摘要:色差仪采用标准化光源(如D65光源,模拟自然光光谱),通过透镜系统将光线均匀照射到被测物体表面。
一、光学原理
光源与光路设计
色差仪采用标准化光源(如D65光源,模拟自然光光谱),通过透镜系统将光线均匀照射到被测物体表面。
根据样品特性选择反射法(非透明材料)或透射法(透明/半透明液体)接收光信号,例如纺织品反射率测量或食用油透射色度分析。
分光与光信号采集
反射/透射光经分光系统分解为连续光谱,利用光电二极管阵列或光栅分光技术捕获不同波长(380-780nm可见光范围)的光强度数据。
二、光电转换与信号处理
光电探测器
光信号通过光电二极管或光电倍增管转换为电信号,经放大、滤波处理消除噪声干扰,生成连续光谱数据。
三刺激值计算
基于CIE标准色度系统(如CIE 1931 2°或CIE 1964 10°视场),将光谱数据转换为三刺激值(X, Y, Z),代表红、绿、蓝三原色的视觉响应强度。
三、颜色模型与色差量化
CIELAB色度空间
三刺激值进一步转换为CIELAB色度参数:
L*:明度(0-100,黑→白);
a*:红绿轴(+a偏红,-a偏绿);
b*:黄蓝轴(+b偏黄,-b偏蓝)。
色差计算公式
核心公式为 ΔE*ab = √(ΔL² + Δa² + Δb²),量化样品与标准色的综合色差。
部分仪器支持进阶公式(如CIE2000),优化对人眼感知差异的匹配精度。
四、校准与测量流程
校准步骤
零点校准:在无光环境下调整仪器基准值24;
白板校准:使用标准白板校正灰阶值,确保光源稳定性24。
测量实施
样品需平整清洁,避免环境光干扰;仪器自动采集数据并显示色度参数及ΔE值。
五、技术适配性
多行业应用:涵盖塑胶(黄变指数)、纺织(色牢度)、食品(食用油色度)等领域,支持固体、液体、粉末等形态68。
高精度测量:分光式色差仪(如分光光度计)可达ΔE≤0.01,满足实验室级需求。
原理总结:色差仪通过标准化光源照射样品→分光系统捕获光谱→光电转换生成三刺激值→映射至CIELAB色度空间→计算ΔE值,实现颜色差异的客观量化。
来源:碎星物语科技