測色儀的分類、原理以及測量技巧

 隨著工業(yè)發(fā)展的不斷進(jìn)步，中國顏色檢測也被看的越來越重要，不少生產(chǎn)商現(xiàn)在開始使用各種顏色管理儀器儀表來規(guī)范自己產(chǎn)品，其中測色儀的使用率廣泛，主要是因?yàn)檫@種顏色檢測儀器不但可以檢測生產(chǎn)中產(chǎn)品的色差，同時(shí)還以分光，檢測白度、黃度等等一系列工業(yè)需要控制的顏色數(shù)據(jù)。

1.分類

根據(jù)性能參數(shù)、精度范圍和使用要求，測色儀可分為3種：第一種是手持式測色儀，又稱色彩色差計(jì)，其能直接讀取數(shù)據(jù)，不用連接電腦，不配帶軟件，使用方便，價(jià)格便宜，但精度較低，在顏色管理的一般領(lǐng)域使用廣泛；第二種是便攜式測色儀，又稱便攜式分光測色儀，其除了能直接讀取數(shù)據(jù)外，還能連接電腦，配帶軟件，體積較小，便于攜帶，精度較高，價(jià)格適中；第三種是臺(tái)式測色儀，又稱臺(tái)式分光測色配色儀，其具有讀數(shù)窗口，連接電腦時(shí)需要使用測色、配色軟件，具有高精度的測色和配色功能，體積較大，性能穩(wěn)定，價(jià)格較高。目前，國內(nèi)印刷企業(yè)使用較廣的是便攜式測色儀。

2.原理

測色儀是模擬人眼對紅、綠、藍(lán)光感應(yīng)的光學(xué)測量儀器，可以對被測物體進(jìn)行五角度分析，其中習(xí)慣選擇15°、45°、110°的角度進(jìn)行分析。

所有的顏色都可以通過任何一種Lab顏色標(biāo)尺被感知并測量，L軸為亮度軸，0為黑，100為白；a軸為紅綠軸，正值為紅，負(fù)值為綠，0為中性色；b軸為黃藍(lán)軸，正值為黃，負(fù)值為藍(lán)，0為中性色。這些標(biāo)尺可以用來表示試樣與標(biāo)樣的顏色差異，通常以Δa、Δb、ΔL為標(biāo)識(shí)符，ΔE被定義為樣品的總色差，但其不能表示出試樣色差的偏移方向，ΔE數(shù)值越大，說明色差越大。測色儀可以根據(jù)CIE色度空間的Lab、Lch原理，測量顯示出試樣與標(biāo)樣的色差ΔE及Δa、Δb、ΔL值。

ΔE通常按如下公式計(jì)算：

ΔE*=[(ΔL*)+(Δa*)+(Δb*)]1/2

有時(shí)一些公司會(huì)要求總色差小于2，有的還會(huì)要求達(dá)到Lab值。如果ΔE≤2.0，建議Δa、Δb、ΔL均≤1.5，一般ΔE為1.5時(shí)目視是可以分辨的。由于Δa、Δb、ΔL一般情況下均沒有定值，在要求過于嚴(yán)格的情況下，往往對總色差ΔE和色差Δc（不考慮亮度影響）都有要求，此時(shí)可按如下公式計(jì)算：

ΔE*=[(ΔL*)+(Δa*)+(Δb*)]1/2

Δc*=[(Δa*)+(Δb*)]1/2

具體測量方法

在實(shí)際操作中，我們將測量出的數(shù)據(jù)在圖1上標(biāo)示為一個(gè)靜態(tài)的坐標(biāo)點(diǎn)（稱為起始點(diǎn)）。在印刷過程中要想保證印刷品色相的穩(wěn)定性，就需要調(diào)墨工人隨時(shí)調(diào)整油墨配比和黏度，這樣在每次調(diào)整后再測量，就可以在坐標(biāo)圖上標(biāo)示出另外的一些坐標(biāo)點(diǎn)（沖淡點(diǎn)、點(diǎn)黑加重點(diǎn)等），每次調(diào)整前后形成的兩個(gè)不同的坐標(biāo)點(diǎn)之間都會(huì)有一定的移動(dòng)方向和距離（沿坐標(biāo)a軸、b軸距離不等，因產(chǎn)品而定）。如果我們將這個(gè)數(shù)值與測色儀上顯示的Δa、Δb、ΔL、ΔE等數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，在圖1上就會(huì)顯示成一系列動(dòng)態(tài)的點(diǎn)，那么，這些動(dòng)態(tài)點(diǎn)之間的方向和距離在實(shí)際操作中就成了調(diào)墨工人調(diào)色時(shí)所應(yīng)添加哪一種或哪幾種色墨及其添加量的定性和定量參考，相當(dāng)于日常調(diào)墨工作中的指南針和測量尺。

