色差计/测色仪常用参数说明 色差lab介绍
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色差计/测色仪常用参数说明 色差lab介绍
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主题：【求助】测色仪与色差仪的区别？
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ID：xiaohao
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发表于： 09:29:16
我们公司想买一台色差仪或测色仪用来测试塑料样品老化前后的色度及差值，不知我们应该买色差仪还是测色仪？有了解这方面的能不能给推荐个型号，多谢
shaowei2911
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测色仪和色差仪就是一回事。我想你问的应该是色差仪和色差计的区别吧？色差计只能给出一个相对的LAB值，也就是测两个样品之后的比较值，色差仪则既能给出相对值，出能给出颜色的LAB绝对值，精度、性能、功能和原理相差都很多，色差计就几千块钱吧，色差仪少说也得几万块。你们做塑料老化涉及的颜色是不是较多？可能精度要求也高吧？应该用个色差仪。
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ID：xiaohao
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之前询问过一个厂家，他们给出了两中仪器型号，一种是测色计一种是色差计，报价都是五六万，厂家的人说基本功能都差不多，就是重复精度不太一样。我看了他们的基本参数还是搞不太明白，丢人了，
shaowei2911
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ID：shaowei2911
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需要的话可以给你一些资料，再需要的话，我可以给你讲一下。。。
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ID：xiaohao
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感动哦，那就先给我发点资料看看吧，谢谢啦
shaowei2911
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ID：shaowei2911
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是我的邮箱，你可以给我发一封邮件，然后我给你资料，或者你给我个地址，或者我...给你送过去？要不我怎么给你？
Last edit by shaowei2911
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呵呵，不好意思，这两天比较忙，有点晕，我给你发邮件了，麻烦给我发资料吧
chenhaili0314
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色差仪和色差计的区别：色差计只能给出一个相对的LAB值，也就是测两个样品之后的比较值，色差仪则既能给出相对值，出能给出颜色的LAB绝对值，精度、性能、功能加上软件还可以做颜色数据库，方便配色和以后配色。另外还有根据行业不同，用到的仪器型号也不一样。我可以发一些有关塑料方面的应用资料给你。邮箱：
williamwan
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ID：williamwan
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针对客户不同需要推出的，客户可以按照行业应用来选择适合的仪器，也可以按照样品形态来选择适合自己的仪器。
21:59:33 Last edit by ljhciq
深圳三恩驰
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ID：v2808109
