顏色在我們生活的每時(shí)每刻都圍繞著我們，并以有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的方式影響著我們的情緒、行為和信念。顏色可以渲染氣氛，提醒我們注意危險(xiǎn)，提供重要信息，甚至給我們帶來(lái)快樂(lè)。盡管顏色普遍存在，但對(duì)它的描述仍然難以捉摸，一部分原因是人與人之間對(duì)顏色的感知存在差異，另一部分原因是缺乏對(duì)人眼所見(jiàn)的數(shù)百萬(wàn)種色調(diào)的描述。

儀器顏色測(cè)量超越了人類感知和詞匯的限制，使我們能夠以客觀數(shù)據(jù)的形式捕捉顏色信息，從而創(chuàng)造出一種通用的顏色語(yǔ)言，這對(duì)于全球各行業(yè)（從食品飲料到制藥）內(nèi)部和行業(yè)之間的交流至關(guān)重要。兩種先進(jìn)的顏色測(cè)量?jī)x器類型是色差計(jì)和分光色度儀，它們都采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確和精確地量化和定義顏色。

雖然這兩種儀器密切相關(guān)，但它們都有各自的特性，因此對(duì)于特定類型的測(cè)量，其中一種可能比另一種更適合。了解色差計(jì)與分光色度儀的特性可以幫助您選擇適合您應(yīng)用的工具。

什么是色差計(jì)？

色差計(jì)旨在執(zhí)行一種心理物理樣本顏色分析，這意味著其測(cè)量結(jié)果與人類的顏色感知相關(guān)。換句話說(shuō)，它旨在以我們的方式看待顏色。

其結(jié)果是直接讀取的，讀取的是三刺激值。三刺激值是用代表視覺(jué)外觀不同維度的字符來(lái)識(shí)別顏色的值。三刺激值可能包含 X、Y 和 Z 或 L、a 和 b 等值。三刺激值的 “黃金標(biāo)準(zhǔn) "是由國(guó)際照明委員會(huì)開發(fā)的 CIE 顏色系統(tǒng)——標(biāo)題中的CIE代表其名稱的法語(yǔ)版本。

色差計(jì)有幾個(gè)的組成部分：

• 光源： 光源代表一種特定的光源，如日光或白熾燈，用于向物體投射一致的亮度。在色差計(jì)中，光源是固定的。

• 觀察者： 標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)器提供了一個(gè)特定的視野。色差計(jì)通常使用 2 度標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)器，適用于顏色評(píng)估和質(zhì)量控制。

• 三刺激吸收濾光片： 吸收濾光片可隔離特定波長(zhǎng)的光，并將其應(yīng)用于樣品。

色差計(jì)的類型

色差計(jì)對(duì)于客觀準(zhǔn)確地確定顏色至關(guān)重要。不同種類的色差計(jì)測(cè)量顏色的深度和程度各不相同。類型包括：

• 密度計(jì)： 用于測(cè)量半透明材料的暗度或密度。

• 光度計(jì)： 彩色光度計(jì)測(cè)量顏色的透射和反射。

色差計(jì)如何工作？

色差計(jì)的使用通常基于比爾-朗伯定律，該定律告訴我們?nèi)苜|(zhì)的濃度與其吸光度成正比。色差計(jì)從一個(gè)簡(jiǎn)單的光源開始。在透鏡和三刺激吸收濾光片的幫助下，光束變成單一的聚焦波長(zhǎng)，然后穿過(guò)樣品溶液。溶液的另一側(cè)是一個(gè)光電管檢測(cè)器，用于識(shí)別波長(zhǎng)被吸收的程度。檢測(cè)器與處理器和數(shù)字顯示屏相連，可提供可讀的結(jié)果輸出。

既然知道了它的工作原理，我們就來(lái)看看色差計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。

色差計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

以下是色差計(jì)的一些優(yōu)點(diǎn)：

• 它們專注于三刺激值。如果您不需要全范圍的光譜數(shù)據(jù)，色差計(jì)就不會(huì)讓您為用不上的工具買單。

• 它們往往更便攜。色差計(jì)不太復(fù)雜，因此在現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)或使用可能更方便。

• 工作速度快。色差計(jì)的許多應(yīng)用都需要快速移動(dòng)的設(shè)備，例如在裝配線上，而色差計(jì)可以做到這一點(diǎn)。

色差計(jì)的缺點(diǎn)