有了這樣的工具，在調(diào)墨工作中即使是新員工也可以很快上手，在理論上也不會(huì)犯糊涂，老員工也會(huì)更加游刃有余。當(dāng)然，要想達(dá)到這樣的效果，還需要將每個(gè)產(chǎn)品的坐標(biāo)點(diǎn)和動(dòng)態(tài)點(diǎn)在坐標(biāo)圖上找出來。

(1)根據(jù)Δa、Δb、ΔL值確定調(diào)整方向和幅度。如果ΔL為正值，表示試樣比標(biāo)樣偏白（欠黑）或者色淺，負(fù)值表示試樣比標(biāo)樣偏黑或者色深（油墨色濃度高或印版雕得深、印刷墨層厚）； 如果Δa為正值，表示試樣比標(biāo)樣偏紅，負(fù)值表示試樣比標(biāo)樣偏綠（欠紅）；如果Δb為正值，表示試樣比標(biāo)樣偏黃，負(fù)值表示試樣比標(biāo)樣偏藍(lán)（欠黃）。

(2)在需要點(diǎn)黑加重的情況下，ΔL則向負(fù)方向變化，而沖淡、稀釋油墨或印刷機(jī)提速時(shí)，ΔL則向正方向變化。

(3)因?yàn)橥该魑矬w的顏色是由透射的色光決定的，不透明物體的顏色是由反射的色光決定的，所以，在調(diào)整遮蓋力較強(qiáng)的紅、藍(lán)、綠、棕等油墨和干凈透明的黃色等油墨時(shí)，其對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)Δa、Δb值變化方向是相反的。

①對紅、藍(lán)、綠、棕等遮蓋力較強(qiáng)的油墨進(jìn)行提高色濃度等調(diào)整后，對應(yīng)點(diǎn)根據(jù)印刷機(jī)的提速而向圖中圓心方向移動(dòng)，Δa、Δb變化方向、大小與坐標(biāo)圖上顯示一致；進(jìn)行開機(jī)提速、油墨沖淡或稀釋等調(diào)整后，對應(yīng)點(diǎn)隨著印刷機(jī)的提速偏離圓心向外移動(dòng)，Δa、Δb變化方向、大小與坐標(biāo)圖上顯示一致。

②對干凈透明的黃色等遮蓋力較弱的油墨進(jìn)行提高色濃度等調(diào)整后，對應(yīng)點(diǎn)隨著印刷機(jī)的提速偏離圓心向外移動(dòng)，Δa、Δb變化方向、大小與坐標(biāo)圖上一致；進(jìn)行開機(jī)提速、油墨稀釋或沖淡等調(diào)整后，對應(yīng)點(diǎn)隨印刷機(jī)的提速向圓心方向移動(dòng)，Δa、Δb變化方向、大小與坐標(biāo)圖上顯示一致。

測色儀作為一種分析檢測儀器，在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，不僅可以對原材料和產(chǎn)品的特性進(jìn)行驗(yàn)收和質(zhì)量控制，還可以作為產(chǎn)品研發(fā)和工藝改進(jìn)的一種重要工具。不過，不同的生產(chǎn)廠家對色差的評定有所不同，這還需要我們在更多的實(shí)踐中摸索與探討。

學(xué)習(xí)和了解測色儀的實(shí)現(xiàn)原理和測量過程可以幫助我們更好的使用這種光學(xué)顏色檢測儀器，無論是色彩數(shù)據(jù)的采集還是顏色偏差的分析亦或者是容差和色彩合格的檢測都可以通過這些學(xué)習(xí)更為深入的了解。