便携式积分球台式织物彩色光度计

[摘要]：积分球光学结构的色差仪，在漫射方式下测量物体颜色，充分理解SCI和SCE模式的差异，并作合理选择，能帮助测量者把握光泽度，皮纹对样品颜色的影响。[关键字]：d/8°积分球，SCI/SCE，色差仪，汽车内饰，光泽度，皮纹；[正文]：颜色是汽车内饰的装饰特性中，能给人最直观视觉体验的属性，品质上属于高关注度对象，颜色管理涉及在设计造型、配色开发，量产品控，终端客户体验这条产业链的所有环节。而汽车内饰材质多样，工艺繁多，部品间颜色匹配的部位多，而且随着市场需求的变化，工艺推陈出新，设计由简入繁，使颜色管控更具挑战性，如何高效的管理颜色已成为不可回避的课题。在如今工业4.0大环境下，色差仪已成为快速准确定量并评判颜色的辅助工具，该应用能科学的规避人员经验个体差异、光源环境影响对颜色评价造成的偏差，让颜色沟通更客观准确，更流畅自如。市面上用于颜色测量的色差仪有很多，光学结构各有不同，具体需要针对部品特点选择合理的色差仪。需特别注意，不同的光学结构的色差仪，测量相同样品，数据是不具可比性的，因为光学结构不同（如积分球，单角度），仪器内置的颜色数据算法也不同。积分球式色差仪，就是其中一种光学结构，见图1。积分球是一个直径大于等于十几厘米的中空金属球，它的内表面涂布有高反射漫射物质，如硫酸钡或聚四氟乙烯，理论上要求其不吸收光线。如图1，进入这个球体的光线经过多次反射后，照射在样品上，这时可判断来自积分球内不同角度的光通量均相同，达到完全漫反射状态，最后所有光线只能从测量孔、光源孔或镜面反射孔射出积分球， 测量孔与法线夹角呈8°位置，而相对的与法线也呈8°位置的为镜面反射光，此处有一开孔，为镜面反射孔，见图2，可根据测量需求，关闭此孔将镜面光包含在测量内（SCI模式），或打开此孔将镜面光排除在测量之外（SCE模式）。其几何条件缩写如下：d/8°：i—漫射照射，8°观察角度，镜面光包括在内；即，SCI或SPIN；d/8°：e—漫射照射，8°观察角度，镜面光排除在外；即，SCE或SPEX 二者效果差异在于：SCI—测量物体表面真实色；SCE—测量颜色数据与人眼目视效果一致。此种装置最初是由来自通用电气的Arthur C. Hardy发明的（1935） [*]，因为他注意到当观察者观察光滑样品时，他们总是旋转样品以消除镜面反射，颜色测量时，除去这部分光，得到的结果与目视测量有更好的一致性，这便是积分球SCI、SCE当初的设计初衷。自1958年成立至今的半个多世纪，爱色丽（X-Rite）公司在颜色测量领域取得了长足的发展，积分球色差仪的最新代表—Ci6X便携式系列，Ci7XX0台式系列—可实现SCI/SCE模式同时测量，其中Ci6X便携式系列的积分球为SPECTRALON材质，具有优异的稳定性和疲劳性，同时提供参比光束的测量，优化信噪比，可实现更高的测量精度。汽车内饰的特点是，对于观察者而言，其反射光以漫反射为主，特别是前挡玻璃周边的部品对光泽度的管控尤为苛刻，如仪表台，光泽度有相应的设计要求，若仪表台表面光泽度过高，会在挡风玻璃上形成炫光和倒影，干扰驾驶员视线，同时过多的镜面光线进入驾驶员眼睛，易造成驾驶员疲劳，这将严重影响驾驶安全性，所以，零部件制造商会根据图纸光泽度要求对仪表台进行消光处理，避免镜面反射。针对这样的部品，各角度肉眼观察，颜色并未有明显差异，当然如果部品属性有一定的光泽或者有表面有皮纹，还是会影响视觉对颜色的判断，目视颜色感觉存在差异。1931年CIE定义并推荐的积分球光学几何条件的颜色测量仪器，则适用于这种漫反射的部品。内饰部品多注塑件，皮革，织物，此类部品以漫反射为主，以注塑件为例，其工艺特点导致其光泽度不是一个稳定值，如注塑模具使用频次的提高，注塑剂，脱模剂等工艺助剂的存在，均对部品光泽度的提高有贡献，更主要的方面是图纸设计要求，其光泽度在模具制作时已考虑其中。