色差测量几何条件的选择概论

1、色差测量量几何条条件的选选择与设设备摘要 由由于色差差测量目目的不同同，被测测涂层表表面所含含色浆对对入射光反反射的特特性不同同和纹理理不同，应当选选择不同同的色差差测量设设备和测测色几何何条件，介绍了市市场上常常见的几几种结构构的测量量不透明明物体的的色差的的设备的的光路原原理和其其对应测测色几何何条件下下测量的的数据的的意义和和其适用用的场合合。主题词:色差 测色几几何条件件 设设备 颜颜色Absttactt：Acccorrdinng tto ddifffereent purrposse oof thee teest of collor diffferrencce, diffferrent

2、t eqquippmennt & geeomeetriic ccondditiion shoouldd bee seelecctedd. IIntrroduuce somme ttestterss off coolorr diiffeerennce basse oon ddifffereent geoomettricc coondiitioon.Key worrds: Coloor ddifffereenceeGeommetrric conndittionn Equiipmeent Coolorr0前言言装饰性是是涂料的的重要作作用之一一，对于于批次间间和部位位间的颜颜色匹配配是涂料料检测的的

3、重要环环节。色色差仪是是当前应应用广泛泛的测色色设备，其原理理是一束束光经特特定的光光路照射射到样品品上，并并由一系系列的探探测器接接收由样样品反射射的光线线并将光光信号转转化为电电信号的的仪器。根据被被测材料料的光学学性质的的不同和和测量目目的不同同，目前前市场上上有多种种不同结结构的色色差测量量的设备备可供选选择。不不同结构构的色差差仪由于于测色几几何条件件不同，即测量量的光路路不同，测量的结果会会有差异异。素色漆的的测量素色漆是是指颜料料中只含含有色浆浆的涂料料，这种种涂料对对入射光光的反射射以漫反反射为主主，其颜颜色在各各个角度度看来没没有本质质区别，只是在在光泽和和表面纹纹理的影影响

4、下会会稍有不不同。对对应CIIE标准准的测色色几何条条件，色色差仪主主要有积积分球式式和环形形照明式式两种。11环环形照明明式色差差仪理想漫反反射物体体对于任任意一束束光都将将以漫反反射形式式即各方方向等效效地反射射出去，为此入入射光和和观察者者的角度度并不重重要，不不会影响响倒观察察结果，但真实实物体表表面并非非理想漫漫反射表表面，多多少都会会由于镜镜面反射射成分和和表面纹纹理而造造成由于于入射光光和观察察者的几几何位置置不同而而表现的的微小颜色色差异。而对于于（如图1）的环形形照明则则可以消消除这种种影响。这种以以45环形照照明,00（法线线方向）观测的的几何条条件可以以缩写为为：455/

5、0：cc。由于于光路可可逆，它它与0照明445方向环形形接收是是等效的的，该测色几几何条件件对应的的色差仪仪有Miinollta 5066D，GreetaggMaccbetth公司司的Coolorr eyye 221455等。Minooltaa5066D使用一个个氙灯作作为光源源，经由由一组光光导纤维维将照明明光以445环形照照到样板板上，法法线上有有一组光光电管作作为探测测器。BYK公公司的测测色精灵灵也属于于这类仪仪器，不不同的是是它是由三三组发光光二极管管构成环环形光源源，每组组包括112个不不同发射射波长的的发光二二极管，三个发发射波长长相等的的发光二二极管互互成1220（如图2），抵

6、消消样品表表面纹理理的影响响。GrretaagMaacbeeth公公司的CColoor eeye 21445这种色差差仪的光光路由于于抵消了了表面纹纹理的影影响而更更适合用用于涂料料颜色调调配过程程，因为为样品表表面的光光泽等纹纹理不会会影响到到颜色测测量,在在现实中中没有与与之完全全对应的的观察环环境。12积积分球色色差仪图3是积积分球色色差仪的的基本结结构，积积分球是是一个中中空的金金属球，其内表表面涂有有中等灰灰色的高高反射漫漫射物质质，如硫酸酸钡或聚聚四氟乙乙烯。进进入这个个球体的的光线经经过多次次反射后后都只能能从测量量孔或光光源孔射射出积分分球。1一一束光从从任意的的不通过过球心的

7、的角度照照进积分分球后经经过球壁壁的多次次反射后会会从各个个角度照照射到样样板，最最终通过过测量孔孔或光源源射出积积分球。测量孔孔是在与与法线夹夹角成88的位置置，由一一组光电电管构成成的探测测器。XX-Riite, Miinollta,GreetaggMaccbetth 等等很多公公司都提提供这种种结构的的色差仪仪。CIE没没有明确确规定积积分球的的开孔的的尺寸，只要求求所有开开孔面积积不超过过内表面面积的110，因此不不同厂家家的产品品的开孔孔的位置置，尺寸寸，光源源入射角角度会有有区别，因此特特别对于于有中等等光泽的的样板，不同的的仪器测测量结果果的绝对对值会有有差异1，但是对比测测量的

