色差仪作为一种光电仪器,主要用于样品的颜色测量,为样品的颜色提供可参考的数值标准。被广泛的用于塑胶电子、油漆油墨、纺织服装印染、印刷、陶瓷等行业的色差品质管控。那么,色差仪是怎么工作的?色差仪有哪些功能?本文对色差仪的工作原理及功能作了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!
色差仪的工作原理:
色差仪是通过模拟人眼对红、绿、蓝光感应,根据Lab原理,测量出颜色容差△E以及△L、△a、△b值用以进行试样和标样对比的光学测量仪器,通常被应用在布料漂染,塑品制作等对色彩重视度较高的行业品质控制过程,保证工作上的测色需要。
目前常用的色差仪分为三类:手持式、便携式和台式色差仪。手持式色差仪精度较低且无法导出数据;便携式色差仪精度较高,且除了直接显示数据外也可通过连接电脑进行数据传输;台式色差仪精度最高但是体积庞大。因此便携式色差仪为目前被普遍使用的一款精密色差仪。
色差仪以L、H、C、a、b五个输出结果作为颜色标尺被感知并测量,但是H和C仅仅作为视觉容差和色彩鲜艳度的一种表达方式。其中最主要的影响因素为L、a、b。
L代表明度,L的值越大代表越亮,即越靠近白色,反之则靠近黑色;
a代表色环的横坐标,-a到+a代表颜色从绿色到洋红;
b代表色环的纵坐标,-b到+b代表颜色从蓝色到明黄;
其他影响因素还有H和C,H代表色调角,C代表饱和度。
△L、△a、△b通常被用来表示标样点和试样点的明度、横向色彩度及纵向色彩度的差异,在色环系中代表了试样点和标样点的矢量距离。通过△L、△a、△b根据公式可以得出总容差△E,代表试样点和标样点的色彩偏移程度,△E数值越大,说明色差越大。
△E2=1/2(△L2+△a2+△b2)
其中△a2+△b2为色环坐标系中试样点到标样点的矢量距离,根据公式推演,若标样点在三维坐标系中为原点,那么试样点和标样点的颜色差异△E即为试样点到原点矢量位移绝对值的1/2。由此推论,当检验条件一致并且满足STC要求时,因明度产生的颜色误差将趋于无限小,在我们的数据统计中可默认将明度造成的系统误差降低为0。
△L、△a、△b通常被用来表示标样点和试样点的明度、横向色彩度及纵向色彩度的差异,在色环系中代表了试样点和标样点的矢量距离。通过△L、△a、△b,根据公式可以得出总容差△E,代表试样点和标样点的色彩偏移程度,△E数值越大,说明色差越大。
色差仪的作用:
1.判断产品是否合格
通过色差仪测得的总色差,从而判断生产出来的批次样是否符合客户要求。做出这一判断的依据,一是测得的标准样和生产的批次样之间的总色差△E的大小。再就是参照客户对色差大小要求的尺度以及在颜色评价时的照明光源和观测条件,对生产样在颜色方面是否符合客户要求做出比较准确的判定。
2.对颜色差异进行修正
色差仪在给出总色差的同时,还可以给出分量色差值 △L*、△a*、△b*、△C*、△H*和不同照明体下的条件等色指数。从分量色差值,我们可以清楚地看出引起色差的主要因素是明度、饱和度还是色相。从而为批次样颜色的修正指出方向。
3.目视评定提供参考依据
通过色差仪测量的色差值,可以给出在不同照明体条件下的条件等色指数,避免了在视觉判定时,由于判定条件的不稳定而产生误差。
4.判断颜色偏色情况
通过色差仪测量的色差值可以准确地判断批次样和标准样产生的色相的差异方向,即与标准样相比,批次样是偏红、偏蓝、偏黄、偏绿等。
色差仪的功能介绍:
1.色差测量
这是色差检测仪核心功能。不管什么类型的色差仪,光电积分式或分光光度式,其关键性的功能就是检测两个色源之间的色差,通过对比标样和试样lab值及ΔE,就可以直观评定二者的色差程度。
所有的颜色都可以通过任何一种Lab颜色标尺被感知并测量,L轴为亮度轴,0为黑,100为白;a轴为红绿轴,正值为红,负值为绿,0为中性色;b轴为黄蓝轴,正值为黄,负值为蓝,0为中性色。这些标尺可以用来表示试样与标样的颜色差异,通常以Δa、Δb、ΔL为标识符,ΔE被定义为样品的总色差,但其不能表示出试样色差的偏移方向,ΔE数值越大,说明色差越大。色差仪可以根据CIE色度空间的Lab、Lch原理,测量显示出试样与标样的色差ΔE及Δa、Δb、ΔL值。
2.同色异谱检测
当两种颜色在一种照明条件下看起来相同而在另一种光源下不同时,发生光照同色异谱。这会给配色带来很大的困难,虽然样品在工厂的人造光下可能看起来相同,但在日光下观察时可能会出现明显的色差。
色差仪中配置多种常用的标准光源,可以帮助用户检测两个样品在不同光源条件下的同色异谱现象,保证产品的外观颜色品质。
3.颜色传递
普通的色差仪其功能相对单一,可能仅仅用于色差检测,而对于高品质的电脑色差仪或分光型色差仪来说,就可以进行颜色传递。分光测色仪通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数,不仅可以给出X、Y、Z的绝对值和色差值E,还可以给出物体的分光反射率值,并可以画出物体色的分光反射率曲线。因此被广泛用于实验室颜色精确分析与传递,采用此类仪器可实现高准确度的色测量,可对光电积分测色进行定标,建立色度标准等。
4.其他色度指标检测功能
除了以上功能外,高品质的分光测色仪还可以根据用户的需求检测以下色度指标:
①Opacity(遮盖力)
遮盖力的指标可以反应涂料式幽默对于底材的覆盖能力。若覆盖能力越高代表涂料或油墨在应用时不容易因底材的颜色使得涂料或者油墨的颜色改变。
②Reflectance(反射率)
描写光从物体表面反射的百分率,用分光测色仪可测量出沿可见光谱的不同间隔内物体的反射率,若所见光谱为横坐标,所反射为纵坐标可描绘物体色的光谱曲线。
③Whiteness(白度)
白度是表达颜色偏白的程度,广泛的应用在印刷及纺织行业。
④Yellowness(黄度)
黄度是指颜色与标准白的偏差,广泛的应用在塑胶行业。