颜色怎么准确测量?颜色测量方法和仪器有哪些?

2023-05-12

随着我国工业化及自动化的发展,颜色在工业生产中的应用越来越普遍。在纺织、印染、涂料、喷漆、造纸、印刷、日用化工、塑料、建材、医药、食品等行业中,如何提高颜色产品的质量,已经成为企业取得核心竞争力的关键所在。那么,颜色怎么准确测量?颜色测量方法和仪器有哪些?本文为大家做了介绍。

色差仪

颜色测量的理论基础:

物体的颜色取决于对光的选择吸收。光照射于物体,物体选择吸收某种波长范围的光,反射回其余波长的光,反映到人脑就是物体的颜色印象。早期没有统一的标准和约定,颜色科学工作者纷纷以各自的研究领域和实验数据为基础,发表过多个色差公式。但是各个公式间数据难以转换,计算结果间无法对比。1931年,CIE(国际照明委员会)将颜色的测量描述为对颜色刺激的测量,并推荐了三刺激值的计算公式,CIE标准色度系统是客观测量物体色的基础。此后CIE对标准色度系统作了补充,1976年正式推荐了两个改进的均匀颜色空间,即CIE1976L*u*v*颜色空间和CIE 1976 L*a*b*颜色空间,弥补了CIE1931色品图的不均匀性。随后,CIELAB颜色空间体系在工业界得到广泛应用,国际标准化组织(ISO)及许多国家的标准化组织都据此制定了各自相应的标准。

CIE体系实现了颜色的“数字化”,即使用测量仪器将物件颜色的测量转化为一系列的数据来表达,改进了工业生产中对颜色质量的控制和管理,也便于人们对颜色的精确描述和在商品交易中颜色信息的传递与交流。


颜色测量的方法:

目前,颜色的测量方法主要有目视法、光电积分法和分光光度法三种。

1.目视法

目视法是一种最传统的颜色测量方法。由观察者在特定的照明条件下对产品进行目测鉴别,与 CIE 标准色度图比较,得出颜色参数。人眼不能准确识别微细的色彩差异,主观性性大,常判断失误,而且工作效率低,目视法在工业测色中的应用已越来越少。

2.光电积分法

光电积分法是20世纪60年代仪器测色中常用的方法。光电积分法不是测量各个波长的色刺激值,而是在整个测量波长区间内,对被测颜色光能量进行一次性积分测量,得到三刺激值,再计算出样品的色品坐标等参数。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,以精确匹配光探测器。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卢瑟条件,只能近似符合。

3.分光光度法

分光测色法是按CIE推荐的标准照明和观察条件下,通过测量颜色反射(透射)光谱,计算出颜色三刺激值,进而得出各种颜色参数。

根据光谱信号采集方式的不同,分光光度法可分为光谱扫描法和光电摄谱法。光谱扫描法是单通道测色方法,它按一定波长间隔,采用机械扫描结构,逐个波长采集光谱信号,优点是精度较高,缺点是光路和结构复杂,测量速度慢,且波长重复性差,对光源的稳定性要求高,受光源的不稳定性等因素影响显著,不适合在线测量。光电摄谱法是通过多通道光电探测器获素取整个空间光谱能量的分布信息,得出全波段光谱数据。与前者相比有所改进,如:测量时间短,信噪比高,对光源稳定性要求低,不必使用机械扫描就能获取全谱数据,适用于瞬态测量。

以上三种方法中,分光光度法已经成为精确颜色测量的主要方法。


颜色测量的仪器:

1.密度计

密度计间接测量了物体的吸光量,可作为颜色测量的一种工具,但不能准确地解释颜色。

2.光电积分式测色仪器

光电积分式测色仪器主要包括色度计和色差计,这类仪器虽然能准确测出有类似光谱功率分布的色源之间的差别,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时有一定的局限性。

3.分光测色仪

分光测色仪是利用光谱仪对整个可见光的光谱数据,精度比密度计和色度计高,表达颜色完整,测量数据也可用于计算密度值或色度值。

  颜色测量仪器     颜色测量原理   
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