標準白板的技術要求與應用價值

發布時間：2025-12-09 17:55:31　　

在色彩測量領域，標準白板猶如一把精確的尺子，為各種色度儀器提供統一的量值基準。根據國家標準GB/T 9086-2007，標準白板作為反射比和色度量值傳遞的基準物質，在色彩準確測量中扮演著不可或缺的角色。

標準白板

標準白板的分類體係

標準白板根據其精度等級和使用場景，主要分為三大類型：傳遞標準白板、工作標準白板和參比白板，每種類型都有特定的技術要求和應用場景。

傳遞標準白板處於量值傳遞體係的頂端，是反射比量值溯源的源頭。這類白板要求具有極高的漫反射特性，在380-780nm波長範圍內具有高且均勻的光譜反射比（通常大於0.95），盡可能接近理想的完全反射漫射體。

工作標準白板是日常檢測中最常用的類型，作為測色儀器的必備附件，用於日常校正儀器的反射基準。其光譜反射比和色度值通過傳遞標準白板標定，穩定性和耐久性是其核心要求。

參比白板則主要用於雙光路光譜光度計，安置在參比光束窗口作為定標參考。這類白板的光譜反射比值可以是未知的，但需要具備充分的漫反射特性和光學穩定性。

傳遞標準白板作為反射比量值傳遞的基準載體，其技術要求最為嚴格。這類白板需要極高的反射比（通常要求高於0.97）和優異的漫射性能，表麵應無光澤，盡可能接近朗伯漫射體。

在光譜特性方麵，傳遞標準白板必須具有很小的光譜選擇性，即對各種波長的光都具有同樣高的反射能力，確保中性度。此外，還要求具有不透光性，避免背景和邊緣損耗影響測量結果。

材料選擇上，傳遞標準白板通常采用高純度硫酸鋇、氧化鎂或聚四氟乙烯（PTFE）等粉體材料壓製而成，也有使用高反射比、經過研磨的乳白玻璃。PTFE材料因其化學惰性極好，不易與空氣發生氧化反應而變黃，能長期保持反射率穩定，日益成為主流選擇。

傳遞標準白板的平整性和均勻性也是關鍵指標，要求整個表麵平整，各點反射比一致，確保測量區域的一致性。

工作標準白板作為使用最頻繁的標準器，需要滿足一係列特定技術條件。首先要求具有良好的光學穩定性和機械耐久性，能夠經受日常使用中的清潔和維護。

在380-780nm的可見光波長範圍內，工作標準白板需要具有高光譜反射比且光譜選擇性小。這意味著白板對各種顏色波長的反射能力應均衡一致，不會偏色。

漫反射特性是工作標準白板的核心性能之一，要求具有足夠好的漫反射效果，避免鏡麵反射對測量結果的影響。表麵需要平整、清潔、不透明，無裂縫、皺紋、氣泡等缺陷。

常用作工作標準白板的材料包括釉麵陶瓷、拋光乳白玻璃及鐵基搪瓷等。這些材料具有耐久性強、硬度高及易清潔的特點，經過特定儀器標定反射比和色度值後即可作為標準使用。

參比白板主要用於雙光路光譜光度計的參比光束通道，其技術要求與前兩類白板有所不同。這類白板的光譜反射比值可以是未知的，但必須具有充分的漫反射特性。

在380-780nm波長範圍內，參比白板需要具有高光譜反射比和小的光譜選擇性。同時要求具有一定的機械強度和光學穩定性，確保在長期使用中性能不變。

參比白板可以采用高純度硫酸鋇、氧化鎂或聚四氟乙烯等粉體材料壓製，也可以采用與儀器積分球內壁塗層相同的材料和工藝製成。這種多樣性設計使得參比白板能夠更好地適應特定儀器的測量需求。

標準白板的性能很大程度上取決於其材料特性。PTFE（聚四氟乙烯）材料因其優異的漫反射性能和化學穩定性，已成為現代標準白板的首選材料。這種材料能夠提供理想朗伯漫射麵，使光線照射後向各個方向均勻散射。

傳統材料如硫酸鋇和氧化鎂雖然成本較低，但容易因與空氣接觸發生氧化而逐漸變黃，影響長期穩定性。而PTFE材料具有優異的耐候性，不懼酸、堿、鹽腐蝕，甚至可以進行水洗清潔。

陶瓷材料製作的標準白板具有表麵硬度高、光學性能穩定的特點，便於清潔，適合作為檢定白度計使用。但陶瓷白板需要注意防止外力衝擊，避免破碎。

新一代的PTFE標準白板通常被封裝在陽極氧化鋁外殼中，具有防水、防塵功能，即使在深紫外應用環境下也能保持性能穩定。這種設計大大延長了標準白板的使用壽命。

標準白板的精確度離不開正確的使用方法和嚴格的維護規範。使用標準白板時，應小心保護其工作表麵不被擦傷、汙染和劃傷，通常建議使用中心區域進行校準工作。

清潔標準白板需要特別謹慎。一般建議使用60℃以下的溫水衝洗，配合潔淨的軟布或海綿沾取中性肥皂輕輕清洗。嚴禁使用粗纖維織物或刷子等粗糙物品清洗板麵，以免留下劃痕。

對於PTFE材質的標準白板，如果表麵出現輕微汙染或損傷，可以通過表麵打磨進行修複。而對於陶瓷白板，清潔後應及時用軟布擦幹，避免水漬殘留。

儲存標準白板時，應放置於避光、通風的室內環境，避免與潮濕表麵接觸，防止強烈日光直射或雨淋。特別是要避免與有機溶劑接觸，否則可能導致無法清除的汙染。

標準白板的量值需要定期溯源到國家級基準，確保量值傳遞的準確性。根據規定，標準白板應每年送至有資質的計量院所進行檢定校準。

量值溯源過程中，計量機構會對白板的光譜反射比ρ(λ)、三刺激值X、Y、Z和色品坐標x、y進行精確測量定值。送檢時需要附帶往年檢定證書、校準證書或數據文件，說明檢測條件及特殊要求。

檢定周期通常為一年，但如果白板受到汙染或損傷，經清洗或修複後應及時送檢並重新定標。檢定證書會明確標注定值有效時間，用戶需在有效期內使用。

對於傳遞標準白板，其量值需要直接溯源於國家基準，確保量值傳遞鏈的完整性。而工作標準白板則通常通過傳遞標準白板進行量值傳遞，形成完整的溯源體係。