色差計(jì)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，但也有一些缺點(diǎn)：

• 它們不能提供完整的數(shù)據(jù)。如果您不需要大量數(shù)據(jù)，色差計(jì)是不錯(cuò)的選擇，但它們無(wú)法提供樣品的光譜信息。色差計(jì)沒(méi)有可調(diào)節(jié)的光源和濾光片，無(wú)法進(jìn)行額外的測(cè)量。色差計(jì)不能檢測(cè)著色劑的濃度，也不能幫助配色。

• 用途不廣。色差計(jì)缺乏多功能性，因?yàn)槠渲饕猛臼菍a(chǎn)品與預(yù)定義的樣本進(jìn)行比較。它們不適合研究或產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈群涂烧{(diào)節(jié)組件。

• 它們無(wú)法識(shí)別同色異譜現(xiàn)象。同色異譜是指在某種照明條件下顏色看起來(lái)相同，而在另一種照明條件下卻不相同。例如，熒光燈可能會(huì)使產(chǎn)品看起來(lái)與在陽(yáng)光下截然不同。色差計(jì)無(wú)法識(shí)別和調(diào)整這種情況。

色差計(jì)的應(yīng)用

通常，色差計(jì)將結(jié)果與現(xiàn)有樣品進(jìn)行比較。色差計(jì)對(duì)于直接的顏色測(cè)量非常精確，非常適合測(cè)定色差、牢度和強(qiáng)度以及類似顏色的常規(guī)比較。因此，色差計(jì)在顏色質(zhì)量控制方面非常重要，主要用于生產(chǎn)和檢驗(yàn)階段。

購(gòu)買色差計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素

在購(gòu)買色差計(jì)時(shí)，確定使用范圍和其他因素非常重要，例如：

• 預(yù)算： 預(yù)算可能會(huì)決定色差計(jì)的功能。

• 質(zhì)量控制： 不同色差計(jì)測(cè)量材料顏色精度的程度不同，因此了解行業(yè)要求是關(guān)鍵。

• 應(yīng)用： 使用目的決定了您需要什么樣的儀器。臺(tái)式色差儀更適合實(shí)驗(yàn)室使用，而便攜式解決方案則適用于工作考察。

• 數(shù)字或模擬： 測(cè)試頻率將決定您所需的色差計(jì)。當(dāng)您每天要進(jìn)行多次測(cè)試時(shí)，數(shù)字式色差計(jì)使用方便。

什么是分光色度儀？

分光色度儀是一種通過(guò)全光譜顏色測(cè)量進(jìn)行物理樣品分析的儀器。通過(guò)對(duì)樣品的反射率、吸光度或透射率特性進(jìn)行逐波長(zhǎng)光譜分析，它可以生成超出人眼觀察范圍的精確數(shù)據(jù)。如果需要，顏色分光色度儀還可用于計(jì)算心理物理色度信息。

分光色度儀非常精確，可提供大量數(shù)據(jù)。它們使用的組件與色差計(jì)類似，但略有不同。

• 光源： 分光色度儀的光源用途廣泛。您可以使用代表各種光線的標(biāo)準(zhǔn)光源和熒光光源。

• 觀察者： 分光色度儀的觀測(cè)器通常較大，約為10度。CIE 推薦它是更適合工業(yè)色彩應(yīng)用的工具。

• 棱鏡、光柵或干涉濾鏡： 為分離特定波長(zhǎng)，分光色度儀使用棱鏡、光柵或干涉濾光鏡，從而改變所選波長(zhǎng)。

分光色度儀的類型

分光色度儀有幾種類型：

• 原子吸收分光色度儀： 它通過(guò)測(cè)量原子蒸汽的輻射吸收來(lái)分析材料中的金屬元素。

• 熒光分光色度儀： 這類分光色度儀可掃描液體熒光標(biāo)簽的熒光光譜，通常用于科學(xué)研究、臨床測(cè)試和食品檢測(cè)。

• 紅外分光色度儀： 這種儀器可測(cè)量波長(zhǎng)小于 760 納米的材料的吸光度。

• 紫外可見(jiàn)分光色度儀： 以可見(jiàn)光和紫外線波長(zhǎng)分析材料，定量測(cè)量吸光度。

• 可見(jiàn)分光色度儀： 該設(shè)備分析可見(jiàn)光波長(zhǎng)，測(cè)量吸光度并進(jìn)行定量分析。

分光色度儀可同時(shí)測(cè)量濁度和顏色

分光色度儀和色差計(jì)的區(qū)別在于它們的測(cè)量能力。分光色度儀的測(cè)量更全面，可以分析材料的顏色和濁度。濁度是指液體中存在的混濁度，會(huì)嚴(yán)重影響某些液體物質(zhì)的清晰度和視覺(jué)質(zhì)量。有些飲料的半透明外觀對(duì)質(zhì)量控制至關(guān)重要，因此測(cè)量濁度或混濁程度至關(guān)重要。

