顏色管理中顏色測量的儀器有哪些，如何測量？

發布日期：2023-02-06 瀏覽次數：167

顏色測量成為評價產品質量的重要依據和手段，傳統的顏色測量方法是目視法，但是這種方法因為受到照明條件、背景亮度、材料紋理、大小形狀及測色人員視覺和心理上的差異等方面因素的影響，缺乏準確性。為了提升顏色測量的精度，對色彩進行數據量化，越來越多人開始使用測色儀器。本文對顏色管控中顏色測量的儀器類型進行了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！

分光測色儀

顏色測量的方法：

顏色是由于各種光譜能量對人的視覺系統的刺激而引起的知覺。在許多領域，如彩色印刷，彩色電視，彩色攝影，紡織工業，染料，涂料，塑料，造紙，油漆，油墨，電光源研究，建筑，交通信號以及軍事科學研究中都涉及對顏色的測量，計算等問題。因此色度學得以發展，色度學是研究顏色視覺機理，顏色測量的一門科學。它在工程應用的基本方法是通過對人眼的大量研究制定一些適當的標準，使人們有可能用數學方法來描述顏色，應用了適當的標準和計算方法就有可能測量顏色，計算顏色，同時還有可能制造出人們希望的某種顏色。

雖然人眼分辨顏色的能力很強，但卻帶有明顯的主觀性。為了客觀的反映物體的顏色特性，國際照明委員會（CIE）建立了標準色度系統，從而為人們客觀的測量物體的顏色莫定了基礎。為了統一顏色測量中的實驗結果，CIE提出了標準色度觀察者和色品坐標系統；規定了標準光源；并對照明觀測條件進行了標準化，分別于1931年和1964年建立起了CIE1931標準色度系統和CIE1964補充標準色度系統。CIE標準色度系統的建立，可以通過對物體顏色三刺激值的測量來確定顏色，將人眼從顏色測量中解放了出來。目前的顏色測量儀器都是在此標準上研制的。

顏色測量儀器就是通過一定的途徑求得三刺激值的工具。用現代化的測色儀器來測量顏色，計算顏色，甚至仿真配色具有非常重要的意義和實用價值。

顏色測量可以用三種不同的方法：目視法，光電積分法（三刺激值法）和分光光度法。因此，色度儀器可分為三種：目視色度計，光電積分式測色儀和分光測色儀。下面主要介紹一下光電積分式測色儀和分光測色儀。

顏色管理中顏色測量的儀器：

1.光電積分式測色儀

光電積分法，是在整個測量波長范圍內，對被測物體顏色的光能量進行一次性積分測量，直接得到三刺激值X、Y、Z，再計算出樣品的色品坐標等參數。因此，該方法又稱為三刺激值法。通常用濾光片覆蓋在探測器上，把探測器的相對光譜靈敏度修正成CIE推薦的光譜三刺激值。濾光片需滿足盧瑟條件，以和光探測器精確匹配。但在實際應用中，由于有色玻璃的品種有限，儀器不可能完全符合該條件，只能近似符合。

光電積分式測色儀器主要包括色差計和色度計。色差計利用儀器內部的標準光源照明來測量透射色或反射色，直接測出物體色的三刺激值。該儀器往往不能準確測定絕對值，但可以較為準確地測量兩種顏色之間的色差。色度計可測量光源色和由儀器外部光源照明的物體顏色，包括亮度色度計和光源測色儀等。

光電積分式測色儀器雖能準確測出兩近似光譜功率分布的顏色之間的差別，但測量精度在很大程度上取決于光探測器的光譜匹配精度，在測定三刺激值和色品坐標的絕對精度方面有一定的局限性。這類儀器具有一定的測量精度但速度很快。光電積分型測色儀器在顏色工業生產、控制、產品檢驗與銷售等品質管理方面已得到廣泛應用。盡管光電積分式測色儀器成本較低，使用廣泛，但是功能有限，精度還不夠高。

2.分光測色儀

分光測色法是指，通過測定物體的光譜特性，由此計算出被測物體顏色在標準照明體下的三刺激值，進一步得到各種色度參數的方法。該方法解決了顏色測量需要使用標準光源的問題，提高了測量的靈活性，易于實施。這是一種精密的顏色測量方法，采用該方法的儀器即為分光測色儀，其成本較高。由于分光測色儀不僅可以給出顏色的三刺激值X、Y、Z，還可以給出物體的光譜特性曲線（如光譜反射率因數）。分光測色儀是精度和準確度都很高的顏色測量儀器，被廣泛用配色及顏色分析中，可對光電積分測色儀器進行定標，建立色度標準等。

作為分光光度計的一個分支，分光測色儀的典型組成部分有：光源和照明系統、分光系統、光電接收系統、控制和數據處理系統等。其中，分光系統把混合光分解成單色光，光電接收系統接收單色光并進行光電轉換。根據光譜信號采集方式的不同，分光光度法可分為光譜掃描法和光電攝譜法。

光譜掃描法是單通道測色方法，一般采用鹵鎢燈照明，光電倍增管接收從單色儀射出的各波長輻射能量，按一定波長間隔，采用機械掃描結構，逐個波長采集光譜信號。優點是精度很高，缺點是光路和結構復雜，測量速度慢，且波長重復性差，對光源的穩定性要求高，受光源的不穩定性等因素影響顯著，這種傳統的分光光度測色法，已經基本不滿足當今顏色測量的要求。

光電攝譜法通過多通道光電探測器獲取光譜能量的信息，得出全波段光譜數據。隨著半導體技術的進步，高性能的圖像傳感器被不斷開發出來，出現了采用脈沖氬燈作為照明光源和自掃描光電二極管陣列作為探測器的電子掃描式分光測色儀，測量速度很快。其優點有，測量時間短，信噪比高，對光源穩定性要求低，不必使用機械掃描就能獲取全譜數據，適用于瞬態測量。

以上兩種儀器測色方法中，分光光度法顏色測量精確，且光電攝譜法使用更為廣泛。