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利用色差計(jì)的顏色的測(cè)試原理

發(fā)布于:2013-02-25
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人眼能辨別幾百萬(wàn)種顏色,盡管這是主觀的視覺(jué)評(píng)估;但當(dāng)用于質(zhì)量管理目的時(shí),這種方法不再是推薦,因?yàn)槠淙狈?shí)際可量化的數(shù)據(jù)且記錄數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。從20世紀(jì)30年代初起,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多科學(xué)的測(cè)量技術(shù),在這些組織當(dāng)中,以邏輯數(shù)字度量技術(shù)為基礎(chǔ)的CIE(光國(guó)際委員會(huì))被廣泛接受和采用,邏輯數(shù)字度量技術(shù)中清楚定義了物理參數(shù)和計(jì)算方法。因此,其很多方法今天得到了充分證明,并為主要的標(biāo)準(zhǔn)(例如ASTM標(biāo)準(zhǔn)、BS、DIN、ISO等)所采用。

顏色感知

顏色被描述為以下各項(xiàng)的相互作用:光源- 物體-人眼。

光源

光源能夠根據(jù)其類型和物理性能影響對(duì)顏色的感知。
對(duì)工業(yè)用途,主要光源- 或發(fā)光體-已進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化:

A:白熾燈
C:North-sky日光
D(65):日光 - 被廣泛采用
F(各種不同的光源):熒光燈

由于同色異譜的原因,同一光源下相同的顏色在其他光源下可能顯示有差別。

測(cè)試對(duì)象

根據(jù)其類型、表面條件、光潔或暗淡的表面處理、不透明度的不同,材料反射和吸收光也不同。因而影響了對(duì)顏色的感知。
基于這些原因,用戶應(yīng)制定樣品和測(cè)量的條件。對(duì)于油漆和墨水,使用自動(dòng)精密薄膜涂布機(jī)能夠提供十分可靠的樣品。

觀察者

人眼能看見(jiàn)大約 400 和 700 Nm 光譜范圍的光。色覺(jué)通過(guò)眼睛感受器官的網(wǎng)絡(luò)傳遞,感受器官基本對(duì)3種顏色敏感,這三種顏色經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化作為三色值:
X = 紅色 Y = 綠色 Z = 藍(lán)色
基于2°或10°觀察點(diǎn)。
這些值形成了很多測(cè)量系統(tǒng)的計(jì)算基礎(chǔ),包括從色度坐標(biāo)到廣泛使用的CIE實(shí)驗(yàn)室色域。

CIE L*A*B*實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)
在很多顏色測(cè)量方法中,最通常使用和受歡迎的是CIEL*A*B*(CIE實(shí)驗(yàn)室)系統(tǒng)。在該色域中,幾乎任何顏色都可以根據(jù)其在一個(gè)三維框架內(nèi)的位置進(jìn)行識(shí)別。

L* 軸顯示亮度;A* 軸顯示紅色或綠色,B* 軸顯示黃色或藍(lán)色。這個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)也能夠?yàn)闃悠泛蛥⒖嘉镏g的色差提供有效的計(jì)算:L*, A*, B* 以及總色差E*。其他相關(guān)
參數(shù)如C* 和H* 可用于對(duì)飽和度和色調(diào)進(jìn)行顏色變化的識(shí)別。

該系統(tǒng)精確、可靠,易使用,使用范圍從研發(fā)、生產(chǎn)到質(zhì)量管理。

測(cè)量顏色的儀器

色度計(jì)使用精確定義的光源,上述觀察者可在精確定義的測(cè)量幾何體下測(cè)量顏色,并將要求的數(shù)據(jù)輸出到顯示器、打印機(jī)或計(jì)算機(jī)上。根據(jù)其技術(shù),有兩種儀器:

-色差計(jì):通過(guò)使用過(guò)濾器分開(kāi)三基色,色差計(jì)能夠提供有限的顏色數(shù)據(jù)、差別計(jì)算以及其他一些功能。該儀器也被稱為顏色比較儀。

-分光測(cè)色計(jì):通過(guò)將先進(jìn)的能夠分析顏色光譜的電子硬件與軟件相結(jié)合,該儀器(也稱為分光光度計(jì))不僅能夠提供高精度的顏色數(shù)據(jù)或差別,還能夠提供對(duì)光源模擬有用的光譜圖和數(shù)值。也能評(píng)估同色異譜和執(zhí)行電腦化顏色匹配以及許多其他先進(jìn)特性。

取決于測(cè)量的材料,儀器有兩種型號(hào):
-反射分光測(cè)色計(jì)-測(cè)量材料表面(例如固體表面)反射的顏色。
-透射分光測(cè)色計(jì)-測(cè)量通過(guò)材料(例如透明液體)透射的顏色。

外觀測(cè)量- 顏色和光澤
對(duì)固體材料,有兩種最經(jīng)常使用的測(cè)量角度:45/0°和d/8°。
根據(jù)具體設(shè)計(jì),兩者或包括(Spin)、或排除(Spex)反射光的光澤部分。這使入射光能夠作為兩個(gè)組成部分從被測(cè)量的表面反射- 鏡面反射的部分(光澤)以及散射的部分(顏色)。但是,在介質(zhì)光澤上進(jìn)行比較時(shí),這兩種幾何體在高光澤樣品上能夠提供輕微不同的測(cè)量。

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45/0°:以45°角圓周照明,并以垂直于樣品平面的0°角測(cè)量。
該系統(tǒng)被認(rèn)為能夠與人類觀察者相似觀察樣品的一樣方式。
因此,在測(cè)量?jī)蓚€(gè)相同顏色樣品時(shí),如果兩者有不同的光澤度水平,則會(huì)顯示不同的結(jié)果,(E*)。

D/8°(漫射):是指1 只球體漫射照明,并在于樣品成平面8°測(cè)量。通過(guò)進(jìn)入球體結(jié)合反射光澤測(cè)量(SPIN),因此,對(duì)于有不同光澤度的相同顏色,E* 值將顯示沒(méi)有差別。這對(duì)評(píng)估顏色強(qiáng)度、漫反射,及色度值時(shí)有用。對(duì)于某些應(yīng)用,除了使用內(nèi)部光澤進(jìn)行反射光澤測(cè)量的型號(hào)(SPEX)之外的型號(hào)都可提供這一球體系統(tǒng)。但此測(cè)量結(jié)果與45/0°的幾何體的不相同。

D/8°+ 光澤度或45/0°+ 光澤度:為了同時(shí)測(cè)量顏色和光澤( 在60°)*,色度儀內(nèi)置光澤度測(cè)量?jī)x。

 

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