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色差仪跟测色仪只是叫法不同而已，都是用来测颜色的，测颜色LAB值和两组颜色对比的色差值，可用于打样调色质检等，这个我邮箱，几千元的仪器绝对能满足你的要求了
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ID：v2694188
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这两类仪器没怎么接触过，学习了微信二维码
测色仪原理详细介绍
在没有之前，颜色的辨别只能通过人眼来判断，但大家都知道，看颜色的结果受三个要素的影响：光源、物体、观察者。它们中任一个变化都会导致结果的变化，所以必须有一个标准的、客观的设备或仪器来得出量化的数据。CIE国际照明委员会将此量化，即把光源、物体反射率或透射率、标准观察者用数字来表示，替代人眼造成的不客观性。
1、光源通常是被认为发光的物质，但色度学概念中，光源是各种不同的能量光谱组成的照明体，它是一个在不同波段（如400nm）有自己特定能量的图谱。通常人眼能观测的电磁光谱中可见光的范围是400-700nm，但最新CIE（国际照明委员会）发现并规定360-780nm才是最新的可见光范围。而大家知道，光源的不同会导致看颜色的不同，那是和光源本身特性相关的，也就是说，不能能量分布的光源照明体会导致看颜色的结果不同。我们国家常用的光源有D65光源，C光源，A光源，TL84光源，CWF光源，U30光源等等，他们的能量图谱都不同。
2、物体就是我们通常说的待测样品，它可以是你的标样也可以是你的试样。各行业的样品完全不同，但它们都有相同的特性，样品本身的着色剂（染料、颜料等等）对光有吸收，继而带来反射或透射的不同。
3、观察者，你可以认为是人眼或者是仪器的检测器，但在色度学概念中，我们叫2度或10度视角，这是因为随着医学及生物学的发展，科学家在1931年及1964年分别发现人眼视网膜上有对颜色敏感的杆体及椎体细胞负责明暗和颜色视觉，而这些细胞的分布与瞳孔及物体所形成的夹角是2度和10度，所以我们通称为标准观察者。
测色仪是模拟并替代人眼观察颜色，并给出结果的客观仪器，它的光源现在技术一般是模拟D65光源，多为闪光氙灯，好的仪器的光源是D65光源模拟日光的时候，其中UV（紫外）部分也模拟得非常像，而且如果够标准的话都会配紫外和可见光比例校正板给客户，这样，光源是足可以放心了。但还有观察者和其它很多因素决定着一台测色仪器的优劣。
测色仪从结构上来看分为两种：积分球和45&/0&或0&/45&。积分球结构业内一般叫d/8&结构，d是diffuse的缩写，由一束光照在积分球内壁上在积分球里混合后形成入射光，积分球涂层是白色的高反射物质，这些物质必须长年不变化，保持高反射和稳定才会使光源稳定。市场上的美国HunterLab和X-Rite的积分球用的物质都是最好的物质，比传统BaSO4要耐候的多。积分球的尺寸ASTM也有规定，6.5英寸，相当于165mm直径的积分球，而市场上的很多手提式或便携式测色仪只不过是为了方便而已，并不是标准的可信赖的仪器。
45/0结构仪器是45度角入射到样品，0度角接收，照明方式和人眼看的方式接近，不考虑镜面反射光的影响，所以测量结果也会和人眼看的很接近。
现在颜色的演变日新月异，经常有最新技术出现，像干涉颜料，效果颜料，通常说变色龙颜料，珠光漆，金属漆等。市场上多角度测色仪有好几款，但基本上都是光源、物体、检测器三点处于同一平面。对于颜色变化很大的当前样品来说，如果要间隔更小角度，很显然，固定角度的多角度测色仪是无法解决的。而且现在的颜料技术更是朝着不同平面颜色不同的效果上发展，这样就需要多平面多角度测色，更高技术可以选择配色，配出来后的颜色在不同角度上和标准样很接近。
从分光原理上来看，分为两种，三刺激值和分光原理，前者通过模拟红绿蓝三原色，大概估计出颜色，但对计算其它颜色指数非常不精确-它没有反射率或透射率，它只有三个点参与计算，它没有标准观察者和视角。
分光原理测色仪就理想很多了，通过光照射到样品上，经过反射到光栅分光，然后光信号转换成电信号，最终转算成数字信号。其中光源、光栅、光信号放大装置、光电转换器等等环节都要求非常高，计算过程是从光源光谱能量*反射率（透射率）*观察者（2度/10度视角-xyz值）*系数的积分值得到相应的XYZ三刺激值，然后通过转换得到Hunter&Lab或CIE&L*a*b*及其它指数或色度标尺。
测色仪，广泛应用于塑胶、印刷、油漆油墨、纺织服装等行业的颜色管理领域，根据CIE色空间的Lab，Lch原理，测量显示出样品与被测样品的色差△E以及△Lab值，反射率等数据。
