2023-03-01
色差儀是干什么用的?色差儀作為一種分析檢測儀器,在涂料、紡織、印刷等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,不僅可以評判原料和產(chǎn)品的特性進(jìn)行驗收和質(zhì)量控制,而且可以作為產(chǎn)品研發(fā)和工藝改進(jìn)的一種重要工具。本文對色差儀的作用及類型進(jìn)行了簡要的介紹,對顏色測量光電儀器知識感興趣的朋友可以了解一下!
顏色,是一種有關(guān)感覺和主觀解釋的東西。正常視力的人可以分辨大約1000萬種顏色,但卻不能確切地給出顏色的量值。因為要表達(dá)一個顏色有各種各樣的方法和詞匯,但是要向某人描述特定的顏色是很難說得一清二楚的。為了進(jìn)行色彩交流,人們希望量化色彩現(xiàn)象,建立色彩標(biāo)準(zhǔn),用數(shù)字來表示顏色。
色差儀的出現(xiàn),正是這種需求的最好體現(xiàn),它可以輕松地得到被測物體在不同光源及各種條件下的色度數(shù)據(jù)甚至光譜曲線,有利于進(jìn)行色彩的管理、控制及研發(fā),方便不同廠家間的色彩交流和溝通。使用儀器也可以避免人為或環(huán)境因素造成的色彩判斷偏差,無論室內(nèi)室外、都可以做到更準(zhǔn)確、客觀的評判色彩。被廣泛的應(yīng)用于塑膠電子、油漆油墨、紡織服裝印染、印刷、陶瓷等行業(yè)準(zhǔn)確顏色測量和品質(zhì)控制。
根據(jù)性能參數(shù)、精度范圍和使用要求,色差儀可分為3種:第一種是手持式色差儀,又稱色彩色差計,其能直接讀取數(shù)據(jù),不用連接電腦,不配帶軟件,使用方便,價格便宜,但精度較低,在顏色管理的一般領(lǐng)域使用廣泛;第二種是便攜式色差儀,又稱便攜式分光色差儀,其除了能直接讀取數(shù)據(jù)外,還能連接電腦,配帶軟件,體積較小,便于攜帶,精度較高,價格適中;第三種是臺式色差儀,又稱臺式分光測色配色儀,其具有讀數(shù)窗口,連接電腦時需要使用測色、配色軟件,具有高精度的測色和配色功能,體積較大,性能穩(wěn)定,價格較高。
1.按照幾何結(jié)構(gòu)劃分
(1)積分球式色差儀
積分球是一個中空的金屬球,其內(nèi)表面涂有中等灰色的高反射漫射物質(zhì),如硫酸鋇或聚四氟乙烯。進(jìn)入這個球體的光線經(jīng)過多次反射后都只能從測量孔或光源孔射出積分球。一束光從任意的不通過球心的角度照進(jìn)積分球,經(jīng)過球壁的多次反射后會從各個角度照射到樣板,最終通過測量孔或光源射出積分球。測量孔是在與法線夾角成8°的位置,由一組光電管構(gòu)成的探測器。例如三恩時公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差儀就是這種結(jié)構(gòu)的色差儀。
CIE沒有明確規(guī)定積分球的開孔尺寸,只要求所有開孔面積不超過內(nèi)表面積的10%,因此不同廠家的產(chǎn)品的開孔位置、尺寸及光源入射角度會有區(qū)別。與觀測孔關(guān)于法線對稱的地方有一個光阱,關(guān)閉光阱時鏡面反射成分包含在內(nèi),簡寫作d/8:i(d表示漫反射照明,8是8度角接收,i指包括鏡面反射),也可簡寫作SPIN。當(dāng)光阱打開時去除了鏡面反射,此條件簡寫作d/8:e,e指去除鏡面反射。這種儀器不僅能測量不透明樣品的顏色,還可以測量透明樣品的顏色。
(2)環(huán)形照明式色差儀
理想漫反射物體對于任意一束光都將以漫反射形式即各方向等效地反射出去,為此入射光和觀察者的角度并不重要,不會影響到觀察結(jié)果,但真實物體表面并非理想漫反射表面,多少都會由于鏡面反射成分和表面紋理而造成由于入射光和觀察者的幾何位置不同而表現(xiàn)出來的微小顏色差異。而環(huán)形照明則可以消除這種影響,其是以45°環(huán)形照明,0°(法線方向)觀測的,可以縮寫為:45/0:c。由于光路可逆,它與0°照明45°方向環(huán)形接收是等效的,該測色幾何條件對應(yīng)的色差儀有三恩時公司的 NR145+等。這種結(jié)構(gòu)的儀器是完全不包括鏡面反射光的,測得的數(shù)據(jù)與人眼觀察一致,另外這種儀器只能測量不透明樣品的顏色。
2.按照測量原理劃分
(1)三刺激值型色差儀
最早的便攜式色差儀就是三刺激值型便攜式色差儀,早在1931年科學(xué)家就提出從理論上假設(shè)并不存在于自然界的三種原色,即理論三原色,以X,Y,Z表示,以期從理論上來調(diào)配一切色彩。三色系統(tǒng)中,與待測光達(dá)到顏色匹配所需的三種原色刺激的量。用X(紅原色刺激量)、Y(綠原色刺激量)和Z(藍(lán)原色刺激量)表示。
三刺激值是引起人體視網(wǎng)膜對某種顏色感覺的三種原色的刺激程度之量的表示。根據(jù)亥姆霍茲的三原色理論,色的感覺是由于三種原色光刺激的綜合結(jié)果。源于此理論科學(xué)家研發(fā)出了早期的三刺激值型便攜式色差儀。
三刺激值型便攜式色差儀主要是由三濾鏡配合硅光電池作為三個傳感器,結(jié)構(gòu)相對簡單,精度不高,比較適合測量不同樣品間的色差,不適合用于例如反射濾光譜及色強(qiáng)度等復(fù)雜的色彩分析中。
(2)分光型色差儀
分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸光度或發(fā)光強(qiáng)度,對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法,分光型便攜式色差儀的就是利用這種方法來測試的,準(zhǔn)確度很高。
在分光光度計中,將不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時,便可得到與不同波長相對應(yīng)的吸收強(qiáng)度。如以波長(λ)為橫坐標(biāo),吸收強(qiáng)度(A)為縱坐標(biāo),就可繪出該物質(zhì)的吸收光譜曲線。利用該曲線進(jìn)行物質(zhì)定性、定量的分析方法,稱為分光光度法,也稱為吸收光譜法。
分光型便攜式色差儀一般采用衍射光柵或回折光柵,將光線按一定波長間隔分開,然后采用若干組傳感器陣列進(jìn)行感光分析。分光型便攜式色差儀一般精度更高,對顏色也比較敏感,除了測量色差外,還可以測的每一波長選的反射率曲線,因此更適合于復(fù)雜的色彩分析。
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