近年來(lái)，顏色成為評(píng)定許多產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，生產(chǎn)中對(duì)顏色質(zhì)量的要求越來(lái)越高。產(chǎn)品顏色測(cè)量不準(zhǔn)確或者不同位置的顏色差識(shí)別不準(zhǔn)，將會(huì)造成次品或廢品，給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。那么，顏色測(cè)量的方法有哪些？顏色測(cè)量?jī)x器的發(fā)展現(xiàn)狀是怎樣的呢？本文為大家做了相應(yīng)的分析與介紹。
顏色測(cè)量的方法：
1.目視法
目視法是一種古老的同時(shí)也是顏色測(cè)量的最基本方法，具體做法是由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員在特定的照明條件下對(duì)產(chǎn)品目測(cè)鑒別，與CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)色度圖比較，得出顏色參數(shù)。人的眼睛雖有優(yōu)異的視覺(jué)功能，但是不能準(zhǔn)確識(shí)別細(xì)微的色彩差異，常出現(xiàn)色彩判斷失誤。用這種方法測(cè)量的結(jié)果包含一些人為因素，精度低，操作麻煩。
2.光電積分法
現(xiàn)代色度學(xué)的發(fā)展為儀器客觀地評(píng)價(jià)顏色奠定了基礎(chǔ)。光電積分法是20世紀(jì)60年代儀器測(cè)色中采用的常見(jiàn)方法。光電積分法不是測(cè)量某一波長(zhǎng)的色刺激值，是在整個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)通過(guò)積分測(cè)得樣品的三刺激值X、Y、Z，由此計(jì)算出樣品的色品坐標(biāo)等參數(shù)。它通常用濾光片覆蓋在探測(cè)器上，把探測(cè)器的相對(duì)光譜靈敏度S（λ）修正成CIE推薦的光譜三刺激值x（λ）、y（λ）、z（λ），用這樣的三個(gè)光探測(cè)器接收光刺激時(shí)，就能用一次積分測(cè)量出樣品的三刺激值X、Y、Z。濾光片需滿足盧瑟條件，以精確匹配光探測(cè)器。在實(shí)際的濾色修正中，由于色玻，璃的品種有限，儀器不可能做到完全符合盧瑟條件，只能近似符合。應(yīng)用部分濾光片法可使x（λ）、z（λ）曲線的匹配積分誤差小于2%，y（λ）曲線的匹配積分誤差小于 0.5%。
3.分光光度法
a.分光光度法測(cè)量原理
分光光度法通過(guò)測(cè)量光源的光譜功率或物體反射光的光譜功率計(jì)算顏色三刺激值，進(jìn)而計(jì)算出顏色參數(shù)。它通過(guò)探測(cè)樣品的光譜成分確定其顏色參數(shù)，所以精度非常高。在大多數(shù)顏色測(cè)量中物體的反射色經(jīng)常被測(cè)量），因而分光測(cè)色儀以測(cè)反射樣品為主。
b.分光光度測(cè)量方法
按照光路的組成不同，分光光度法可分為單光束分光測(cè)色法和雙光束分光測(cè)色法。單光束分光測(cè)色法只有一個(gè)分光器件和一個(gè)探測(cè)器，測(cè)量時(shí)光源閃兩次，通過(guò)比較參照物和樣品在同一波長(zhǎng)上反射的單色輻射功率得出數(shù)據(jù)，采用軟硬件措施消除測(cè)量的系統(tǒng)誤差（光源光強(qiáng)分布差異，光路變化，溫度變化，電路漂移等），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。雙光束分光測(cè)色法有兩個(gè)分光器件和兩個(gè)探測(cè)器。測(cè)量時(shí)光源只閃一次，同時(shí)測(cè)樣品和參照標(biāo)準(zhǔn)，克服了系統(tǒng)變化帶來(lái)的誤差。
根據(jù)光譜信號(hào)采集的方式，分光光度法分為光譜掃描法和光電攝譜法兩種。光譜掃描法是單通道的測(cè)色方法，按一定波長(zhǎng)間隔，采用機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)逐個(gè)波長(zhǎng)采集光譜信號(hào)，被單通道探測(cè)器探測(cè)，經(jīng)信號(hào)處理后顯示數(shù)據(jù)；優(yōu)點(diǎn)是精度較高，缺點(diǎn)是光路和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)度慢，且波長(zhǎng)重復(fù)性差，對(duì)光源的穩(wěn)定性要求較高，受光源的不穩(wěn)定性等因素影響嚴(yán)重，不適合在線測(cè)量。此類儀器一般由光源、單色器、探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理和輸出裝置組成。光源一般為穩(wěn)定性光源，如鹵鎢燈、氙燈等。單色器是儀器的核心，分為棱鏡分光式、光柵分光式和濾光片分光式等。探測(cè)器采用光電倍增管、光電管。
