色度在線檢測儀器的含義、特點及要求

色度在線檢測儀器的含義

在線式可包含兩層含義：一是指測量儀器安裝在生產(chǎn)線上，二是指測量儀器與生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)相連。傳統(tǒng)的顏色測量通常都滯后于生產(chǎn)，而色度在線檢測儀器可以克服這一缺點。當(dāng)產(chǎn)品到達(dá)測量位置時，測量儀器測量產(chǎn)品的顏色，及時獲得顏色數(shù)據(jù)。將測量儀器與生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)相連接，可形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)顏色數(shù)據(jù)不符合要求時，測量儀器可向控制系統(tǒng)發(fā)出警告，及時調(diào)整染料配置，甚至直接停止生產(chǎn)。測量儀器與生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)相連接的另一個好處是，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控顏色數(shù)據(jù)。生產(chǎn)管理人員或質(zhì)量管理人員可以在辦公室監(jiān)視產(chǎn)品的顏色情況，也可以通過控制系統(tǒng)直接下達(dá)相關(guān)的命令指示。

色度在線檢測儀器的特點

與接觸式顏色測量相比，非接觸測量有以下優(yōu)勢：

1. 被測物與儀器保持一定距離，儀器無需向被測物表面施加一定的壓力，更不會對樣品造成損壞。

2. 非接觸式測量儀器還可以測量濕樣，傳統(tǒng)的儀器很難測量這種濕樣，因為接觸測量時會污染儀器，甚至損壞儀器。

3. 非接觸式測量儀器的測量范圍要更廣，測量的準(zhǔn)確度和精度也得到了改善。測量非平面的產(chǎn)品，如色母粒等顆粒狀和粉末狀產(chǎn)品，非接觸測量可以避開容器的影響，同時測量面積更大，還可以顯著減小被測物排列對測量結(jié)果的影響，從而更容易得到準(zhǔn)確的顏色數(shù)據(jù)。

與對靜止物體的離線式顏色測量相比，在線式顏色測量有以下特點：

1. 被測物體是生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，始終不停的運動，速度由每分鐘幾十米到上百米不等。

2. 在線測量面臨著更嚴(yán)重的環(huán)境干擾等問題，如溫度高、濕度大、灰塵多，被測樣品抖動劇烈、環(huán)境光影響等。

       在線式顏色測量儀器的要求

1. 由于被測物體的連續(xù)運動，所以儀器和被測物不能進(jìn)行接觸式測量。用于在線式顏色測量的儀器必須設(shè)計成非接觸式測量方式，且與目測觀察一致。積分球照明的條件在這里不再適用，45/0或0/45的測量幾何條件更合適于在線非接觸式測量。

2. 由于采用非接觸測量，環(huán)境光必然會對測量結(jié)果造成影響，為了準(zhǔn)確測量，必須消除環(huán)境光的影響。消除環(huán)境光影響的辦法有兩種：一是提高信噪比，照明光遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于環(huán)境光；二是在光源點亮前測量一次環(huán)境光，再進(jìn)行正常的測量，然后將兩次測量值相減，即可將環(huán)境背景光和其他噪聲去掉。

3. 由于被測物體不停地運動，在一次測量的時間內(nèi)，被測物體的測量區(qū)域相對于位置固定的顏色測量儀器將會有一定的位移，為了使測量時樣品的運動趨于“靜止”，要求一次測量的時間盡可能短。最好采用瞬間功率極強的脈沖光源，光源閃光時間短，同時探測器迅速完成數(shù)據(jù)采集。

4. 由于被測物體不停地運動，不能采用離線測色式的單色儀，通過轉(zhuǎn)動分光元件對光譜掃描并利用單一的光電探測器件進(jìn)行測量，而必須采用光電攝譜法，在分光系統(tǒng)的譜面上放置光電探測器陣列，對光譜信號同時進(jìn)行采樣，然后運用先進(jìn)的電子技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，即需要使用光電攝譜法的分光測色儀。

5. 色度在線檢測儀器環(huán)境復(fù)雜，生產(chǎn)線的水平運動難免會導(dǎo)致被測物的上下抖動，這種測量距離變化會直接影響進(jìn)入儀器的光譜輻射通量，引起測量誤差，因此，被測物體的抖動將對測量結(jié)果產(chǎn)生很大影響。所以要采取一定的距離補償措施。如果不能通過機械措施減少被測物體的抖動，則只能通過增大儀器測量的距離范圍來保持測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

6. 生產(chǎn)線上環(huán)境復(fù)雜，溫度高、濕度大，甚至車間內(nèi)有大量的酸堿氣體、灰塵，強電干擾等。儀器必須具備抗環(huán)境干擾能力，便于保養(yǎng)且費用低廉。由于使用環(huán)境較惡劣，除儀器所用元件及材料應(yīng)對溫度、濕度等環(huán)境穩(wěn)定外，對儀器還應(yīng)采取密封、充氣、放干燥劑等防熱、防潮措施。

7. 由于復(fù)雜的測量環(huán)境，應(yīng)考慮在使用過程中經(jīng)常對儀器進(jìn)行定標(biāo)。定標(biāo)包括輻射定標(biāo)和波長定標(biāo)兩個方面。

8. 在線式顏色測量由于是現(xiàn)場操作，對結(jié)構(gòu)要求要苛刻一些，需要具有更佳的性能及可靠性。

9. 由于生產(chǎn)過程是連續(xù)的，需要對產(chǎn)品顏色連續(xù)測量，在線式顏色測量要求測量速度快，要及時給出反饋信息。若測量時間長，反饋信息不及時，將直接影響測量的實時性，則勢必產(chǎn)生較多的次品或廢品，造成經(jīng)濟損失。

10. 對于紡織印染行業(yè)，紡織品顏色的色度在線檢測儀器，還要求測量儀器在紡織品幅寬方向上具有移動能力，因為從紡織品的一邊到另一邊可能發(fā)生色差。一個完善的顏色測量系統(tǒng)不僅要求測量結(jié)果準(zhǔn)確，更重要的是根據(jù)測量結(jié)果，對染料控制等進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，使產(chǎn)品顏色始終符合產(chǎn)生要求]。

非接觸測量方式和被測物體的連續(xù)運動是在線式分光測色儀與傳統(tǒng)分光測色儀的主要差別，而物體運動和正常的抖動不會影響測量結(jié)果的精確性將是在線式分光測色儀的技術(shù)難點。