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色彩色差儀是量化色彩現(xiàn)象,建立色彩標(biāo)準(zhǔn),改善產(chǎn)品外觀,顏色品管控制,進(jìn)而進(jìn)行電腦配色的*的工具。通過自動(dòng)比較樣板與被檢品之間的顏色差異,輸出 L、a、b 三組數(shù)據(jù)和比色后的 E、L、a、b 四組色差數(shù)據(jù)。 E 總色差的大小 L 大表示偏白,L 小表示偏黑 a 大表示偏紅,a 小表示偏綠 b 大表示偏黃,b 小表示偏藍(lán)。
概述:色差儀(測(cè)色儀)的選型可以說是工程師在解決實(shí)際應(yīng)用時(shí)的一個(gè)問題,一個(gè)好的色差儀(測(cè)色儀)選型方案不僅可以節(jié)約產(chǎn)品成本、為客戶省錢,而且可以節(jié)約使用人員的時(shí)間、使實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量方便,快捷。選擇正確的色差儀可以得到zui匹配的數(shù)據(jù),為實(shí)際應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?!?nbsp;
下面結(jié)合本人的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及所學(xué)所想與各位朋友及同仁一起探討一下色差儀(測(cè)色儀)選型中的學(xué)問及應(yīng)注意的問題。
PartII:顏色測(cè)量的簡(jiǎn)單介紹
首先,我想就顏色測(cè)量方面的知識(shí)做一個(gè)zui簡(jiǎn)單的介紹。大家不用看得太明白,只要大概知道是怎么回事就行了。
1,顏色:這個(gè)簡(jiǎn)單了,我們以前在中學(xué)物理課中已經(jīng)多次接觸過,白光通過棱鏡的折射后分解成多種顏色,構(gòu)成了咱們常見的七種顏色。
2, 色差儀,顧名思義,就是檢測(cè)顏色之間的差別。
3, 色差儀的檢測(cè)原理
色彩色差儀是量化色彩現(xiàn)象,建立色彩標(biāo)準(zhǔn),改善產(chǎn)品外觀,顏色品管控制,進(jìn)而進(jìn)行電腦配色的*的工具。通過自動(dòng)比較樣板與被檢品之間的顏色差異,輸出 L、a、b 三組數(shù)據(jù)和比色后的 E、L、a、b 四組色差數(shù)據(jù)。 E 總色差的大小 L 大表示偏白,L 小表示偏黑 a 大表示偏紅,a 小表示偏綠 b 大表示偏黃,b 小表示偏藍(lán)。
PartIII:色差儀的選型
目前市面上色彩色差儀種類,品牌較多,用戶在選擇時(shí)可能會(huì)遇到無所適從的情況,或者容易被誤導(dǎo)從而產(chǎn)生選擇的困境。色差儀選型時(shí)需要關(guān)心的問題主要包括以下幾個(gè)方面:(1) 性能;(2) 成本; (3) 典型應(yīng)用是否方便;(4) 是否具備完善的售后服務(wù)
(1) 性能
之所以把性能放在*位,是因?yàn)?/span>色差儀的性能優(yōu)劣決定了我們使用時(shí)的產(chǎn)品的故障發(fā)生率及產(chǎn)品使用壽命,產(chǎn)品的故障發(fā)生率及使用壽命zui終會(huì)影響到工作的效率和數(shù)據(jù)的可靠性,同時(shí)高性能的色差儀可以在提供可靠的數(shù)據(jù)的同時(shí),還可以提供一套完整的方案,可以幫助使用者建立起一套有效的色差測(cè)量體系,有效提高工作效率和保障產(chǎn)品質(zhì)量。因此在選型時(shí)一定要保證所選的色差儀在性能上不能有問題,至少在可預(yù)見的時(shí)間范圍內(nèi)或在保修期范圍內(nèi)出現(xiàn)故障及損壞的幾率很低。用戶可能發(fā)現(xiàn)這樣的情況:同樣都是測(cè)色儀,價(jià)格差異很大,測(cè)出來的結(jié)果也有不同。因此,在選購(gòu)測(cè)色儀時(shí),有些“性能指標(biāo)”是必須要注意的,這樣才能選購(gòu)一部性能價(jià)格比的儀器。
首先,要明確所計(jì)劃選型的儀器是“色差計(jì)”還是“分光色差儀”:
