CN107421948A

CN107421948A - 基于CIELab色空间的检测溶液颜色变化的方法

Info

Publication number: CN107421948A
Application number: CN201710609873.6A
Authority: CN
Inventors: 王飞; 王宇曦; 李婧奕; 郭禹; 关晓瑞
Original assignee: Qinhuangdao Water Bear Technology Co Ltd
Current assignee: Qinhuangdao Water Bear Technology Co Ltd
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2017-12-01
Also published as: CN115718101A

Abstract

本发明提供一种基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法，其包括以下步骤：(1)提供光源，使光源的光线能够垂直于反应池的透光部入射到反应池中；(2)利用滴定装置向反应池中进行滴定，并记录滴定体积；(3)将穿过反应池中的溶液的出射光传导至光谱仪中；(4)所述光谱仪按照数据采样间隔对传导到其中的光谱信号采取吸光度Abs信号值，并将信号值传输至数据处理单元，数据处理单元根据不同波长对应的吸光度Abs信号值计算得到溶液在对应的滴定体积数处的空间色度值L^*、a^*、b^*值。

Description

基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，更具体而言，本发明涉及一种基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法。

背景技术

在分析检测技术领域，通过测得的检测结果和观察到的化学变化所要实现的最终目的通常是获取溶液的体积数，从而确定在每一个指定点处所对应的体积数。

通常，国内外的测定液体颜色的方法包括人工目视法，就是按照“目视感受→思维判断→语言描述”的程序对配置过程的即时颜色变化用语言描述，代表终点的颜色靠操作者自己理解。其终点的判断以酚酞变色为标志。为减小误差，国标中对于标准滴定溶液标定时误差控制具有如下规定：GB/T601-2002中规定，标定标准滴定溶液的浓度时，须两人进行实验，分别各做四平行，每人四平行测定结果极差的相对值不得大于重复性临界极差的相对值0.15％；两人共八平行测定结果极差的相对值不得大于重复性临界极差的相对值0.18％，取两人八平行测定结果的平均值为测定结果。

对于“目视感受→思维判断→语言描述”方法，其受环境、人感官和心理影响很大，有较大的离散性和随机误差，已不能满足食品快速检验的需要。“目视感受→思维判断→语言描述”方法将人眼作为传感器，对颜色变化采用语言描述，其主要缺陷是：

1)人眼对不同颜色的敏感程度，影响滴定终点颜色的判断，致使结果出现偏差；

2)年龄和人种的生理阈值差别，对有些颜色差别难以掌握，即使是经过训练的熟练人员也困难；

3)操作者之间对语言的理解不同，造成滴定终点颜色的不统一；

4)操作者之间的视觉误差就完全可能导致实验结果的偏差，终点判断误差相对较大；

5)不同滴定环境对操作者的视觉影响大；

6)滴定过程和终点信息只能用语言形容，没有数字信息，无法量值传递，而且追溯困难；

7)学习和传授时，只能采取师徒面对面的传授方式确定终点颜色；

8)劳动强度大、易产生视觉疲劳，影响结果的准确；

9)受环境影响大、终点反应迟钝，难以提高检测精度；

10)测试步骤繁琐，无法实现自动化、批量化的检测规模。

通过人眼观察某一种颜色时，不同人的对颜色有不同的描述，即使是同一个人，在不同的光照下对同一种颜色也会产生不同的视觉效果，因此，依靠人工滴定不能够获得某一颜色所对应的准确的体积数。

另外，常用的测定液体颜色的方法还包括利用电位滴定的方法检测溶液颜色，电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法，在滴定到达终点前后，滴液中的待测离子浓度往往连续变化n个数量级，引起电位的突跃，被测成分的含量仍然通过消耗滴定剂的量来计算。然而，电位滴定过程中往往不能够准确的获得终点或指定点的滴定体积数，这是由于引起电位突跃是由滴定体积中的某一个体积数引起的，而该体积数通常是无法确定的。

申请号为CN201610090735.7的题为化学分析液体颜色CIE1976Lab色空间测定方法的发明公开了一种利用CIE1976Lab色空间测定液体颜色的方法，用于对测定液体颜色进行准确描述，然而，在该发明中没有对溶液颜色与滴定体积数之间的对应关系作详细描述。

