色差儀分析原理

1、色差儀分析原理 1931年，CIE（國際標準照明委員會）建立了一系列表示可見光譜的顏色空間標準。基本的CIE色空間標準是CIE_XYZ，它建立在標準觀察者的視覺能力的基礎(chǔ)上就是說它反映了標準的人眼可見顏色的范圍?；贑IE_XYZ又有CIE_xyY、CIE_Lab、CIE_Lch等標準顏色空間。 目前業(yè)界最常用的是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值表示顏色的藍黃值。如果單純以一組Lab值來判斷某個顏色并沒有太大的實際意義，但是當我們對兩個顏色進行比較時，我們可以通過這兩個顏色的Lab差值來判斷出它們之間的差別。比如：某個客戶給我們提供的標

2、準色樣測量Lab值為60/30/20，而我們實際生產(chǎn)的成品測量Lab值為62/31/18，經(jīng)計算其Lab差值分別為+2/+1/-2，由此我們可知產(chǎn)品L值高于標準也即偏亮、a值高于標準也即偏紅、b值低于標準也即偏藍，通過產(chǎn)品和標準色樣Lab值的對比我們可以輕易得知當前產(chǎn)品的顏色狀態(tài)。另外，通過兩組Lab值我們可以計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。由此我們可以事先設(shè)定一定的容差范圍，在進行品質(zhì)控制時，測量的樣品與標準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。通過使用Lab色空間，我們的生產(chǎn)控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化。 分析原理： 自動比較樣板與被檢品之間的顏色

3、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 范圍 色差（容差） 0 - 0.25E 非常小或沒有；理想匹配 0.25 - 0.5E 微小；可接受的匹配 0.5 -1.0E 微小到中等；在一些應(yīng)用中可接受 1.0 -2.0E 中等；在特定應(yīng)用中可接受 2.0 - 4.0E 有差距；在特定應(yīng)用中可接受 4.0E以上 非常大；在大部分應(yīng)用中不可接受 測色儀，兩部測出來的結(jié)果有很大差異。因此，在選購測色儀時，有些“性能指標”是必須要注意的，這樣才能選購一部性能價格比最好的儀器

4、。 1、這臺儀器是“色差儀”還是“分光光度測色儀”： 色差儀的精確度比較低，分光測色儀精度較高。二者測色的方法不同，分光測色儀能測量每個顏色的“反射率曲線”，而色差儀不能。分光測色儀有多種光源，而色差儀只有一種或兩種。 2、“分光光度測色儀”又分為“0/45度”和“d/8度積分球”兩種測量-觀察方式：“0/45度”只能用來測平滑的表面，而且不能用于電腦配色。“d/8度積分球 “可以用來測量各種表面，用于電腦配 色。 3、各種“d/8度積分球”測色儀的區(qū)別： 多數(shù)公司選用“d/8度積分球”測色儀，但是，必須注意的是：不同品牌、不同型號之間仍有很大差別，導致不同的測量精度。 一臺測色儀除了微處理器

5、及有關(guān)電路外，有四個主要組成部分：光源、積分球、光柵（分光單色器）和光電檢測器。這也是衡量一臺儀器優(yōu)劣的主要指標。 3.1 它是“雙光束測量原理”還是“單光束測量原理”： 雙光束儀器有兩個光柵和兩個檢測器。測量時光源只閃一次，同樣測樣品和參比白。這樣就克服了系統(tǒng)變化所帶來的誤差，測量數(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光柵和一個檢測器。所以測量時光源閃兩次，分別測樣品和參比白。而兩次測量時的系統(tǒng)誤差（光源光強分布差異，光路變化，溫度變化，電路漂移等）被當做樣品和參比白間的差異，所以誤差比較大。 3.2 光源：多數(shù)廠家選用“高能脈沖氙燈（Pulsed Xenon）”，具有壽命

6、長、光強高、測量時的“信噪比”（測量信號/噪音）高，測量精度高等優(yōu)點。個別廠家的儀器選用“鎢絲燈（tungsten light）”，具有光強低，長期發(fā)熱，壽命短，在藍光段測量不準確等缺點。 3.3 積分球：質(zhì)量好的5、6年不會變黃，差的2、3年變黃要更換。 4、日本MINOLTA（美能達）公司所生產(chǎn)的測色儀主要分為兩大系列：一是CR系列（CR-10、CR-300、CR-400、CR-410、CR331、CR321等）；二是CM系列（CM-2600d、CM-2500d、CM-3600d、CM-508d、CM-503c等）。CR系列只能測色而不能配色，而CM系列既可以測色，也可以與配色系統(tǒng)連接，進

