GB/T 9340-2009 荧光样品颜色的测量方法

ICS17.180.20

G56OB

中华人民共和国国家标准

GB/T9340—2009

代替GB/T9340—2001

荧光样品颜色的测量方法

Methodsforcolormeasurement

offluorescentspecimens

2009-03-11发布2009-11-01实施

发布

GB/T9340—2009

-1.Z-—1—

刖弓

本标准参照ASTME991：1998《荧光样品颜色测量的标准方法》和ASTME991：2006《用一个单色

仪测量荧光样品颜色的标准方法》，与ASTME991：1998和ASTME991：2OO6的一致性程度均为非

等效。

本标准与ASTME991：1998的主要差异如下：

——增加了光电积分测量方法；

——增加了加:S\de:8°几何条件。

与ASTME991：2OO6的主要差异如下：

-保留ASTME991：1998中光源一致性因子（SCF）的定义和计算方法；保留利用SCF方法判

断仪器光源与照明体05的一致程度的内容。

本标准代替GB/T934O-2OOK荧光样品色的相对测量方法》。

本标准与GB/T9340-2001相比主要变化如下：

标准中文名称修改为"荧光样品颜色的测量方法";英文名称修改为Methodforcolormea­

urementoffluorescentspecimens"；

-术语和定义中增加“光源一致性因子”，在荧光的定义中增加“紫外激发荧光”、“可见激发荧光”

的内容；

——修改“色度计法”为“光电积分法”，见第6章；

-将“45/0”、“0/45”、“刀/0”几何条件的表示方法根据GB/T3978进行修改，见5.2.4.1、

5.2.4.2、5.2.4.3；

-修改原标准5.1.3中的光源等级；增加用SCF方法判断仪器光源与标准照明体的一致程

度，见5.2.1；增加SCF的计算方法,见附录A；

-删除原标准5.1.2,增加CIE1931标准色度观察者下的三刺激值、色品坐标和CIE白度的计

算公式，见式（1）、（3）、（5）、（6）；三刺激值的计算增加归一化系数匕

-增加CIE标准照明体D的相对光谱功率分布、CIE1931标准色度观察者色匹配函数及色品

坐标、CIE1964标准色度观察者色匹配函数及色品坐标、完全漫反射体在CIE标准照明体D65

下的三刺激值和色品坐标，分别见表1、表2、表3、表40

本标准的附录A是规范性附录。

本标准由全国颜色标准化技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：中国计量科学研究院、深圳海川色彩科技有限公司。

本标准主要起草人：马煜、王煜、冯国进、陈苹、何唯平、汤惠工。

本标准所代替标准的历次版本的发布情况为：

本标准于1988年首次发布,2001年6月第一次修订。

T

GB/T9340—2009

荧光样品颜色的测量方法

1范围

本标准规定了荧光样品颜色的两种测量方法——光谱光度法、光电积分法以及测量结果的表示

方法。

本标准适用于在可见区发光的反射荧光样品色的相对测量。

本标准不适用于电致发光样品、化学发光样品和磷光样品颜色的测量；也不适用于化学分析应用中

荧光特性的测量。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T3978标准照明体和几何条件

GB/T5698颜色术语

ASTME3O8根据CIE系统计算物体颜色的方法

0[£出版物51.2应用于色度的昼光模拟器的质量评价方法

3术语和定义

GB/T5698确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

荧光fluorescence

某些物质被某一波长或波段的辐射照射后，所发射出的不同于照射波长的光，称为荧光。

吸收紫外辐射后产生的荧光叫作紫外激发荧光；吸收可见辐射后产生的荧光叫作可见激发荧光。

3.2

荧光增白剂fluorescentwhiteningagents(FWA)

吸收紫外辐射后在可见光的短波区域发射出荧光，从而增加材料的视觉白度的一种化学物质。

3.3

荧光白度计fluorescencewhitenessmeter

用于测量荧光样品白度的白度计。其主要特点是能测得在模拟标准照明体D觸的光源下荧光样品

的白度值。

3.4

荧光色度计fluorescencecolorimeter

用于测量荧光样品颜色的三刺激值或色品坐标的色度计。其主要特点是能测得在模拟标准照明体

05的光源下荧光样品的色度值。

3.5

光源一致性因子sourceconformancefactor(SCF)