颜色评判时，SCI模式下工程师可确定其材料的真实色，SCE模式下，得到的颜色数据则与目视感官一致；如此双模式下，即使客户给到的是没有皮纹的标准色板来要求厂家配色，厂家提供皮纹品与客户确认颜色时，也可以通过SCI模式准确的实现客观颜色；另一方面，当SCI模式下的颜色数据与标准很吻合的前提下，若客户目视判断颜色有差异，需重新调准标准，也可以通过SCE的数据，确定调色方向，从而与客户达成最终的颜色标准，降低颜色评判难度，提高调色效率。另外，需要注意的是，不同材质之间的颜色实现，理论上应以相应材质的基材制作标准色板，进行品控管理；因为材质不同，对光吸收性也是不同的，具体差异性，有待数据验证！测量实例：1、汽车内饰顶棚ABS真空吸塑部品的颜色光泽度测量黄1、黄2是同一张带有皮纹的塑料板材，因加热吸塑后拉伸量不同，导致皮纹深浅，光泽度出现差异，目视效果：2比1偏黄。“差异（黄1-黄2）”数据显示，二者SPIN模式下的Lab值相当，而SPEX模式下的数据差异与目视感觉相吻合。2、汽车内饰门板下段PP注塑品的颜色光泽度测量黑1、黑2是同一个部品的正反面（黑1：背面无皮纹；黑2：正面带皮纹），目视效果：1比2黑，2比1黄；从“差异（黑1-黑2）”数据看，二者SPIN值相当，说明SPIN消除了大部分纹理影响测得了“真实”颜色，而SPEX值与目视效果一致，即测得的是表观感觉；注释：a、 以上写真为手机拍摄，照片颜色与实际目视部品的颜色会有偏差，实物颜色以上述目视描述为准；b、 以上数据由X-Rite公司Ci64UV机型测量获得，该机型可同时获取60°相对光泽度数据。小结：基于市场需求而设计开发出的SCI/SCE积分球结构的色差仪，在汽车内饰领用应用广泛，在于它针对具有不同光泽度的漫反射部品的真实色和感官色的准确测量，无论是设计端，还是品控端，这种直接高效的数字化颜色管理方案，备受工程师青睐；[*]：Hardy先生于1935年发表在美国光学学会杂志《A New Recording Spectrophotometer》[参考文献]：（美）伯恩斯（Roy S. Berns），《颜色技术原理》，化学工业出版社2002年10月版；更多内容咨询欢迎拨打爱色丽官方热线：400-606-5155！爱色丽官方网站：www.xrite.cn

某现场安装激光二极管的制造公司需要一种可靠的方法用于现场测量激光功率，而无需带回实验室进行测试。激光测量系统需要完全由电池供电，因为现场没有电源。Labsphere（蓝菲光学）根据客户要求提供一套独立的、便携式且耐用的激光功率测试系统。Labsphere （蓝菲光学）提供标准的激光二极管测量积分球； 然而，还需将新功能整合到系统中，使其能被带到现场测试。 由此产生的一个小而轻的积分球系统，能够在世界任何地方进行可靠的激光功率测量。1.5 英寸开口端，用于轻松安装激光二极管组件针孔滤光片后面的制冷型 InGaAs 探测器，用于在功率低至 200 μW 的情况下进行红外范围内的辐射测量两个 FC/PC 适配器，允许通过光纤连接额外的探测器Spectralon 漫反射材料，在 UV-VIS-NIR 范围内提供近乎完美的朗伯反射，以优化测试结果的准确性为 TE 冷却器和充电装置供电的可充电电池组轻巧的手持式塑料支架可固定每个组件，并带有泡沫内衬派力肯手提箱，可确保安全运输特点电池组可为系统供电数小时，为一个项目中的多项测试提供充足的时间每个组件都包依附在安装板上，提供了极大的可移动性，而手提箱确保了产品运输过程中的安全性InGaAs 探测器在近红外范围内提供可靠的校准测量，附加的光纤适配器使系统能够灵活地在其他范围内或使用光谱仪执行附加测试Spectralon 极高的漫反射率，以及积分球内的挡板几何形状，很大限度地提高了光照射到探测器上的均匀性Labsphere（蓝菲光学） 的 HELIOSense 软件进行实时数据收集、存储和可视化，使测试变得简单易行。光谱响应