單純色差計(jì)的度比較低,并且,一定要注意:有些甚至不能給出顏色的色彩坐標(biāo)空間的值(L,a, b值),只能給出兩個(gè)樣品之間(通常是標(biāo)準(zhǔn)與樣品之間)的色差值(Delta-E),這種色差儀不能買,因?yàn)闆]有顏色的值數(shù)據(jù),沒有辦法與他人進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,也不能建立和管理自己的色彩標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),只相當(dāng)于正常的色彩色差儀的10%功能,價(jià)格再低廉也無法滿足測(cè)試要求,不能貪圖便宜,購(gòu)得這樣的毫無應(yīng)用價(jià)值的儀器。 分光色差儀的精度較高,與單純的色差儀測(cè)色的方法不同,分光測(cè)色儀能測(cè)量每個(gè)顏色點(diǎn)(10nm或者20nm波長(zhǎng)間隔)的“反射率曲線”。分光測(cè)色儀可以模擬多種光源,而色差計(jì)一般只有一種或zui多兩種模擬光源。
其次,“分光光度測(cè)色儀”又分為“0/45度”和“d/8度積分球”兩種測(cè)量-觀察方式:
“0/45度”只能用來測(cè)平滑的表面,而且不能用于電腦配色。“d/8度積分球式”可以用來測(cè)量各種表面,可以用于電腦配色。并且,在選擇時(shí),還要考慮有沒有消除鏡面反射,和包含鏡面反射的測(cè)量模式,如果兩種模式都有,則在測(cè)量光潔表面,有明顯反射表面的色彩時(shí)非常有用。
再次,各種“d/8度積分球”測(cè)色儀的區(qū)別:
多數(shù)公司選用“d/8度積分球”測(cè)色儀,但是,必須注意的是:不同品牌、不同型號(hào)之間仍有很大差別,導(dǎo)致不同的測(cè)量精度。
一臺(tái)測(cè)色儀除了微處理器及有關(guān)電路外,有四個(gè)主要組成部分:光源、積分球、光柵(分光單色器)和光電檢測(cè)器。這也是衡量一臺(tái)儀器優(yōu)劣的主要指標(biāo)。
一, 它是“雙光束測(cè)量原理”還是“單光束測(cè)量原理”:
雙光束儀器有兩個(gè)光柵和兩個(gè)檢測(cè)器。測(cè)量時(shí)光源只閃一次,同樣測(cè)樣品和參比白。這樣就克服了系統(tǒng)變化所帶來的誤差,測(cè)量數(shù)據(jù)的精度非常高。只是儀器成本較高。
單光束儀器只有一個(gè)光柵和一個(gè)檢測(cè)器。所以測(cè)量時(shí)光源閃兩次,分別測(cè)樣品和參比白。而兩次測(cè)量時(shí)的系統(tǒng)誤差(光源光強(qiáng)分布差異,光路變化,溫度變化,電路漂移等)被當(dāng)做樣品和參比白間的差異,所以誤差比較大,儀器的臺(tái)間差也比較大。
二,光源:目前爭(zhēng)論比較多的一個(gè)問題,特在此詳細(xì)說明。
在顏色測(cè)量?jī)x器中,選擇什么光源,應(yīng)首先考慮的是穩(wěn)定性,光源定向性,壽命以及zui終獲得的光譜曲線的有效性。目前采用的多為鹵素石英鎢絲燈及氙燈兩種光源。
鎢燈是顏色測(cè)量?jī)x器(包括各種可見光譜分光光度計(jì))zui常用的光源,它是一個(gè)內(nèi)充惰性氣體或者鹵素(防止鎢絲氧化和熱蒸發(fā))的白熾燈泡。用鎢作為燈絲材料是因?yàn)殒u有足夠的強(qiáng)度,并能經(jīng)受高溫。經(jīng)測(cè)試在可見光區(qū)鎢燈的光譜曲線與黑體發(fā)射器光譜曲線幾乎*重疊。隨著近年穩(wěn)壓電源和脈沖電源的發(fā)展,鎢燈能夠提供重復(fù)穩(wěn)定的,高色溫的光束,*可以滿足外觀顏色測(cè)量對(duì)光源的需要。
氙燈是另一種常用于顏色測(cè)量?jī)x器的光源。它是一個(gè)裝有一對(duì)電極的充滿氙氣的密封玻璃管。當(dāng)在電極上加上高電壓時(shí),內(nèi)部氙氣就會(huì)受到激發(fā)瞬間產(chǎn)生弧光,這屬于一種充氣放電燈。氙燈的優(yōu)點(diǎn)在于譜線比白熾燈的譜線更接近于日光并且能量較高。然而,對(duì)于大多數(shù)弧光燈來說要得到穩(wěn)定的光輸出是相當(dāng)困難的,而對(duì)于精密準(zhǔn)確的顏色測(cè)量來說,連續(xù)無波紋的光譜(穩(wěn)定的光輸出)恰恰是zui為重要的。
