对于彩色行业而言,色度的测量在样品的检测与品质评价中扮演着重要的角色,因此,越来越多的行业开始使用颜色测量仪器进行色度的测量。但在色度测量的过程中,多种因素会影响色度结果的准确性,如果不加以注意,测量的数据就不会正确的反应样品的质量。本文对色度测量的仪器类型及注意事项进行了介绍。
色度测量的仪器类型:
色度测量的仪器根据使用场景的不同,主要分为台式测色仪器、手持式测色仪器和在线颜色测量仪器。
1.台式测色仪器
台式测色仪从原理上说,可以是积分直读式仪器,也可以是光谱测色仪器。这类台式仪器一般有以下特点:
(1)准确度高;
(2)重复性及稳定性好;
(3)被测样品需裁小样;
(4)带积分球,测量条件为t/0或0/t。
2.手持式测色仪器
手持式测色仪器的主要特点是,采用可充电电池供电,使用方便,快捷。目前市场上出现的这类仪器从工作原理上分,主要有二类:一类是分光式测色仪,采用光谱阵列接收装置实现可见光区域快速同时扫描。输出内容丰富,测量数据准确。并具备RS-232C计算机标准数据通讯接口,使用灵活。
另一类是积分直读式测色仪器,通过采用滤色片匹配,满足卢瑟条件而直接测量待测色的三刺激值。测量准确度较分光式仪器差,但用于测量色差则完全可以满足实际生产的要求,达到相当高的准确度。这种仪器常用于对颜色测量要求不高的行业,可以同时测量颜色和色差参数,并可进行多次测量求平均等,但无RS-232C接口。
3.在线颜色测量仪器
所谓颜色的在线测量,是指采用快速、非接触式测色仪器在动态生产线上对产品的颜色(包括透反射比)进行准确的测量,并采用计算机记忆、分析测量数据,实现对产品的颜色参数进行实时管理。较之离线测色仪器,在线测色系统应具有以下特点:
①非接触式测量。此时必须考虑消除周围背景光对测量的影响。
②快速测量。测量时间必须很短,以至于在这一很短的测量时间内,运动着的待测物体相对于探头是静止的。这可以通过在分光仪器(如光栅)的先谱像面上设置阵列接收器件(如光电二级管阵列,或 CCD 阵列)以实现对可见光谱的同时扫描,获得物体色在不同波长的光谱反射因数。
③适应生产现场的环境因素,如一定的温度、湿度、灰尘、振动等。
④系统在工作过程中应能进行自动校准,其在线测色的分辨力应优于一般人眼的色差分辩力。
综上所述,在线颜色测量系统是一种采用扫描光谱测色仪进行的高准确度、高可靠性的实时颜色测量系统,是工厂实施颜色监控的最佳手段。
色度仪器测量需要注意:
1.白板校正
每台仪器都附带了一个标准白板,仪器每次使用前必须用该白板进行校正定标。
2.测量光源
光源是影响色彩再现的一个非常重要的因素,同一个颜色的物体在不同的光源照射下呈现的颜色是不一样的。例如,在太阳光下看着是蓝色的衣服,在红灯下就成了黑色;黄色的物体在红灯下是红色,在绿灯下成了绿色,而在蓝光照射下变成了黑色。因此,色彩测量中光源的选择应引起重视。在大多数颜色测量仪器中可以选择的光源有A、C、D50、D65、D75 F2、F2、F11、F12等几种光源,不同的光源测量的结果差别很大,因此,测量的数据必须注明是在什么光源下测量的。
3.测量的视场角
人眼观察物体细节时的分辨力与观察时视场的大小有关。与此相似,人眼对色彩的分辨力也受视场大小的影响。实验表明:人眼用小视场(<4°)观察颜色时辨别差异的能力较低,当观察视场从2°增大至10°时,颜色匹配的精度和辨别色差的能力都有增高;但视场再进一步增大时,则颜色匹配的精度提高就不大了。目前颜色测量仪器中一般有两种视场角2°/10°。在2°和10°视场下,相同的颜色所呈现的色彩也是不一样的,因此,在色彩测量中,也必须标注测量时所选用的视场。
4.颜色空间
目前用于颜色测量仪器的颜色空间有CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB、HunterLab、βxy、DINLab99等多种。其中XYZ和Yxy在色彩学理论中都是CIE1931 XYZ标准色度学系统的不同表述形式,但是色差仪等颜色测量仪器中却把它们作为两种颜色空间。选择颜色空间其实就是选择测量结果的表达形式。
5.色差的计算
色差是颜色检测与评定的一个重要的参数指标,色差的大小直接影响着产品的合格与否以及其等级。因此在进行色差计算时,要选择同一色差公式,因为不同的色差公式计算的结果差别很大,不利于比对。因此在测量的色差数据中也必须注明选用的那个色差公式。