您好!欢迎访问杭州彩谱科技有限公司网站!
全国服务咨询热线:

15355632310

当前位置:首页 > 技术文章 > 如何正确使用色差仪

如何正确使用色差仪

发布时间:2015-10-30      点击次数:107

随着色差仪的普遍应用,色差仪原理涉及色度学、光学、数学、材料学,还有生物学、心理学等方面的综合的知识,而现有我们的很多学习教育中没有涉及到。人们在如何使用色差仪有了许多问题和争议。这里,针对多数使用者反映的情况,我们就一些基本的概念性的问题作一简单和实用的解疑。

  颜色是人的大脑对物体的外观色彩特征产生的一种主观感觉,很难用数学方法来描述。颜色的测量和数据化管理是一个对视觉感受(包括生理和心理如心情、年龄作用)的测量和管理由于现代色差仪所提供的数字信息已尽可能做到了与人们的视觉感觉相关连,所以使其在科研和生产活动中得到广泛应用。

色差仪分为滤色片式色差仪和分光光度计式色差仪,三滤色片式色差仪模仿人眼感受,将通过红绿蓝三个滤色片分别接受的样品反射光信号转换成XYZ或Lab三刺激值。

  分光型色差仪是将样品的反射光光谱与照亮样品的入射光光谱之比—样品的反射率,通过仪器内的微电脑按照色度学数学模型计算转换成与标准观察的人眼所对应的视觉感觉的色度学三刺激值。分光色差仪适合任何种类的应用,能模拟所有的CIE规定的标准光源,能给出分光数据和同色异谱指数,有非常好的重复性和重现性,符合通用技术标准,是当今zui常用的技术。

对选择CIE(照明委员会)的彩色系统,几个基本的视觉感觉单位是 L;代表亮度,反映从白到灰到黑的无彩色中性颜色给人明暗的感觉。+a代表红色方向,-a代表绿色方向,+b代表黄色方向,-b代表蓝色方向。三者构成了描述颜色的正交的三维空间,这样就给万紫千红的颜色给出了一个可以用解析几何描述的颜色空间,L为纵轴,a,b构成彩色平面。如果将a-b平面转化为极坐标形式,a和b的平方和再开方,是从原点出发的模长,正好描述了颜色三要素里的彩度C(也叫鲜艳度),C越大,表示颜色越鲜艳,无彩色的中性色,C值就非常小。而a,b构成的正弦角正好描述了颜色三要素里的色相角H,加上代表明暗的明度L(也可叫亮度)。用LCH或Lab三坐标空间的数学方法就全面地描述了所有颜色的特征。

  问题1:为什么不用颜色标准板的Lab数值作为控制颜色品质的标准而用色差数据△E?

  人们通常习惯的品质管理都会用一些数据指标加上允许的上下限偏差,但是颜色却不行,都要用真实的色板确定标准。这是因为:

  1.颜色理论现有的不足,加上光谱测量的复杂性和数学处理的复杂性,各国各公司按照标准研制的色差仪,测量从红到蓝各种同样颜色的同一块色板的结果总有一定的差异。

2.就是同一公司的同一型号色差仪都会有台间差,测同样一块标准色板,两台仪器读数就会不同。随着仪器使用时间的推移,特别是各台仪器使用者对随机自带的校准白板保管使用的不同,这种差异还会扩大。

3.尽管不同仪器测得的颜色三刺激值有偏差,但是用于同一块参照标准与另外的样板间比较色差,不同仪器测得的色差值:△E, △a,△b却是非常接近的。这也正好是人们对颜色管理的基本要求。所以有了参照标准后,不同仪器测得的色差值就有了实际应用价值。这也是色差仪得到普遍应用的原因。各方将通过协议,定义容许的色差,即可接受的允差避开用三刺激值Lab的具体值来管理。

  问题2:为什么现在的色差仪要天天校准?为什么还要返厂校准,返厂校准后为什么测量原来的色板数据就变化了?

