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選擇色彩色差儀應(yīng)該考慮的問(wèn)題

色彩色差儀是量化色彩現(xiàn)象，建立色彩標(biāo)準(zhǔn)，改善產(chǎn)品外觀，顏色品管控制，進(jìn)而進(jìn)行電腦配色的*的工具，目前色彩色差儀種類，品牌較多，用戶在選擇時(shí)可能會(huì)遇到無(wú)所適從的情況，或者容易被誤導(dǎo)從而產(chǎn)生選擇的困境。用戶可能發(fā)現(xiàn)這樣的情況：同樣都是測(cè)色儀，價(jià)格差異很大，測(cè)出來(lái)的結(jié)果也有不同。因此，在選購(gòu)測(cè)色儀時(shí)，有些“性能指標(biāo)”是必須要注意的，這樣才能選購(gòu)一部性能價(jià)格比的儀器。

1、這臺(tái)儀器是“色差計(jì)”還是“分光光度測(cè)色儀”：

單純色差計(jì)的度比較低，并且，一定要注意：有些甚至不能給出顏色的色彩坐標(biāo)空間的值（L，a, b值），只能給出兩個(gè)樣品之間（通常是標(biāo)準(zhǔn)與樣品之間）的色差值（Delta-E），這種色差儀不能買，因?yàn)闆](méi)有顏色的值數(shù)據(jù)，沒(méi)有辦法與他人進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，也不能建

立和管理自己的色彩標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，只相當(dāng)于正常的色彩色差儀的10%功能，價(jià)格再低廉也無(wú)法滿足測(cè)試要求，不能貪圖便宜，購(gòu)得這樣的毫無(wú)應(yīng)用價(jià)值的儀器。

分光測(cè)色儀精度較高，與單純的色差儀測(cè)色的方法不同，分光測(cè)色儀能測(cè)量每個(gè)顏色點(diǎn)（10nm或者20nm波長(zhǎng)間隔）的“反射率曲線”，而色差儀不能。分光測(cè)色儀可以模擬多種光源，而色差儀一般只有一種或zui多兩種模擬光源。

2、“分光光度測(cè)色儀”又分為“0/45度”和“d/8度積分球”兩種測(cè)量-觀察方式：“0/45度”只能用來(lái)測(cè)平滑的表面，而且不能用于電腦配色?！?/SPAN>d/8度積分球式”可以用來(lái)測(cè)量各種表面，可以用于電腦配色。并且，在選擇時(shí)，還要考慮有沒(méi)有消除鏡面反射，和包含鏡面反射的測(cè)量模式，如果兩種模式都有，則在測(cè)量光潔表面，有明顯反射表面的色彩時(shí)非常有用。

3、各種“d/8度積分球”測(cè)色儀的區(qū)別：

多數(shù)公司選用“d/8度積分球”測(cè)色儀，但是，必須注意的是：不同品牌、不同型號(hào)之間仍有很大差別，導(dǎo)致不同的測(cè)量精度。

一臺(tái)測(cè)色儀除了微處理器及有關(guān)電路外，有四個(gè)主要組成部分：光源、積分球、光柵（分光單色器）和光電檢測(cè)器。這也是衡量一臺(tái)儀器優(yōu)劣的主要指標(biāo)。

3.1 它是“雙光束測(cè)量原理”還是“單光束測(cè)量原理”：

雙光束儀器有兩個(gè)光柵和兩個(gè)檢測(cè)器。測(cè)量時(shí)光源只閃一次，同樣測(cè)樣品和參比白。這樣就克服了系統(tǒng)變化所帶來(lái)的誤差，測(cè)量數(shù)據(jù)的精度非常高。只是儀器成本較高。

單光束儀器只有一個(gè)光柵和一個(gè)檢測(cè)器。所以測(cè)量時(shí)光源閃兩次，分別測(cè)樣品和參比白。而兩次測(cè)量時(shí)的系統(tǒng)誤差（光源光強(qiáng)分布差異，光路變化，溫度變化，電路漂移等）被當(dāng)做樣品和參比白間的差異，所以誤差比較大，儀器的臺(tái)間差也比較大。

