颜色测量仪器有哪些类型?光电积分式和光谱式哪个精度高?

摘自:发七人商城 | 2023-02-28 | 作者:Faqiren

文章摘要:现如今,工业生产中对颜色准确性的要求越来越高,在与颜色紧密相关的行业,如包装、印刷生产等领域,产品颜色是否精确就直接影响到产品的质量。针对颜色测量领域,国内外研制出了适用于不同场合的针对不同精度要求的各种颜色测量仪器。这些仪器按照测色原理的不同,大致可以分为两种:光电积分式测色仪和光谱式分光测色仪。本文对这两种仪器的测量原理及测量精度做了简要的介绍,对光电仪器知识感兴趣的朋友不妨了解一下!

现如今,工业生产中对颜色准确性的要求越来越高,在与颜色紧密相关的行业,如包装、印刷生产等领域,产品颜色是否精确就直接影响到产品的质量。针对颜色测量领域,国内外研制出了适用于不同场合的针对不同精度要求的各种颜色测量仪器。这些仪器按照测色原理的不同,大致可以分为两种:光电积分式测色仪和光谱式分光测色仪。本文对这两种仪器的测量原理及测量精度做了简要的介绍,对光电仪器知识感兴趣的朋友不妨了解一下!

颜色测量仪器的类型:

1.光电积分式测色仪

光电积分式测色仪的接收器部分是与人眼锥状细胞相对应的三个敏感器,分别接收红、绿、蓝三种颜色的反射光,从而直接得到物体表面颜色的三刺激值X,Y和Z,通过微型计算机的计算还能转换到别的色空间,但得到的颜色参数也是很有限的。其光探测器一般为硅光电二极管,如果对仪器灵敏度要求很高,也可采用光电倍增管。

光电积分式测色仪的测色精度很大一部分取决于其设备中滤光片的匹配精度7。然而由于滤光片加工原料的限制,加工工艺也非常复杂并具有不确定性,所以滤光片与滤光片之间往往存在着一定的光谱匹配误差,这也使得光电积分式测色仪在测量颜色时存在着偏差7。这种偏差在测量不同样品的颜色时显得尤为,显著,且基本不能保证台间一致性,测量时如果不能保证使用同一台测色仪器,那么其测量得到的颜色数据基本没有意义。所以,光电积分式测色仪在测色性能上有着很大的局限性,但是它也有着价格低、灵活轻便、操作简单等优点,在一,些对产品颜色精度要求不高或者测色样品颜色比较单一的工业生产中还是发挥了很大的作用,市面上的TS7000、TS7010、CS-TS7020型号的色差仪都属于光电积分式测色仪。

2.光谱式分光测色仪

光谱式分光测色仪,它是以测量被测物体表面的光谱反射率来计算颜色信息的,光谱式的分光测色仪可以准确测量被测物体表面的光谱反射率,其测量误差在各个波长处的差别不大,且在测量不同表面光谱反射率的被测样品时的误差是相对均衡的。得到了被测样品的光谱反射率数据后,就可以计算其在不同标准光源下的颜色三刺激值和其它与颜色相关的参数,与光电积分式测色仪相比,其测量精度高,且可以得到更为丰富的颜色数据,便于对颜色的测量、识别和计算等,如今已经成为颜色测量行业应用最为广泛的仪器。

在设计光谱式的分光测色仪时,在光源的选择上,一般使用在可见光范围内有充足分布的氙灯或卤钨灯。传感器采用阵列探测器,色散方式一般为光栅分光。在测量时,仪器内的光照射在被测样本上,经样本表面反射,反射光进入仪器内的分光色散系统,色散系统再将光投射在阵列探测器上,使阵列探测器读取到被测样本该点在可见光范围内的光谱。


光电积分式和光谱式测色仪哪个精度高?

仪器测色分为光电积分法和分光光度法两种,相应的仪器称为光电积分式测色仪(色差仪)和分光测色仪。

光电积分法,是在整个测量波长范围内,对被测物体颜色的光能量进行一次性积分测量,直接得到三刺激值X、Y、Z,再计算出样品的色品坐标等参数。因此,该方法又称为三刺激值法。通常用滤光片覆盖在探测器上,把探测器的相对光谱灵敏度修正成CIE推荐的光谱三刺激值。滤光片需满足卢瑟条件,以和光探测器精确匹配。但在实际应用中,由于有色玻璃的品种有限,仪器不可能完全符合该条件,只能近似符合。

光电积分式测色仪器主要包括色差计和色度计。色差计利用仪器内部的标准光源照明来测量透射色或反射色,直接测出物体色的三刺激值。该仪器往往不能准确测定绝对值,但可以较为准确地测量两种颜色之间的色差。色度计可测量光源色和由仪器外部光源照明的物体颜色,包括亮度色度计和光源测色仪等。光电积分式测色仪器虽能准确测出两近似光谱功率分布的颜色之间的差别,但测量精度在很大程度上取决于光探测器的光谱匹配精度,在测定三刺激值和色品坐标的绝对精度方面有一定的局限性。这类仪器具有一定的测量精度但速度很快。光电积分型测色仪器在颜色工业生产、控制、产品检验与销售等品质管理方面已得到广泛应用。尽管光电积分式测色仪器成本较低,使用广泛,但是功能有限,精度还不够高。

分光测色法是指,通过测定物体的光谱特性,由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值,进一步得到各种色度参数的方法。该方法解决了颜色测量需要使用标准光源的问题,提高了测量的灵活性,易于实施。这是一种精密的颜色测量方法,采用该方法的仪器即为分光测色仪,其成本较高。由于分光测色仪不仅可以给出颜色的三刺激值、Y、Z,还可以给出物体的光谱特性曲线(如光谱反射率因数)。分光测色仪是精度和准确度都很高的颜色测量仪器,被广泛用配色及颜色分析中,可对光电积分测色仪器进行定标,建立色度标准等。

光电积分色度仪器具有测量速度快,体积小,使用方便等特点,但测量精度低。在CIE1931色度图中,各色区测量的绝对色度坐标误差△x,△y均<士0.03。而分光光度测色仪能够给出色度谱的分布状态,并给出色度坐标的绝对量值,其优点是精度高。色坐标x,y测量精度可达±0.001±0.003左右,成本较高。

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