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色差儀基本功能及吃用功能建設(shè)

發(fā)布日期:2014-07-08 點(diǎn)擊:2253
      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)行電腦配色的不可缺少的工具,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)出來的結(jié)果也有不同。因此,在選購測(cè)色儀時(shí),有些“性能指標(biāo)”是必須要注意的,這樣才能選購一部性能價(jià)格比更好的儀器。

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)的精確度比較低,并且,一定要注意:有些甚至不能給出顏色的色彩坐標(biāo)空間的絕對(duì)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]有顏色的絕對(duì)值數(shù)據(jù),沒有辦法與他人進(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,只相當(dāng)于正常的色彩色差儀的10%功能,價(jià)格再低廉也無法滿足測(cè)試要求,不能貪圖便宜,購得這樣的毫無應(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更多兩種模擬光源。

    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”只能用來測(cè)平滑的表面,而且不能用于電腦配色?!?SPAN lang=EN-US>d/8度積分球式”可以用來測(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)變化所帶來的誤差,測(cè)量數(shù)據(jù)的精度非常高。只是儀器成本較高?! ?SPAN lang=EN-US>

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)問題,特在此詳細(xì)說明。    

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))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)射器光譜曲線幾乎完全重疊。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,完全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)弧光燈來說要得到穩(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)量來說,連續(xù)無波紋的光譜(穩(wěn)定的光輸出)恰恰是重要的。   

 從光檢測(cè)的角度來講,過強(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)鈉光燈幾乎是唯一的選擇,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,幾乎所有的旋光儀均采用鎢燈+干涉濾光片作為光源,光源燈的壽命相對(duì)于儀器來講幾乎是無限長(zhǎng),因?yàn)樾碌牡湍芎模}沖石英鹵素鎢絲燈光源技術(shù)解決了這一難題。    

氙燈可以發(fā)出短暫的高強(qiáng)度的弧光,但卻很難產(chǎn)生重復(fù)的等強(qiáng)度的弧光。因此,使用氙燈作光源的儀器,就得依靠對(duì)測(cè)量進(jìn)行多次平均化來減少由于光強(qiáng)度不重復(fù)帶來的負(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)上均是最適宜的。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是一個(gè)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,或者,一些公司還沒有掌握較新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)層剝落的問題。整機(jī)的使用壽命長(zhǎng),維護(hù)費(fèi)用低。美國愛色麗公司的子公司LABSPHERE是唯一一家整體積分球供應(yīng)商,愛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鹽涂層完全不同,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)上頂尖的測(cè)色儀是進(jìn)口產(chǎn)品,內(nèi)置多種語言選擇,有實(shí)力的大公司更會(huì)在5-7種主要外語的基礎(chǔ)上提供簡(jiǎn)體中文的界面,極大的方便了國內(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,技術(shù)支持和服務(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,過分強(qiáng)調(diào)任一指標(biāo),對(duì)用戶都是不負(fù)責(zé)任的。

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