3.2 光源：目前爭(zhēng)論比較多的一個(gè)問(wèn)題，特在此詳細(xì)說(shuō)明。

在顏色測(cè)量?jī)x器中，選擇什么光源，應(yīng)首先考慮的是穩(wěn)定性，光源定向性，壽命以及zui終獲得的光譜曲線的有效性。目前采用的多為鹵素石英鎢絲燈及氙燈兩種光源。鎢燈是顏色測(cè)量?jī)x器（包括各種可見光譜分光光度計(jì)）zui常用的光源，它是一個(gè)內(nèi)充惰性氣體或者鹵素（防止鎢絲氧化和熱蒸發(fā)）的白熾燈泡。用鎢作為燈絲材料是因?yàn)殒u有足夠的強(qiáng)度，并能經(jīng)受高溫。經(jīng)測(cè)試在可見光區(qū)鎢燈的光譜曲線與黑體發(fā)射器光譜曲線幾乎*重疊。隨著近年穩(wěn)壓電源和脈沖電源的發(fā)展，鎢燈能夠提供重復(fù)穩(wěn)定的，高色溫的光束，*可以滿足外觀顏色測(cè)量對(duì)光源的需要。氙燈是另一種常用于顏色測(cè)量?jī)x器的光源。它是一個(gè)裝有一對(duì)電極的充滿氙氣的密封玻璃管。當(dāng)在電極上加上高電壓時(shí)，內(nèi)部氙氣就會(huì)受到激發(fā)瞬間產(chǎn)生弧光，這屬于一種充氣放電燈。氙燈的優(yōu)點(diǎn)在于譜線比白熾燈的譜線更接近于日光并且能量較高。然而，對(duì)于大多數(shù)弧光燈來(lái)說(shuō)要得到穩(wěn)定的光輸出是相當(dāng)困難的，而對(duì)于精密準(zhǔn)確的顏色測(cè)量來(lái)說(shuō)，連續(xù)無(wú)波紋的光譜（穩(wěn)定的光輸出）恰恰是zui為重要的。從光檢測(cè)的角度來(lái)講，過(guò)強(qiáng)的光源強(qiáng)度一般都會(huì)超出了檢測(cè)器的線性范圍，這是一個(gè)常識(shí)，在光路設(shè)計(jì)上又需要減弱zui終到達(dá)檢測(cè)器件的光強(qiáng)度，這使得光路設(shè)計(jì)復(fù)雜化，另外，大家都知道，目前絕大多數(shù)紫外可見分光光度計(jì)均采用D2燈和鎢燈做光源，對(duì)于測(cè)量物體表面顏色來(lái)講，人眼看見的就是可見光，采用能量消耗小，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，受命長(zhǎng)，系統(tǒng)體積小，價(jià)格低廉、容易維護(hù)更換的鎢燈是非常合適的。在上個(gè)世紀(jì)60-70年代，所有的旋光儀均采用鈉光燈作為光源，因?yàn)榘凑招舛鹊亩x，儀器需要能量集中在589nm的光源，當(dāng)時(shí)鈉光燈幾乎是*的選擇

，但是，與氙燈一樣，鈉光燈作為一種真空放電激發(fā)器件，使用壽命和光強(qiáng)度的穩(wěn)定性，均很難保證，并且鈉光燈成為了旋光儀昂貴的消耗品，在今天，幾  對(duì)測(cè)量進(jìn)行多次平均化來(lái)減少由于光強(qiáng)度不重復(fù)帶來(lái)的負(fù)面影響，并且，若分光光度儀為便攜式儀器的話，由于操作次數(shù)影響儲(chǔ)電能量，所以每次發(fā)出光的能量也不同和不穩(wěn)定，并且在測(cè)定間隙，要等待充電，進(jìn)行下一次的測(cè)定，充電的程度不同又會(huì)影響光強(qiáng)度。再則，氙燈光源需要比較復(fù)雜的高壓震蕩激發(fā)電路，維修亦非常復(fù)雜，在更換時(shí)，除了要更換燈泡外，還要更換整組電容，所以價(jià)格較貴。因此，在目前標(biāo)準(zhǔn)的分光光度計(jì)上，采用鹵素鎢燈（石英外殼）從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上均是zui適宜的。特別是便攜式儀器，需要輕巧，省電，便于維護(hù)和操作，如將氙燈安裝到便攜式儀器中，等于是將我們手機(jī)上的LCD液晶顯示器換成了傳統(tǒng)的CRT陰極射線管顯示器，采用氙燈光源可以說(shuō)是一個(gè)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，或者，一些公司還沒(méi)有掌握的光源及光路處理技術(shù)時(shí)，在設(shè)計(jì)制造上不得不暫時(shí)做一些妥協(xié)。

3.3 積分球：積分球的質(zhì)量對(duì)測(cè)色儀性能的影響至關(guān)重要。目前市場(chǎng)上多數(shù)的積分球內(nèi)層反射層為涂層結(jié)構(gòu)，存在使用一段時(shí)間后發(fā)黃、剝落等問(wèn)題。而一旦這種情況出現(xiàn)，測(cè)色儀就不能提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，積分球必須整個(gè)更換。而積分球是測(cè)色儀的關(guān)鍵部件，維護(hù)費(fèi)用會(huì)很高。好的積分球整體均由穩(wěn)定、耐用的高反射材料制成，耐老化、不會(huì)變色，也不存在內(nèi)層剝落的問(wèn)題。整機(jī)的使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低。美國(guó)愛(ài)色麗公司的子公司LABSPHERE是*一家整體積分球供應(yīng)商，愛(ài)色麗色彩色差儀的積分球是采用整塊Ba鹽晶體內(nèi)部雕刻而成，與有些公司采用金屬殼內(nèi)涂布Ba鹽涂層*不同，使用壽命，抗老化性能相差數(shù)倍，用戶在選擇時(shí)必須要考慮這個(gè)非常重要的因素。