因此，有必要提供一种检测溶液颜色变化的方法，不必考虑光线和人的主观因素对颜色测定的影响，使颜色的描述变得具体化、精准化、数字化，并且获得任何颜色所对应的准确的溶液体积数。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法，其在滴定过程中对反应池中的溶液进行动态检测，并且将检测结果进行处理后获得对应的准确的滴定体积数。

基于上述目的，本发明提供一种基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法，包括以下步骤：

(1)提供光源，使光源的光线能够垂直于反应池的透光部入射到反应池中；

(2)利用滴定装置向反应池中进行滴定，并记录滴定体积；

(3)将穿过反应池中的溶液的出射光传导至光谱仪中；

(4)所述光谱仪按照数据采样间隔对传导到其中的光谱信号采取吸光度Abs信号值，并将信号值传输至数据处理单元，数据处理单元根据不同波长对应的吸光度Abs信号值计算得到溶液在对应的滴定体积数处的空间色度值L^*、a^*、b^*值。

进一步地，根据本发明的一个优选实施方案，将L^*、a^*、b^*值传输至第一计算单元，根据接收到的L^*、a^*、b^*值计算对应的滴定体积数处的彩度值C和色调角值H。

根据本发明的一个优选实施方案，本发明的基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法还包括，提供一个pH计，同步测量反应池中的pH值。

更进一步地，根据本发明的一个优选实施方案，将L^*、a^*、b^*传输至第二计算单元，所述第二计算单元根据接收到的空间色度值L^*、a^*、b^*计算采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E。

根据本发明的一个优选实施方案，对溶液进行初始化校准，将色度值L^*值调整为100，a^*值调整为0.00、b^*值调整为0.00，计算任意一个采样点的L^*值、a^*值、b^*值与L₀ ^*为100、a₀ ^*值为0.00、b₀ ^*值为0.00之间的色差△E。

根据本发明的一个优选实施方案，指定溶液的滴定目标值点的L_e ^*、a_e ^*、b_e ^*值，计算任意一个采样点相对于指定目标值点的色差。

根据本发明的一个优选实施方案，计算任意一个采样点与该采样点的相邻点之间的色差值。

进一步地，根据本发明的一个优选实施方案，计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与该采样点处的pH值之比，即△E/pH。

可选地，计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与该采样点处的L^*值、a^*值、b^*值、C^*值、H^*值中的一个参数之比，即计算△E/L^*、△E/a^*、△E/b^*、△E/C^*、△E/H^*之一。

可替换地，根据本发明的一个优选实施方案，计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与两个采样点的滴定体积差△V之比，即△E/△V。

更进一步地，将计算得到的色差值△E数据组传输至第三计算单元，所述第三计算单元计算任意两个色差值之间的差△△E。

根据本发明的一个优选实施方案，所述第三计算单元计算相邻两个色差值之间的差。

根据本发明的一个优选实施方案，所述第三计算单元按照向下取差的方式计算相邻两个色差值之间的差。

根据本发明的一个优选实施方案，所述第三计算单元按照向上取差的方式计算相邻两个色差值之间的差。

更进一步地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与所对应的基准采样点的pH值之比，即

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的pH之差之比，即

可选地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与所对应的基准采样点的L^*值、a^*值、b^*值、C^*值、H^*值中的一个参数之比，即计算△△E/L^*、△△E/a^*、△△E/b^*、△△E/C^*、△△E/H^*之一。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与所对应的基准色差值△E之比，即

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的滴定体积差△V之比，即

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的L^*值差之比，即

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的a^*值差之比，即

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的b^*值差之比，即

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的彩度C值差之比，即

根据本发明的一个优选实施方案，将所述光谱仪的采样间隔时间设置在0.1ms-1000ms范围内，且将所述光谱仪的测量波长的范围设置为380nm-780nm。

本发明提供的基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法可以利用光学和CIE Lab色空间原理对反应池中的溶液进行动态测定，并且通过测得的吸光度和计算的Lab值对溶液颜色进行准确描述，通过数据处理器可以将计算得到的Lab值进行储存和进一步处理，获得色差及色差的差的值，进而能够描述他们相对于体积数的关系，使得一旦给定一个Lab值，即一个颜色，就能够与该颜色对应的准确的滴定体积数。