濁度的工作原理

當(dāng)材料暴露在光線下時(shí)，一部分光線會(huì)被吸收，另一部分則會(huì)反射回眼睛。當(dāng)存在微粒時(shí)，它們會(huì)影響反射回來(lái)的光的清晰度，導(dǎo)致外觀渾濁。這可能是由于濁度較高，從而影響質(zhì)量控制。當(dāng)物質(zhì)中漂浮大量小顆粒時(shí)，其透明度就會(huì)降低。

液體中的這種渾濁程度會(huì)給人一種某些飲料不好喝的印象，這也是衡量瓶裝水安全性的關(guān)鍵因素。

分光色度儀對(duì)濁度測(cè)量的意義

識(shí)別和穩(wěn)定濁度水平對(duì)于保持許多液體產(chǎn)品的顏色一致性和質(zhì)量至關(guān)重要，因?yàn)橄M(fèi)者在購(gòu)買時(shí)首先會(huì)用眼睛觀察，然后在瓶中檢查產(chǎn)品。由于疲勞、主觀性和其他一些因素，我們的眼睛無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量濁度或顏色。這就是分光色度儀的用武之地。利用分光色度儀的先進(jìn)技術(shù)，您可以精確測(cè)量顏色和渾濁度，并將定量分析作為客觀數(shù)據(jù)。

分光色度儀如何工作？

分光色度儀的基本結(jié)構(gòu)與色差計(jì)類似，但步驟和變化更多，而且組件也有所不同。光源通過(guò)棱鏡、光柵或?yàn)V光片將光源投射到物體上。使用的工具將只分離出一個(gè)波長(zhǎng)帶照射到樣品上。然后，傳感器會(huì)檢測(cè)未被物體吸收的光線，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖b有相應(yīng)軟件的處理器或計(jì)算機(jī)上。它可以檢測(cè)反射率、透明度、照度以及三刺激值。

這一復(fù)雜的過(guò)程消除了主觀顏色分析所產(chǎn)生的不確定性。色差計(jì)是測(cè)量顏色的更好方式，而分光色度儀則更進(jìn)一步，它可以將測(cè)量結(jié)果量化為客觀數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行有效的顏色和霧度分析，大幅度地減少人為誤差，并得出全面的結(jié)果。

接下來(lái)，我們將介紹分光色度儀的優(yōu)缺點(diǎn)。

分光色度儀的優(yōu)點(diǎn)

分光色度儀的一些優(yōu)點(diǎn)如下：

• 非常全面。分光色度儀擁有更先進(jìn)的硬件，可以測(cè)量色差計(jì)無(wú)法測(cè)量的質(zhì)量，包括同色異譜和反射率。

• 用途廣泛。您通常可以調(diào)整照度和觀察者設(shè)置，以便在分光光度計(jì)上獲得正確的選項(xiàng)。

• 可與功能強(qiáng)大的軟件配合使用。通過(guò)與軟件集成，分光色度儀提供了一種全新的、全面的方式，可在內(nèi)置顯示屏之外查看和分析數(shù)據(jù)。

• 款式多樣。分光色度儀可用于多種樣品類型，包括粉末、液體和透明材料。還有便攜式分光色度儀可供選擇。

• 它們能快速得出結(jié)果。有些分光色度儀可在短短四秒內(nèi)得出結(jié)果，提高了速度和效率。

• 它們有助于獲得所需的顏色。持續(xù)獲得所需的顏色對(duì)于品牌一致性和流程控制至關(guān)重要。

• 它們是精確分析的理想選擇。對(duì)于以研究為重點(diǎn)的環(huán)境，準(zhǔn)確性至關(guān)重要，分光色度儀可在多個(gè)層面上提供深入分析和結(jié)果，以獲得一致的結(jié)果。

分光色度儀的缺點(diǎn)

當(dāng)然，任何技術(shù)都會(huì)有一些缺點(diǎn)。以下是分光色度儀的幾個(gè)缺點(diǎn)：

• 更加復(fù)雜。復(fù)雜性伴隨著敏感度，它們可能不太適合工廠環(huán)境。

• 價(jià)格較高。雖然價(jià)格因型號(hào)而異，但分光色度儀及其精確、廣泛的信息通常比色差計(jì)貴。

• 它們的技術(shù)含量可能超出需要。如果您只需要色差計(jì)所能提供的簡(jiǎn)單顏色測(cè)量，那么分光色度儀可能超出您的需要。

過(guò)去，分光色度儀體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但現(xiàn)代技術(shù)使其體積更小、使用更方便。

