色差儀作為顏色測(cè)量的重要工具,根據(jù)不同的使用場(chǎng)景和功能需求,有著多種類型。常見(jiàn)的有色差儀主要分為便攜式色差儀、手持式色差儀和臺(tái)式色差儀。便攜式色差儀,又稱便攜式分光測(cè)色儀,具有體積小、便于攜帶的特點(diǎn),它不僅能直接讀取數(shù)據(jù),還可連接電腦并配備軟件,精度較高,價(jià)格也較為適中,適合經(jīng)常需要外出進(jìn)行顏色測(cè)量的工作場(chǎng)景,比如現(xiàn)場(chǎng)對(duì)紡織品顏色進(jìn)行抽檢等。手持式色差儀,即色彩色差計(jì),其優(yōu)勢(shì)在于使用方便,能直接讀取數(shù)據(jù),但不能連接電腦且無(wú)配套軟件,精度相對(duì)較低,不過(guò)價(jià)格較為便宜,在顏色管理的一般領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,像在一些小型印刷作坊對(duì)普通印刷品進(jìn)行顏色初步檢測(cè)。臺(tái)式色差儀,也就是臺(tái)式分光測(cè)色配色儀,它有讀數(shù)窗口,連接電腦時(shí)需使用測(cè)色、配色軟件,具備高精度的測(cè)色和配色功能,體積較大且性能穩(wěn)定,但價(jià)格較高,常用于專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室或大型企業(yè)的質(zhì)量檢測(cè)部門,對(duì)產(chǎn)品顏色進(jìn)行精確分析和配色。此外,分光色差儀是在普通色差儀基礎(chǔ)上的升級(jí)產(chǎn)品,它能分析出不同波段的參數(shù)值及光譜曲線,通常測(cè)量波段在380nm到740nm,具有高精度性和不斷增加的多功能性,更適用于復(fù)雜顏色的色彩分析,不過(guò)價(jià)格也更為昂貴。
要深入了解色差儀,就需要明白其工作原理。色差儀是模擬人眼對(duì)三原色紅、綠、藍(lán)光感應(yīng)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器,它主要依據(jù)CIE色空間的Lab*、LCH原理。具體工作流程為,利用光源照射到被測(cè)樣品上,光源被物體反射,反射的光通過(guò)濾光片來(lái)模擬某一特殊照明體的標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù),接著反射光由傳感器進(jìn)行信號(hào)接收,這些信號(hào)以X、Y和Z方式顯示,隨后轉(zhuǎn)換成Lab值以及總色差△E*(或者LCH*值)。以涂料顏色檢測(cè)為例,當(dāng)光源照射到涂料表面時(shí),不同顏色的涂料對(duì)光的反射情況不同,色差儀通過(guò)接收反射光并進(jìn)行分析,就能得出該涂料在色空間中的具體位置和與標(biāo)準(zhǔn)顏色的差異。而分光色差儀的組成部分包括光源、積分球、傳感器和接收器,分為“0/45度”和“d/8度積分球”兩種測(cè)量/觀察方式,可以準(zhǔn)確測(cè)量不同波段下的參數(shù)和光譜曲線,為復(fù)雜顏色的分析提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。
在實(shí)際應(yīng)用中,色差儀有著廣泛的用途。在產(chǎn)品顏色質(zhì)量控制方面,企業(yè)在批量生產(chǎn)過(guò)程中,產(chǎn)品顏色難免會(huì)出現(xiàn)偏差。使用色差儀在產(chǎn)線進(jìn)行顏色質(zhì)量檢測(cè),能夠監(jiān)控產(chǎn)品的顏色偏向。例如汽車生產(chǎn)廠在涂裝汽車面漆時(shí),使用色差儀可以實(shí)時(shí)檢測(cè)漆面顏色是否與標(biāo)準(zhǔn)色卡一致,當(dāng)顏色偏差超出可接受范圍時(shí),及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝,如調(diào)整涂料配方或噴涂參數(shù)等,以保證產(chǎn)品的顏色質(zhì)量符合要求。在輔助油漆、噴涂、油墨等的配色工作中,當(dāng)企業(yè)接到客戶提供的標(biāo)準(zhǔn)樣品后,需要調(diào)配出與之相同的顏色。以往僅靠人眼判斷試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色差別,存在打樣周期長(zhǎng)、成本高、顏色準(zhǔn)確性低等問(wèn)題。而使用色差儀,可快速測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品與試樣的色差并給出精確的量化數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù),能判斷試樣相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品的色彩偏向,從而輔助修正顏色配方,縮短打樣周期。比如油墨調(diào)配企業(yè),通過(guò)色差儀可以快速準(zhǔn)確地調(diào)配出與客戶要求相符的油墨顏色。此外,色差儀還能實(shí)現(xiàn)顏色傳遞。國(guó)際、國(guó)家顏色標(biāo)準(zhǔn)是以理想黑白板作為基準(zhǔn),在客戶提供色卡或者標(biāo)準(zhǔn)樣品的情況下,使用色差儀進(jìn)行輔助配色及顏色質(zhì)量控制,能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)顏色再現(xiàn),確保顏色在不同環(huán)節(jié)和不同批次產(chǎn)品中的一致性。