附图说明

图1为一种实施化学滴定的滴定***示意图；

图2为CIE Lab色彩空间图；

图3为根据一个滴定实例的相邻两采样点之间的色差与滴定体积之间的关系；

图4为根据一个滴定实例的采样点相对于初始值点的色差与滴定体积之间的关系；

图5为根据一个滴定实例的采样点相对于初始值点的色差与体积差之比与滴定体积的关系；

图6为根据一个滴定实例的相邻两采样点之间的色差与体积差之比与滴定体积之间的关系；

图7为根据一个滴定实例的相邻采样点之间的色差的差与滴定体积差之比与滴定体积的关系；

图8为根据一个滴定实例的相对于初始值点的色差的差与滴定体积差之比与滴定体积的关系；

图中：1为光源，2为反应池，3为搅拌装置，4为滴定装置，5为光谱仪、6为数据采集和处理单元，7为准直镜，8为聚焦镜，9为传感器，11为入射光源，12校准光源，2a为反应池，3a为磁力搅拌器。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施方案，所述实施方案的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

应理解，以下实施方案仅是举例性的，对本发明不构成限制。本发明的保护范围由权利要求书限定。还应理解，在实施本发明的过程中，不必包括下述实施方案中的所有技术特征，这些技术特征可以有多种组合。

应注意，在本文中，将采样点与该点之前的采样点取值计算称作向前取值，将采样点与该点之后的采样点取值计算称作向后取值。

图1示出了一种实施化学滴定的滴定***示意图。该滴定装置包括：光源1、反应池2、搅拌装置3、滴定装置4、光谱仪5、数据采集和处理单元6、准直镜7、聚焦镜8和传感器9。滴定装置4向反应池2内滴入待测液体，搅拌装置3对反应池2中的溶液体进行搅拌，用光源1照射反应池2，光线经准直镜7垂直于反应池的透光部射入反应池中，穿过反应池及其中的溶液后射出，射出光线经聚焦镜8和传感器9被光谱仪5接收，所述光谱仪测得反应池内溶液的吸光度，并根据吸光度值计算出L^*、a^*、b^*值，然后将上述L^*、a^*、b^*值传递给数据采集和处理单元6，进行进一步地数据处理，这将在下文中详细描述。

光源1能够发出包含280nm～1100nm光谱范围的光谱，所述光谱仪在测定过程中，选择性的测量280nm～1100nm光谱范围内、波长间隔0.1nm～100nm的指定任意一组波长的吸光度，用于CIE Lab色空间参数的计算。此外，吸光度测量时间间隔在0.1ms～10min范围内设置，使得光谱仪能够动态地测量吸光度，并且在每个测量时间点处对应一个滴定的体积数，即每个吸光度值都对应一个滴定的体积数，更进一步，每组CIE Lab色空间参数都对应一个滴定的体积数。在本实施方案中，将光谱仪设置为，光程选择10nm，采样时间间隔选择1000ms，将测量波长范围选择为全波长，其中全波长的范围设置为380～780nm，测量的波长间隔为5nm。应理解，上述设置参数仅仅是示例性的，具体的设置参数是可改变的。

在本实施方案中，光源采用LED光源，其波长范围为280nm～1100nm，选用注射泵SP1用于进行滴定操作，SP1是一款结构紧凑，用于精密流体传输的产品，通过计算机或微处理器对其进行控制，自动完成移液、稀释和分配功能，有较高的精度，相关配置参数如下：满行程：60mm(6000步)；控制分辨率：0.01mm(1步)；行程控制精度：≤5‰。

光谱仪选用admesy公司的hera01型号微型光谱仪，用于测量溶液的光谱。它具有以下功能特点：体积小，便于灵活地搭建光谱***；具有模块化和高速采集的特点；结合光源、光纤、测量附件，可以搭配成各种光学测量***；具有内部结构紧凑、无移动部件、波长范围宽、测量速度快、价格经济等优点；广泛应用于便携式、智能化检测***开发及工业在线监控等领域。微型光谱仪在采集过程中具有高分辨率、高精确度、高速采集、高实时性的优点。

