一種測量水質(zhì)色度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量水質(zhì)色度的方法，測量系統(tǒng)由鹵素?zé)簟⑺w樣品池和光纖光譜儀構(gòu)成，利用HSV顏色模型測量水質(zhì)色度。將光譜儀測量得到的水體透射光譜用于計(jì)算水體透射光顏色的XYZ三刺激值，利用色度學(xué)原理可將XYZ色度系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至HSV色度系統(tǒng)，再根據(jù)飽和度值S換算得到水體的色度值。該方法可同時(shí)測得水體的色調(diào)值H，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同色調(diào)水體的測量。還由于HSV色度系統(tǒng)中亮度V是一個(gè)獨(dú)立分量，因此本發(fā)明提供的方法計(jì)算的飽和度、色調(diào)不易受光源亮度不穩(wěn)定的影響。本發(fā)明提出的方法具有客觀定量、可用于不同顏色水體測量、不易受光強(qiáng)變化影響的特點(diǎn)。
【專利說明】一種測量水質(zhì)色度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種利用HSV色度系統(tǒng)測量水質(zhì)色度值的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 污染會(huì)導(dǎo)致水體顏色的改變，尤其是紡織、印染、制革、造紙、制藥、食品等工業(yè)的 污染。因此，監(jiān)控水質(zhì)污染情況可以從測量水的色度入手，將色度作為監(jiān)測水質(zhì)的指標(biāo)。
[0003] 現(xiàn)行的水體色度的獲取方法主要是依照國標(biāo)《水質(zhì)色度的測定GB 11903 -89》測 量水體的色度："鉬鈷比色法"和"稀釋倍數(shù)法"，這兩種方法是通過人眼主觀比對(duì)判定水的 色度，不具有客觀性，且"鉬鈷比色法"僅適用于判定黃色調(diào)水體的色度，不具有通用性。為 解決客觀測量色度的問題，研究者提出利用分光光度計(jì)測量水體吸光度，建立特征波長對(duì) 應(yīng)的吸光度與色度間的數(shù)值關(guān)系，從而測出水體色度值。然而顏色取決于水體對(duì)入射光在 380nm?780nm可見光譜范圍內(nèi)的整體吸收情況，若簡化為用某一特征波長的吸光度來表 征，會(huì)產(chǎn)生同色異譜的問題。為解決該問題，研究者利用可見光波段的吸光度計(jì)算水體顏色 的三刺激值，選取色度學(xué)中CIE XYZ和CIE L*a*b*色度系統(tǒng)定量表征顏色，分別建立色差 值與"鉬鈷比色法"中的色度值和"稀釋倍數(shù)法"中的稀釋倍數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)水體 色度的定量測量，并拓展到不同色調(diào)水體的測量中。該方法提出的CIE XYZ和CIE L*a*b* 色度系統(tǒng)雖能和色度值、稀釋倍數(shù)建立較好的數(shù)值關(guān)系，而人眼直觀感知的是顏色的三屬 性(色度、飽和度和亮度)，因此該方法對(duì)顏色和色度的表征不夠直觀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)目前水質(zhì)色度測量方法存在的易受主觀因素影響的問題、僅用單一特 征波長計(jì)算色度易產(chǎn)生同色異譜的問題和采用的色度系統(tǒng)無法直觀表征人眼感受的問題， 提供一種對(duì)水質(zhì)色度表征客觀性和直觀性強(qiáng)的測量水質(zhì)色度值的方法。
[0005] 本發(fā)明提供的測量水質(zhì)色度值方法的技術(shù)方案包括以下步驟： 步驟1 :將被測水體置入樣品池，以齒素?zé)艄饫w光源、水體樣品池和光纖光譜儀構(gòu)成透 射式測量系統(tǒng)，鹵素?zé)舭l(fā)出光線耦合進(jìn)光纖后入射至水體樣品池，光線透射出待測水體樣 本后進(jìn)入光纖光譜儀，光譜儀測得被測水體的透射光譜數(shù)據(jù)S ( λ );

【權(quán)利要求】
1. 一種測量水質(zhì)色度的方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1 :將被測水體置入樣品池，以齒素?zé)艄饫w光源、水體樣品池和光纖光譜儀構(gòu)成透 射式測量系統(tǒng)，鹵素?zé)舭l(fā)出光線耦合進(jìn)光纖后入射至水體樣品池，光線透射出待測水體樣 本后進(jìn)入光纖光譜儀，光譜儀測得被測水體的透射光譜數(shù)據(jù)S (λ);
計(jì)算得到水體的顏色的ΧΥΖ三刺激值；其中? , , f μ)為"CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度 觀察者光譜三刺激值"；
將得到的被測水體的ΧΥΖ色度系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至RGB色度系統(tǒng)； 步驟4:按式
轉(zhuǎn)換至HSV色度系統(tǒng)，其中，V為亮度；S為飽和度，變化范圍為0?1 ;H為色調(diào)，取值 范圍為0?2 JT ; 步驟5:按式 C = 715.52x3-529.82，得到被測水體色調(diào)為Η的水質(zhì)色度值C。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK104122213SQ201410307321
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】王軍, 黃勇, 潘洋, 吳泉英, 王帆, 馬煜, 范君柳 申請人:蘇州科技學(xué)院