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什么是色差计

对颜色色差检测的方式目前较为主流的有两种,要么在标准光源下直接通过肉眼观察,这种方法由于不同观察者的视觉辨色能力是有差异的,也和人的心理、生理特性有很大的关系,相对来说只能满足一些要求低的企业用户。为了能够更好的量化、传递颜色测量结果,就需要建立标准的颜色系统,需要使用专门的仪器来进行检测。色差计就这样的仪器,下面就介绍下什么是色差计。
 
色差计

色差计
 
什么是色差计?
色差计是一种光电积分式颜色检测光学仪器,广泛应用于工业领域的颜色质量管理中,主要用于企业用户改善产品色差,因此被人们称为色差计或者是色差仪。色差计的工作原理是:利用仪器内部的标准光源发射光线到达被测物体表面,然后经过透射或反射,仪器的感应器接收到信号并转换为数值,从而可以测出物体的三刺激值和色品坐标;当需要测量两种颜色的色差时,可以根据不同的色差公式,计算出两种颜色的色差。前面说了需要一个标准的颜色检测体系,其实国际照明委员会CIE早在1931年都开始设计标准了,目前色差仪是以CIE 1976为基础设计的,因此可以通用于全球用户。
 
色差仪光学结构组成:
在色差仪仪器的系统结构组成上,通常由标准光源、光电探测器、信号放大、数据计算处理、数字显示和打印等系统软件几大部分组成。其中光电探测器常用的是硅光电器件,并且分别带有三个修正滤光片组,使其光谱响应与光谱三刺激值曲线相匹配。
 
色差仪的照明与观察条件是0/d。光源的光束经过会聚透镜(或透射样品),以及45°反射透镜投射到反射样品上,积分球收集样品表面反射(或透过透射样品)的辐射通量。积分球的内壁涂有中心白色漫反射材料,如氧化镁(MgO)或硫酸钡(BaSO4)。光电探测器X、Y、Z分别安装在球壁的三个测量孔上,它们可以同时接受样品的反射或透射辐射通量测量透射样品时,在样品测量孔上放置氧化镁或硫酸钡中性白板。这类仪器可用于测量在某种CIE标准光源(如D65、C等)照明下,反射或透射颜色样品的三刺激值和色品坐标;如果需要测量荧光物体的荧光相关特性,则应该采用具有紫外辐射的CIE标准照明体D65作为标准光源(一般为模拟D65照明),这样才能真实反映荧光物体的颜色特性。
 
色差仪测量数据准确性怎么样?
色差仪的测量精度与其光谱特性是否符合卢瑟条件的程度有关。一般色差计探测器的光谱修正中,要使仪器完全符合卢瑟条件是不可能的,只能是近似匹配。为了减少光探测器光谱修正不完善所带来的误差,应该根据待测样品的颜色,选用不同的标准色板或标准滤色片来校正测色仪器。将选定标准色板或标准滤色片放入仪器,并调节仪器的输出结果,使测得的三刺激值与标准色板或标准滤色片的定标值一致,然后仪器才能用于实际测试。通常色差计配有4-10块不同颜色的标准色板或标准滤色片,其三刺激值由高精度分光光度计预先标定。如果被测的反射或透射色样与校正用标准色板或标准滤色片的颜色相近,则可以认为两者具有近似的光谱反射或透射特性,这是色差计测得的色度参数就有较高的可靠性。
 
此外色差计的测量精度还与仪器的光源、光探测器的稳定性等密切相关。在整个测量过程中,如果光源色温变化,其相对光谱功率分布就会改变,会导致其与卢瑟条件的匹配精度低,故其测色精度也随之下降。光探测器的光谱灵敏度发生变化也会造成同样的后果。如果仪器的光探测器采用硅光电器件,那么该影响就可以大大降低。因此,为了保证测色仪器的长期测量精度,需要定期进行相关检查,必要时应该更换光源等器件。不过,现在大部分色差仪使用的光源,都是LED光源,其应用时间和测量稳定性都会更好。在仪器标定之后的测量过程中,为了消除或减弱光源可能发生的变化对测色精度的影响,可以通过双光路光学系统结构的设计来加以改进,其中参考通道用于监视照明光源的发光特性,并实时地修正光源波动对测量通道中颜色信号的影响。
 
在上述的内容中,我们对色差仪测量的稳定性说的比较官方。事实上使用色差仪进行测量,得到的大多数数据偏差都是人为造成的,例如在使用环境出现剧烈变化未能对仪器进行校准,或者色差计校准板有灰尘未清理,被测物体表面有灰尘或者测量区域小于仪器的测量口径等等问题。
 
色差计总体上来说是非常不错的颜色管理利器,能够很好的帮助用户测量颜色、传递颜色数据、分析色差产生的原因,以及帮助用户更好的进行颜色配色,提升产品表面质量。

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