图2为CIE Lab色彩空间图。如图2所示，CIE Lab色彩空间为一个空间立体的颜色描述体系，在色彩范围上，Lab模式是最全的色彩描述模式。在CIE Lab色彩空间中，L^*为色空间中的明度，a^*为色空间中的红/绿色品指数值，b^*为色空间中的黄/蓝色品指数值，C^* _ab为色空间的彩度值，h_ab为色空间的色调角值。任何一种颜色都具有相对应的L^*、a^*、b^*值，反之亦然，在CIE Lab色彩空间中的每一个点都对应一个颜色。

如之前所描述的，光谱仪对穿过反应池的光谱进行测量，将光谱仪采集到的光谱原始值经过计算，得到空间色度值。先用原始光谱得到溶液的透过率，再得到三刺激值X10，Y10，Z10，最后得到溶液的空间色度值L^*、a^*、b^*、C^*等，其计算过程公式具体如下：

其中A为吸光度；

其中L为光程；

τ(λ)＝10^-A′，其中τ(λ)为透光率；

其中S(λ)为照明体的相对光谱分布；

其中κ₁₀为归一化系数；

其中，L^*为明度、a^*和b^*为色品指数。

以L^*、a^*、b^*值为基础，将L^*、a^*、b^*传输至数据处理单元，可以计算与之相关的各种指标，例如，彩度C、色调角H、色差△E、色差的差△△E等。

光谱仪将计算得到溶液的空间色度值L^*、a^*、b^*传输至第一计算单元，根据接收到的L^*、a^*、b^*值计算对应的滴定体积数处的彩度值C和色调角值H值。

优选地，上述滴定***还包括pH计，用于测量反应池中的溶液的酸碱度值。由pH计测得酸碱度值被传递至数据处理单元6中，用于描述测量颜色与酸碱度之间的关系，还可以利用测得的pH值描述每个pH值与滴定体积数之间的对应关系。此外，还可以利用计算测得的pH值与采样点处的L^*、a^*、b^*、C^*、H^*值中的一个参数之比。

对于任意一个采样点，第一计算单元利用L^*、a^*、b^*值可以计算该点相对于其他任意一个采样点的色差值△E。以采用1976CIE Lab体系为例，色差的计算公式如下：

其中分别为所选取的采样点所对应的L^*、a^*、b^*值，L_i’ ^*、a_i’ ^*、b_i’ ^*值为其他任意一采样点对应的空间色度值。

应理解，还可以采用其他体系计算色差，例如2000CIE Lab体系，其计算公式此处不再详述。

所述其他任意一采样点可以是初始值点、目标值点(滴定终点)或与该选取的采样点相邻的一个采样点。

根据本发明的一方面，当相对于溶液初始值点计算色差时时，滴定***优选地包括有校准***，对滴定的初始点进行校准。

举例说明，所述校准***由空白校准容器和移位装置组成，所述空白校准容器中含有指定吸光度值的液体，且具空白校准容器的透光光程与反应池的透光光程相同，优选地，空白校准容器采用与反应池相同间距的平行透光片，用光源照射所述空白校准容器，利用光谱仪计算CIE Lab色空间参数，并将CIE Lab色空间参数中的L^*值校正至100，参数a^*值校正至0，参数b^*值校正至0，用于比较滴定前空白值的CIE Lab色空间参数与滴定后的CIELab色空间参数之间的绝对差别。校准后利用移位装置将空白校准容器移开，并且将反应池移入至测量位置。

应理解，也可以将初始值校准为一个指定的L^*、a^*、b^*值，并将该指定的L^*、a^*、b^*值作为初始值。

在本文中，将初始值点处的L^*、a^*、b^*值称作计算色差时需要向初始点值作差，以1976CIE Lab体系为例，色差

根据本发明的另一方面，当需要相对于目标值点(滴定终点)计算色差时，需要向目标值点处的L^*、a^*、b^*值作差，计算色差值△E。在实践操作中，对于一个滴定操作而言，通常需要给出一个滴定终点，则滴定终点处的各参数是已知的，对目标值进行取值计算是相对方便的。

在本文中，将目标值点处的L^*、a^*、b^*值称作以1976CIE Lab体系为例，色差

根据本发明的另一方面，当需要计算一个采样点与其相邻的采样点之间的色差时，需要向该相邻采样点处的L^*、a^*、b^*值作差计算色差。该相邻点可以位于采样点之前，也可以位于采样点之后，即该相邻采样点可以是选取的采样点前面一个采样点，也可以是选取的采样点后面一个采样点。

