Оптическая геометрия приборов для измерения цвета

        Оптическая геометрия прибора для измерения цвета является одним из ключевых факторов, определяющих точность измерения и применимость, особенно в колориметрах и спектрофотометрах. Этот тип геометрии влияет на угол, под которым источник света освещает образец и образец наблюдается. Общие оптические геометрические структуры в приборах для определения цвета включают: 45°/0° , 0°/45°, d/8° , 8°/ d. В описании геометрии инструмента первое число обозначает угол или метод освещения, а второе число — угол или метод наблюдения. Они отсчитываются относительно перпендикуляра к поверхности испытуемого образца.

        Для создания цвета необходимы три ключевых фактора: объект, источник света и наблюдатель. Изменения любого одного фактора повлияют на окончательное восприятие цвета, поэтому все три фактора должны координироваться вместе, чтобы точно представить и воспринимать цвет. Являясь инструментом для точного измерения и количественной оценки цвета, инструменты для тестирования цвета должны гарантировать, что другие факторы, помимо образца, являются постоянными во время тестирования. Геометрическая структура прибора для определения цвета заключается в облучении образца светом и приеме его отраженного света под определенным углом освещения и углом наблюдения для определения его цвета. Различная геометрия влияет на то, как свет достигает места просмотра в определенном цветовом пространстве, что, в свою очередь, влияет на результаты измерений. Поэтому очень важно выбрать подходящую геометрическую структуру в качестве эталона для точного обнаружения каждого образца.

        Угол освещения оптической геометрии

        Угол освещения относится к углу, под которым источник света освещает поверхность образца, который определяет, как устранить или контролировать эффекты блеска и текстуры на поверхности образца. Угол освещения в оптической геометрии относится к углу, под которым источник света освещает поверхность объекта. Вообще говоря, стандартные углы освещения при измерении цвета включают угол освещения 45° и угол освещения 0° . Угол освещения 45° в основном используется для уменьшения влияния зеркального отражения на измерения и подходит для образцов с гладкими поверхностями, тогда как угол освещения 0° больше подходит для некоторых конкретных применений.

        Угол наблюдения оптической геометрии

Угол наблюдения при измерении цвета относится к углу, под которым датчик (или детектор) принимает свет, отраженный от образца. То есть, с какого направления просматривается и измеряется отраженный или пропущенный образцом свет. Различные углы обзора могут повлиять на результаты измерений, поскольку свойства поверхности объектов (например, блеск и текстура) создают разные визуальные эффекты в зависимости от направления обзора.

Системы индивидуальной подсветки в приборах для измерения цвета

Системы одиночного освещения представляют собой широко используемую геометрию при измерении цвета. В этой структуре обычно используется комбинация углов освещения и наблюдения 45°/0° или 0°/45°, что позволяет лучше измерять отраженный от поверхности свет и широко используется для определения цвета текстиля, пластика и других непрозрачных материалов.

1. Структура 45°/0° : источник света освещает образец под углом 45°, а датчик принимает отраженный свет под углом 0°. Эта структура может хорошо устранить влияние текстуры или блеска поверхности и подходит для измерения цвета однородных или плоских поверхностей, таких как печатная продукция, пластиковые детали и т. д.

2. Структура 0°/45° : источник света освещает образец под углом 0°, а датчик принимает отраженный свет под углом 45°. Эта геометрическая структура аналогична структуре 45°/0° и также может уменьшить влияние отражения от поверхности. Ее часто используют для измерения цвета поверхностей продуктов, таких как покрытия, пластмассы и другие блестящие материалы.

Интеграция сферической структуры в приборы для измерения цвета

Структура интегрирующей сферы (Integrating Sphere) представляет собой усовершенствованную оптическую систему, которая формирует равномерное освещение посредством геометрической структуры d/8 или 8/d. Эта геометрия более терпима к углу, под которым измеряется образец, что делает ее подходящей для различных типов поверхностей и задач измерения цвета.

1. d/8° (структура интегрирующей сферы) : в этой конструкции используется источник рассеянного света (d), обычно с интегрирующей сферой, для равномерного освещения образца под разными углами, а датчик принимает отраженный свет под углом 8°. Структура d/8° имеет низкую чувствительность к блеску и текстуре поверхности, поэтому позволяет выполнять более точные измерения на образцах с высоким блеском или явной текстурой. Эта структура широко используется при измерении различных материалов, таких как текстиль, пластмассы, бумага и металлы.

2. Структура 8/d : в этой структуре датчик принимает отраженный свет от образца под углом 8°, а источник света равномерно распределяется по поверхности образца через интегрирующую сферу. Поскольку структура 8/d может уменьшить влияние блеска поверхности, она идеально подходит для измерения глянцевых или чувствительных к глянцу материалов, таких как покрытия, металлы и пластмассы.

Оптическая структура спектрофотометра 3нх

В чем разница между 45°/0° и d/0°?

Различные геометрии имеют свои особенности с точки зрения результатов измерений, адаптируемости поверхности и точности. Структура 45°/0° подходит для уменьшения интерференции зеркального света, а структура d/8 более широко отражает свойства поверхностного светорассеяния. Понимание этих различий может помочь вам более правильно выбрать систему измерения.