8、定定性结论论(样品品的绝对对值与标标准板的的绝对值值之差的的正负)一般相相同，只是是定量（差值的的大小）上存在在差异。与观测测孔关于于法线对对称的地地方有一一个光阱阱，关闭闭光阱时时镜面反反射成分分包含在在内，简简写作dd/8:i，（dd表示漫漫反射照照明，88是8度度角接收收，i指指包括镜镜面反射射）也可可简写作作 SPPIN。当光阱阱打开时时去除了了镜面反反射，此此条件简简写作：d/88:e，e指去去除镜面面反射。很多色差差仪比如如X-RRitee的SPP64和和Minnoltta的 26000D能能提供这这两种条条件的测测量。试验表明明当给相相同的色色板表面面赋予不不同的光光泽后，其在S

9、SPEXX条件下下的测量量值特别别是亮度度L受光光泽的影影响非常常显著，并在一一定范围围内表现现线性关关系，而而这些光光泽不同同的色板板在SPPIN条条件下测测量值十十分接近近。色板板的目视视效果与与SPEEX条件件下的结结论接近近2。SPINN条件由由于测量量不受样样品的影影响而只只决定于于样品中中色浆的的含量，因此适适应于颜颜色调整整过程使使用。然然而样品品的表面面光泽会会很大程程度上影影响目视视感觉，因此在在对最终终完成的的成品的的色差检检测必须须在相同同光泽下下由SPPEX条条件进行行，对于于不同材材料间或或不同纹纹理的材材料间的的颜色测测量也应应当在SSPEXX条件下下进行，因为此此

10、时的测测量结果果考虑了了纹理的的影响且且和目视视效果最最为接近近。这种种测色条条件与在在光源箱箱中观察察者以与与样板法法线夹角角8度的的方向观观察样板板的几何何条件相相对应。2随角角易色表表面的测测量当涂料内内含有金金属片或或云母色色浆时，样品表表面对入入射光的的反射不不是各向向等效的的，也就就是说样样品表面面的颜色色是入射射光角度度和观察察角度的的函数，因此报报告颜色色时必须须考虑到到角度的的影响。XRiite公公司的MMA688系列产产品提供供5角度度的逆定定向反射射角（aaspeecullar）测量数数据，如如图4所示它是一一束平行行光与法法线方向向夹455角入射射，在与与其镜面面反射光

11、光成155，255，455，755，1110角的位位置上分分布着五五组探测测器，其其中155角代表表近镜面面反射方方向，1110代表逆逆光方向向或称侧侧视方向向。由于于会受到到样板纹纹理的影影响，旋转样样品可能能会影响响到测量量结果，且与目目视效果果接近，因此适适合用于于色板的的对比。Minooltaa公司的的CM5512是是另一类类多角度度色差仪仪，如图图5所示。它用33组环形形光导纤纤维将入入射光成成环形分分别以与与法线成成15，455，755夹角依依次照射射到样品品，在法线线方向有有一组探探测器。与测量量素色漆漆的455/0:c条件件一样，这种测测量排除除了样品品表面纹纹理的影影响，因因

12、此更适适合色浆浆调整过过程。3色度度计以上都是是分光光光度计，它是探测测器将接接收到的的光按波波长分为为多个部部分分别别测量的的色差仪仪，因此可以以在全光光谱上进进行配色色。色度度计是用用三个对对应三刺刺激值的的滤光片片滤光后后分别测测量光强强度的色色差仪，它不能给给出由于于照明变变化，样板产产生的外外观颜色色变化，因此成成本大大大降低。用于不不透明物物体测量量的色度度计多使使用455 : 0：cc测色几几何条件件(见11.1)，代表的的设备有有XRRitee9188。色度计计由于不不能反映映出详细细样品在在各个光光谱频率率上的反反射率，所以不不能光谱谱配色，在此不不再详述述。4.小结结对于含有有不同色浆浆的样品品和不同同测量目目的应当当选择合合适的色色差仪，以保证证测量结结果的有有效。相相同测色色几何条条件下，色差仪仪结构和和尺寸的的差异对对色差测量量的定量量结果有有影响，但其定定性结果果一般相相同。不不同测色色几何条条件下的的测量结结果在定定性上就就有可能能不同，不具有有可比性性。参考文献献1. 颜颜色技术