了解色差儀的技術(shù)參數(shù)對(duì)于正確使用和選擇儀器至關(guān)重要。在初始色差校準(zhǔn)方面,標(biāo)準(zhǔn)白板反射率需測(cè)量在99%以上,黑腔校準(zhǔn)零點(diǎn)誤差要控制在±0.01ΔE以內(nèi),同時(shí)要進(jìn)行儀器間一致性比對(duì),允許偏差≤0.2ΔE。在短期重復(fù)性測(cè)試中,需要對(duì)同一點(diǎn)位連續(xù)測(cè)量10次,要求變異系數(shù)CV≤0.5% ,測(cè)量間隔時(shí)間可在1 - 60秒內(nèi)調(diào)節(jié),數(shù)據(jù)采集頻率為1000次/分鐘。長(zhǎng)期穩(wěn)定性分析方面,儀器需連續(xù)運(yùn)行24小時(shí),顏色漂移最大ΔE≤0.4 ,且要考慮溫度波動(dòng)(20±2°C)和濕度變化范圍(40 - 60%RH)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。光源穩(wěn)定性驗(yàn)證包括D65標(biāo)準(zhǔn)光源照度衰減每小時(shí)≤1% ,紫外組分比例可在0 - 20%內(nèi)調(diào)節(jié),光源切換時(shí)間<1秒。樣品表面適應(yīng)性參數(shù)涉及不同材質(zhì)反射率范圍(0.1 - 200%),測(cè)量孔徑尺寸有3mm/8mm/15mm可選,探頭壓緊力能在0.5 - 5N之間調(diào)節(jié)。顏色空間轉(zhuǎn)換精度方面,Lab坐標(biāo)計(jì)算誤差需控制在±0.05單位,CMYK與RGB轉(zhuǎn)換偏差ΔE≤1.0,色度角分辨率為0.01°。環(huán)境光干擾測(cè)試要對(duì)外部光照(500 - 2000lux范圍)影響進(jìn)行校正,測(cè)量暗室本底噪聲需<0.001ΔE,雜散光屏蔽效率≥99.5%。在動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性上,顏色變化跟蹤速度響應(yīng)時(shí)間為10ms,能進(jìn)行256級(jí)灰階的梯度過(guò)渡檢測(cè),對(duì)運(yùn)動(dòng)物體捕捉頻率為60幀/秒。數(shù)據(jù)輸出一致性要求數(shù)字接口(RS232/USB協(xié)議)傳輸誤差小,模擬信號(hào)線性度達(dá)到0 - 5V對(duì)應(yīng)L0 - 100,無(wú)線傳輸在10米距離丟包率<0.1%。校準(zhǔn)周期驗(yàn)證需要監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)板有效期(12個(gè)月),每日啟動(dòng)儀器自檢程序,維修后要進(jìn)行第三方比對(duì)的精度復(fù)驗(yàn)。
色差儀測(cè)量的數(shù)據(jù)主要通過(guò)顏色空間參數(shù)如Lab*、ΔE等反映顏色差異。以L值為例,它代表明度,標(biāo)樣L值大表示接近純白,試樣L值小則偏暗,ΔL為負(fù)值時(shí)說(shuō)明試樣比標(biāo)準(zhǔn)顏色暗,可能是材料反光率低或涂層過(guò)厚導(dǎo)致,此時(shí)可調(diào)整材料配方或減少涂層厚度;ΔL為正值則表示試樣偏亮。a值反映紅綠軸,a值為負(fù)表示偏綠,正值表示偏紅,Δa為正值說(shuō)明試樣稍紅,可能是綠色染料不足或紅色成分過(guò)多,可增加綠色染料或減少紅色添加劑。b值體現(xiàn)黃藍(lán)軸,b*值為正表示偏黃,負(fù)值表示偏藍(lán),Δb為正值時(shí)試樣嚴(yán)重偏黃,可能是藍(lán)色成分缺失或紫外線照射導(dǎo)致褪色,可添加藍(lán)色穩(wěn)定劑或優(yōu)化抗紫外線工藝。總色差ΔE用于判定顏色差異是否合格,ΔE<1.0時(shí)肉眼不可見(jiàn)差異,視為合格;ΔE>3.0時(shí)存在明顯色差,判定為不合格。通過(guò)快速判斷技巧,如直接看ΔE值對(duì)比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如ΔE<2.0為合格),查看分量偏差(ΔL、Δa、Δb正負(fù)值判斷顏色偏向),結(jié)合儀器界面標(biāo)注的色差原因提示(如“偏黃缺藍(lán)”等),可以快速定位顏色偏差問(wèn)題所在,清晰判斷顏色偏差方向及嚴(yán)重程度。
在選購(gòu)色差儀時(shí),首先要考慮測(cè)量精度要求。如果需要對(duì)復(fù)雜顏色進(jìn)行精確分析,如在高端印刷、汽車涂料等行業(yè),分光色差儀是更好的選擇,但它價(jià)格較高;對(duì)于一般顏色管理領(lǐng)域,便攜式或手持式色差儀基本能滿足需求。其次,要根據(jù)使用場(chǎng)景來(lái)選擇儀器類型。經(jīng)常需要外出測(cè)量的,便攜式色差儀更合適;在實(shí)驗(yàn)室或固定場(chǎng)所進(jìn)行高精度測(cè)量和配色工作的,臺(tái)式色差儀是首選。此外,還需關(guān)注儀器的穩(wěn)定性、重復(fù)性、光源等技術(shù)參數(shù),以及是否具備數(shù)據(jù)處理和傳輸功能等。在使用色差儀時(shí),要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。每次使用前要進(jìn)行校準(zhǔn),這包括初始色差校準(zhǔn),如使用標(biāo)準(zhǔn)白板和黑腔進(jìn)行校準(zhǔn),確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。測(cè)量過(guò)程中要注意環(huán)境因素的影響,如溫度、濕度和光照等,盡量在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于不同材質(zhì)和表面特性的樣品,要選擇合適的測(cè)量孔徑和探頭壓緊力,以保證測(cè)量結(jié)果的可靠性。使用后要妥善保管儀器,定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),按照校準(zhǔn)周期驗(yàn)證要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)板有效期監(jiān)控、儀器自檢和維修后精度復(fù)驗(yàn)等工作。