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工業品色差檢測解決方案

瀏覽次數:799 更新日期:2022-12-22

摘要:

隨著工業品生產的日益高科技化,對色差的控制要求也越來越高。目前,常用的工業品色差檢測方法有三種:視覺檢測法、計算機測色法和手工排版法。工業品色差的檢測原理色差的檢測原理影響色差的因素有很多,主要有材料本身的特性、工藝參數、印刷過程及條件、印刷機性能等。通過對上述因素的分析,可以大體歸納出以下幾個原理....

隨著工業品生產的日益高科技化,對色差的控制要求也越來越高。目前,常用的工業品色差檢測方法有三種:視覺檢測法、計算機測色法和手工排版法。

工業品色差的檢測原理

色差的檢測原理

影響色差的因素有很多,主要有材料本身的特性、工藝參數、印刷過程及條件、印刷機性能等。通過對上述因素的分析,可以大體歸納出以下幾個原理。

1、材料本身的特性

各種材料具有不同的反射特性和透射特性。材料的透射特性決定了它在光照下傳遞能量的能力,而材料的反射特性決定了其在陽光照射下反射能力。因此,不同材料在相同光照條件下會顯得不同。此外,材料本身還具有一定的色度,即使在相同光照條件下,也會因其色度不同而顯得不同。例如,PVC在日光下呈黃色,而樹脂在日光下呈白色。由此可見,不同材料會因其特性而顯得不一樣。

2、工藝參數

印刷過程中,工藝參數對印品的外觀影響很大。例如印刷速度、印刷壓力、干擾電壓、干擾頻率都會對印品的外觀產生影響。影響因素太多,難以一一列出。但是通過對印刷過程中常用工藝參數的分析,可以大體歸納出以下幾個原理。

3、 印刷機性能

印刷機是將平版印刷圖像或者字體雕版化成感光膠片或者直接化成感光承印板的裝備。它具有一定的分辯能力和密度能力。

工業品色差檢測的方法

工業品色差檢測的方法有很多種,常用的有三種:分光光度法、色差儀法和目測法。

分光光度法是通過測量樣品發射或吸收的光的強度來判斷顏色的方法。色差儀法是通過測量樣品反射的光的強度來判斷顏色的方法。目測法是用人眼直接觀察樣品顏色來判斷。

三種方法各有優劣之處。分光光度法準確度高,但是儀器比較昂貴;色差儀法容易使用,準確度也不錯,一般價位也不高;目測法準確度低,但是價格便宜。

選擇合適的方法要根據具體情況而定。如果要求準確度很高,則一定要使用分光光度法;如果只是想要大概了解樣品的顏色,可使用色差儀或者目測法。

工業品色差檢測的應用

在工業生產過程中,對質量要求很高的產品,如果出現色差,將直接影響生產效率和產品質量。因此,對工業品的色差進行檢測是十分必要的。

目前,常用的方法有很多種。例如,可以采用人眼觀察法、三合一測量儀、分光光度儀進行檢測。其中,分光光度儀是最為準確的檢測方法。它能夠準確反映物體真實顏色,而人眼觀察法和三合一測量儀都存在誤差。

分光光度儀使用5個或7個獨立光柵來分別感應不同波長的光,通過對不同波長的光強度進行相加,就可以得到物體真實的顏色值。因此,使用分光光度儀來進行工業品的色差檢測是最準確、可靠的方法之一。

工業生產商為了消除人眼在產品顏色檢測上的主觀差異,采用機器視覺測試的方法來進行色差的比對和分析。通常工業機械視覺檢測都是采用色差儀與標準色板圖像以及色彩管理分析軟件結合操作,通過色差檢測儀器(色差儀)對產品的顏色進行測量同時將測量的色彩數據結果傳遞給計算機,通過計算機中的色彩管理和分析軟件對圖像信息進行色差計算,最后比較色差與用戶設置的閾值(容差范圍)來判斷產品是否合格。

