實(shí)驗(yàn)證實(shí)以濾光浮絲燈照明的ZBD白度儀與Elrepho白度儀對非熒光付料及熒光材料的白度測定結(jié)果是很接近的，相關(guān)系數(shù)大于0.98.ZBD白度儀對熒光村料白度的準(zhǔn)確測定表明其具有獨(dú)特的光譜特性，即對樣品熒光發(fā)射的加權(quán)因子大于樣品可見光反射的加權(quán)因子。論證為使濾光鎢絲燈照明的白度儀的性能具有先進(jìn)性，還必須對熒光發(fā)射加權(quán)因子的選擇作更深入的研究。
一、引言
白度作為白或近白的紙與紙板的質(zhì)量指標(biāo)在造紙工業(yè)中歷來都為人們所重視。它們被測樣品的藍(lán)光漫反射因子來表示。計算公式為：
W=B(1)
(1)式中W為造紙白度，B為顏色三利激值中的藍(lán)色。
ISO組織于1979年頒布的ISO/2469,ISO/2470標(biāo)準(zhǔn)中對白度儀的整機(jī)光譜特性作曲統(tǒng)一規(guī)定：有效波長為457nm±0.5nni，半波寬度為44nm，并把Elrepho白度儀定為國際標(biāo)準(zhǔn)的參考儀器。
自從造紙工業(yè)應(yīng)用熒光增白劑以來，對紙張熒光白度的測量已引起人們普遍的注意。事實(shí)上，紙張的白度可以看作是由兩個部分所組成，一是紙張中的非熒光材料對光源輻照中可見光的漫反射因子；二是紙張中的熒光增白材料吸收了輻照中紫外與近紫外的熒光激發(fā)成分，發(fā)生STOKES位移后，以可見熒光發(fā)射，被稱為熒光増白劑作白度的貢獻(xiàn)。
對紙張白度的測定原先是采用鎢絲燈照明的，通過濾光片的作用，可使輻照在可見光范圍內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)施照體De5光源有較好的相符性，如圖（1)所示?？墒?，由于熒光增白劑的應(yīng)用，已對原先的方法引起了一些問題，原因在于熒光激發(fā)的波長范圍內(nèi)的輻照功率愈高，在熒光發(fā)射范圍內(nèi)的輻照功率愈低，熒光對白度的貢獻(xiàn)就愈加重要。因此輻照的功率分布不僅在可見光范圍內(nèi)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)施照體，還必須在引起熒光激發(fā)的整個近紫外及可見光短波區(qū)域內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)施照體相符。從圖（1)看出，在熒光激發(fā)區(qū)域內(nèi)濾光鎢絲燈與D85光源的功率分布差異很大。用不同的儀器測量同一熒光樣品的白度出現(xiàn)不一致的結(jié)果，這主要是忽視了樣品的輻亮度因數(shù)對熒光激發(fā)和熒光發(fā)射而波段內(nèi)的輻照功率分布的依賴性。國產(chǎn)的.ZBD白度儀以濾光鎊絲燈照明來測量含熒光増白劑樣品的白度，其結(jié)果與模擬De5光源一氙燈照明的Elrepho白度儀相當(dāng)接近，兩者相關(guān)系數(shù)大于0.98。究其原因，主要是濾光片的設(shè)計及其在光源中的位置構(gòu)成了ZBD白度儀獨(dú)特的光譜特性，濾光片在此起到了兩個方面的作用：一是濾光片與其它光學(xué)元件的組合，使儀器光譜特性在可見光范圍內(nèi)與DeB光源相接近。二是濾光片對樣品熒光發(fā)射的加權(quán)因子大于樣品可見光反射的加權(quán)因子，如此彌補(bǔ)了濾光鎢絲燈光源中近紫外成分的不足。
二、ZBD白度儀的光譜特性
白度儀的光譜特性是什么?ISO/2469指出：“儀器的光譜特性主要由插入光束中的濾光片來測定的”“接收器、球形襯和設(shè)備的其它部分的特性也改變儀器的光譜特性。”我們認(rèn)為白度儀的光譜特性可以這祥來定義：儀器的光譜特性由光源、接收器及處于兩者之間的光學(xué)元件所共同構(gòu)成。
圖（2)是ZBD白度儀的光路示意圖，該光路方式為4570。由圖可知，ZBD白度儀的光譜特性由光源一鎢絲燈、處于光源與試樣之間的藍(lán)色濾光片、處于試樣與接收器之間的號珀色濾光片以及接收器一硒光電池所組成?ZBD白度儀光譜特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。
三、ZBD白度儀光譜特性的探討
Elrepho白度儀的濾色片為透過率峰值在457nm的單一藍(lán)色濾光片，其位置在試樣與接收器之間。來自光源輻照的近紫外成分激發(fā)樣品中熒光質(zhì)，樣品的熒光發(fā)射與可見光反射經(jīng)藍(lán)色濾光片后進(jìn)入接收器，兩者具有相同的加權(quán)因子。與此明顯不同的是，ZBD白度儀在光路中插入透過率峰值為390的藍(lán)色濾光片及截止型琥珀濾光片，前者處于光源與試樣之間，后者處于試樣與接收器之間。
對于樣品可見光反射的測量，由（2)式可知，與濾光片在光路中的位置無關(guān)，由于ZBD與Elrepho的整機(jī)光譜特性較為接近，可以予期，對非熒光白度的測定兩者不會有顯著的差異。
由于氙燈模擬的D85光源與濾光鎢絲燈在熒光激發(fā)區(qū)的能量率有明顯差異，所以除非對熒光發(fā)射的加權(quán)因子大于樣品可見光反射的加權(quán)因子，否則對熒光樣品的濾光鎢絲燈照明測定總是偏低。ZBD白度儀中處于光源與試樣間的藍(lán)色濾光片對近紫外光有較大透過率，提高了樣品入射光中近紫外成分的相對比例被透過的近紫外光入射試樣，激發(fā)了試樣中的熒光質(zhì)，試樣熒光反射后不再受到藍(lán)色濾光片的通過，而是透過琥珀色濾光片直接進(jìn)入接收器。
祥品對可見光的反射受到藍(lán)色濾光片的作用，兩者相比，樣品熒光發(fā)射的如權(quán)因子大于可見光反射的加權(quán)因子，ZBD白度儀以此彌補(bǔ)卞其鎢絲燈光源中近紫外成分的不足。如果把樣品熒光發(fā)射的加權(quán)因子處處看作為1,那未樣品可見光反射的加權(quán)因子可以簡單地從藍(lán)色濾光