7、行配色。要建立配色系統(tǒng)必須具備以下儀器：1）CM系列的分光測色計，2）配色系列軟件，3）自備電腦。同樣的測色儀，但CM系列比CR系列測量精度要高，價格也高。CR系列中便攜式CR-10與臺式CR-3xx的區(qū)別：CR-10不能測出某一顏色的色空間的絕對值，只能測出兩個顏色之間的色差值（E）；而CR-3xx臺式色差儀可以測出某一顏色的色空間的絕對值。在CR系列中，針對不同行業(yè)，有不同的型號（主要是測量口徑的差異），用戶須在我司銷售工程師的指導下選擇合適的型號。 色差儀-配色的方法是什么？ 配色的方法是什么？ 什么能配成什么色，幫我看一下 顏色的品種變化無盡、絢麗多彩，但各種顏色之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系

8、，每一種 顏色都可用3個參數(shù)來確定，即色調(diào)、明度和飽和度。色調(diào)是彩色彼此相互區(qū)別的特 征，決定于光源的色譜組成和物體表面所發(fā)射的各波長對人眼產(chǎn)生的感覺，可區(qū)別 紅、 黃 、綠、藍、紫等特征。明度，也稱為亮度，是表示物體表面明暗程度變化的特 征值；通過比較各種顏色的明度，顏色就有了明這和深暗之分。飽和度，也稱為彩 度，是表示物體表面顏色濃淡的特征值，使色彩有了鮮艷與陰晦之別。色調(diào)、明度和 飽和度構(gòu)成了一個立體，用這三者建立標度，我們就能用數(shù)字來測量顏色。 自然界的顏色千變?nèi)f化，但最基本的是紅、黃、藍三種，稱為原色。以這三種 原色按不同比例調(diào)配混合而成的另一種顏色，稱為復色，從圖4-1中可知顏色的

9、拼色 關(guān)系。例如紅 黃=橙；藍 黃=綠；橙色和綠色稱為復色。圖4-2顯示了色彩拼色的顏 色圈，三原色拼成的復色，其在顏色圈中與其對應(yīng)的另一個色為補色。例如，黃與藍 拼成綠色，對應(yīng)的紅色是綠色的補色。 在配色中，加入白色將原色或復色沖淡，就可得到“飽和度”不同的顏色；加入 不同分量的黑色，可得到“明度”不同的各種色彩。補色加入復色中會使顏色變暗、 甚至變?yōu)榛疑蚝谏?。調(diào)色、成色與補色的關(guān)系，見表4-10。 表4-10 調(diào)色、成色與其補色關(guān)系 調(diào)色 成色 補色 紅與黃 藍與黃 黃與紅 紫與綠 綠與橙 橙與紫 紫 綠 橙 橄欖 檸檬 赤褐 黃 紅 藍 橙 紫、紅 綠 在國外涂料和涂裝工業(yè)中顏色劃分為

10、金屬閃光色和本色兩大類。前者的漆膜在日 光照耀下能具有鮮艷的閃光感，一般在涂料中添加鋁粉、銅粉或珠光顏料而成，故稱 金屬閃光色，廣泛用于汽車、電器等行業(yè)。除金屬閃光色以外的顏色，稱為本色。 2、顏色的功能 合理的色彩布置在創(chuàng)造舒適的作業(yè)、工作和生活環(huán)境方面具有重要意義。色彩調(diào) 節(jié)可使環(huán)境變得更加明亮；減輕眼睛和全身的疲乏；增強工作的樂趣，提高勞動效 率；創(chuàng)造一個特定的環(huán)境，體現(xiàn)某種風格和情調(diào)；減少事故和災害，提高工作質(zhì)量； 增強對物質(zhì)的愛護心理等。 體現(xiàn)在室內(nèi)建筑方面，當涂裝暖色調(diào)的涂料，如紅、橙、黃系列，使人聯(lián)想到太 陽、火焰而產(chǎn)生熱烈、溫暖的感覺。涂料冷色調(diào)的涂料，如綠、藍、紫顏色系列，使