4、用戶界面的友好性：用戶操作界面的設(shè)計(jì)也是體現(xiàn)測(cè)色儀性能的重要指標(biāo)之一。好的測(cè)色儀界面友好清晰，功能全面。目前市場(chǎng)上*的測(cè)

色儀是進(jìn)口產(chǎn)品，內(nèi)置多種語(yǔ)言選擇，有實(shí)力的大公司更會(huì)在5-7種主要外語(yǔ)的基礎(chǔ)上提供簡(jiǎn)體中文的界面，極大的方便了國(guó)內(nèi)的使用者。

5、整體產(chǎn)品的配套性：專業(yè)的色彩儀器生產(chǎn)商除提供不同系列的測(cè)色儀外，更會(huì)提供多種配套產(chǎn)品，如品控軟件、顏色數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，客戶管理模塊，顏色標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理模塊等，在硬件上，還有用于特殊樣品測(cè)量的附件共選擇。這些配套產(chǎn)品可以使測(cè)色儀在品質(zhì)檢測(cè)、管理及生產(chǎn)中的功能發(fā)揮得更完善。即使某些功能目前暫時(shí)不需要，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，一旦系統(tǒng)升級(jí)，只需添加配套產(chǎn)品即可，而不需受測(cè)色儀本身的制約

綜上所述：在評(píng)價(jià)分光計(jì)的性能時(shí)，不能只評(píng)價(jià)單一指標(biāo)，而應(yīng)全面考慮，包括儀器的可靠性，重復(fù)性，光路設(shè)計(jì)的合理性，穩(wěn)固性，用戶界面的友好性，和服務(wù)等。僅注重其中的某個(gè)特性，會(huì)誤導(dǎo)用戶做出不全面的判斷，所以，過(guò)分強(qiáng)調(diào)任一指標(biāo)，對(duì)用戶都是不負(fù)責(zé)任的

色差儀分析原理

1931年，CIE（標(biāo)準(zhǔn)照明委員會(huì)）建立了一系列表示可見光譜的顏色空間標(biāo)準(zhǔn)?；镜?/SPAN>CIE色空間標(biāo)準(zhǔn)是CIE_XYZ，它建立在標(biāo)準(zhǔn)觀察者的視覺(jué)能力的基礎(chǔ)上——就是說(shuō)它反映了標(biāo)準(zhǔn)的人眼可見顏色的范圍?；?/SPAN>CIE_XYZ又有CIE_xyY、CIE_Lab、CIE_Lch等標(biāo)準(zhǔn)顏色空間。目前業(yè)界zui常用的是CIE Lab色空間。CIE Lab色空間以L值表示顏色的明度、a值表示顏色的綠紅值、b值表示顏色的藍(lán)黃值。如果單純以一組Lab值來(lái)判斷某個(gè)顏色并沒(méi)有太大的實(shí)際意義，但是當(dāng)我們對(duì)兩個(gè)顏色進(jìn)行比較時(shí)，我們可以通過(guò)這兩個(gè)顏色的Lab差值來(lái)判斷出它們之間的差別。比如：某個(gè)客戶給我們提供的標(biāo)準(zhǔn)色樣測(cè)量Lab值為60/30/20，而我們實(shí)際生產(chǎn)的成品測(cè)量Lab值為62/31/18，經(jīng)計(jì)算其Lab差值分別為+2/+1/-2，由此我們可知產(chǎn)品L值高于標(biāo)準(zhǔn)也即偏亮、a值高于標(biāo)準(zhǔn)也即偏紅、b值低于標(biāo)準(zhǔn)也即偏藍(lán)，通過(guò)產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)色樣Lab值的對(duì)比我們可以輕易得知當(dāng)前產(chǎn)品的顏色狀態(tài)。另外，通過(guò)兩組Lab值我們可以計(jì)算出兩顏色間的色差，如果色差大于1我們的眼睛就可以分辨出來(lái)。由此我們可以事先設(shè)定一定的容差范圍，在進(jìn)行品質(zhì)控制時(shí)，測(cè)量的樣品與標(biāo)準(zhǔn)顏色之間色差值在容差范圍內(nèi)即為合格品，超出范圍即為不合格產(chǎn)品。通過(guò)使用Lab色空間，我們的生產(chǎn)控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)化。

分析原理：

自動(dòng)比較樣板與被檢品之間的顏色差異，輸出CIE_Lab三組數(shù)據(jù)和比色后的△E、△L、△a、△b四組色差數(shù)據(jù)。

△E總色差的大小

△L大表示偏白，△L小表示偏黑

△a大表示偏紅，△a小表示偏綠

△b大表示偏黃，△b小表示偏藍(lán)

范圍色差（容差）

0 - 0.25△E

非常小或沒(méi)有；理想匹配

0.25 - 0.5△E

微??；可接受的匹配

0.5 -1.0△E

微小到中等；在一些應(yīng)用中可接受

1.0 -2.0△E

中等；在特定應(yīng)用中可接受

2.0 - 4.0△E

有差距；在特定應(yīng)用中可接受

4.0△E以上

非常大；在大部分應(yīng)用中不可接受