图4为采样点相对于初始值点的色差与滴定体积之间的关系。在本文中，将相邻点处的L^*、a^*、b^*值称为或者以1976CIE Lab体系为例，相对于采样点S_i+1计算色差，则

应注意，在1976CIE Lab体系中，采样点对其前一个采样点取值与采样点对其后一个采样点取值，对计算色差值没有影响，而对于其他计算体系而言，取值方向不同可能会造成色差值不同，应当根据所应用的计算体系具体编程计算。

进一步地，根据本发明的一个优选实施方案，对于任意一个采样点，计算该采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E，并且将计算得到的色差值与该采样点处的pH值之比，即△E/pH。计算所得的结果可以作为检测溶液颜色变化的一个判定参数。

另外，可以计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与该采样点处的L^*值、a^*值、b^*值、C^*值、H^*值中的一个参数之比，即计算△E/L^*、△E/a^*、△E/b^*、△E/C^*、△E/H^*之一。计算所得的结果可以作为检测溶液颜色变化的一个判定参数。

进一步地，可以计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与两个采样点之间的L^*值之差、a^*值之差、b^*值之差、C^*值之差、H^*值之差中的一个参数之比，即计算△E/△L^*、△E/△a^*、△E/△b^*、△E/△C^*、△E/△H^*之一。计算所得的结果可以作为检测溶液颜色变化的一个判定参数。

可替换地，根据本发明的一个优选实施方案，对于任意一个采样点，计算该采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E，并且将计算得到的色差值与两个采样点之间的滴定体积差△V之比，即△E/△V。类似地，计算所得的结果也可以作为检测溶液颜色变化的一个判定参数。

优选地，以相对于初始值点计算色差值为例，将初始值点处的色度值称作E₀，滴定体积数称作V₀，将采样点处的色度值称作E_i，滴定体积数称作V_i，则图5为采样点相对于初始值点的色差与体积差之比与滴定体积的关系。

类似地，当计算选定的采样点与其相邻的采样点之间的色差值时，需要计算相应的色差和体积差之比。

图6为相邻两采样点之间的色差与体积差之比与滴定体积之间的关系。

应注意，在此情况下，体积差的值受取值方向的影响。

更进一步地，将计算得到的色差值△E数据组传输至第三计算单元。以相对于初始值点计算色差值为例，对于任意一个采样点i

(i＝1,2，…,n,其中n为总采样点数)，计算其相对于初始值点的色差，并计算得到的色差数据组传输至第三计算单元，将色差值△E数据组记作△E₁、△E₂、…△E_n(n为总的采样点数)，所述第三计算单元可以从中任选两个色差值，计算任意两个色差值之间的差△△E。

优选地，所述第三计算单元计算相邻两个色差值之间的差。

根据本发明的一个优选实施方案，所述第三计算单元按照向下取差的方式计算相邻两个色差值之间的差，即，按照采样点先后顺序进行计算。举例说明，一采样点S₁相对于其后一个S₂采样点计算色差△E₁，所述后一个采样点S₂相对于它的下一个采样点S₃计算色差△E₂，再将△E₁-△E₂计算色差的差，并以此类推计算△E₂-△E₃，…,△E_n-1-△E_n。

根据本发明的一个优选实施方案，所述第三计算单元按照向上取差的方式计算相邻两个色差值之间的差,此计算方式与上述的向下取差的方式类似，但取值方向相反。第三单元执行以下运算：△E₂-△E₁，△E₃-△E₂，…,△E_n-△E_n-1。

在下文的描述中，以采样点相对于初始值点计算色差、以向下取差的方式计算相邻两个色差值之间的差的情况为例，对本发明的具体实施例进行描述。

更进一步地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与所对应的基准采样点的pH值之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，pH为采样点S_i的酸碱度值。可以作为检测溶液颜色变化的一个判定参数。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与对应的两个采样点的pH之差之比，即与判定参数类似的，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，ΔpH为采样点S_i与采样点S_i-1的酸碱度值之差。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与所对应的基准色差值之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，ΔE为采样点S_i相对于初始值点的色差值。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与对应的两个采样点的滴定体积差之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，ΔV为采样点S_i与采样点S_i-1处的滴定体积差。图7为相邻采样点之间的色差的差与滴定体积差之比与滴定体积的关系；图8为相对于初始值点的色差的差与滴定体积差之比与滴定体积的关系。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与对应的两个采样点的L^*值差之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，ΔL^*为采样点S_i与采样点S_i-1处的L^*值之差。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与对应的两个采样点的a^*值差之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，Δa^*为采样点S_i与采样点S_i-1处的a^*值之差。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与对应的两个采样点的b^*值差之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，Δb^*为采样点S_i与采样点S_i-1处的b^*值之差。