测色仪广泛应用与化工、食品、塑料、涂料、建筑等行业，通过测得的三刺激色XYZ，可以算出很多颜色指数。
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&随各个行业的发展，对工业生产商品的颜色的指标要求亦越来越高，产品颜色差异会直接影响质量等级。在批量化生产中，企业要确保不同批次产品的颜色指标一致，或者保证同批次产品的颜色均一。 近年来，国内外一些与着色有关的行业，如：纺织印染、染料、颜料制造、涂料、塑料着色加工以及油墨印刷等行业，采用了计算机测色配色系统作为有色产品的开发、生产和质量控制，使生产科学、合理、高效，企业也在市场竞争中获得效益。与此同时，对颜色的在线测量也提出了更为严格的要求。在颜色测量更高精度要求的基础上，能满足颜色的实时测量和控制的颜色测量系统，已经成为在线检测研究和企业质量管理共同关心的重要课题。 & 1 颜色测量的理论基础 物体的颜色取决与对光的选择吸收。光照射于物体，物体选择吸收某种波长范围的光，反射回其余波长的光，反映到人脑就是物体的颜色印象。早期没有统一的标准和约定，颜色科学工作者纷纷以各自的研究领域和实验数据为基础，发表过多个色差公式[1]。但是各个公式间数据难以转换，计算结果间无法对比。1931年，CIE（国际照明委员会）将颜色的测量描述为对颜色刺激的测量，并推荐了三刺激值的计算公式[2]，CIE标准色度系统是客观测量物体色的基础。此后CIE对标准色度系统作了补充[3-5],1976年正式推荐了两个改进的均匀颜色空间，即CIE1976 L*u*v*颜色空间和CIE 1976 L*a*b*颜色空间，弥补了CIE1931色品图的不均匀性。随后，CIELAB颜色空间体系在工业界得到广泛应用，国际标准化组织(ISO)及许多国家的标准化组织都据此制定了各自相应的标准。 CIE体系实现了颜色的“数字化”，即使用测量仪器将物件颜色的测量转化为一系列的数据来表达，改进了工业生产中对颜色质量的控制和管理，也便于人们对颜色的精确描述和在商品交易中颜色信息的传递与交流。 & 2 颜色测量的方法 目前，颜色的测量方法主要有目视法、光电积分法和分光光度法三种。 2.1 目视法 目视法是一种最传统的颜色测量方法。由观察者在特定的照明条件下对产品进行目测鉴别，与CIE标准色度图比较，得出颜色参数。人眼不能准确识别微细的色彩差异，主观性性大，常判断失误，而且工作效率低，目视法在工业测色中的应用已越来越少。 2.2 光电积分法 光电积分法是20世纪60年代仪器测色中常用的方法。光电积分法不是测量各个波长的色刺激值，而是在整个测量波长区间内，对被测颜色光能量进行一次性积分测量，得到三刺激值，再计算出样品的色品坐标等参数。通常用滤光片覆盖在探测器上，把探测器的相对光谱灵敏度修正成CIE推荐的光谱三刺激值。滤光片需满足卢瑟条件[6]，以精确匹配光探测器。但在实际应用中，由于有色玻璃的品种有限，仪器不可能完全符合卢瑟条件，只能近似符合。 2.3 分光光度法 分光测色法是按CIE推荐的标准照明和观察条件下，通过测量颜色反射(透射)光谱，计算出颜色三刺激值[7-8]，进而得出各种颜色参数。 根据光谱信号采集方式的不同，分光光度法可分为光谱扫描法和光电摄谱法[9]。光谱扫描法是单通道测色方法,它按一定波长间隔，采用机械扫描结构，逐个波长采集光谱信号,优点是精度较高，缺点是光路和结构复杂，测量速度慢，且波长重复性差，对光源的稳定性要求高，受光源的不稳定性等因素影响显著，不适合在线测量。光电摄谱法是通过多通道光电探测器获取整个空间光谱能量的分布信息，得出全波段光谱数据。与前者相比有所改进，如：测量时间短，信噪比高，对光源稳定性要求低，不必使用机械扫描就能获取全谱数据，适用于瞬态测量。 以上三种方法中，分光光度法已经成为精确颜色测量的主要方法[10]。 & 3 颜色测量的仪器 密度计间接测量了物体的吸光量，可作为颜色测量的一种工具,但不能准确地解释颜色[11]。光电积分式测色仪器主要包括色度计和色差计，这类仪器虽然能准确测出有类似光谱功率分布的色源之间的差别，但测量精度在很大程度上取决于光探测器的光谱匹配精度，在测定三刺激值和色品坐标的绝对精度有一定的局限性[12]。分光测色仪是利用光谱仪对整个可见光的光谱数据，精度比密度计和色度计高，表达颜色完整，测量数据也可用于计算密度值或色度值[13]。 & 3.1光谱仪在颜色测量中的应用进展 分光测色系统的核心部分是，随之在颜色测量领域应用的不断深入，研究者开展了大量的研究工作，根据应用的需要不断改进光谱仪器，推动了颜色测量也朝着实时，快速，精确的在线测量方向发展。 20世纪70年代前，分光测色仪采用HARDY分光光度计的传统光路和结构，此类仪器体积庞大，测定速度慢。