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在线式分光测色仪发展现状

[导读]介绍了颜色测星原理、归纳了在线式颜色测星的特点、要求及技术淮点,阐述了在线式颜色测量技术发展历程,详细介绍了当前几种国外典型的在钱式分光测色仪的主要技术指板、应用范围、系统持构等,指出了每一种仪器的特点和优势。从技术和应用需求两方面对在线式分光测色仪的发展趋势做了展望,为在线式分光测色仪的发展起到一定的借整作用-深圳三恩时3nh

1引言

当前工业产品的颜色指标要求越来越高,颜色差异会直接影响质量等级。与着色有关的行业。如纺织印染、造纸、染料、颜判制造、涂料、塑料着色加Ⅱ以及油墨印用等。产品颜色的正确与否是一个至关要的质量指标。产品颜色与标准试样颜色的偏差超标,将会造成次品或废品,给企业带来严重的经济损失[1.21。

使用颜色测星仪器来代替人眼分辨颜色可以有效地提高产品质星,而且为计算机配色提供了前提条件。分光测色仪是颜色渍晶中最基本的仪器,主要利用分光原理测出物体的光道分布,经过计算火出物体色的三刺激值及其它色度参数。与光电积分式测色仗相比,其测星精度高,可方便获得表征颜色的各种参数。如今已经成为颜色测量行业应用最为广泛的议器叫。通常分光源色仪分为台式和便携式两种。台式份光测色仪精度高、体积大,常用于实验室中;便携式分光测色仪体积小、,便于携带,使用范围更加广泛。这两种分光测色仪皆为接触式测星仪器,使用时被测物与仪器接铁后才可进行高显,

国内印染企业大多使用离线测色法甲,将生产线上的产品取下后用合式或便携式分光测色仪汉星,而在生产线上,则由经验丰富的检验人员目视测色,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。传统的离线式颜色测星通常都滞后于生产,无法及时获得生产线上产品的颜色信息,发现产品颜色出现偏差时,很多或大批不合格的产品已经被生产出来,造成巨大浪费。

在线式颜色加显是指将颜色测量仪器安装在生产线上,对产品的颜色进行富星。在测星过程中,产品不用离开生产线,更不用停止生产,可极大地节约时间和人力成本。在线式测屋中,产品随生产线连续运动.必须使用非接触式测量。因此以上两种分光测色仪都不适用于在线式颜色测量。


2颜色测量原理

颜色测量仪器从原理上可分为光电积分式测色仪和分光测色仪斗。光电积分式测色仪直接测量然体颜色的三刺激值,精度较跃低,可以获得的颜色参教有限。分光演色仪利用分光原理测出物体的光潜分布,经过计算求出物体色的三刺激值及其它色度参数。这种测色方法的实质是用比较法测星不透明物体的光诸反射率因数R()或透适明物体的光谱透射比 (),R()定义为在指定的方向上和限定的立中体ui范围内,韧体的反射光谱辐通量中;(A)与在相同条件下完全漫反射体的光谱辐通量中p(A)之比,即:

完全漫反射体是对各种波长辐射反射比均为1的理想漫反射体,它无损失地反射入射辐,并且在各个方向上有相同的亮度。绝大多数的待测物体不是完全的漫反射体。因而测星条件会对于光谱反射率因救测量的精确度和实测结果产生影响,为了提高测星精皮和统一测星方法,国际照明委员会(CIE)于19871年正式推荐了4种测星反射色的标准绸明观察条件。分别为0d、d0、4510,045,汉星结果必须说明所采用的测量条件。T(N)定义为物体的透射光谱辐通量┐(A) d入与入射光谱辐通量中o(A) d入之比,

CIE推荐了3种测量透射色的标准照明观察条件,分别为O/0、0/d、d/d。

3在线式颜色测量的特点和要求

在线式测星可以实时监测生产线上产品的质量情况。及时获得产品颜色信息,不仅有利于减少生产浪费,而且可有效提高生产效率。与对静止物体的商线式颜色况量相比在线式颜色镶星有以下特点呗被视刻物体是生产线上的产品。始终不停地运动,速度从每分钟几十米到上百米不等在线测星面临着更严重的环境干扰美问题,如温度高、湿度大、灰尘多,被测样品抖动朋烈、环境光影响等,针对以上特点。在线式分光测色仪需满足以下要求l7,8,9]。

(1)由于被测物体的连续运动,仪器和被测物必须设计成非接触测量方式。

(2)非接触测量,环境光必然会对测量结果造成影响,为了准确测量,必须消除环境光的影响。

(3)在一次测量的时间内,被测物体的测量区域相对于位置固定的仪器有一定的位移,为了使样品的运动趋于"静止”,要求一次测量的时间尽可能短。

(4)生产线的水平运动难免会导致被测物的上下抖动,而抖动会直接影响进入仪器的光谱辐通量,引起测量误差,所以要采取距离补偿措施,

(5)生产线上环境复杂,温度高、湿度大,甚至车间内有大量的酸碱气体、灰尘、强电干扰等,仪器必须具备抗环境干扰能力,便于保养,还应在使用过程中经常对仪器进行定标。

(6)生产过程是连续的,对产品颜色也需要连续测量,及时给出反馈信息,始终把握产品质量。

非接触测星方式和被测物体的连续运动是在线式分光测色仪与传统分光测色仪的主要差别而环境光、物体运动和正常的抖动不会影响测量结果的精确性将是在线式分光测色仪的技术难点。

一个完善的颜色测星系统不仅要求测显结果准确,而且更重要的是根据测显结果对染料控溲等进行实时调节,使之符合生产要求"』。将在线式分光测色仪与控制系统相连形湖闭环控副系统当颜色数排不符合要求时,仪落可向控茵系统发出譬告,甚至直接停止生产与控制系统相连的另一个好处是,可以远程监控额色数据。生产管理人员或质星管理人员可以在办公室监视产品的颜色情况,也可以通过控制系统直接下达相关的命令。


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