11、 人產(chǎn)生涼爽的感覺，仿佛處于綠色的環(huán)境之中。當降低色彩的鮮艷度，避免產(chǎn)生補色 殘像、避免色彩多而雜的配色，使照明光的顏色接近自然光時可防止眼睛和全身的疲 勞。色彩與安全也具有密切的聯(lián)系，許多顏色已成為世界通用的一種語言。紅色，是 強烈的刺激色，又叫興奮色，多用于提示危險的標志。黃色，是醒目色，在交通管理 中，用作警示的作用。藍色，是冷色，具有平靜、涼爽的特點 度的 知覺差用等度進行分割。 飽和度，彩度的符號為C，表示顏色偏離具有相同明度的灰色之程度。彩度可分 為020，一般彩度低于0.5即為無彩色。 表4-12 常用涂 料顏色的名稱、孟塞爾標號及對應(yīng)國家標準的顏色編號 顏色 相應(yīng)的孟塞爾顏色標

12、號HV/C（色調(diào) 明度/彩度） 相應(yīng)于GB/T 3181的顏 色編號 相應(yīng)于GSB G51001的顏色排列順序號 黑色 白色 棕色 ?；?深灰 蛋青 鐵紅 象牙 珍珠 玫瑰紅 橘紅 紫紅 天（酞）藍 淡（酞）藍 中綠 中綠灰 深綠 淡灰 豆蔻綠 銀灰 大紅 中（酞）藍 淡黃 淡綠 中黃 橘黃 顏色色調(diào)環(huán) 在用肉眼評判漆膜色彩時，許多外在條件、都影響我們查看顏色。有時觀察者的 心情不一樣，都會對顏色有不同的評判。因此，在測定時必須規(guī)定實驗試板的制作、 光源等條件。 （1）光源的差別 在陽光、日光燈、鎢絲燈等光源下，每一種照明都使同一個 被測物體看起來不一樣。因此，國家標準GB 9761-88在對

13、色漆的目視比色評判時，做 出了詳細的規(guī)定。 對于比色工作，可采用自然光或人造日光。自然光，就是部分有云的北方光線， 光照從日出3小時以后到日落3小時以前的北空光，光照應(yīng)均勻，其照度不小于 2000lx。人造日光光照，采用具有CIE標準照明體D65光譜能量分布近似的我工光源照 明的比色箱，其比色位置的照度應(yīng)在10004000lx，比色箱的基體規(guī)格應(yīng)符合GB/T 9761的規(guī)定。對于深色漆的比色，照度要大些。 （2）觀察者的差別 第個人眼睛的靈敏度總是稍有差別的，甚至認為色覺正常 的人，對紅或藍仍可能有所偏倚；隨著年齡的增大，視力也會改變。由于這些因素， 同一種顏色在不同的人看來是不一樣的。因此，

14、盡量選用儀器比色評價。當進行目視 比較時，對觀察者的要求是：觀察者必須由沒有色視覺缺陷的人來擔當，如果觀察者 佩帶眼鏡，鏡片必須在整個可見光譜內(nèi)有均勻的光譜透過率；為了避免眼睛疲勞，在 對有強烈色彩板比色后，不要立即對淺色樣板和補色樣板進行比色；在對明亮的高彩 度色進行比色時，如不能迅速做出判定，觀察者應(yīng)對近旁中性灰色看上幾分鐘再進行 比色；如果觀察者進行連續(xù)比色，則應(yīng)經(jīng)常間隔地休息幾分鐘，以保證目視比色的質(zhì) 量，在休息期間不看彩色物體。 （3）尺寸的差別 有人在檢查了墻紙的小塊樣片以后選擇了他認為很好的一 種，但當墻紙貼到墻上之后，卻又覺得太亮了。覆蓋在大面積上的顏色比覆蓋在小面 積上的看起

15、來更明亮和更鮮艷，這就是所謂的面積效應(yīng)。 挑選大 面積的物體卻根據(jù)小 面積的色樣會產(chǎn)生錯誤。在進行目視比色時，試板和參照標準板都應(yīng)當是平整的，尺 寸不應(yīng)小于120mm×50mm。試板應(yīng)按照GB 9271規(guī)定進行前處理，按GB1727規(guī)定或商定 的方法涂漆。試 板應(yīng)充分干燥且漆膜厚度應(yīng)與標準板一致。 （4）背景的差別 放在明亮背景之前的物體看起來要比放在暗淡背景之前的顯 得灰暗，這稱之為對比效應(yīng)。對于要準確地判斷顏色來說，這是不利的。在進行目視 比色時，觀察者的判斷也易受周圍彩色物體的影響。因此，觀察者所穿著的衣服應(yīng)為 中性色。在視場中，除試板外，不允許有其他彩色物體存在。使用光源時，