70年代中期出现的MecbethmS2020采用闪光光源和阵列硅二极管探测，改进了结构并且大辐缩短了测量时间[14]。到80年代后期至90年代初，采用光电摄谱法的分光测色仪得到很大发展，探测器普遍采用自扫描光电二极管阵列[15],实现了测色过程自动化。这些早期生产的分光测色仪器存在体积大、价格高、使用条件苛刻等不足，一般只在实验室使用，不适用于工业生产线上。 许多应用领域对光谱仪器提出了新的要求，即光谱仪器的尺寸的缩小比提高其分辨率更为重要，微小型光谱仪便成了研究的热点[16]。微机电系统、集成光学等交叉学科新技术的发展使开发模块化微小型光谱仪成为可能。在其研发过程中，主要有采用光栅作为分光元件和以干涉原理进行分光这两类仪器[17]。Datacolor公司的SF系列仪器和日本美能达公司CM-d和CM-3600d等测色仪是这一时期分光测色仪向小型化发展的代表产品。
90年代以来，由于光纤具有很高的传输信息容量，可同时反映出多元成分的多维信息，这些优势相对于声电传感器而言是难以比拟的。随光通信技术对光纤的需求增长，开发了低损耗的石英光纤，使成本降低，将光纤与光谱技术相结合的微型结构的光纤光谱仪引起了许多人的关注[18],并在各种光谱测量及相关领域得到广泛的应用，光纤光谱仪是微型光谱仪器发展的重要方向。 & 3.2 微小型光纤光谱仪的特点 传统的光谱仪光学系统结构复杂（图1所示），需通过旋转光栅对整个光谱进行扫描，测量速度慢，并且还要将采来的样品经过粉碎、压片、研磨、溶解等预处理手段后，放在仪器的固定样品室内进行测量分析。与之相比，微小型光纤光谱仪有很多优点，如：重量轻，体积小，价格低（体积只有之前系统的1/1000，造价为原来的1/10），测量速度非常快，适用于在线实时检测。 & &
& 图1 传统光谱仪光学系统图 Fig.1 Optical system of traditionalspectrometer & &
& 图2 微小型光纤光谱仪光学系统图 Fig.2 Optical system of miniatural miniature fiber optical spectrometer & 图2为美国Ocean Optics公司的Michaeal J.Morris等人研制的微小型光谱仪光学系统图。光源发光通过光纤传导入采样探头，光线照射于物体表面后，反射光再经探头导入与光谱仪相连的光纤束，被测光由SMA905接头入射到光谱仪内。光谱仪内的光学平台设计采用交叉式Czerny-Turner分光结构[19]，入射光经反射准直镜准直，平面反射式光栅分光后，将入射光分成按一定波长顺序排列的单色光，再由成像物镜聚焦后，投射到CCD阵列的光敏面上进行检测。整个仪器内无活动构件，光学元件都采用反射式，可在一定程度上减少象差，并使工作光谱范围不受材料影响。仪器小型化全固定件的光学设计可适应高震动、狭窄空间等复杂的工况环境检测的需要。 此外，随低损耗光纤、低噪声高灵敏CCD阵列检测器、全息光栅和小型高效半导体等新型光电子器件的引入，使微小型光谱仪器性能明显提高，还具有以下特点： （1）光纤技术的引入，使待测物脱离了样品池的限制，采样方式变的更为灵活，利用光纤探头把远离光谱仪器的样品光谱源引到光谱仪器，以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝，可增强对恶劣环境（潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体）的抵抗能力，保证了光谱仪的长期可靠运行，延长使用寿命。 （2）以电荷耦合器件（CCD）阵列作为检测器，对光谱的扫描不必移动光栅，可进行瞬态采集，并通过计算机实时输出。 （3）采用全息光栅作为分光器件，杂散光低，提高了测量精度。 光纤光谱仪系统具有模块化的特点，可根据应用的不同的需要选择组件（包括各种不同类型的采样光纤探头，色散元件，聚焦光学系统和检测器等），搭建光学平台。虽然微小型光纤光谱仪的测量精度被认为低于传统的移动光栅-光电管设计的离线光度计，但已达到工业现场光谱分析的要求。 & 3.3 光纤光谱仪的采样附件 颜色测量必须在CIE规定的标准照明和几何光学条件下进行，使结果便于国际对比。市场销售和工业界实际使用的测色光谱光度计多采用d/0(实际取d/8)和45/0几何照明条件，这两种方式有杂散光干扰小，信噪比大等优点。 当采用d/8视场进行测量时，可使用积分球（图3所示）完成，它可以放在待测物的表面，测量各个位置的颜色。积分球的主要功能是作为光收集器，基本原理是光经多次反射后，均匀地散射在积分球内部，使之成为一个理想均匀的光源，探测光纤通过SMA接头与积分球侧面的接口相连，该接口前有一阻光挡板，避免了采样口的光直接反射进入光纤。积分球内壁由具有高反射率的漫反射材料制成，它可以在很宽的光谱范围内（250-2500 nm）具有较高的漫反射率（&96 %）。积分球探测的主要优点在于这种测量几乎与样品表面结构无关，这对纺织品和纸张的测量特别有用，因为它们的毛面也光面有显著差别。积分球还可用于对LED（发光二级管）的色温、色品坐标、辐射量和光通量的性能参数进行快速的检测。 & &
