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简述颜色测量仪器的发展现状及其应用场合与发展趋势

时间:2022-09-16 点击:404次

随着颜色工业的发展,对颜色质量控制和配方预测的要求也愈来愈高。传统颜色质量和配方预测过程主要依靠配色人员的经验和目视判断,即采用原始的尝试和辨差法,严重的制约我国颜色工业的发展。随着色度学理论的不断完善,各种各样的颜色检测工具出现替代了人眼测色的局限。本文为大家介绍了颜色测量仪器的发展现状及发展趋势,感兴趣的朋友可以了解一下!

便携式分光测色仪

颜色测量仪器的发展现状:

随着颜色工业的发展,对颜色质量控制和配方预测的要求也愈来愈高,在常规系统的使用中遇到的问题愈来愈多,于是各种更为精确和复杂的光学模型、算法技术及相应测色系统不断被提出、研究和开发,以满足不同层次、不同应用的各种常规和特殊的要求,如Saunderson修正、多光通理论、递归二次逼近及优化算法、优化系数算法、矩阵分块算法、非凸逼近模型、通用颜色系统数学模型、绝对配色技术、神经网络技术等。

国外目前有许多研究单位和生产厂商正在从事自动测色与配色系统的研制,相应的产品也不断投放市场。美国Applied Color Systems、英国的Instru-mental Color Systems和瑞士Datacolor 是世界上三个最主要的色控仪器公司,这三家公司于1991年合并成现在的Datacolor Intemational。另外一些重要的公司如美国Macbeth、Shelyn、Hen-negan、BYK-Garder等,德国Zeiss、Optronic等以及英国等国家著名光学公司均研制实用的测色与配色系统,并且相当数量出口。

国内在仪器测色配色的理论和系统的研究领域中处于相当落后的状态,至今许多生产单位的颜色质量和配方预测过程主要依靠配色人员的经验和目视判断,即采用原始的尝试和辨差法,严重的制约我国颜色工业的发展。目前,我国仪器市场上有不少颜色测量仪器,但大都是外国的进口仪器,如美国HACH公司的分光光度计、英国Tintometer公司的测色仪、日本色差计等。中国的广州、北京、上海等地方也有一些产品,但大都是台式的仪器,体积较大,携带和使用很不方便,而且价格都特别高,给一些小型企业的颜色测量造成不便。所以,研制一种小体积、低价格,精度虽不很高,但能满足一般性要求的颜色测量仪器成为目前仪器发展的必然趋势。

颜色测量仪器的类型及应用场合:

根据色度学知识,颜色可以通过仪器测量。一般所说的颜色测量仪器是指经过一定的途径求得被测物体的三刺激值的工具。根据获得三刺激值的不同方式,其可分为分光光度测色仪器和光电积分式测色仪器。前者属高档类仪器,后者属价廉物美、量大面广的仪器。分光测色仪器是颜色测量中最基本的仪器,它并不直接测量颜色的三刺激值,而是测量样品的反射特性或透射特性。分光式仪器是颜色测量中的权威仪器,测量精度较高。测色仪器的光度准确度和光度重复度对颜色测量很重要,在颜色测量中,不同档次的仪器相应用于不同要求的工作。光电积分式仪器对颜色的绝对测量精度不高,多用于色差测量。

分光光度仪和色度计是颜色测量的主要工具。虽然这些仪器各具不同的功能,但它们都是运用反射(或透射)光来测量颜色的。利用仪器内部的标准光源照明样本,样本会选择性作出吸收、反射及散射,仪器的光电探测器会检测反射光并与标准光源作比较。当采用单波长滤色镜或光谱分光器时,传感器会按波长分别作出对颜色和强度的分析,进行信息处理,给出所需要的数据。

分光光度仪有两种类型:滤光片式及光谱分散式。它的测量原理亦类似分光色度仪。可见光光谱利用窄带滤色镜(滤光片式)或衍射光栅(分散式)分为各小分段。滤光片式仪器使用上与密度仪相近,只不过分光光度仪内有更多滤色镜,能够在光谱上得出更高的分辨率。此外,由于仪器设计简单,滤光片式分光光度仪非常坚固,能够承受日常生产的恶劣环境。而分散式分光光度仪对碰撞较为敏感,易碎而昂贵,不适合携带及生产中使用,适合在实验室环境里操作。

色度计在结构和分光光度仪有很大的不同,这种仪器的光源发出的光在被颜色样品作用后分别通过一组三刺激值滤光片,然后射到光电池上直接反映出样品三刺激值的模拟量。是否能准确反映出颜色样品的实际三刺激值取决于仪器内光源-滤光片组-光电池三者综合的模拟总效应,这三者之中有一个发生变化都会导致测量结果的偏差。因此,它的测量准确度受到很大限制,不能用于测量结果要求很准确的场合,例如微小色差的评价等。另外,测量观察条件采用2°还是10°标准色度观察,CIE标准照明体采用D65还是其他CIE标准照明体等,均只能在仪器制造时就单一地固定下来后,才能去模拟该测量观察条件下的三刺激值,因此是不可改变的。虽然色度计的准确度不是太高,但它的客观性和低廉的价格,仍然使它在许多要求不高的场合有广泛的应用。

所有这些仪器均具有高度智能化,功能多,精度高,测量速度快,使用方便,用途广泛等特点,是我国测色发展水平的表征。仪器具有非常广泛的测色应用范围,卓越准确的测色性能,丰富的表色系统和色度数值,高度的稳定性和复现性,高自动化和多功能等性能特点,在纺织、印染、涂料、喷漆、纤维、造纸、印刷、日用化工、塑料、冶金、建材、医药、食品、军事、家电及科研教育等行业的色度测量和控制中得到广泛的应用,是产品外在表现评定和内在质量计量中的关键手段。

颜色测量仪器的发展趋势:

虽然有许多企业已经采用国外先进的颜色测量仪器,但是,由于国内色料的不一致性、印染工业的不稳定等具体因素,国外的仪器在国内实际应用中存在着一些问题。另一方面,国外的进口仪器价格昂贵,一般的小型企业不可能普及使用这些仪器,所以国外的测色仪器在中国不可能有太大的市场。另外,国内许多已有的测色仪器体积较大,携带和使用极不方便,而且,其价格也不便宜。

综上所述,研制性能可靠、结构简单、适合我国国情的测色仪器十分迫切,市场前景十分广阔。


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