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技術(shù)專題

色差計是顏色控制品質(zhì)保證的關(guān)鍵因素

發(fā)布日期:2014-07-08 點(diǎn)擊:2008

    什么要測量顏色?質(zhì)量控制在任何行業(yè)都是非常重要的,而顏色控制是品質(zhì)保證的關(guān)鍵因素。正常視力的人可以分辨大約1000萬種顏色,為了進(jìn)行色彩交流,人們希望量化色彩現(xiàn)象,建立色彩標(biāo)準(zhǔn),用數(shù)字來表示顏色。國際照明委員會CIE于1931年起先后規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者、照明和觀察條件、標(biāo)準(zhǔn)光源、表色系統(tǒng)、色差公式、白度公式等,這些標(biāo)準(zhǔn)奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的基礎(chǔ),也是現(xiàn)代色差計器的理論依據(jù)。利用色差計測量被測物體所得的數(shù)據(jù),包括色度值和色差值等,用戶可以準(zhǔn)確獲得需要的顏色。
    同時,在任何行業(yè)大家都以可靠的測量數(shù)據(jù)為依據(jù),避免了因色彩溝通而引起的誤解和糾紛,降低了成本,提高了生產(chǎn)效率。如何選擇色差計 色差計器有很多種,從結(jié)構(gòu)原理上主要可分為以下幾種類型:白度計白度計只用于測量非彩色物體表面的白度值。由于白度計不能測量物體的色度,因此使用上有一定的局限性,但價格便宜。測色色差計 測色色差計可直接測量物體的反射色、透射色,對測得的模擬信號放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后,依據(jù)色差公式演算處理,得到三刺激值及其它色度值和色差值。它結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,價格便宜,因經(jīng)濟(jì)實(shí)用,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)部門、實(shí)驗(yàn)室、質(zhì)檢部門等。分光色差計分光色差計可測量被測物體每個顏色點(diǎn)(10nm或20nm波長間隔)的反射率曲線、透射率曲線。對測得的模擬信號放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后,依據(jù)色差公式演算處理,得到三刺激值及其它色度值和色差值。分光色差計的精度較高,只用于對色差要求極高的場合,價昂貴?配色儀某種色差計器加上與其配套的配色軟件即為配色儀。
    配色軟件將測色數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,直接給出配方??纱蟾倍冉档蜕a(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率,但價格昂貴。偏色的判斷與糾正在生產(chǎn)中,常常希望將產(chǎn)品的顏色與目標(biāo)色的色差控制在一定范圍之內(nèi),即希望產(chǎn)品的顏色更接近理想的顏色。但實(shí)際工作中卻很難做到,顏色常有偏差。如何判斷并糾正這種偏差?可利用CIE1976L*a*b*色空間或HunterLab色空間解決。以CIE1976L*a*b* 色空間為例,它由三維顏色直角坐標(biāo)L*、a*、b*構(gòu)成,如下圖所示。明度指數(shù)L*(亮度軸),表示黑白,0 為黑色, 100 為白色,0—100之間為灰色。色品指數(shù)a*(紅綠軸),正值為紅色,負(fù)值為綠色。 色品指數(shù)b*(黃藍(lán)軸),正值為黃色,負(fù)值為藍(lán)色。所有顏色都可以用L*、a*、b*這三個數(shù)值表示,試樣與標(biāo)樣的L*、a*、b*之差,用ΔL*、Δa*、Δb*表示;ΔE*表示總色差。ΔL*為正,說明試樣比標(biāo)樣淺;為負(fù),說明試樣比標(biāo)樣深。 Δa*為正,說明試樣比標(biāo)樣紅(或少綠);為負(fù),說明試樣比標(biāo)樣綠(或少紅)。Δb*為正,說明試樣比標(biāo)樣黃(或少藍(lán));為負(fù),說明試樣比標(biāo)樣藍(lán)(或少黃)。 例如:某紡織車間欲將一匹白布染成某種目標(biāo)色,設(shè)具有這種目標(biāo)色的布為標(biāo)準(zhǔn)樣品,CIE1976均勻顏色空間參數(shù)為L*=69.30,a*=16.11,b*=30.23。