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色差仪照明方式8°/d 和 45/0的对比分析

时间:2024-03-06   浏览量: 222

色差仪作为一种用于测量物体表面颜色的高精度仪器,在颜色质量控制、颜色匹配以及颜色管理等领域发挥着重要作用。其中,照明方式是色差仪测量的关键因素之一,不同的照明方式会对测量结果产生不同的影响。本文将对比分析两种常见的照明方式——8°/d和45/0,以便更好地理解它们的特点和适用场景。

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一、d/8°积分球色差仪

照明方式:8°/d(8度照明漫反射度接收);符合标准CIE No.15,GB/T 3978.

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积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体,其内壁是良好的球面,与理想球面的偏差应不大于内径的0.2%。这种球体在颜色测量仪器中有多个开孔,包括光孔、测量孔、接收器孔和镜面反射孔。当光源通过光孔进入球体,经过内壁的多次反射后,形成均匀照明。这种结构使得积分球色差仪能够测量物体的反射光,从而评估其颜色特性。

结构特点

  • 光孔:用于光源进入球体。

  • 测量孔:与被测物体紧密接触,确保准确测量。

  • 接收器孔:通常与被测样品表面的法线呈8°夹角,用于采集物体的反射光。

  • 镜面反射孔:位于与接收器孔相对于法线对称的位置,可控制镜面反射光的采集与排除。

测量原理

进入积分球的光经过内壁涂层的多次反射后,形成均匀照度。球内任一点的总照度E(λ)可由公式计算,该公式考虑了光谱反射比、光谱辐通量、积分球内球半径以及开口面积与总内反射表面积之比等因素。

在颜色测量中,样品的物理状况(如光泽度)会影响光的传播。对于相同材质的样品,若仅光泽度不同,在包含镜面反射状态下的测量结果应一致,这反映的是材质本身的颜色,即真实色。但在排除镜面反射状态下,样品间的差异会较大,此时数据反映的是材质和表面物理状况的综合变化,即表观色。

应用领域

积分球色差仪广泛应用于涂料、纺织、塑料、纸张等行业,用于测量和评估产品的颜色特性。


二、45/0°环形照明色差仪

照明方式:45/0(45方向入射/0度接收);符合标准CIE No.15,GB/T 3978.

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45/0°环形照明色差仪采用特定的测量结构,以被测样品表面的法线为基准,光源在0°位置垂直入射,接收器在与法线呈45°位置接收散射光。这种测量结构主要用于光泽不强且具有良好漫反射性能的物体。为了减少样品表面不均匀性反射对测量稳定性的影响,通常会有多个接收器在45°位置环形排列。

结构特点

  • 光源:在0°位置垂直入射到样品表面。

  • 接收器:在45°位置环形排列,接收样品的散射光。

测量原理

当光源垂直入射到样品表面时,镜面反射光与入射光重叠逆向返回,而散射光中45°位置的散射光被接收器接收。这种测量结构能够评估特定角度下物体的散射光特性,从而评估其颜色特性。

应用领域

45/0°环形照明色差仪主要应用于涂料、塑料、纸张等行业中的颜色测量和评估。由于其结构简单、价格经济且便于维护,因此在工业生产中得到了广泛应用。


三、影响色差仪测量精度的因素

  1. 仪器的几何构造及特点:色差仪的几何结构决定了光源、样品面和检测器的配置方式。不同的几何结构(如定向型和漫射型)对测量结果有不同的影响。定向型(如0°/45°)色差仪与人眼观察物体的方式相一致,因此其结果与人眼观察结果较为接近;而漫射型(如积分球)色差仪则忽略了表面特性和光泽对颜色的影响。

  2. 颜色的表示方法:颜色的表示方法多种多样,如三维空间坐标数值化、孟塞尔颜色系统、光谱反射率曲线等。在分光光度色差仪中常用的表示方法包括CIE Lab*、Hunter Lab等。不同的表示方法可能导致测量结果的不同,因此在实际应用中需要选择合适的表示方法以确保测量的准确性和可比性。

  3. 光源的选择:光源的选择对色差仪的测量结果具有重要影响。不同的光源具有不同的光谱分布和照明条件,因此同一块颜色样板在不同的光源下可能会呈现出不同的颜色。在实际应用中需要根据使用场景和用户需求选择合适的光源以减少系统误差和人为错误。例如,在建筑用卷钢涂料的应用中通常采用D65光源(平均日光),而在家电卷钢涂料中则可能采用A标准光源(钨光源)。



四、结论

8°/d和45/0两种照明方式各有其特点和适用场景。在选择色差仪时,应根据被测物体的特性和测量需求来选择合适的照明方式。对于表面粗糙或有凹凸的物体以及具有方向性反射特性的物体,8°/d照明方式可能更为适合;而对于大多数物体以及具有镜面反射特性的物体,45/0照明方式则可能更为合适。通过合理选择照明方式,可以更好地确保颜色测量的准确性和可靠性。

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