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測色儀的基本原理
閱讀:39 發(fā)布時間:2023-12-14分光測色儀是將性能優(yōu)良、使用方便的測色計以輕便小巧的方式推向市場的測量產(chǎn)品。便攜式分光測色計是將性能優(yōu)良、使用方便的測色計以輕便小巧的方式推向市場的測量產(chǎn)品。
分光測色儀的原理:
分光測色儀一般利用棱鏡、光柵、干涉過濾器、可調的或不連續(xù)的系列單色光源來實現(xiàn)分光,然后根據(jù)色散原理分析單一色彩信息,實現(xiàn)色彩數(shù)字。分光測色儀可以根據(jù)內部設置的色度空間和計算公式zui終顯示色度信息,并以數(shù)字的形式輸出。另外,分光測色儀也可以根據(jù)色度數(shù)據(jù)分析潛在的光譜數(shù)據(jù)信息。
在沒有之前,顏色的辨別只能通過人眼來判斷,但大家都知道,看顏色的結果受三個要素的影響:光源、物體、觀察者。它們中任一個變化都會導致結果的變化,所以必須有一個標準的、客觀的設備或儀器來得出量化的數(shù)據(jù)。CIE國際照明委員會將此量化,即把光源、物體反射率或透射率、標準觀察者用數(shù)字來表示,替代人眼造成的不客觀性。
1、光源
光源通常是被認為發(fā)光的物質,但色度學概念中,光源是各種不同的能量光譜組成的照明體,它是一個在不同波段(如400nm)有自己特定能量的圖譜。通常人眼能觀測的電磁光譜中可見光的范圍是400-700nm,但CIE(國際照明委員會)發(fā)現(xiàn)并規(guī)定360-780nm才是的可見光范圍。而大家知道,光源的不同會導致看顏色的不同,那是和光源本身特性相關的,也就是說,不能能量分布的光源照明體會導致看顏色的結果不同。我們國家常用的光源有D65光源,C光源,A光源,TL84光源,CWF光源,U30光源等等,他們的能量圖譜都不同。
2、物體
物體就是我們通常說的待測樣品,它可以是你的標樣也可以是你的試樣。各行業(yè)的樣品不同,但它們都有相同的特性,樣品本身的著色劑(染料、顏料等等)對光有吸收,繼而帶來反射或透射的不同。
3、觀察者
你可以認為是人眼或者是儀器的檢測器,但在色度學概念中,我們叫2度或10度視角,這是因為隨著醫(yī)學及生物學的發(fā)展,科學家在1931年及1964年分別發(fā)現(xiàn)人眼視網(wǎng)膜上有對顏色敏感的桿體及椎體細胞負責明暗和顏色視覺,而這些細胞的分布與瞳孔及物體所形成的夾角是2度和10度,所以我們通稱為標準觀察者。
測色儀是模擬并替代人眼觀察顏色,并給出結果的客觀儀器,它的光源現(xiàn)在技術一般是模擬D65光源,多為閃光氙燈,好的儀器的光源是D65光源模擬日光的時候,其中UV(紫外)部分也模擬得非常像,而且如果夠標準的話都會配紫外和可見光比例校正板給客戶,這樣,光源是足可以放心了。但還有觀察者和其它很多因素決定著一臺測色儀器的優(yōu)劣。
測色儀從結構上來看分為兩種:積分球和45°/0°或0°/45°。積分球結構業(yè)內一般叫d/8°結構,d是diffuse的縮寫,由一束光照在積分球內壁上在積分球里混合后形成入射光,積分球涂層是白色的高反射物質,這些物質必須長年不變化,保持高反射和穩(wěn)定才會使光源穩(wěn)定。市場上的美國HunterLab和X-Rite的積分球用的物質都是物質,比傳統(tǒng)BaSO4要耐候的多。積分球的尺寸ASTM也有規(guī)定,6.5英寸,相當于165mm直徑的積分球,而市場上的很多手提式或便攜式測色儀只不過是為了方便而已,并不是標準的可信賴的儀器。
45/0結構儀器是45度角入射到樣品,0度角接收,照明方式和人眼看的方式接近,不考慮鏡面反射光的影響,所以測量結果也會和人眼看的很接近。
現(xiàn)在顏色的演變日新月異,經(jīng)常有出現(xiàn),像干涉顏料,效果顏料,通常說變色龍顏料,珠光漆,金屬漆等。市場上多角度測色儀有好幾款,但基本上都是光源、物體、檢測器三點處于同一平面。對于顏色變化很大的當前樣品來說,如果要間隔更小角度,很顯然,固定角度的多角度測色儀是無法解決的。而且現(xiàn)在的顏料技術更是朝著不同平面顏色不同的效果上發(fā)展,這樣就需要多平面多角度測色,更高技術可以選擇配色,配出來后的顏色在不同角度上和標準樣很接近。
從分光原理上來看,分為兩種,三刺激值和分光原理,前者通過模擬紅綠藍三原色,大概估計出顏色,但對計算其它顏色指數(shù)非常不精確-它沒有反射率或透射率,它只有三個點參與計算,它沒有標準觀察者和視角。
分光原理測色儀就理想很多了,通過光照射到樣品上,經(jīng)過反射到光柵分光,然后光信號轉換成電信號,最終轉算成數(shù)字信號。其中光源、光柵、光信號放大裝置、光電轉換器等等環(huán)節(jié)都要求非常高,計算過程是從光源光譜能量*反射率(透射率)*觀察者(2度/10度視角-xyz值)*系數(shù)的積分值得到相應的XYZ三刺激值,然后通過轉換得到Hunter Lab或CIE L*a*b*及其它指數(shù)或色度標尺。
測色儀,廣泛應用于塑膠、印刷、油漆油墨、紡織服裝等行業(yè)的顏色管理領域,根據(jù)CIE色空間的Lab,Lch原理,測量顯示出樣品與被測樣品的色差△E以及△Lab值,反射率等數(shù)據(jù)。
測色儀廣泛應用與化工、食品、塑料、涂料、建筑等行業(yè),通過測得的三刺激色XYZ,可以算出很多顏色指數(shù)。