為得到更接近標(biāo)準(zhǔn)樣品顏色的染色配方,操作人員先根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)用“配方1”染色,并用SMY-2000測量染色后的試樣1,測色結(jié)果如下表所示。由于“試樣1”與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色差過大,將配方修改后重新染色得到“試樣2”,依次類推,最后得到“試樣3”,因“試樣3”與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色差已在容差范圍內(nèi),如下表所示,這樣就可以用染制“試樣3”的配方去染這匹布了。L* a* b* ?L* ?a* ?b* ?E* 配方 偏色 判斷 試樣1 72.90 14.71 33.99 3.60 -1.403.76 5.39 配方1 明度大 不夠紅 太黃 試樣2 68.07 17.22 30.91 -1.23 1.11 0.68 1.79配方2: 在配方1基礎(chǔ)上 加灰色染料 加紅色染料 減黃色染料 明度小 過紅 略黃 試樣3 68.99 16.33 30.74-0.31 0.22 0.51 0.63 配方3: 在配方2基礎(chǔ)上 減灰色染料 減紅色染料 減黃色染料 在容差范圍內(nèi)此例說明用SMY-2000系列測色色差計可在偏色的判斷與糾正方面發(fā)揮積極的作用,    同時在配色工作中也有一定指導(dǎo)意義。 積分球?qū)ι钣嬓阅艿挠绊懼陵P(guān)重要積分球一般由金屬殼球體內(nèi)表面噴涂反射材料制成。積分球涂層的好壞直接影響著測光的準(zhǔn)確性,因此國際照明委員會CIE對此十分重視,對積分球內(nèi)涂層作出了嚴(yán)格的要求。劣質(zhì)的積分球存在使用一段時間后老化、變黃等問題。而一旦這種情況出現(xiàn),色差計就不能提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù),積分球必須整個更換。而積分球是色差計的關(guān)鍵部件,維護(hù)費(fèi)用很高。好的積分球涂層采用穩(wěn)定、耐用的高反射材料,耐老化、不會變色,整機(jī)的使用壽命長,維護(hù)費(fèi)用低。用戶在選擇時必須考慮這個非常重要的因素。測色色差計積分球涂層采用新型漫反射材料,不怕潮濕、不怕光照、耐老化,長久不變黃,您可放心使用。色差計的應(yīng)用 眾所周知, 大自然的顏色千變?nèi)f化,正常視力的人可以分辨大約1000萬種顏色。對同一種顏色的描述,會因各人國籍、民族、職業(yè)、習(xí)慣、年齡、情緒、身體狀況等因素而產(chǎn)生很大差異。因此在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,控制豐富的色彩成為難題。隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,借助儀器來測量顏色,提高產(chǎn)品質(zhì)量或加強(qiáng)生產(chǎn)效率等愈加廣泛。色差計為您提供公正、可靠的色度、色差數(shù)據(jù)。這樣在品管、生產(chǎn)、及客戶、協(xié)作單位等各環(huán)節(jié)之間,大家都以可靠的測量數(shù)據(jù)為依據(jù),完全排除人為因素,可大幅減少爭執(zhí)、降低成本、提高效率。應(yīng)用廣泛顏色與人們的生活密切相關(guān)。顏色的測量和控制在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已成為評定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。色差計可廣泛應(yīng)用于塑料、涂料、染料、紡織、印刷、建材、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、電影電視、家用電器、教育、圖書、文物管理等行業(yè)。人們可利用色差計給出的色度、色差數(shù)據(jù)控制產(chǎn)品的顏色在誤差范圍內(nèi),更接近目標(biāo)色;確保產(chǎn)品顏色達(dá)到各行業(yè)所要求的顏色標(biāo)準(zhǔn)并滿足用戶對顏色的要求。測色數(shù)據(jù) 色差計給出的測色數(shù)據(jù)應(yīng)符合有關(guān)國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。初次使用色差計,用戶一般會面對紛繁復(fù)雜的顏色數(shù)據(jù)感到無從下手。色度學(xué)理論建立了不同的表色系統(tǒng),每一種表色系統(tǒng)都可用三維顏色空間來描述,這些顏色空間相互獨(dú)立。