都垂直光线行进方向的光线透射片12， 第二个光线透射片与第一个光线透射片平行且对称;透过平行光线透射片12的光经准直透 13而后经光纤16、光纤接头17传送给光谱仪。二片光线透射片的距离在1.0mm~100.Omm之 间。
[0039] 图2是本发明提供的化学反应液颜色的测定系统的光路图。如图2所示，化学反应 液颜色的测定系统的光路采用光谱式光路，图2中，光原2、光纤15、准直透镜10和平行光透 射片11组成入射光路。平行光透射片12、准直透镜13和光光纤16组成出射光路，全光谱光源 2信号光由光纤接口 14导入，经球面镜准直透镜10准后照射并通过反应容器第一个在任何 方向上都垂直光线行进方向的光线透射片11进入溶液中，在溶液中被吸收部分光信号后的 信号光透射通过溶液后，经第二个在任何方向上都垂直光线行进方向的光线透射片的光线 透射片12射出，再经过球面镜准直透镜13后由光纤16及光纤接口 17导入光谱仪中。光谱仪 包括入射狭缝18、准直镜19、光栅20、聚焦镜22和CCD陈列检测器21，由光纤接口 17导入的光 依次入射狭缝18照射到准直镜19准直得到准直信号号，而后光栅20把该准直信号光色散， 经由球面镜聚镜22焦后的信号光被投射到一维线性CCD阵列检测器探测器阵列21上，从而 将光信号转换为电信号W提供给控制系统，进而检测出预先设置的一组波长360nm~ 800nm、波长间隔含20nm的波长的吸光度。
[0040]吸光度测量装置5用于将通过溶液后的信号光转换为吸光度并提供给控制系统。 反应装置1包括:反应容器1、试剂加入装置8和揽拌器7，其中，反应容器用于盛放待测试反 应液。试剂加入装置包括试剂)容器9和试剂加入量控制累8,还包括试剂加入控制=通阀， 其中，=通阀的第一端口通过管路连通于反应容器1，第二端口通过管路连通于试剂容器9， 第=端口通过管路连通于试剂加入控制累8。试剂加入装置用于给反应容器1中提供试剂， 试剂量由试剂加入控制累确定;控制器系统根据吸光度测量装置5的提供的颜色变化信息 控制试剂加入装置、揽拌器7的工作状态。
[0041 ] 控制器系统至少包括〔口11、1?41、1?01、显示器、输入设备和输出设备，其中1?01用于存 储化学反应液颜色测定程序，RAM为CPU的一个工作区域，显示器用于显示结果;输入设备用 于输入指令;输出设备用于输出结果。所述的化学反应液颜色测定是将吸光度信号按照预 设条件和计算公式，换算为CIE1976(L^、^色度值参数，并根据该参数与预设值进行比较， 根据比较结果对试剂加入装置、揽拌装置进行控制的程序。
[0042] 化学反应液颜色的测定系统的光源采用鹤灯光源作为恒定光源，测量光源的光经 过经光纤、准直透镜10到达设置在反应容器第一光线透射片11，而后进入反应容器中的液 体，被液体有选择性的吸收部分照射光，不被吸收的照射光透射通过反应容器的第二光线 透射片12,最终被吸光度测量装置测量出吸光度值。波长380nm~780nm、波长间隔Inm~ 20nm，优选20nm的光通过反应容器后，在吸光度测量装置上得到一组波长380nm~780nm、波 长间隔Inm~20nm的可见光对应的吸光度数据。
[0043] 本发明提供的化学反应液颜色的测定方法用于湿法化学分析中对应于颜色变化 的反应进程检测，也适用于W颜色变化作为反应进程标示的化学测定。在测定数据前，用水 将反应容器充满，排除气泡，将光束调整到平行光线透射片中屯、位置，进行颜色测定装置的 空白校正。将与空白校正用的相同反应容器置于颜色测定系统的光路中。由试剂加入装置 加入一种或几种反应试济I，其中试剂的加入速度保持在0.1 mL/min~lOmL/min。揽拌器使待 测试反应液和反应试剂快速混合，混合后的反应液的颜色变化引起的吸光度值的变化由吸 光度测量装置测量，并将测量结果转换为电信息后提供给控制系统。控制系统根据一组波 长的吸光度值A(A),计算出CIELAB色度