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        進口色差儀的選型分析
        更新時間:2021-12-29 00:00:00 點擊次數:396
          
        概述:色差儀(測色儀)的選型可以說是工程師在解決實際應用時的一個問題,一個好的色差儀(測色儀)選型方案不僅可以節約產品成本、為客戶省錢,而且可以節約使用人員的時間、使實驗室和工業現場的測量方便,快捷。選擇正確的色差儀可以得到*匹配精確的數據,為實際應用提供了堅實的數據基礎?!?/span>

        下面結合本人的項目經驗及所學所想與各位朋友及同仁一起探討一下色差儀(測色儀)選型中的學問及應注意的問題。

        PartII:顏色測量的簡單介紹

        首先,我想就顏色測量方面的知識做一個*簡單的介紹。大家不用看得太明白,只要大概知道是怎么回事就行了。

        1,顏色:這個簡單了,我們以前在中學物理課中已經多次接觸過,白光通過棱鏡的折射后分解成多種顏色,構成了咱們常見的七種顏色。

        2,  色差儀,顧名思義,就是檢測顏色之間的差別。

        3, 色差儀的檢測原理

        色彩色差儀是量化色彩現象,建立色彩標準,改善產品外觀,顏色品管控制,進而進行電腦配色的不可缺少的工具。通過自動比較樣板與被檢品之間的顏色差異,輸出 L、a、b 三組數據和比色后的 E、L、a、b 四組色差數據。 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。

        PartIII:色差儀的選型  

        目前市面上色彩色差儀種類,品牌較多,用戶在選擇時可能會遇到無所適從的情況,或者容易被誤導從而產生選擇的困境。色差儀選型時需要關心的問題主要包括以下幾個方面:(1) 性能;(2) 成本; (3) 典型應用是否方便;(4) 是否具備完善的售后服務

        (1) 性能

        之所以把性能放在第一位,是因為色差儀的性能優劣決定了我們使用時的產品的故障發生率及產品使用壽命,產品的故障發生率及使用壽命*終會影響到工作的效率和數據的可靠性,同時高性能的色差儀可以在提供可靠的數據的同時,還可以提供一套完整的方案,可以幫助使用者建立起一套有效的色差測量體系,有效提高工作效率和保障產品質量。因此在選型時一定要保證所選的色差儀在性能上不能有問題,至少在可預見的時間范圍內或在保修期范圍內出現故障及損壞的幾率很低。用戶可能發現這樣的情況:同樣都是測色儀,價格差異很大,測出來的結果也有不同。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*好的儀器。

        首先,要明確所計劃選型的儀器是“色差計”還是“分光色差儀”

               單純色差計的精確度比較低,并且,一定要注意:有些甚至不能給出顏色的色彩坐標空間的絕對值(L,a, b值),只能給出兩個樣品之間(通常是標準與樣品之間)的色差值(Delta-E),這種色差儀不能買,因為沒有顏色的絕對值數據,沒有辦法與他人進行數據交換,也不能建立和管理自己的色彩標準數據庫,只相當于正常的色彩色差儀的10%功能,價格再低廉也無法滿足測試要求,不能貪圖便宜,購得這樣的毫無應用價值的儀器。     分光色差儀的精度較高,與單純的色差儀測色的方法不同,分光測色儀能測量每個顏色點(10nm或者20nm波長間隔)的“反射率曲線”。分光測色儀可以模擬多種光源,而色差計一般只有一種或*多兩種模擬光源。    

        其次,“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度積分球式”可以用來測量各種表面,可以用于電腦配色。并且,在選擇時,還要考慮有沒有消除鏡面反射,和包含鏡面反射的測量模式,如果兩種模式都有,則在測量光潔表面,有明顯反射表面的色彩時非常有用。

               再次,各種“d/8度積分球”測色儀的區別:   

        多數公司選用“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及有關電路外,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劣的主要指標。    

        一, 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。這樣就克服了系統變化所帶來的誤差,測量數據的精度非常高。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,儀器的臺間差也比較大。    

        二,光源:目前爭論比較多的一個問題,特在此詳細說明。    

        在顏色測量儀器中,選擇什么光源,應首先考慮的是穩定性,光源定向性,壽命以及*終獲得的光譜曲線的有效性。目前采用的多為鹵素石英鎢絲燈及氙燈兩種光源。    

        鎢燈是顏色測量儀器(包括各種可見光譜分光光度計)*常用的光源,它是一個內充惰性氣體或者鹵素(防止鎢絲氧化和熱蒸發)的白熾燈泡。用鎢作為燈絲材料是因為鎢有足夠的強度,并能經受高溫。經測試在可見光區鎢燈的光譜曲線與黑體發射器光譜曲線幾乎完全重疊。隨著近年穩壓電源和脈沖電源的發展,鎢燈能夠提供重復穩定的,高色溫的光束,完全可以滿足外觀顏色測量對光源的需要。   

         氙燈是另一種常用于顏色測量儀器的光源。它是一個裝有一對電極的充滿氙氣的密封玻璃管。當在電極上加上高電壓時,內部氙氣就會受到激發瞬間產生弧光,這屬于一種充氣放電燈。氙燈的優點在于譜線比白熾燈的譜線更接近于日光并且能量較高。然而,對于大多數弧光燈來說要得到穩定的光輸出是相當困難的,而對于精密準確的顏色測量來說,連續無波紋的光譜(穩定的光輸出)恰恰是*為重要的。   