起初國際照明委員會CIE利用任何一種顏色都可由三原色混合而成的原理,用可見光譜紅色的亮端700nm、汞燈的二條明亮譜線546.1nm、435.8nm作為紅、綠、藍(lán)三種原色,并建立了RGB表色系統(tǒng),但R、G、B在配色時會出現(xiàn)負(fù)值,計算不方便,也不易直觀理解。后來CIE于1931年在RGB表色系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了三個虛擬的三原色X、Y、Z,并建立了“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”,即XYZ表色系統(tǒng)。XYZ表色系統(tǒng)消除了配色時出現(xiàn)負(fù)值的情況,但這一表色系統(tǒng)是以2?視場下的光譜色匹配實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),因此適用范圍只限于?4?的視場范圍。1964年CIE又規(guī)定了一種10?視場的表色系統(tǒng),稱為“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”,在這一表色系統(tǒng)中用10?視場下的X、Y、Z表示顏色。實(shí)踐表明人眼用小視場觀察顏色時,辨別顏色差異的能力較低,當(dāng)觀察視場從2?增大至10?時,顏色匹配的精度和辨別色差的能力逐漸增高。但視場角再進(jìn)一步增大時,則顏色匹配的精度提高也就不大了。由于這種原因,現(xiàn)代色差計器逐漸采用10?視場下的數(shù)值和公式。建立了色度學(xué)系統(tǒng)就解決了用數(shù)量來描述顏色的問題。但是兩種顏色的三刺激值X、Y、Z之差相同,并不代表人感覺到的色知覺相同。實(shí)踐證明三刺激值之差相同的兩種顏色,隨這兩種顏色的不同引起人的色知覺差異是不同的。對某兩種顏色感到有很大差異,但同樣的三刺激值之差對另外兩種顏色可能會感到差異很小。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常需要鑒別樣品顏色的差別。前面介紹的表色系統(tǒng)不能滿足這些要求。為解決這個問題,CIE做了大量的工作并于1976年推薦了L*a*b*均勻顏色空間及色差公式,在這個三維空間中,每個點(diǎn)代表一種顏色,空間中兩點(diǎn)之間的距離代表兩種顏色的色差,并且相等的距離能代表相同的色差。另外,1948年亨特建立的亨特均勻顏色空間在某些行業(yè)也很常用。任何顏色都可用某一種表色系統(tǒng)準(zhǔn)確的表示,并可在此表色空間中找到和這種顏色相對應(yīng)的點(diǎn)。在XYZ表色系統(tǒng),用X、Y、Z表示顏色的三刺激值,用x、y表示色品坐標(biāo)。在HunterLab表色系統(tǒng),用L、a、b表示顏色,其中L為明度指數(shù),a、b為色品指數(shù)。在CIE1976L*a*b*表色系統(tǒng),用L*、a*、b*或L*、C*、h表示顏色,其中L*為明度指數(shù),a*、b*為色品指數(shù),C*為彩度,h為色調(diào)角。在很多部門,有時對表征物體顏色的絕對值參量本身并不感興趣,而是認(rèn)為各物體之間的顏色差別,尤其是同批產(chǎn)品中與它們的標(biāo)準(zhǔn)樣品之間的色差更為重要。某一種顏色與標(biāo)準(zhǔn)色之間的色差用?E或?E*表示。除此之外,測色數(shù)據(jù)還包括白度,黃度等。其中白度有很多種表示方法,常用的有CIE86白度(又稱甘茨白度)、Hunter白度、GB/T5950-1996白水泥的白度等。(注意:對不屬于灰白物體系列的物體,測得的各種白度值均無意義。)利用儀器給出的測色數(shù)據(jù)我們可以建立產(chǎn)品的顏色數(shù)據(jù)庫,控制產(chǎn)品的顏色質(zhì)量,保證顏色的一致性。如此多的測色數(shù)據(jù),究竟選擇哪一種表示您的顏色?那要依據(jù)您的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及客戶的要求而定。也許您的行業(yè)對顏色標(biāo)準(zhǔn)有特殊的或更新的要求,沒關(guān)系,測色色差計系列不但可以直接提供以上所有符合國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的常用測色數(shù)據(jù),還可以為您量身定做您需要的本行業(yè)的特殊測色數(shù)據(jù)。

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