在采样孔处测量仪器照明光源的相对光谱辐照度分布曲线和特定CIE标准照明体的相对光谱分

布曲线均方差的平方根。

1

GB/T9340—2009

4测量方法

荧光样品颜色的相对测量方法分为光谱光度法和光电积分法。

5光谱光度法

5.1测量原理

光谱光度法测量荧光样品色是采用光谱光度测色仪，测量样品的光谱辐亮度因数，按色度学公式计

算样品的色度值,或按白度公式计算样品的白度值。

荧光样品在特定光源照明下吸收某个波长区域的辐射，而在另一波长区域发出新的辐射，因此，出

射光中既有照明光的反射部分，又有被照明光激发的荧光发射部分。

通常观察和评价荧光样品的颜色是在日光（复色光）下进行的，所以当采用光学仪器测量荧光样品

的颜色吋，应当与目视评价结果有良好的相关性。这就对仪器的照明光源和几何条件提出了特殊要求。

5.2测量仪器的要求

5.2.1仪器光源应能在采样孔处产生340nm~700nm连续的宽带照明。当对测量的准确度要求较

高吋,光源的波长范围应为300nm~780nmo光源的光谱分布应与CIE标准照明体1）閒近似一致。在

采样孔处光源的相对光谱辐照度与标准照明体05的一致程度应满足5.2.1.1或者5.2.1.2的规定，选

择二者之中可行的方法之一进行评价。

5.2.1.1波长在300nm~380nm范围的紫外光源一致性因子SCFm,应小于15.0；波长在380nm〜

700nm范围的可见光源一致性因子SCF、*应小于10.0。SCF”和SCFg的计算方法应符合附录A的规定。

5.2.1.2按照CIE出版物51.2规定的方法计算仪器光源模拟标准照明体D（i5的一致程度应不低于

BB（CIELAB）级。

5.2.2仪器具有一个单色仪且位于样品和探测器之间。

5.2.3测量波长范围为380nm〜780nm,当对测量准确度要求不高时，可为400nm〜700nm；测量波

长间隔为5rnn,当对测量准确度要求不高吋，可小于或等于10nm0测量波长间隔为5nm吋的三刺激

值计算方法见式（1）或式（2）,其他波长间隔的色度计算方法见ASTME308。

5.2.4仪器的几何条件应满足5.2.4.1.5.2.4.2或5.2.4.3的规定，几何条件的实现方法和相关规定

见GB/T3978。

5.2.4.145°a:0°或45°工：0°几何条件。

5.2.4.20°：45°a或0°：45°工几何条件

图1为应用模拟标准照明体D閒的复色光进行荧光样品色相对测量的示意图。照明光束沿样品法

线方向入射，探测方向与法线成45°角，即几何条件为0°:45\。

1^（的儿*

0°:45°乂几何条件测量荧光样品色示意图

2

GB/T9340—2009

5.2.4.3di'8°或de:8°几何条件

在山：8°或de:8°几何条件下测量荧光样品时，需要应用积分球。荧光样品被照明后，其反射光和

发射光经积分球反射后会再次照明荧光样品，发射光谱的存在改变了照明光的光谱成分，影响测量结

果。但当采样孔面积与积分球内表面积之比越小吋，这种影响就越小。当这种影响可以忽略或有有效

措施进行修正的时候，允许应用具有di:8°或de:8°几何条件的光谱光度测色仪器。

5.3测量步骤

5.3.1按仪器操作规程开动仪器,校零。

5.3.2用测色标准白板校准仪器。

5.3.3测量荧光样品，并记录其光谱辐亮度因数/3(A)o

5.4测量结果的计算

5.4.1按式(1)计算CIE1931标准色度观察者下的荧光样品色的三刺激值X、y和Z：

Y=^S^d(A)/9(A)3；(A)AAI(1)

Z=^SSd(A)/3(A)~(A)AA|

式中：

A波长；

Sd(A)——CIE标准照明体D的相对光谱功率分布，见表1;

7(A)J(A)J(A)——CIE1931标准色度观察者色匹配函数，见表2；

/5(A)——测量荧光样品色所得到的光谱辐亮度因数；

AA波长间隔；

1匹

k归一化系数，怡=

SSdQ)^(A)AA

5.4.2按式(2)计算CIE1964标准色度观察者下的荧光样品色的三刺激值Xlt：、丫“和Z1;,:

•X|；-,=Jlw>Sn(入)p(入)工“(入)AA]

K：=^ir>^jSd(A)/3(A)3^i(i(A)Z\A>(2)

A

d(A)/5(A)~i(i(A)AA

式中：

A波长；

Sd(A)——CIE标准照明体D的相对光谱功率分布，见表1;

^wQ)Jw(A)J10(A)——CIE1964标准色度观察者色匹配函数，见表3；

AA波长间隔；

/3(A)——测量荧光样品色所得到的光谱辐亮度因数；

巴0

乩归一化系数，加C

ISd(A)J-11n(A)AA

5.4.3按式(3)计算CIE1931标准色度观察者下的色品坐标勿、$和c:

X+Y+Z

Y

(3)