可替代地，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差与对应的两个采样点的彩度C值差之比，即其中，ΔΔE＝△E_i-1-△E_i(其中，1<i<n，n为总采样点数),△E_i-1为采样点S_i-1相对于采样点S₀的色差，△E_i为采样点S_i相对于采样点S₀的色差，ΔC为采样点S_i与采样点S_i-1处的彩度值C值之差。

应理解，上述实施方案中示出了可以作为检测溶液颜色变化的一些判定参数，但并不限于此，可以选取任意一个或多个特征值作为检测溶液颜色变化的判定参数，按照溶液的pH值、色差△E值、色差的差△△E值和体积值V可以大体上分为四类，如表1和表2所示：

表1

表2

示例性地，由图3至图8中示出的线条图可知，参数△E(△V)、△E(△V)/△V、△△E(V0)/△V指示一致，△△E(△V)/△V略微超前。

就峰高而言，△E(△V)与基线分离高度最差；△E(△V)/△V、△△E(△V)/△V、△△E(V0)/△V与基线分离高度最好，均在200--1000；

就峰形而言：△E(△V)、△E(△V)/△V、△△E(V0)/△V均为单峰；△△E(△V)/△V在最高峰附近有多个小峰。

考虑参数应用优先顺序：△E(△V)/△V＝＝△△E(V0)/△V＝△E(△V)＞△△E(△V)/△V。

在上文的描述中以任意一采样点相对于初始值点计算色差、以向下取差的方式计算相邻两个色差值之间的差的情况为例，对各判定参数的计算进行了说明，应理解，还可以按照其他数据选取方式对各判定参数进行计算。

应注意，上述示出的曲线图仅仅是一个滴定实例中所呈现出的，具体选择哪个参数还要考虑其反应条件、对应的体积、测定条件等。

在本发明中示例了多个用于检测溶液颜色变化的判定参数，应理解，上述实施方案不应理解为是对本发明的保护范围的限制，本领域技术人员可以对上述提出的参数进行变形或整合，以用于检测溶液颜色变化，而对上述参数的所有变形均应属于本发明的保护范围。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种基于CIE Lab色空间的检测溶液颜色变化的方法，其特征在于包括以下步骤：

(2)利用滴定装置向反应池中进行滴定，并记录滴定体积；

(3)将穿过反应池中的溶液的出射光传导至光谱仪中；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将L^*、a^*、b^*值传输至第一计算单元，根据接收到的L^*、a^*、b^*值计算对应的滴定体积数处的彩度值C和色调角值H。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，提供一个pH计，同步测量反应池中的pH值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将L^*、a^*、b^*传输至第二计算单元，所述第二计算单元根据接收到的空间色度值L^*、a^*、b^*计算采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与该采样点处的pH值之比，即△E/pH。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与该采样点处的L^*值、a^*值、b^*值、C^*值、H^*值中的一个参数之比，即计算△E/L^*、△E/a^*、△E/b^*、△E/C^*、△E/H^*之一。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算一个采样点相对于其他任意一采样点的色差值△E与两个采样点的滴定体积差△V之比，即△E/△V。

8.根据权利要求4-7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，将计算得到的色差值△E数据组传输至第三计算单元，所述第三计算单元计算任意两个色差值之间的差△△E。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与所对应的基准采样点的pH值之比，即

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的pH之差之比，即

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与所对应的基准采样点的L^*值、a^*值、b^*值、C^*值、H^*值中的一个参数之比，即计算△△E/L^*、△△E/a^*、△△E/b^*、△△E/C^*、△△E/H^*之一。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与所对应的基准色差值△E之比，即

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述第三计算单元还被编程为计算两个色差值之间的差△△E与对应的两个采样点的滴定体积差△V之比，即