一种测量水质色度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量水质色度的方法，测量系统由卤素灯、水体样品池和光纤光谱仪构成，利用HSV颜色模型测量水质色度。将光谱仪测量得到的水体透射光谱用于计算水体透射光颜色的XYZ三刺激值，利用色度学原理可将XYZ色度系统转换至HSV色度系统，再根据饱和度值S换算得到水体的色度值。该方法可同时测得水体的色调值H，实现了对不同色调水体的测量。还由于HSV色度系统中亮度V是一个独立分量，因此本发明提供的方法计算的饱和度、色调不易受光源亮度不稳定的影响。本发明提出的方法具有客观定量、可用于不同颜色水体测量、不易受光强变化影响的特点。
【专利说明】一种测量水质色度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水质监测领域，具体涉及一种利用HSV色度系统测量水质色度值的方 法。
【背景技术】
[0002] 污染会导致水体颜色的改变，尤其是纺织、印染、制革、造纸、制药、食品等工业的 污染。因此，监控水质污染情况可以从测量水的色度入手，将色度作为监测水质的指标。
[0003] 现行的水体色度的获取方法主要是依照国标《水质色度的测定GB 11903 -89》测 量水体的色度："钼钴比色法"和"稀释倍数法"，这两种方法是通过人眼主观比对判定水的 色度，不具有客观性，且"钼钴比色法"仅适用于判定黄色调水体的色度，不具有通用性。为 解决客观测量色度的问题，研究者提出利用分光光度计测量水体吸光度，建立特征波长对 应的吸光度与色度间的数值关系，从而测出水体色度值。然而颜色取决于水体对入射光在 380nm?780nm可见光谱范围内的整体吸收情况，若简化为用某一特征波长的吸光度来表 征，会产生同色异谱的问题。为解决该问题，研究者利用可见光波段的吸光度计算水体颜色 的三刺激值，选取色度学中CIE XYZ和CIE L*a*b*色度系统定量表征颜色，分别建立色差 值与"钼钴比色法"中的色度值和"稀释倍数法"中的稀释倍数之间的函数关系，实现水体 色度的定量测量，并拓展到不同色调水体的测量中。该方法提出的CIE XYZ和CIE L*a*b* 色度系统虽能和色度值、稀释倍数建立较好的数值关系，而人眼直观感知的是颜色的三属 性(色度、饱和度和亮度)，因此该方法对颜色和色度的表征不够直观。
【发明内容】
[0004] 本发明针对目前水质色度测量方法存在的易受主观因素影响的问题、仅用单一特 征波长计算色度易产生同色异谱的问题和采用的色度系统无法直观表征人眼感受的问题， 提供一种对水质色度表征客观性和直观性强的测量水质色度值的方法。
[0005] 本发明提供的测量水质色度值方法的技术方案包括以下步骤： 步骤1 :将被测水体置入样品池，以齒素灯光纤光源、水体样品池和光纤光谱仪构成透 射式测量系统，卤素灯发出光线耦合进光纤后入射至水体样品池，光线透射出待测水体样 本后进入光纤光谱仪，光谱仪测得被测水体的透射光谱数据S ( λ );
【权利要求】
1. 一种测量水质色度的方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1 :将被测水体置入样品池，以齒素灯光纤光源、水体样品池和光纤光谱仪构成透 射式测量系统，卤素灯发出光线耦合进光纤后入射至水体样品池，光线透射出待测水体样 本后进入光纤光谱仪，光谱仪测得被测水体的透射光谱数据S (λ);
计算得到水体的颜色的ΧΥΖ三刺激值；其中? , , f μ)为"CIE1931标准色度 观察者光谱三刺激值"；
将得到的被测水体的ΧΥΖ色度系统转换至RGB色度系统； 步骤4:按式
转换至HSV色度系统，其中，V为亮度；S为饱和度，变化范围为0?1 ;H为色调，取值 范围为0?2 JT ; 步骤5:按式 C = 715.52x3-529.82，得到被测水体色调为Η的水质色度值C。
【文档编号】G01N21/31GK104122213SQ201410307321
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】王军, 黄勇, 潘洋, 吴泉英, 王帆, 马煜, 范君柳 申请人:苏州科技学院