色差仪的原理|分类|应用

　　色差仪经常用来测量物体反射的颜色和色差，或者是用来测量荧光增白材料的增白度，是很多纺织行业、印刷行业、塑胶行业、油漆油墨行业等颜色管理区域常用到的仪器。

色差仪的原理

　　色差仪主要是根据被测物体进行五角度分析，其中习惯选择15°、45°、110°的角度进行分析。所有的颜色都可以通过任何一种Lab颜色标尺被感知并测量，L轴为亮度轴，0为黑，100为白;a轴为红绿轴，正值为红，负值为绿，0为中性色;b轴为黄蓝轴，正值为黄，负值为蓝，0为中性色。

　　色差仪的标尺可以用来表示试样与标样的颜色差异，通常以Δa、Δb、ΔL为标识符，ΔE被定义为样品的总色差，但其不能表示出试样色差的偏移方向，ΔE数值越大，说明色差越大。

　　△L=L样品-L标准(明度差异);

　　△a=a样品-a标准(红/绿差异);

　　△b=b样品-b标准(黄/蓝差异);

　　△L+表示偏白，△L-表示偏黑;

　　△a+表示偏红，△a-表示偏绿;

　　△b+表示偏黄，△b-表示偏蓝。

　　色差仪的光束数：

　　双光束色差仪有两个光栅和两个检测器。测量时光源只闪一次，测样品和参比白。这样就克服了系统变化所带来的误差，测量数据的精度非常高。只是色差仪成本较高。

　　单光束色差仪只有一个光栅和一个检测器。所以测量时光源闪两次，分别测样品和参比白。而两次测量时的系统误差(光源光强分布差异，光路变化，温度变化，电路漂移等)被当做样品和参比白间的差异，所以误差比较大，色差仪的台间差也比较大。

　　色差仪的光源：

　　LED蓝光激发是科技发展的产物，随着LED的技术进步，寿命极长、不发热和高稳定性的LED光源，已经被越来越多地采用在高品质色差仪中。

　　钨丝灯是色差仪Z常用的光源，它是一个内充惰性气体或者卤素(防止钨丝氧化和热蒸发)的白炽灯泡。用钨作为灯丝材料是因为钨有足够的强度，并能经受高温。经测试在可见光区钨灯的光谱曲线与黑体发射器光谱曲线几乎完全重叠。随着近年稳压电源和脉冲电源的发展，钨灯能够重复稳定的，高色温的光束，完全可以满足外观颜色测量对光源的需要。

　　氙灯是另一种常用于色差仪的光源。它是一个装有一对电极的充满氙气的密封玻璃管。当在电极上加上高电压时，内部氙气就会受到激发瞬间产生弧光，这属于一种充气放电灯。氙灯的优点在于谱线比白炽灯的谱线更接近于日光并且能量较高。

　　钨丝灯和氙灯的缺点是寿命短、发热高，更换成本高昂，而且不能用于测量照明和测量定位。

色差仪的分类

　　色差仪根据工作原理的不同可分为两类：光电积分式色差仪和分光式色差仪。光电积分式色差仪俗称精密色差仪，分光式色差仪俗称分光测色仪。

　　①光电积分式色差仪：

　　利用色差仪内部的标准光源照明被测物体，在整个可见波长范围内进行一次积分测量，直接测得透射或反射物体色的三刺激值和色品坐标，并可通过专用微机系统给出被测样品之间的色差值。

　　②分光式色差仪：

　　分光式色差仪通过测量物体反射光的相对光谱功率分布，得到物体表面的反射光谱，再与CIE光谱三刺激值加权相乘，积分后求出样品表面颜色的三刺激值、色坐标、色差等其他参数。分光式色差仪主要由照明与观测系统、分光系统、光电检测系统以及电路控制系统等主要部分构成。

　　根据色差仪的体积大小可分为手持式色差仪、便携式色差仪和台式色差仪。光电积分式的色差仪结构简单，精度不高，只有便携式。分光式的由于需要光栅对光谱进行分光，因此可分为便携式分光测色仪和台式分光测试仪。

　　①手持式色差仪：

　　能直接读取色差数据，一般不能连电脑，不带软件。使用方便、价格便宜，但精度较低。在颜色管理的一般领域使用广泛。

　　②便携式色差仪：

　　能直接读取数据外，还能连电脑，带软件。体积较小，便于携带，精度较高，价格适中。

　　③台式色差仪：

　　一般无读数显示，连电脑时使用测色、配色软件，具有高精度的测色和配色功能，体积较大，性能稳定，价格较高。

色差仪的应用

　　色差仪是集色度学、现代光电子学、计算机科学于一体的高科技产品，用途相当广泛：

　　1、产品颜色质量控制

　　在企业的实际生产中，批量的生产可能出现颜色偏差，为把产品颜色的偏差控制在一定的可接受的范围，产线须使用色差仪进行颜色质量检测，以监控产品的颜色偏向，当出现颜色偏差超出可接受范围时，对生产工艺进行调整以保证产品的颜色质量;

　　2、辅助油漆、喷涂、油墨等的配色

　　当需要调配出与标准样品一直的颜色，这个过程需要反复打样制作试样，在没有色差仪测量标准样品与试样的色差时，基本靠人眼判断试样与标准样品的颜色差别。由于人眼的主观因素，造成打样周期长、打样成本高、颜色准确性低、颜色差别难以数据等问题。

　　使用色差仪可快速测量标准样品与试样的色差，给出准确的量化数据，快速、方便、降低人眼观测的不确定性。在色差仪的测量数据中，能显示试样相对于标准样品的色彩偏向，因此，能根据色差仪测量数据辅助修正颜色配方，缩短打样周期。

　　3、颜色传递

　　国际、国家颜色都是以理想黑白板作为基准，而不是以仪器作为标准，因此，在客户听过色卡或者标准样品的情况下，使用色差仪进行辅助配色及颜色质量控制，便能精确的实现颜色再现，确保颜色的准确传递。