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色差及色差仪简介

2024-01-30 14:42:51 850

涂料工业：


一、什么是色差？


色差，"辞海"的解释是指两种颜色的差异，即色调、饱和度和亮度这三者综合的差异。


举一个最常见的案例，当你在给女朋友选口红色号时，你会发现，单是红色系的颜色就多达十几种型号，每种看似大同小异，但仔细对比却有天壤之别，是不是戳中了你的直男癌本质。
水性色浆


色差有三个意思：


（一）各种波长的光将以不同的程度而色散。白光被色散为紫外波段、可见波段的和红外波段范围的各种波长的光，通过透镜时所成的像便带有彩色边缘，即为色差。光学系统的实际成像与理想成像的差别，统称为像差。色差是像差中的一种，是因透射材料的透射率随波长不同而不同造成的，故只有对多色光才显现出来。用不同的玻璃材料制成的凹凸镜组合可以消除色差。


（二）定量表示的色知觉差异。从明度、色调和彩度这三种颜色属性的差异来表示。明度差表示深浅的差异，色调差表示色相的差异（即偏红或偏蓝等），彩度差表示鲜艳度的差异。色差的评定在工业和商业中非常重要，主要应用于生产中的配色和产品的颜色质量控制。现代色差评定根据国际照明协会（CIE）推荐的标准色差公式并采用仪器和电脑测量计算，用精确的数字来表示。常用如CIE 1976L*a*b*和CIE 1976L*u*v*色差公式等。


(三）同一颜色的样品，如涂料，其批与批之间出现颜色不一致，或者同一次施涂的涂料出现颜色差别的现象称为色差。特别是不同涂料、不同厚度的施涂在底材上更易出现色差。可指同一底材不同部位的色泽差别，还可指同一颜色之不同批次涂料间的颜色差别。


二、国家标准中对颜色的描述：


（1）测定涂膜颜色一般方法是按GB/T 9761—2008《色漆和清漆 色漆的目视比色》规定，将试样与标样同时制板，在相同的条件下施工、干燥后，在天然散射光线下目测检查，如试样与标样颜色无显著区别，即认为符合技术容差范围。


（2）另外，为避免人为误差的产生，国家标准GB/T 11186.2—89《漆膜颜色的测量方法 第二部分:颜色测量》规定用光谱光度计、滤光光谱光度计和刺激值色度计测定涂膜颜色方法，即可通称的光电色差仪来对颜色进行定量测定，以把人们对颜色的感觉用数字表达出来。


（3）色差方面没有明确的界定，一般的油漆色差值是控制在0.3-0.5%（一般色卡的生产商的色差值也就控制在0.5%）。GB/T 1766-2008《色漆和清漆 涂层老化的评级方法》对于无变色的色差要求是≤1.5。 

三、色差测量的数据分析


常见的颜色都能用红、绿、蓝三基色光以不同的比例“拼”出来，为了便于颜色的量度，物理学家引入了三刺激值，根据色度学理论，任何色光的颜色都可以用三刺激值来表示。所以一般色差仪的工作原理就是以收集样品的反射光为基准，测量目标样与待测样的反射光三刺激值，并确定目标样与待测样之间的色差。


色差仪指的是一种定量表示色知觉差异的仪器。以通过具体的数字来表明颜色差异的程度，其中，L表示明度，L表示明度的差异，当L为正时表明其较样品而言偏白，当L为负时表明其较样品而言较黑；a表示色调，a表示色调的差异，当a为正时表明其偏红，当a为负时表明其偏绿;b表示彩度，b表示彩度的差异，当b为正时表明其偏黄，当b为负时表明其偏蓝。色差仪就是这样一种通过具体数值来反应颜色差异的仪器。通俗一点来说也就是比较被检品与样品之间的颜色差异并输出L、a、b三组数据，通过直角坐标体系来定位颜色的。


L*表示明暗轴坐标


a*表示红绿轴坐标


b*表示黄蓝轴坐标


测量点数据值与标准值之间的坐标差就是色差数据：


△L*= L*-标准L*值


△a*= a*-标准a*值


△b*= b*-标准b*值


具体色差表征如下所示：


1、若△L*为正数，则色差偏亮（不够深），且△L*数值越大，色差越亮，△L*为负数，则车身色差偏暗（不够浅），且△L*数值越小，色差越暗；


2、若△a*为正数，则色差偏红（不够绿），且△a*数值越大，色差越红，若△a*为负数，则车身色差偏绿（不够红），且△a*数值越小，色差越绿；


3、若△b*为正数，则色差偏黄（不够蓝），且△b*数值越大，色差越黄，若△b*为负数，则车身色差偏蓝（不够黄），且△b*数值越小，色差越蓝。


四、影响色差仪测量颜色的几个因素


1、颜色空间：就颜色而言，存在许多测量系统。目前有五种完整颜色空间可供使用：CIE X Y Z；CIE Yxy；CIE L * a * b *；CIE L * C * h；和Hunter L a b。这些量表中的每一个都由三个数字组成，但每个数字的确定方式都是独一无二的。使用合适的颜色空间并且每次使用相同的颜色空间以便在样品之间创建统一的标准至关重要。


2、CIE光源：色差仪测量颜色也受到使用什么类型光线的影响。色差仪可以使用许多光源，包括A（钨），F02（冷白荧光灯），C（平均日光）和D65（正午日光）。虽然有充足的理由使用这些光源中的任何一种，但在确定颜色一致性或不同样品的变化时，必须使用相同类型的光源。关键词;建筑涂料、建筑内外墙涂料、地坪涂料（溶剂型+水性+无溶剂）、防水涂料、腻子。


3、CIE标准观察者角度：CIE1931-XYZ标准观察者的各个参数，都是适用于2°视场的中央观察条件（适用1°-4°视场），此视场角下观察物体，主要是人眼的中央凹椎体细胞起作用。故小于1°的极小视场的颜色观察和大于40的视场颜色观察条件，CIE1931-XYZ标准色度观察者不适用。因此，为了适应大视场的颜色观察，人们在大量实验的基础上，又建立了“CIE1964-XYZ色度学系统”。在“CIE1964-XYZ补色色度学系统”中观察被测物体，既覆盖了视网膜中心的椎体细胞，也覆盖了视网膜中央凹周围的杆体细胞，它适合于10°大视场。人的眼睛在2°的视场条件下，识别物体颜色的能力较低，在10°的视场条件下，判断颜色的精度和重现性较高。目前颜色测量大多采用10°的视场。因此，对每个样本使用相同的标准观察者都很重要。


 4、仪器照明方式：色差仪照明方式将对颜色数据的捕获方式产生重大影响。目前通用的色差仪照明方式为45°/0°或0°/45°仪器和漫射/8°球形仪器。选择哪一个将在很大程度上取决于使用的样品的类型；在某些情况下，这也取决于是否要单独测量外观或颜色。


5、样品制备：样品的适当制备是获得准确颜色数据的重要组成部分。这也是人为因素可能造成测量不一致性一个重要方面。因此，必须制定标准化的样品制备程序。


6、样品测量：样品测量包含许多因素，包括样品定位方式，样品视图区域，测量模式和样品平均读数数量。与样品制备一样，必须采取措施尽量减少样品的变化，包括使用标准化程序或仪器，以尽量减少或消除样品变化的机会。



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