色彩测量技术积分球结构的几何特性及优势一、d/8º 积分球测量结构及其特点积分球是一种内部壁面呈现白色的球形设备，以其卓越的反射和散射性能被广泛应用于测量光源的色度和强度。在进行颜色测量时，该设备特设多个孔口以便于操作。主要包括一个测量孔，用于与测试样品紧密结合；对面设置一个观测孔，或称为接收器孔，位于测量孔的直接对面，通常与球体法线成8º 角，主要功能是收集样品反射的光线；另外，与观测孔在球体法线上对称的位置设置有一个镜面反射孔，该孔可根据需要开启或关闭，以控制是否收集镜面反射光。这一几何结构被称为d/8º 积分球测量结构，其独特的设计使其在颜色测量领域中具有重要应用。d/8º 测量结构示意图在操作过程中，光从光源发射，经积分球的内壁进行全面的漫反射，使得这些散射光线能够均匀地从各个角度照射到试样上。这导致试样吸收和反射光线，其中定向于8度的反射光被接收器捕获以进行颜色评估。因此，与0度/45度的测量配置相比，d/8度积分球测量结构的一大特点是使用的是漫射光源，这相当于周围环绕着无数个点光源，而非0度/45度配置下的单一光源。其次，接收器位于8度位置，利用可开闭的对称镜面反射孔，可以选择性地收集包含镜面反射（SPIN）的数据或排除镜面反射（SPEX）的数据。包含镜面反射与排除镜面反射光路示意图根据所述分析，当光线投射到样本上时，会经历吸收、散射以及镜面反射的过程。样本表面的物理特性决定了光线的传播方式：平滑表面导致高光泽和较强的镜面反射，同时散射较少；相反，粗糙表面导致低光泽、较弱的镜面反射和较强的散射。因此，对于具有相同材料但光泽不同的样本，当考虑镜面反射时，测量结果显示一致性（即1＋2＝2＋1），这代表了材料的固有颜色，也就是其真实色。然而，在排除镜面反射的情况下，样本之间的差异变得明显（1≠2），这些数据反映了材料特性与表面物理状态的综合效应，代表了表观色，更贴近于人眼观察到的效果。镜面反射数据的包含与排除之间的主要区别由镜面反射光引起，其强度随样品的光泽度变化而变化。因此，样品的光泽度直接影响了在包含与排除镜面反射条件下数据的差异程度。对不同光泽度的涂层在这两种条件下进行测量，得到的色度数据及其差异情况如表所示。不同光泽的样品包含与排除镜面状态的数据差异涂层的光泽程度对包含镜面反射的数据影响较小，但对排除镜面反射的数据有显著影响。随着样品光泽度的增加，排除镜面反射条件下的明度值会降低，导致与包含镜面反射数据的差异增大。积分球技术已广泛应用于多个行业，尤其是在纺织印染和塑料制品检测中，它成为了首选工具。积分球结构能够适应从低光泽到高光泽的样品（如金银卡片和电镀产品），甚至能够检测具有简单特殊效果的涂料。由于积分球仪器能测量样品的真实色，它通常被选用于电脑配色系统中的分光光度计。积分球作为该结构中最关键的组件之一，其内壁采用高漫反射材料制成，因此成本相对较高。为确保测量数据的精确性，需要进行良好的日常维护，以维持其卓越的漫反射性能。二、产品推荐便携式分光光度仪Ci64便携式分光光度仪Ci64是高精度的色彩测量工具，专为满足各种行业对色彩精确度和一致性要求而设计。该仪器特别适合于纺织印染、塑料制品等行业的色彩检测，无论是对于低光泽还是高光泽样本，如金银卡或电镀产品，Ci64均能提供卓越的性能。它甚至能够精确测量具有特殊效果的涂层，如珠光或金属光泽涂料。Ci64结合了积分球测量技术的优势，包括能够在包含或排除镜面反射的条件下进行测量，从而确保了对样品真实色的准确捕获。这种灵活性使得Ci64在电脑配色系统中尤为重要，因为它可以提供关键的色彩数据以支持精确配色。该仪器的设计考虑了易用性和便携性，使得现场测试变得简单快捷。Ci64的内壁使用高漫反射材料制成，确保了测量过程中光线的均匀分布，从而提高了数据的准确性和重复性。然而，为了维持这种高度的漫反射性能和数据精度，Ci64需要适当的日常维护。三、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州，成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司，爱色丽彩通提供服务和解决方案，帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息，请关注官方微信公众号：爱色丽彩通