色差仪的类型：环形照明式色差仪&积分球色差仪

根据被测材料光学性质和测量目的的不同，目前市场上有多种不同结构的色差测量的设备可供选择。不同结构的色差仪由于测色几何条件不同，即测量的光路不同，测量的结果会有差异。对应CIE标准的测色几何条件，色差仪主要有环形照明式和积分球式两种。本文对这两种类型的色差仪进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪的种类：

1.环形照明式色差仪

理想漫反射物体对于任意一束光都将以漫反射形式即各方向等效地反射出去，为此入射光和观察者的角度并不重要，不会影响观察结果，但真实物体表面并非理想漫反射表面，多少都会由于镜面反射成分和表面纹理而造成由于入射光和观察者的几何位置不同而表面出微小颜色差异。而对于如图（1）所示的环形照明则可以消除这种影响。这种以45°环形照明0°（法线方向）观测的几何条件可以缩写为：45/0；C。由于光路可逆，它与0°照明45°方向环形接收是等效的，该测色几何条件对应的色差仪有三恩时NR145+等。它使用一个氙灯作为光源，经由一组光导纤维将照明光以45°环形照到样板上，法线上有一组光电管作为探测器。

这种色差仪的光路由于抵消了表面纹理的影响而更适合用于涂料颜色调配过程，因为样品表面的光泽和纹理不会影响到颜色测量，在现实中没有与之完全对应的观察环境。

2.积分球色差仪

积分球是一个中空的金属球，其内表面涂有中等灰色的高反射漫射物质，如硫酸钡或聚四氟乙烯。进入这个球体的光线经过多次反射后都只能从测量孔或光源孔射出积分球。一束光从任意的不通过球心的角度照进积分球后经过球壁的多次反射后会从各个角度照射到样板，最终通过测量孔或光源射出积分球。测量孔是在与法线夹角成8°的位置，由一组光电管构成的探测器。X-Rite、日本、GretagMacbeth等公司都提供这种结构的色差仪。

CIE没有明确规定积分球的开孔尺寸，只要求所有开孔面积不超过内表面积的10%，因此不同厂家产品的开孔位置、尺寸、光源入射角度会有区别，因此特别对于有中等光泽的样板，不同的仪器测量结果的绝对值会有差异，但是对比测量的定性结论（样品的绝对值与标准板的绝对值之差的正负）一般相同，只是定量（差值的大小）上存在差异。与观测孔关于法线对称的地方有一个光阱，关闭光阱时镜面反射成分包含在内，简写作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括镜面反射），也可简写作SPIN。当光阱打开时去除了镜面反射，此条件简写作：d/8：e（e指去除镜面反射）也可简写作SPEX。很多色差仪比如X-Rite的SP64和日本的2600D能提供这两种条件的测量。

试验表明当给相同的色板表面赋予不同的光泽后，其在SPEX条件下的测量值特别是亮度L受光泽的影响非常显著，并在一定范围内表现线性关系，而这些光泽不同的色板在SPIN条件下测量值十分接近。色板的目视效果与SPEX条件下的结论接近。

SPIN条件由于测量不受样品的影响而只决定于样品中色浆的含量，因此适应于颜色调整过程使用。然而样品的表面光泽会很大程度上影响目视感觉，因此在对最终完成的成品的色差检测必须在相同光泽下由SPEX条件进行，对于不同材料间或不同纹理的材料间的颜色测量也应当在SPEX条件下进行，因为此时的测量结果考虑了纹理的影响且和目视效果最为接近。这种测色条件与在光源箱中观察者以与样板法线夹角8度的方向观察样板的几何条件相对应。

色差仪的结构：

测色色差计主要包括测头、数据处理器（含显示器及打印机）、直流电源及附件四部分。测色仪测头由照明光源，滤色器，硅光电池，隔热玻璃，凸透镜，导光筒，挡板，积分球等组成。其中：

（1）积分球：积分球是测色仪的重要构成部件，在很大程度上决定了测色仪的使用寿命、测量精度和长期重复性。

（2）数据处理系统：数据处理系统包括放大电路、A/D转换、中央处理器、显示、打印等数据输出。采用微控制器进行数据处理，通过液晶显示和打印输出各种色度数据。

（3）内部光源照明系统：采用低能耗的特殊发光管，经修正后作为测色用的标准照明体D65，保证220V+22V，50Hz+1Hz的稳定电压确保光源发光的稳定性。测色仪内部照明光源通常是标准A光源，而实际应用中都需要测量物体在标准D65和C光源下的色度值，因此要模拟出D65光源，使仪器总的光谱灵敏度符合D65下的卢瑟条件。

（4）光谱三刺激值：选用CIE1964补充观察者10°视角的数据；仪器照明几何条件为o/d。

（5）观察条件：符合CIE所规定的0°入射/45°接收条件。光谱条件，总体响应等价于CIE标准照明体D65及10视场色匹配函数下的三刺激值X10、Y10、Z10（以下简写为X、Y、Z），最终可获得测色的五种表色系统：CIE Y10 x10 y10（1964），CIE：X10 Y10 Z10（1964），L*a*b*（1976），L*C*H（1970）及HunterLab和色差计算的三种表色系统：△Eab*（△L*△a*△b*），△Eab*（△L*△C*△H*）及Hunter △E（△L△a△b）。不同表色系统的测得数据均可以由计算机进行相互转换，并以数字显示、可打印输出。