_X+Y+Z

X+Y+Z

3

GB/T9340—2009

式中：

X、Y、Z——样品在CIE1931标准色度观察者下的三刺激值。

5.4.4按式(4)计算CIE1964标准色度观察者下的色品坐标g、恥、“。

"xl；,+y1：,+Z10

__']0/j\

3^10—"y|______17~>(4)

△10I-10I-乙10

Z10_-I

*10—vIV-IV—1—^；1O—

A10十ioi也io,

式中：

——样品在CIE1964标准色度观察者下的三刺激值。

5.4.5当需要计算荧光样品的白度时，应按式(5)、(6)、(7)、(8)计算其CIE白度和淡色调指数。

5.4.5.1按式(5).(6)计算样品在CIE1931标准色度观察者下的CIE白度W和淡色调指数Tw；

W=Y800(jfn—j?)+1700(%—歹)，40<W<5Y—280(5)

Tw=1000(xn—.r)—650(%—夕)，一4<Tw<+2(6)

式中：

丫、工、歹——样品在CIE1931标准色度观察者下的刺激值和色品坐标；

几、几——完全漫反射体在CIE标准照明体05和CIE1931标准色度观察者下的色品坐标，见

表4。

5.4.5.2按式(7).(8)计算样品在CIE1964标准色度观察者下CIE白度和淡色调指数Tw,IOo

We=1Ia+800(.z-n.ic，—.rm)17OO(3'n,io—j^ir,),40<Wz<5Y山一280(7)

Tw,m=900On,g—arm)—650(>'„,!，•—y”)，一4<Tw>10<+2(8)

式中：

匕。、・5、卩。——样品在CIE1964标准色度观察者下的刺激值和色品坐标；

——完全漫反射体在CIE标准照明体D閃和CIE1964标准色度观察者下的色品坐标，

见表4。

6光电积分法

6.1测量原理

光电积分法测量荧光样品色是采用具有特定光谱灵敏度的光电积分器件的荧光色度计或荧光白度

计直接测量样品的色度值或白度值。荧光色度计或荧光白度计的探测器采用光电池、光电管或光电倍

增管等，并配有拟合人眼色觉特性的滤光器，仪器的光谱特性应满足式(9)：

Kt(入)r(入)=.r(A)\

K2r3(A)r(A)=丿⑴I(9)

K□⑴厂⑴==(A)]

式中：

K,K・2,K：3与波长无关的系数；

r;.(A),r,(A),r;Q)——仪器特定滤光器的相对光谱透射比；

r(A)——仪器探测器的相对光谱响应度；

7(A)6心)JQ)——CIE1931标准色度观察者色匹配函数7(入)、了(入)、？(入)或CIE1964标准色度观

察者色匹配函数云。(A)3。(A)Jlo(A)o

4

GB/T9340—2009

6.2测量仪器的要求

6.2.1仪器光源应符合5.2.1的规定。

6.2.2几何条件应符合5.2.4的规定。

6.2.3仪器光谱特性的总体响应符合式（9）。

6.3测量步骤

6.3.1按仪器操作规程开动仪器，校零。

6.3.2用标准白板或标准色板校准仪器。

6.3.3测量荧光样品，并记录其三刺激值、色品坐标或白度值。

7测量结果的表示

7.1荧光样品色的相对测量结果用刺激值丫（或X。）和色品坐标八$（或药“、卩”）表示。

荧光白色样品的相对测量结果用白度卬（或WQ和淡色调指数Tw（或Tw>10）表示。

7.2测量结果的附加记录应包括：光源模拟05的级别、几何条件等内容。若采用积分球测量，应记录

积分球的尺寸和测量窗口面积并注明是否包括镜面反射成分。

表1CIE标准照明体D65的相对光谱功率分布

（波长范围：300nm~780nm,波长间隔：5nm）

照明体照明体D册照明体m照明体1九照明体

波长/波长/波长/波长/波长/

相对光谱相对光谱相对光谱相对光谱相对光谱

nmnmnmnmnm

功率分布功率分布功率分布功率分布功率分布

30()0.03410040082.754900500109.35400060090.00620070071.609100

3051.66430040587.120400505108.57800060589.80260070572.979000

3103.29450041091.486000510107.80200061089.59910071074.349000

31511.76520041592.458900515106.2960006158&64890071567.976500

32020.23600042093.431800520104.79000062087.69870072061.604000

3252&64470042590.057000525106.23900062585.49360072565.744800

33037.05350043086.682300530107.68900063083.28860073069.885600

33538.50110043595.773600535106.04700063583.49390073572.486300

34039.948800440104.865000540104.40500064083.69920074075.087000

34542.430200445110.936()00545104.22500064581.86300074569.339800

35044.911700450117.008()00550104.04600065080.02680075063.592700

35545.775000455117.410000555102.02300065580.12070075555.005400

36046.638300460117.812000560100.00000066080.21460076046.418200

36549.36