45°/0°: эта геометрия особенно выгодна при сопоставлении или оценке образцов цвета, поскольку она точно соответствует визуальным оценкам. Однако заметным ограничением является невозможность измерения прозрачных или полупрозрачных образцов. В этой установке образец освещается напрямую. под углом 45°, в то время как детектор измеряет свет, отраженный под углом 0° (или наоборот). Такая конфигурация эффективно исключает глянец, в результате чего измерение лучше соответствует визуальному впечатлению, воспринимаемому человеческим глазом. Это похоже на регулировку. угол обзора для уменьшения бликов при чтении глянцевого журнала под прямыми солнечными лучами. В отличие от сферических измерений, которые пытаются имитировать этот эффект с помощью сепаратора глянца, геометрия угла показывает «истинную» визуальную разницу между матовыми и глянцевыми поверхностями (например, матовый цвет по сравнению с глянцевыми трафаретными чернилами). Угловая геометрия особенно подходит для гладких или минимально текстурированных поверхностей.

d/8°: Преимуществом этой установки является возможность прикрепить сепаратор блеска к дополнительному отверстию в сфере, что предотвращает освещение образца под углом 8°, тем самым устраняя блеск. Измерения с сепараторами блеска выгодны в первую очередь для. высокоглянцевые образцы. При использовании такой геометрии сферы структура поверхности образца оказывает минимальное влияние на результаты, а это означает, что значения измерений остаются относительно постоянными для образцов с различной текстурой поверхности (например, ткани, шероховатого пластика и т. д.). .

Как правильно выбрать геометрию прибора для измерения цвета

Выбор подходящей оптической геометрии имеет решающее значение для точного измерения цвета. Пригодность различных геометрических форм для измерения цвета в основном зависит от свойств поверхности материала, требований к измерениям и отраслевых стандартов. Вот конкретные шаги и соображения по выбору правильной геометрии:

1. Выберите геометрическую структуру в соответствии со свойствами поверхности материала.

· Гладкие поверхности (например, пластмассы, металлы, краски) : рекомендуется геометрия 45°/0° или 0°/45° . Эта комбинация эффективно уменьшает интерференцию зеркального отражения от наклонного источника света и вертикального угла обзора, что упрощает измерения. последовательный. Подходит для материалов с гладкими отражающими поверхностями.

Спектрофотометр с решеткой YS4510 45/0

· Грубые или неровные поверхности (например, текстиль, кожа) : рекомендуется геометрия d/8 или 8/d . Такая геометрия диффузного отражения может гарантировать равномерное распределение света в интегрирующей сфере, тем самым обеспечивая среднее значение отражения под всеми углами. поверхность образца Подходит для образцов с различной текстурой.

Спектрофотометр 3нх СТ-700д

2. Учитывайте влияние блеска

· Глянцевые материалы (такие как полированный металл, зеркальная краска) . Использование геометрии 45°/0° работает лучше, поскольку она наклоняет источник света так, чтобы улавливать только цветные отражения и избегать чрезмерных зеркальных отражений света, обеспечивая тем самым большую стабильность данных измерений.

· Матовые или слабоглянцевые материалы : геометрии d/8 и 8/d более подходят, поскольку интегрирующая сфера диффузного отражения может уменьшить угловые эффекты, делая измерения на матовых материалах более однородными и точными.

3. В соответствии с конкретными потребностями сценария применения.

· Текстильная промышленность : Текстиль обычно имеет неровную поверхность и сложную текстуру. Рекомендуется использовать геометрию d/8 , которая в среднем позволяет лучше передать информацию о цвете под разными углами.

· Пластмассовая промышленность : существует множество видов образцов пластика, а блеск и прозрачность сильно различаются. Поэтому необходимо выбирать геометрию 45°/0° , 0°/45° или d/8 в зависимости от конкретных свойств образца. .

· Лакокрасочная промышленность : В красках с высоким блеском часто используется структура 45°/0° для измерения истинного цвета, тогда как в красках с низким блеском используется структура d/8 , которая является более подходящей.

4. На основе международных стандартов и требований клиентов.

· Международные стандарты (такие как CIE, ASTM и т. д.) обычно содержат четкие правила относительно геометрической структуры приборов для измерения цвета. При разработке стандартов контроля качества крайне важно обращаться к этим стандартам и учитывать требования клиентов. Например, во многих отраслях структуры 45°/0° и d/8 используются в качестве универсальных эталонов для обеспечения стабильных результатов измерений во всем мире.

5. Измерьте стоимость и точность измерений.

· Некоторые сложные геометрические структуры (например, структура с интегрирующей сферой d/8 ) более дороги, но могут обеспечить более широкую применимость образцов, в то время как инструменты со структурой 45 °/0 ° относительно недороги и больше подходят для стандартизированных применений в больших объемах; Таким образом, разумный выбор может быть сделан на основе бюджета и требований к точности.

6. Тестирование и проверка выбранной геометрии.

· Чтобы убедиться, что выбранная геометрия наиболее подходит для конкретного сценария применения, рекомендуется провести сравнительное тестирование результатов измерений нескольких геометрий. Сравнивая последовательность измерений и точность различных геометрических структур, вы можете дополнительно проверить, соответствует ли выбранная геометрическая структура требованиям измерений.