颜色测量的方法及色差仪的发展现状与趋势

在我们的日常生活中,颜色随处可见,它影响着人们的情绪、印象、欲望、嗜好等各种感觉,与人们的生活息息相关;在工业生产中,产品的外观效果在很大的程度上归结为颜色的效果,因此保证颜色产品质量的首要问题之一就是尽可能地使其颜色外貌与标准色样一致,减少色差,而保证产品颜色品质的关键,就是进行颜色测量。本文介绍了颜色测量的几种方法及色差仪的发展现状与趋势。

色差仪

颜色测量的三种方法:

颜色测量可以使用三种不同的方法,即目视法、分光光度法和光电积分法。

目视法是一种古老的、但同时也是色度测量的最基本方法,它用目视比较色样中对被测色样与标准色样之间颜色的差别。实际操作时,应该在规定的CIE标准照明体下进行,一般可采用标准A光源、模拟D65照明体或“北窗光”照明。进行目视比较测量时,应具有一定的亮度水平,使人眼的锥体细胞处于工作状态,同时也应按照CIE的规定选择合适的视场范围。观测者感觉到的颜色表现即颜色的外貌在很大程度上受制于观测者的主观因素,往往因人而异,故目前己很少采用。

分光光度法测量颜色主要是测量物体反射的光谱功率分布,然后再由这些光谱测量数据通过计算的方法求得物体在标准照明体下的三刺激值。这是一种精确的颜色测量方法,但是成本较高,过程相对复杂,而且速度较慢。

光电积分法是通过把探测器的光谱响应匹配成所要求的CIE标准色度观察者光谱三刺激值曲线,或某一特定的光谱响应曲线,由此对被测量的光谱功率进行积分测量。

该方法的测量速度快,而目前也具有相当的测量精度(取决于探测器光谱灵敏度满足卢瑟条件的程度),可满足大多数场合下的颜色测量要求。

颜色测量仪器的种类很多,但是总体可以分为两大类:一类是分光光度计,另一类是光电色差仪。

分光光度计是用多棱镜或光栅将多色光分离成单色光,通过光敏元件取得样品反射率或透过率,然后按公式计算出样品的三刺激值。光电色差仪是由一组滤色片和光电池组合成滤色器,模拟人眼色感觉测量物体颜色,可以在仪器上直接读出被测量样品颜色的三刺激值。

分光光度计的测色仪器测量准确度高,但是系统复杂操作麻烦,成本高,适合于要求较高的测色与配色场合;光电色差仪虽然测色精度不高,但是速度快、价格低、而且操作容易,在工业中有很大的市场前景。

色差仪的发展现状与趋势:

目前,色差仪在对产品颜色质量要求比较严格的场合已经得到了广泛的应用。

色差仪主要的国外生产厂家有日本的美能达公司、美国的X-Rite公司和德国的BYK公司。国内的色差仪产品很少,目前在市场上销售的国内产品主要是三恩时的NR、NH、TS、PS等系列。国内生产光电色差仪的厂家不多,形成规模也很小,而且仪器测量精度低,测量稳定性不高,操作步骤繁琐,使用不方便。颜色科学、光电子技术和半导体技术的发展,为色差仪的升级和改造提供了强大技术工具。目前色差仪发展趋势有以下几个方面:

(1)智能化:国内外目前普遍研究和采用带有微处理器、兼有检测和信息处理功能的传感器。在半导体片基上,用微电子加工技术把传感器功能、逻辑功能、存储功能集成在一起,使得传感器具有自动校正、自动补偿、数据处理、存储、记忆等功能。

(2)准确高速:高精度积分球的入射面采用钡处理和新材料,双光束反馈系统作为参比监控,并可对特殊情况做出补偿等,利用这些技术来提高测量的精度和速度,从测量到计算直至显示,一般仅需几毫秒时间。

(3)多种制式的转换可以是ISO标准,也可以是DIN标准;在XYZ、L*a*b*、L*C*H*、亨特LAB等色度空间之间进行数据转换。这些都是由于微处理器的计算功能,使得转换更加方便。

(4)利用个人电脑(PC)扩展测色仪器的功能,通过串口RS-232/485测色仪可与个人电脑实现对接,互相输入输出数据。

(5)测量稳定:在线测色不仅可以有效替代人工的离线检测,而且可校正照明光源的光强变化而导致的微小色差变化,提高测量的稳定性。


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