光電攝譜法用攝像的方式測(cè)量光譜，最初起源于采用膠片成像方式，隨著科技的發(fā)展，采用如多通道探測(cè)器（CCD，SPD）等同時(shí)接受各個(gè)譜段的像。光電攝譜法可同時(shí)探測(cè)全波段光譜，通過(guò)分光系統(tǒng)被多通道探測(cè)器探測(cè)待測(cè)物光譜能量的分布信息，將光譜信息產(chǎn)生的時(shí)序信號(hào)送入處理電路，計(jì)算并顯示數(shù)據(jù)；光電攝譜法是光譜分析技術(shù)領(lǐng)域中的一次革命，與使用單色儀和光電倍增管的傳統(tǒng)光譜掃描測(cè)量系統(tǒng)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，例如測(cè)量時(shí)間極短，信噪比較高，對(duì)光源穩(wěn)定性要求低，不必使用機(jī)械掃描就能獲取空間分辨和時(shí)間分辨光譜，特別適用于瞬態(tài)、大數(shù)據(jù)量的光譜測(cè)量。
顏色測(cè)量?jī)x器的發(fā)展現(xiàn)狀：
1.光電積分式儀器
光電積分式儀器由光源、探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理器和輸出單元四部分組成。探測(cè)器一般是三個(gè)帶有修正濾光片組的的光電管或大面積硅光電二極管，在要求儀器有較高靈敏度的場(chǎng)合下采用光電倍增管。
光電積分式儀器不能精確測(cè)量出色源的三刺激值和色品坐標(biāo)，但能準(zhǔn)確測(cè)出兩個(gè)色源之間的差別，因而又被稱為色差計(jì)。國(guó)外色差計(jì)從60年代開(kāi)始大量生產(chǎn)，如日本日本臺(tái)式色差儀CR-400/410、色彩色差計(jì)CR-321，我國(guó)從80年代初開(kāi)始研制這類儀器，如三恩時(shí)公司生產(chǎn)的NR145+全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)，但和國(guó)外相比，我國(guó)研制的色差計(jì)臺(tái)間差較大。彩色亮度計(jì)也是光電積分式儀器，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行顏色參數(shù)測(cè)量。
2.分光測(cè)色儀器
國(guó)外早期生產(chǎn)的分光測(cè)色儀多采用光譜掃描法，20世紀(jì)70年代前分光測(cè)色儀采用HARDY分光光度計(jì)的傳統(tǒng)光路和結(jié)構(gòu)，體積龐大，測(cè)速慢，70年代MACBETHMS2020分光光度計(jì)改進(jìn)了結(jié)構(gòu)，采用了閃光光源和陣列硅二極管探測(cè)，大大縮短了測(cè)量時(shí)間，代表了當(dāng)時(shí)測(cè)色儀器的發(fā)展方向。
1991年，ACS、ICS和Datacolor 三家公司合并成現(xiàn)在的DataColorInternational。近十年來(lái)，日本日本和美國(guó)X-Rite新進(jìn)入測(cè)色市場(chǎng)，均是在90年代才開(kāi)始制造手提式測(cè)色光譜光度儀。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，80年代初微機(jī)很快應(yīng)用于測(cè)色儀器，通過(guò)不同的接口對(duì)分光光度計(jì)進(jìn)行控制測(cè)量和數(shù)據(jù)采樣，根據(jù)使用要求計(jì)算出色度參數(shù)。美國(guó)X-Rite 公司 8000 系列是全球第一臺(tái)采用 USB 接口連接的臺(tái)式分光測(cè)色儀。20世紀(jì)80年代后期和90年代初，采用光電攝譜法的分光測(cè)色儀在國(guó)際上得到很大發(fā)展，以Datacolor公司的SF系列儀器和日本日本公司CM-2500d/2600d、CM-3600d 等測(cè)色儀為代表，同時(shí)分光測(cè)色儀向便攜式、小型化發(fā)展。