16、不應(yīng)有彩 色物體（如紅墻、綠樹等）的反射光。 （5）方向的差別 當我們從兩個稍稍不同的角度觀察一個物體時，被測物上的 某點看起來會有明暗之差，這是涂料有方向特性的緣故。某種帶色的材料，特別是金 屬涂料有強烈的方向特性。國家規(guī)定，進行目視比色時，眼睛至樣板的距離為 500mm，在自然光下進行觀察時，必須保證從一個方向觀察試板，例如接近直角方向 觀察。在比色箱中進行觀察，使照光以零度角入射，人眼以45度角觀察。 3、顏色的測定 顏色的測定有兩種，一種是使用儀器進行比色，另一種是目視比色法。目前，國 內(nèi)對涂料色彩的檢測大多還用目測法，規(guī)定在相同的實驗條件下（包括嚴格按照上述 的規(guī)則制作試板、選擇光源

17、、背景、角度和觀察者等），進行平行比較。具體操作如 下。將試板與參照標準板并排放置，使相應(yīng)的邊互相接觸或重疊。眼睛至樣板的距離 約為500mm，為改善比色精度，試板位置應(yīng)時時互換。色光差異的評級分為：近、 似、稍、較等4級。色差相差多少，認為是合格的，需要使用者與生產(chǎn)廠家或調(diào)色者 自行制訂，一般對于高檔汽車、家具的顏色要求極為嚴格；在大面積涂裝時，要求所 施工范圍內(nèi)采用同一品種，無肉眼色差分別的涂料，尤其在修補過程中，顏色的略微 差異，就會影響整體效果，不能產(chǎn)生“打補丁”的錯誤。 這種目測方法，如果對色差要求不高的情況下是簡單易行的，也不需要多少理論 基礎(chǔ)和特殊設(shè)施。但若要求精確就需要具有一定

18、的觀測條件和具有一定色度學知識的 觀測者檢測，觀測者豐富的經(jīng)驗直接影響檢測結(jié)果的準確性。在正常情況下，僅憑肉 眼觀察雖然相當敏銳，但仍存在一定的局限性。國際上對顏色的評價一般利用色彩色 差計。一臺較準精確的色差計可以立刻使顏色的量化簡便易行，得到以各種色空間表 示的測量結(jié) 果，按照 國際標準用數(shù)字來表達顏色。由于色差計總是利用同一光源和照 明方法來測量，測定條件總是一樣的，無論在晝間或夜間，室內(nèi)還是室外，也不摻雜 觀察者的個人因素，測定的數(shù)值總是量化和精確的。色彩色差計擅長揭示細微的顏色 變化 ，用數(shù)值來表示色差，便于調(diào)色和保存資料。國內(nèi)外常用的色差計是MINOLTA （美能達）公司生產(chǎn)的CR

19、系列色彩色差計，CM系列光譜光度計；BYK Gaedner（畢克- 加索納）公司的CG系列分光色差儀和X-Rite（愛色麗）公司的SP系列色差儀。 三、顏色的調(diào)節(jié)及涂料調(diào)色技巧 各類單色涂料（又稱原色漆）的品種雖然相當多，但還遠遠不能滿足人們的需 要，這就要求油漆工在實際工作中，利用已有的原色漆調(diào)配出更加絢麗多彩的色彩， 以滿足用戶多方面的需要。 配色是一項比較復雜而細致的工作，因為顏色的種類非常多，需要了解各種顏料 的性能，也需要對色彩差異的準確判斷。國外工業(yè)發(fā)達國家，配色是利用測色和配色 儀器和計算機程序，通過光電分光色差儀或光譜光度計，分析來樣色板的顏色及成 分，以數(shù)字的形式記錄測量顏色

20、，將其輸入調(diào)色、配色軟件程序，計算出各種顏色的 比例，及需要加入何種顏色來達到數(shù)值指標，再進行配色，既準確又快速。在汽車修 補行業(yè)，電腦測色、調(diào)色系統(tǒng)已開始廣泛應(yīng)用。 另一種人工配制復色漆，主要憑實際經(jīng)驗，按需要的色漆樣板來識別出存在幾種 單色組成，各單色的大致比例是多少，做小樣調(diào)配實驗，然后進行配制，但也必須按 照色彩學的基本原理進行。調(diào)色過程中有如下技巧。 （1）調(diào)色時需小心謹慎，一般先試小樣，初步求得應(yīng)配色涂料的數(shù)量，然后根 據(jù)小樣結(jié)果再配制大樣。先在小容器中將副色和次色分別調(diào)好。 （2）先加入主色（在配色中用量大、著色力小的顏色），再將染色力大的深色 （或配色）慢慢地間斷地加入，并不斷