  1.市面上大量使用的传统的色差仪采用氙灯或卤素钨丝灯照明,照明灯的光亮度每次测量开启时会有偏差。另外灯泡有一个慢慢衰老的的过程(需定期更换)。为克服以上问题,仪器需要每次开机或使用若干小时后,用仪器自带白标准板校准仪器,用来修订灯泡和仪器系统变化的误差。随着使用时间的加长白板的慢慢变化和仪器积分球内部硫酸钡涂层被污染和变黄,仪器与原厂出厂时的基准会慢慢偏离。这时候,仪器存储的用户颜色标准数据虽然没有变,但再测试的结果已经有了一个缓慢的偏离。

  2.鉴于以上原因,按工厂要求色差仪每年需返厂用基准定标一次,这样偏离就会不太远。但是由于费用的原因,用户往往要用到仪器出现了故障才会返厂维修,这时,一个普遍的问题是校准好的仪器回来后再测原来的色板,数值就会有一点变化。原因是色差仪校准前是一个慢变化,人们察觉不到。工厂按基准校正定标修改了偏离的误差,这是一个突变,重新测样板,变化就察觉到了,变化程度取决于仪器白标准板的变化程度、灯的老化程度、光栅的变化等因素。

解决的办法,对在色差仪校准前器已出现较大误差时测取得的标准板数据,标准数据偏差较大,但因一般时间间隔不长,只要将妥善保管好标准色板取出,再重新测量一次,即可以获得新的正确的标准数据。如果标准数据是在仪器合格状态下测取得,那原标准数据应该是对的,只是校准前的产品样品数据因仪器偏差而偏差。

具体建议:

一、色差的品质管理

  1.颜色标准的建立和管理

  颜色标准的管理包括制作颜色标准,保存颜色标准和检查颜色标准数据的长期稳定性。

  2、标准色板的保存

  平时标准要储存在黑暗和较低温度的环境中。周期性地对参照标准进行检查以控制其长时期的稳定性。

  3、标准数据的测量和储存

  通过仪器可测得参照标准的数据。也需仪器周期性地对参照标准进行检查以控制其长时期的稳定性。

  4、标准色板数据的保存和数据恢复

  虽然仪器显示的是Lab三刺激值,但仪器内部计算的依据是光谱值,仪器可以自动存储标准的光谱数据,数据也可传到电脑保存。但是建议保存一份文字的标准色板的数据。

  5、周期性地对标准色板进行检查

  由于平时参照标准色板都储存在黑暗和较低温度的环境中,颜色是相对稳定的,定期调出仪器储存的该色板标准对该色板做色差测量,可以检查出仪器的稳定性如何,通过记录数据可知是否需要返厂校准仪器,或重新测量并储存一个新的标准数据,以控制标准的长期稳定性。

二、允许色差的建立和管理

  尽管不同仪器测得的颜色三刺激值有偏差,但是对于同一块参照标准,不同仪器测得的色差值:△E, △a,△b都非常接近,可以作为供需双方协议的数字指标。所以获得同一批次的参照标准后,应该做的是定义容许的色差,即可接受的允差,而不是确定三刺激值Lab的具体值。

  这里我们总结了生产现场经常遇到的一些颜色问题,诸如对颜色管理方式、仪器使用、仪器校正前后可能出现的现象等的原因简述了如何正确理解这些问题的的基本原理和解决这些问题的具体建议不同行业生产实践中颜色的情况千差万别,判别色差的理论和方法也在发展中,这里仅是做了基础解疑的工作,随时欢迎大家的指正。

  


杭州彩谱科技有限公司
地址:杭州市江干区文渊北路166号华银大厦7楼
邮箱:baobei@colorspec.cn
传真:86-0571-85888727
关注我们
欢迎您关注我们的微信公众号了解更多信息:
欢迎您关注我们的微信公众号
了解更多信息
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站