         從光檢測的角度來講,過強的光源強度一般都會超出了檢測器的線性范圍,這是一個常識,在光路設計上又需要減弱*終到達檢測器件的光強度,這使得光路設計復雜化,另外,大家都知道,目前絕大多數紫外可見分光光度計均采用D2燈和鎢燈做光源,對于測量物體表面顏色來講,人眼看見的就是可見光,采用能量消耗小,電路設計簡單,受命長,系統體積小,價格低廉、容易維護更換的鎢燈是非常合適的。在上個世紀60-70年代,所有的旋光儀均采用鈉光燈作為光源,因為按照旋光度的定義,儀器需要能量集中在589nm的光源,當時鈉光燈幾乎是唯一的選擇,但是,與氙燈一樣,鈉光燈作為一種真空放電激發器件,使用壽命和光強度的穩定性,均很難保證,并且鈉光燈成為了旋光儀昂貴的消耗品,在今天,德國Colorlite公司所生產的SPH900色差儀使用的光源均采用先進的LED作為光源,其使用壽命相對于儀器來講幾乎是無限長,超低能耗,LED光源技術解決了這一難題。

        三, 積分球:積分球的質量對測色儀性能的影響至關重要。目前市場上多數的積分球內層反射層為涂層結構,存在使用一段時間后發黃、剝落等問題。而一旦這種情況出現,測色儀就不能提供準確的測量數據,積分球必須整個更換。而積分球是測色儀的關鍵部件,維護費用會很高。好的積分球整體均由穩定、耐用的高反射材料制成,耐老化、不會變色,也不存在內層剝落的問題。整機的使用壽命長,維護費用低。德國Colorlite公司的SPH900色差儀的積分球是采用獨特涂層,使用配合式組件方法,解決了精度和使用壽命的問題。同時,由于其獨特的配件式結構,使得測量更加簡單了。與市面上其它色差儀產品采用金屬殼內涂布Ba鹽涂層完全不同,使用壽命,抗老化性能相差數倍,用戶在選擇時必須要考慮這個非常重要的因素。    

        四,整體產品的配套性:專業的色彩儀器生產商除提供不同系列的測色儀外,更會提供多種配套產品,如品控軟件、顏色數據庫管理模塊,客戶管理模塊,顏色標準數據管理模塊等,在硬件上,還有用于特殊樣品測量的附件共選擇。這些配套產品可以使測色儀在品質檢測、管理及生產中的功能發揮得更完善。即使某些功能目前暫時不需要,但從長遠考慮,一旦系統升級,只需添加配套產品即可,而不需受測色儀本身的制約。   

        色差性能主要包括功能、工作溫度、測量范圍,讀數精度,測量參數,測色空間選擇等,在選型時必須保證這幾點符合產品的應用要求。例如主要在工業現場使用的,那么儀器的耐用性就應該要高,并且要求使用時具有操作簡易的特點。

         

        現在很多客戶在選高性能色差儀時,會去考慮國外進口的色差儀,市面上主流的國外色差儀主要有:

        1,德國Colorlite公司的SPH900色差儀,

        2美國Xrite公司的色差儀,

        3日本konicaminolta的色差計。

        這幾款色差儀都各有其特點。筆者經過一系列的實測比較,發現在實際使用中,德國Colorlite公司的SPH900色差儀特點更為優勢。

        (2) 成本

        很多人都知道一分價錢一分貨的道理,而且很多客戶在選擇商品的時候往往并不會選擇*便宜和*貴的,而且性價比比較高的,因此我們在選擇色差儀時應主要考慮到儀器的性能和價格是否是*合適??梢哉f,色差儀的成本在一定程度上會影響到客戶的選擇和使用,因此選型時必須考慮成本問題,一般來說,國產的色差儀價格比較低廉,從千到上萬,各種價位都有,但是,國產的色差儀市場也非常亂,各種質量的產品同時充訴著市場,讓客戶不知道什么產品才能真正滿足自己的使用需求。很多時候我們都會發現,價格貴一點,其功能和性能會好一點,而便宜的色差儀往往在功能和性能上不及貴一點的,因此必須學會折中。那到底改怎么折中呢?

         

        我的建議是在功能滿足需求的條件下以性能為主要考慮性能的提升。例如:德國Colorlite公司的SPH900色差儀系列,筆者認為其性價比非常高,保持著傳統德國品質。高可靠性和穩定性使得該款機型保持著強勁的市場競爭力。

        (3) 典型應用是否方便

        典型應用其實就是指色差儀在特定的工作環境的典型使用是否適當,如果測量的物體直徑只有幾mm,這時如果選擇了普通探頭去測量,就可能導致無法測出正確數據。選型時必須要充分考慮到各種使用環境的特殊性,如測量范圍,被測物體的形狀,材質,等等。

        具體色差儀選型時可以想讓經銷商那邊的工程師進行推薦,然后再根據上面的討論進行*終選型,目前筆者跟一些顏色測量方面有關的工程師溝通過,發現他們在很多在時候會選擇國外的色差儀,而性價比極高的德國Colorlite公司的SPH900系列更是被廣泛采用。有些工程師如果需要進行進一步的了解,是可以跟經銷商或廠家去申請樣機進行試驗確認的。關于其它一些色差儀的選型問題,這里就不多說了。

        綜上所述:在評價分光計的性能時,不能只評價單一指標,而應全面考慮,包括儀器的可靠性,重復性,光路設計的合理性,穩固性,用戶界面的友好性,技術支持和服務等。僅注重其中的某個特性,會誤導用戶做出不全面的判斷,所以,過分強調任一指標,對用戶都是不負責任的。

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