分光色度儀的應(yīng)用

與色差計(jì)相比，分光色度儀具有更高的靈活性和多功能性，部分原因是分光色度儀提供多種照明/觀測(cè)者組合，并可在多種幾何排列（包括 45°/0°和 d/8°）下運(yùn)行。因此，這些類型的分光色度儀能夠測(cè)量同色異譜現(xiàn)象、識(shí)別著色劑強(qiáng)度、分析各種類型的樣品，并讓用戶選擇包括或不包括鏡面反射以考慮幾何屬性。

全光譜分析還具有更高的特異性，有可能識(shí)別出色差計(jì)所忽略的顏色差異。分光色度儀儀器非常適合研發(fā)階段的廣泛應(yīng)用，包括顏色配方和顏色系統(tǒng)開發(fā)，以及整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的顏色質(zhì)量控制。

購(gòu)買分光色度儀時(shí)應(yīng)考慮的因素

考慮如何以及在何種程度上使用分光色度儀有助于確定所需的解決方案類型：

• 預(yù)算： 確定預(yù)算很重要，因?yàn)椴煌瑑r(jià)格的分光色度儀具有不同的功能。對(duì)于更高級(jí)的設(shè)備，融資是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

• 實(shí)驗(yàn)室空間： 考慮您是否需要便攜式或臺(tái)式設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)您的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

• 規(guī)格： 根據(jù)您所需的范圍和深度（如波長(zhǎng)范圍和檢測(cè)限制）選購(gòu)一款可測(cè)試材料的分光色度儀。分光色度儀還應(yīng)符合您的應(yīng)用要求。

色差計(jì)和分光色度儀的主要區(qū)別是什么？

色差計(jì)和分光色度儀有幾處相似之處，但兩者仍有很大不同。區(qū)別在于功能和用途。分光色度儀功能強(qiáng)大，可以提供比色差計(jì)更深入的顏色測(cè)量，如光譜數(shù)據(jù)。因此，它們主要用于研發(fā)或?qū)嶒?yàn)室的精確測(cè)量。相比之下，色差計(jì)更為簡(jiǎn)單，常用于生產(chǎn)和制造領(lǐng)域，如質(zhì)量控制。

其他一些區(qū)別包括

• 多功能性： 分光色度儀有許多可調(diào)節(jié)的選項(xiàng)，可以很好地用于不同類型的樣品和測(cè)量。

• 成本： 如前所述，分光色度儀因其強(qiáng)大的技術(shù)通常比色差計(jì)昂貴。

• 準(zhǔn)確性： 色差計(jì)不如分光色度儀準(zhǔn)確或精確。

為您的應(yīng)用選擇更適合的顏色測(cè)量設(shè)備

選擇顏色測(cè)量?jī)x器需要了解上述色差計(jì)和分光色度儀的優(yōu)缺點(diǎn)。如果您仍不確定哪種儀器更適合您的用途，羅切斯特理工學(xué)院的 David R. Wyble 提出的這些問(wèn)題可以幫助您在考慮選擇時(shí)獲得清晰的思路。

• 所需數(shù)據(jù)類型： 應(yīng)用需要光譜數(shù)據(jù)還是只需要三刺激值？

• 儀器幾何結(jié)構(gòu)： 儀器是否具有應(yīng)用所需的幾何結(jié)構(gòu)？

• 精度和準(zhǔn)確度： 獲得滿意結(jié)果所需的精度和準(zhǔn)確度是多少？

• 光源： 儀器是否具有適合應(yīng)用的光源？

• 測(cè)量速度： 獲取數(shù)據(jù)的速度如何？需要進(jìn)行何種樣品制備？

• 易用性： 儀器在設(shè)計(jì)時(shí)是否考慮到用戶的需求，使操作簡(jiǎn)單快捷？

• 堅(jiān)固性： 儀器是否適合使用環(huán)境？能否承受惡劣的工廠條件？

• 軟件界面： 配套軟件是否能讓您輕松地收集、分析和共享數(shù)據(jù)？

• 產(chǎn)品質(zhì)量： 并非所有的顏色測(cè)量?jī)x器都是一樣的，無(wú)論它們是色差計(jì)還是分光色度儀。選擇質(zhì)量更好的儀器，就能確保獲得高質(zhì)量的結(jié)果。

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