21、攪拌，隨時觀察顏色的變化。 （3）“由淺入深”，尤其是加入著色力強的顏料時，切忌過量。 （4）在配色時，涂料和干燥后的涂膜顏色會存在細微的差異。各種涂料顏色在 濕膜時一般較淺，當涂料干燥后，顏色加深。因此，如果來樣是干樣板，則配色漆需 等干燥后再進行測色比較；如果來樣是濕樣板，就可以把樣品滴一滴在配色漆中，觀 察兩種顏色是否相同。 （5）事先應(yīng)了解原色在復色漆中的漂浮程度以及漆料的變化情況，特別是氨基 涂料和過氯乙烯涂料，需更加注意。 （6）調(diào)配復色涂料時，要選擇性質(zhì)相同的涂料相互調(diào)配，溶 劑系統(tǒng)也 應(yīng)互溶， 否則由于涂料的混溶性不好，會影響質(zhì)量，甚至發(fā)生分層、析出或膠化現(xiàn)象，無法使 用。 （

22、7）由于顏色常帶有各種不同的色頭，如果配正綠時，一般采用帶綠頭的黃與 帶黃頭的藍；配紫紅時，應(yīng)采用帶紅頭的藍與帶藍頭的紅；配橙色時，應(yīng)采用帶黃頭 的紅與帶紅頭 的黃。 （8）要注意在調(diào)配顏色過程中，還要添加的哪些輔助材料，如催干劑、固化 劑、稀釋劑等的顏色，以免影響色澤。 （9）在調(diào)配灰色、綠色等復色漆時，由于多種顏料的配制，顏料的密度、吸油 量不同，很可能發(fā)生“浮色”“發(fā)花”等現(xiàn)象，這時可酌情加入微量的表面活性劑或 流平劑、防浮色劑來解決。如常加入0.1%的硅油來防治，國外公司生產(chǎn)的各種表面活 性劑，需分清用在何種溶劑體系，加入量一般在0.1%1%。 （10）利用色漆漆膜稍有透明的特點，選用

23、適宜的底色可使面漆的顏色比原涂料 的色彩更加鮮明，這是根據(jù)自然光反射吸收的原理，底色與原色疊加后產(chǎn)生的一種顏 色，涂料工程稱之為“透色”。如黃色底漆可使紅色更鮮艷，灰色底漆使紅色更紅， 正藍色底漆可使黑色更黑亮，水藍色底漆使白色更潔凈清白。奶油色、粉紅色、象牙 色、天藍色，應(yīng)采用白色做底漆等。 表4-13列出了常用顏料的品種，雖然同為一種顏色的顏料，但顏色的色調(diào)、明度 和飽和度上都有極大的差別，使用者需注意選擇。以表4-13列出了復色漆的常用配色 表，具體顏色的配制，還需按上述技巧多次實驗。 表4-13 常用顏料的品種 顏色 顏料品名 紅色顏料 無機顏料：鐵紅、鎘紅、鉬紅等； 有機顏料：甲苯胺紅、立索爾紅、對位紅、大紅等 黃色顏料 無機顏料：鉛鉻黃、鋅鉻黃、鎘黃、銻黃、鐵黃等； 有機顏料：耐曬黃、聯(lián)苯胺黃、漢沙黃等 藍色顏料 無機顏料：鐵藍、群青等； 有機顏料：酞菁藍、孔雀藍、陰丹士林藍等 白色顏料 無機顏料：鈦白、氧化鋅、鋅鋇白（立德粉）、銻白等 黑色顏料 無機顏料：炭黑、松煙、石墨等； 有機顏料：苯胺黑等 綠色顏料 無機顏料：鉻綠、鋅綠、鐵綠等； 有機顏料：酞菁綠等 紫色顏料 無機顏料：群青紫、鈷紫、錳紫等； 有機顏料：甲基紫、芐基紫等 金屬顏料 鋁粉（銀粉）、銅粉（金粉） 表4-14 常用