從光檢測(cè)的角度來講,過強(qiáng)的光源強(qiáng)度一般都會(huì)超出了檢測(cè)器的線性范圍,這是一個(gè)常識(shí),在光路設(shè)計(jì)上又需要減弱zui終到達(dá)檢測(cè)器件的光強(qiáng)度,這使得光路設(shè)計(jì)復(fù)雜化,另外,大家都知道,目前絕大多數(shù)紫外可見分光光度計(jì)均采用D2燈和鎢燈做光源,對(duì)于測(cè)量物體表面顏色來講,人眼看見的就是可見光,采用能量消耗小,電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,受命長(zhǎng),系統(tǒng)體積小,價(jià)格低廉、容易維護(hù)更換的鎢燈是非常合適的。在上個(gè)世紀(jì)60-70年代,所有的旋光儀均采用鈉光燈作為光源,因?yàn)榘凑招舛鹊亩x,儀器需要能量集中在589nm的光源,當(dāng)時(shí)鈉光燈幾乎是*的選擇,但是,與氙燈一樣,鈉光燈作為一種真空放電激發(fā)器件,使用壽命和光強(qiáng)度的穩(wěn)定性,均很難保證,并且鈉光燈成為了旋光儀昂貴的消耗品,在今天,德國(guó)Colorlite公司所生產(chǎn)的SPH900色差儀使用的光源均采用*LED作為光源,其使用壽命相對(duì)于儀器來講幾乎是無限長(zhǎng),超低能耗,LED光源技術(shù)解決了這一難題。
三,
整體產(chǎn)品的配套性:專業(yè)的色彩儀器生產(chǎn)商除提供不同系列的測(cè)色儀外,更會(huì)提供多種配套產(chǎn)品,如品控軟件、顏色數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊,客戶管理模塊,顏色標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理模塊等,在硬件上,還有用于特殊樣品測(cè)量的附件共選擇。這些配套產(chǎn)品可以使測(cè)色儀在品質(zhì)檢測(cè)、管理及生產(chǎn)中的功能發(fā)揮得更完善。即使某些功能目前暫時(shí)不需要,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,一旦系統(tǒng)升級(jí),只需添加配套產(chǎn)品即可,而不需受測(cè)色儀本身的制約。
色差性能主要包括功能、工作溫度、測(cè)量范圍,讀數(shù)精度,測(cè)量參數(shù),測(cè)色空間選擇等,在選型時(shí)必須保證這幾點(diǎn)符合產(chǎn)品的應(yīng)用要求。例如主要在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的,那么儀器的耐用性就應(yīng)該要高,并且要求使用時(shí)具有操作簡(jiǎn)易的特點(diǎn)。
四, 積分球:積分球的質(zhì)量對(duì)測(cè)色儀性能的影響至關(guān)重要。目前市場(chǎng)上多數(shù)的積分球內(nèi)層反射層為涂層結(jié)構(gòu),存在使用一段時(shí)間后發(fā)黃、剝落等問題。而一旦這種情況出現(xiàn),測(cè)色儀就不能提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù),積分球必須整個(gè)更換。而積分球是測(cè)色儀的關(guān)鍵部件,維護(hù)費(fèi)用會(huì)很高。好的積分球整體均由穩(wěn)定、耐用的高反射材料制成,耐老化、不會(huì)變色,也不存在內(nèi)層剝落的問題。整機(jī)的使用壽命長(zhǎng),維護(hù)費(fèi)用低。德國(guó)Colorlite公司的SPH900色差儀的積分球是采用*涂層,使用配合式組件方法,解決了精度和使用壽命的問題。同時(shí),由于其*的配件式結(jié)構(gòu),使得測(cè)量更加簡(jiǎn)單了。與市面上其它色差儀產(chǎn)品采用金屬殼內(nèi)涂布Ba鹽涂層*不同,使用壽命,抗老化性能相差數(shù)倍,用戶在選擇時(shí)必須要考慮這個(gè)非常重要的因素。
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