& 图3 积分球结构图 Fig.3 Structure of integranting sphere & &&& 图4为光纤采样探头结构图，光纤束有7根光纤组成，通过标准SMA905接头，可把光源发出的光耦合进由6根光纤组成的光纤束中，传导到探头末端，被测表面反射回来的光进入第7根光纤，由这根把信号传输入光谱仪检测。光纤探头主要有反射式和透射式浸入型两类，探头的外面有保护层，使之具有耐高温和抗化学腐蚀等性能。 &
& 图4光纤探头 Fig.4 Optical fiber sensor & 根据实际应用场合的不同，配合相应的光纤探头及采样附件，可实现多种不同的采样方式。如：对固体表面或漆膜的颜色测量，可用反射式探头或积分球直接测量；对液体的颜色测量可使用透射式浸入型探头；若需测量在线流动的液体，可将之旁路引出，结合样品流通池进行实时测量。 另外，测量系统有配套的专业软件解决方案，按CIE规定的标准准确地进行分析。 & 4 在线颜色测量的工业应用 & 4.1 在线测量的要求 工业各部门正从以离线计量为基础的传统质量保证体系向在线过程控制质量转变，要求仪器能非接触，短时间地连续测样，并且工作现场环境复杂，对仪器整体结构要求较高。 在国内已有的各类测色仪器中，刘补生研制了一种光缆探头式在线辨色传感装置[20]，综合应用光纤和积分球技术，解决了因漫射色光光强空间分布不均匀影响测色精度的问题，但仍用滤色片和光电二极管进行分光检测，不适用于高精度、瞬态的实时监测。何帆等人利用多个LED光源和传感器单元，发明了可精确测色的小型光谱计[21],可作为手持便携式颜色测量仪器，但测定的波长仅限于可见光范围内，不适用于生产线上产品连续出样的在线分析。 Ocean Optics公司采用高性能线性CCD阵列探测器研发的微小型光纤光谱，可以安装在一个小到足以放入手掌的光学平台(USB4000系列光谱仪的尺寸仅为89.1×63.3×34.4mm)，探测器的响应波长范围为200-1100nm，响应速度极快（测量时间为13～15ms），采样附件与之组成的模块化系统能够对加工线上的产品颜色进行实时分析，适应工业在线监测的要求。 & 4.2 具体应用实例 许多聚合材料的制造加工过程中，希望识别最终产品的颜色。美国通用电气公司研发了用于被冷却产品的在线颜色测量系统[22],采用颜色传感器，将光提供给分光光度计，可用于测量挤压成形后冷却产品的颜色。若系统使用光纤光谱仪进行实时监测，可大幅提高生产效率和生产线的自动控制程度。 在食品行业中，酱油、食醋、白酒、果酒的质量与在酿造流程中各种工艺参数的精确控制是分不开的，其中色度是很重要的质量指标。最终的产品抽检滞后于生产过程，不能解决在酿造过程中出现的质量问题，迫切需要进行在线监测。Pokorny等人基于白葡萄酒的颜色，使用Ocean Optics系列的S2000光纤光谱仪对品质进行检测[23]。 与颜色测量密切相关的印染和印刷行业对产品颜色的控制标准有更高的要求。国内印染企业大多使用离线测色法，由检验人员使用色差计等仪器对产品进行检测；而在生产线上，则由经验丰富的工人目视测色，难以解决在大批量生产过程中，因细微的颜色渐变导致废品问题。国外对在线测色系统的研究较重视，Tincher等人采用Ocean& Optics的SD1000光谱仪实现了对纺织品染色的实时测量[24]。在印刷行业的颜色实时测量和控制中，国内外已发布的多个专利提出了新方法和相应的测控系统，但其中有的检测设备仍使用传统的测色仪[25]，对改进测色仪器提出了需求，微小型光纤光谱仪在这些领域有很大的应用潜力。 & 5. 展望 随微小型光纤光谱仪的出现，光谱技术也经历着一场从实验室走向生产现场的革命，已转化为一种完全以被测样品为中心而设计现场仪器的实用技术。目前，各种微型光纤光谱仪产品已研发出紫外、紫外-可见光、近红外、红外和拉曼光谱等多种平台，在实际应用中大幅提高了生产效率，使在线光谱分析技术在颜色测量及相关的工业领域展现了广阔的前景。
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