在工業生產中,不同批次產品外觀的顏色經常會有差異。產生這種差異的原因有很多主要包括配色配料、生產工業等方面。過去,產品檢測大多采用人工檢測的方法,容易受到人的生理、心理以及外部環境的影響。所以工業上才引入色差儀配合顏色管理軟件進行色差檢測,以客觀地對產品與標準色板之間的差異進行量化檢測。
這種顏色檢測系統主要包括色差儀、計算機、集成之間以及采集到色彩數據進行分析的色彩管理分析軟件構成。采用色差儀進行顏色信息的精確采集。現在工業上使用的色差儀大多數都是采用積分球式照明系統配個光電積分傳感器,可以準確完善的測量出色彩信息量化數據。然后在電腦顏色管理和分析軟件中將這些色彩數據進行公式計算和分析,最終確定色差。
該系統的工作原理為:首先,選擇合適的顏色空間,然后選擇合適色差計算公式計算色差。
顏色空間包括 RGB 顏色空間、XYZ 顏色空間、LAB 顏色空間3種。其中,RGB顏色空間是不均勻的,不能用來計算色差。XYZ 顏色空間雖然消除了r、g、b 出現負數的情況,但也是不均勻的顏色空間,不能用于色差的計算。LAB 色彩模型是由 L(明度)、A(顏色)、B(顏色)3 個要素組成。其中,A 表示從紅色到綠色的范圍,B 表示從黃色到藍色的范圍。 LAB 顏色空間是一個均勻的顏色空間,符合人的視覺感受。當顏色的差異為人眼所識別并且這個差值又小于孟塞爾系統中相鄰兩級的色差值時,可反映觀察人員對產品的實際感受。所以LAB顏色空間被作為色差儀和色彩管理軟件的標準色度空間而使用。
色差檢測軟件
圖 1 色差檢測軟件操作流程
其中的閾值(容差范圍)為大量檢測試驗中得到的一個統計值,或客戶根據自己產品的特點與標準樣品之間自己設定一個可用值,當計算出的色差大于這個值閾值時,判斷產品顏色不合格。反之,小于這個閾值時,則認為產品顏色是合格的。
色差檢測軟件界面主要包括操作窗口和色差儀色彩數據采集窗口。色差儀色彩數據采集窗口主要用來采集數據并把采集到的數據傳給操作窗口。在色差儀的采集色彩數據是選擇產品上兩個色彩均勻分布的位置進行數據采集,同時在標準版(或標樣)上同一位置也采集數據信息,分別在標準色板和待測產品上采集的數據信息進行分析,然后就可以計算兩者之間的色差。檢測人員可以根據檢測出來色差的大小判斷產品是否合格。軟件界面如圖2。
實驗數據分析
如圖2,當在標準色板上選擇2個矩形區域時,這時憑直觀感受可知色差應該很小。
圖 2 ? 實驗圖片
色差計算的中間數據和所計算出的色差如表1,其中?E為2個比較區域的色差。
表 1 ? 相同產品做色差檢測

L

a

b

△E

區域A

80.5896

31.2141

-77.2497

0.1735

區域B

80.8322

31.2243

-77.4147

從表1中的數據可以看出,當2個區域幾乎無差別的時候,計算出來的色差相當小。同樣很容易得知,2個相同區域的色差為0。
下面分析標準色板和產品之間的色差,在操作窗口左右兩側分別選擇2 個區域進行色差比較,如圖3,數據如表2。
圖3 ?產品和色板做比較
表2統計了9個產品和標準色板之間的色差,從統計數據可以看出,色差的大小和人眼直觀的顏色差異是成正比的,可以正確地反映出產品的實際顏色與標準色板之間的顏色差異。通過大量的實驗得出:當計算出來的色差在2附近時,通過人眼幾乎看不出差別。這時可以把2設置成一個閾值,將產品和色板之間的色差與這個閾值進行比較,從而確定產品是否合格。
表 2 ? 產品和標準色板之間的色差

L

a

b

△E

色板

80.8322

31.2243

-77.4147


產品1

80.3680

30.7475

-76.6378

0.3858

產品2

80.1217

30.4947

-76.2562

0.5907

產品3

79.9905

30.3907

-76.1029

0.6924

產品4

79.7305

30.2753

-75.8137

0.8765

產品5

79.6741

30.2621

-75.5831

0.9014

產品6

79.5061

30.1159

-75.5831

1.0476

產品7

79.1457

29.9397

-75.2306

1.3096

產品8

78.6246

29.7375

-74.8079

1.6820

產品9

78.3159

29.6804

-74.6117

1.8952

色差儀和色彩管理分析軟件組成的顏色檢測系統操作簡單、直觀,可以準確測定產品表面顏色的差異,提高了檢測效率,可用于印刷、絲綢、注塑等對色差嚴格控制的各行業。

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