采用光電攝譜法的分光測(cè)色儀一般由光源、積分球、攝譜儀、信號(hào)處理電路和顯示電路組成。攝譜儀由分光器件和多通道探測(cè)器組成。探測(cè)器普遍采用自掃描光電二極管陣列（SPD）、CCD器件等。攝譜儀將待測(cè)光分光并成像，投射在探測(cè)器的光敏面上。攝譜儀一般用光柵作為分光器件。光柵攝譜儀最初用平面光柵進(jìn)行光譜掃描，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)速慢。隨著光柵制作工藝的提高，采用入射光和譜面均位于羅蘭圓上的凹面光柵1分光，提高了測(cè)色精度，但難以與迅速普及的多通道光電探測(cè)器匹配，90年代中期光柵攝譜儀采用能成一平面像且聚色散、聚焦、準(zhǔn)直功能于一體的全息平場(chǎng)凹面光柵分光，稱為平場(chǎng)攝譜儀。平場(chǎng)攝譜儀無(wú)需準(zhǔn)直透鏡和成像物鏡，具有光學(xué)面少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、光能利用率高等優(yōu)點(diǎn)，如mercury1000便攜式分光測(cè)色儀的平場(chǎng)攝譜裝置。目前國(guó)內(nèi)外普遍研究帶有微處理器、有檢測(cè)和信息處理功能的集成電路系統(tǒng)，使測(cè)色儀器具有自動(dòng)校正、自動(dòng)補(bǔ)償、數(shù)據(jù)處理、圖像處理、圖像識(shí)別、存儲(chǔ)、記憶等功能。一般便攜式分光測(cè)色儀內(nèi)的存儲(chǔ)器就能儲(chǔ)存1000多個(gè)數(shù)據(jù)和50多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色樣，通過(guò)接口與電腦連接，用于多種測(cè)量的比較和運(yùn)算，如SF450X分光測(cè)色儀與配色軟件連接，組成電腦配色系統(tǒng)。日本CM-2600d是世界上首創(chuàng)內(nèi)置UV瞬間調(diào)節(jié)功能的便攜式分光測(cè)色計(jì)，可連接電腦使用色彩品質(zhì)管理軟件或配色系統(tǒng)。
進(jìn)入 90年代，隨著信息收集方法的改進(jìn)，應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的提高，在線測(cè)色控制儀得到很大的發(fā)展，在準(zhǔn)確性，靈敏性上取得很大進(jìn)步，各大公司生產(chǎn)的高性能，低價(jià)格，使用方便，可用網(wǎng)絡(luò)控制產(chǎn)品質(zhì)量的在線測(cè)色儀相繼進(jìn)入市場(chǎng)減少次品率，降低染整加工費(fèi)用在20%以上。Datacolor公司的Dataline配上DF250RS（遠(yuǎn)程傳感光）分光光度測(cè)色儀，在保證精度性的情況下可進(jìn)行較大區(qū)域監(jiān)測(cè)。Hunterlab公司生產(chǎn)的Spectra_Probe Denim在線測(cè)色系統(tǒng)適用平幅布片連續(xù)染色，它以每秒80次的讀書速度連續(xù)測(cè)量織物左，中，右的顏色，傳遞信息給電腦進(jìn)行程序分析，處理數(shù)據(jù)，并做出快速反應(yīng)。
顏色測(cè)量?jī)x器的發(fā)展趨勢(shì)：
隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，目視測(cè)色法因精度低，已基本被淘汰。目前顏色測(cè)量通常采用光電積分法和分光光度法。光電積分式測(cè)色儀器具有一定的測(cè)量精度，適用于只需要控制物體顏色（如快速質(zhì)檢、在線檢測(cè)），測(cè)量精度要求不很高而又不需要配色的行業(yè)。分光光度法有光譜掃描法和光電攝譜法兩種，是目前科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的顏色測(cè)量方法。隨著光電子器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，精確顏色測(cè)量目前已完全過(guò)渡到分光光度法。光電攝譜法是當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的測(cè)色方法，代表了顏色測(cè)量的發(fā)展方向。
測(cè)色儀器的發(fā)展趨勢(shì)：便攜化、小型化、快速化和高精度化；與電腦結(jié)合擴(kuò)展測(cè)色儀器功能；顏色在線動(dòng)態(tài)測(cè)試。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬測(cè)色儀器1也是發(fā)展方向。