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不规则样品的色差测量

发布时间:2021-07-30 17:56:58 浏览次数:

颜色测量在世界贸易中是非常重要的环节,早年的眼睛看因为受到很多因素的影响早已被现代测量工具-色差仪替代,但是色差仪只是一个大类,产品的形态从液体到流体到固体,从粉末到颗粒到片材,从规则到不规则,五花八门,如何理解色差仪的种类,并寻找适合自己的颜色解决方案呢?本文将简单介绍不规则样品的色差测量,其它类的样品色差测量可以在其它文章中找到对应的正确方案,也可以通过联系韵鼎公司的颜色测量专家获得信息。


色差仪,目前市场上的测量原理分为两大类。


一类是基于分光光度计原理的色差仪,也可以叫分光色差仪、分光测色仪、分光色差计等等,也或者因为行业检测的特殊性,称之为黄色指数仪、黄度指数仪、白度仪、色度仪、全自动色度计等等。本文统称这一类的仪器叫色差仪便于理解。所有的色差仪都是将样品的光信号转换成国际通用的颜色数据,比如L*a*b*(CIE L*a*b*)、Lab(Hunter Lab)、XYZ、Yxy、YI、WI等等,而试验样品和标准对比样品的差异在色空间中的表现成为色差,可以用△E*、△E、△E2000、△Ecmc等等描述,这些描述的差别是基于一些人眼对颜色敏感差异的科学研究结果不同带来的,在实际选用过程中可以综合考虑客户的要求或自己产品的特点来确定。而色差仪之间的差别一般不在这里,在于光入射的方式和检测器的精度等。通常人眼观测样品的颜色会避开样品的镜面光泽,所以在国际标准规定的6种结构里,定向型的光路模拟的就是去除镜面光效果的反射光,测量的结果(偏红偏黄比如)也与人眼一致。定向型有0°/45°和45°/0°两种。另四种都称为积分球型,积分球是内壁纯白的反射球,入射光在球里混合后照射样品,可以模拟包含镜面反射的测量结果和去除镜面反射的结果。包含镜面反射不考虑样品表面纹理特征的差异,测量的是各种纹理下的总反射光,与人眼的观测模式有差异,但代表了样品的真实颜色而不是效果。积分球的去除镜面反射模式是在8°方向上开了一个小窗口,部分放出镜面反射光,模拟人眼去除镜面光的效果。积分球的4种结构是d/8°、8°/d、d/0°、0°/d。


这一类色差仪广泛用于各领域,由于仪器采用的元器件差异以及工厂的工艺差异,使得即使是同一个型号之间也存在差异,这个是需要仔细了解的,所以不同型号那就会相差更远。HunterLab是创立Lab三维颜色空间的鼻祖公司,其仪器均溯源至NPL或NIST,具有非常优秀的一致性,有定向型和积分球型各种仪器,是高精度和高稳定性的最佳选择。


另一类是现在比较流行的拍照式色差仪。如果一个样品是很多颜色混合而成,或者有漏光、尖角、弧形、线条等等非常不规则的形状,用这样的方式是值得推荐的。一般人以为一台单反拍照后,用转换公式将RGB换成L*a*b*就完成了颜色测试,但实际上一台单反机受到光圈、白平衡、速度、颜色标准性校准、外界光源等的多因素干扰或影响,这些数据几乎是不可能复制的。意即同一个样品不同人测两次,RGB变化会很大,并非想象中那么简单,这也是手机拍照不能用于检测色差的重要原因。英国Verivide公司的DigiEye考虑到这些因素,设置了标准光源的照明环境,并标准化相机和屏幕,使得测量结果稳定可靠,而且和色差仪之间的数据有良好的一致性,已经写入了ISO标准用于测量纺织品,尤其适合蕾丝、成品、异形、食品加工、弹性体等等色差仪无法测量的产品颜色测量。


如果样品是不规则的,但颜色是均一的,比如烟叶、糖豆、烧鸡、异形颗粒等等,也可以用色差仪法来解决,不过,对于一些“油乎乎脏兮兮甚至污染物”的样品表面,接触式测量会让色差仪受到污染,而且因为样品不规则,需要多次平均测量,接触式测量非常困难,很多客户用将样品压平或者碾碎的方法来测量颜色或色差,但当样品被破坏后,其其它物理特性也会变化,也有可能被氧化的概率会更高,无法得到实时准确的颜色值。韵鼎推荐的方法是非接触式的Aeros仪器,可以连续在设定时间内重复测量样品,得到一个均值,并且镜头与样品之间的距离可以调节,避免很高很厚的样品无法测量。


以上小文略微介绍了不规则样品的色差测量方法,也顺带介绍了常见的色差检测手段,供读者参考,以便选择到合适自己应用的设备或仪器,更多了解,请联系韵鼎公司。