顏色在我們生活的每時每刻都圍繞著我們，并以有意識或無意識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，提供重要信息，甚至給我們帶來快樂。盡管顏色普遍存在，但對它的描述仍然難以捉摸，一部分原因是人與人之間對顏色的感知存在差異，另一部分原因是缺乏對人眼所見的數百萬種色調的描述。

儀器顏色測量超越了人類感知和詞匯的限制，使我們能夠以客觀數據的形式捕捉顏色信息，從而創造出一種通用的顏色語言，這對于全球各行業（從食品飲料到制藥）內部和行業之間的交流至關重要。兩種先進的顏色測量儀器類型是色差計和分光色度儀，它們都采用先進的技術來準確和精確地量化和定義顏色。

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

什么是色差計？

色差計旨在執行一種心理物理樣本顏色分析，這意味著其測量結果與人類的顏色感知相關。換句話說，它旨在以我們的方式看待顏色。

其結果是直接讀取的，讀取的是三刺激值。三刺激值是用代表視覺外觀不同維度的字符來識別顏色的值。三刺激值可能包含 X、Y 和 Z 或 L、a 和 b 等值。三刺激值的 “黃金標準 ”是由國際照明委員會開發的 CIE 顏色系統——標題中的CIE代表其名稱的法語版本。

色差計有幾個的組成部分：

• 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。在色差計中，光源是固定的。

• 觀察者： 標準觀測器提供了一個特定的視野。色差計通常使用 2 度標準觀測器，適用于顏色評估和質量控制。

• 三刺激吸收濾光片： 吸收濾光片可隔離特定波長的光，并將其應用于樣品。

色差計的類型

色差計對于客觀準確地確定顏色至關重要。不同種類的色差計測量顏色的深度和程度各不相同。類型包括：

• 密度計： 用于測量半透明材料的暗度或密度。

• 光度計： 彩色光度計測量顏色的透射和反射。

色差計如何工作？

色差計的使用通常基于比爾-朗伯定律，該定律告訴我們溶質的濃度與其吸光度成正比。色差計從一個簡單的光源開始。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，然后穿過樣品溶液。溶液的另一側是一個光電管檢測器，用于識別波長被吸收的程度。檢測器與處理器和數字顯示屏相連，可提供可讀的結果輸出。

既然知道了它的工作原理，我們就來看看色差計的優缺點。

色差計的優點

以下是色差計的一些優點：

• 它們專注于三刺激值。如果您不需要全范圍的光譜數據，色差計就不會讓您為用不上的工具買單。

• 它們往往更便攜。色差計不太復雜，因此在現場移動或使用可能更方便。

• 工作速度快。色差計的許多應用都需要快速移動的設備，例如在裝配線上，而色差計可以做到這一點。

色差計的缺點

色差計的優點顯而易見，但也有一些缺點：

• 它們不能提供完整的數據。如果您不需要大量數據，色差計是不錯的選擇，但它們無法提供樣品的光譜信息。色差計沒有可調節的光源和濾光片，無法進行額外的測量。色差計不能檢測著色劑的濃度，也不能幫助配色。

• 用途不廣。色差計缺乏多功能性，因為其主要用途是將產品與預定義的樣本進行比較。它們不適合研究或產品開發應用，因為它們缺乏精度和可調節組件。

• 它們無法識別同色異譜現象。同色異譜是指在某種照明條件下顏色看起來相同，而在另一種照明條件下卻不相同。例如，熒光燈可能會使產品看起來與在陽光下截然不同。色差計無法識別和調整這種情況。

色差計的應用

通常，色差計將結果與現有樣品進行比較。色差計對于直接的顏色測量非常精確，非常適合測定色差、牢度和強度以及類似顏色的常規比較。因此，色差計在顏色質量控制方面非常重要，主要用于生產和檢驗階段。

購買色差計時應考慮的因素

在購買色差計時，確定使用范圍和其他因素非常重要，例如：

• 預算： 預算可能會決定色差計的功能。

• 質量控制： 不同色差計測量材料顏色精度的程度不同，因此了解行業要求是關鍵。

• 應用： 使用目的決定了您需要什么樣的儀器。臺式色差儀更適合實驗室使用，而便攜式解決方案則適用于工作考察。

• 數字或模擬： 測試頻率將決定您所需的色差計。當您每天要進行多次測試時，數字式色差計使用方便。

什么是分光色度儀？

分光色度儀是一種通過全光譜顏色測量進行物理樣品分析的儀器。通過對樣品的反射率、吸光度或透射率特性進行逐波長光譜分析，它可以生成超出人眼觀察范圍的精確數據。如果需要，顏色分光色度儀還可用于計算心理物理色度信息。

分光色度儀非常精確，可提供大量數據。它們使用的組件與色差計類似，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準光源和熒光光源。

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

• 棱鏡、光柵或干涉濾鏡： 為分離特定波長，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。

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： 它通過測量原子蒸汽的輻射吸收來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簽的熒光光譜，通常用于科學研究、臨床測試和食品檢測。

• 紅外分光色度儀： 這種儀器可測量波長小于 760 納米的材料的吸光度。

• 紫外可見分光色度儀： 以可見光和紫外線波長分析材料，定量測量吸光度。

• 可見分光色度儀： 該設備分析可見光波長，測量吸光度并進行定量分析。

分光色度儀可同時測量濁度和顏色

分光色度儀和色差計的區別在于它們的測量能力。分光色度儀的測量更全面，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，會嚴重影響某些液體物質的清晰度和視覺質量。有些飲料的半透明外觀對質量控制至關重要，因此測量濁度或混濁程度至關重要。

濁度的工作原理

當材料暴露在光線下時，一部分光線會被吸收，另一部分則會反射回眼睛。當存在微粒時，它們會影響反射回來的光的清晰度，導致外觀渾濁。這可能是由于濁度較高，從而影響質量控制。當物質中漂浮大量小顆粒時，其透明度就會降低。

液體中的這種渾濁程度會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鍵因素。

分光色度儀對濁度測量的意義

識別和穩定濁度水平對于保持許多液體產品的顏色一致性和質量至關重要，因為消費者在購買時首先會用眼睛觀察，然后在瓶中檢查產品。由于疲勞、主觀性和其他一些因素，我們的眼睛無法準確測量濁度或顏色。這就是分光色度儀的用武之地。利用分光色度儀的先進技術，您可以精確測量顏色和渾濁度，并將定量分析作為客觀數據。

分光色度儀如何工作？

分光色度儀的基本結構與色差計類似，但步驟和變化更多，而且組件也有所不同。光源通過棱鏡、光柵或濾光片將光源投射到物體上。使用的工具將只分離出一個波長帶照射到樣品上。然后，傳感器會檢測未被物體吸收的光線，并將數據傳輸到裝有相應軟件的處理器或計算機上。它可以檢測反射率、透明度、照度以及三刺激值。

這一復雜的過程消除了主觀顏色分析所產生的不確定性。色差計是測量顏色的更好方式，而分光色度儀則更進一步，它可以將測量結果量化為客觀數據，從而進行有效的顏色和霧度分析，大幅度地減少人為誤差，并得出全面的結果。

接下來，我們將介紹分光色度儀的優缺點。

分光色度儀的優點

分光色度儀的一些優點如下：

• 非常全面。分光色度儀擁有更先進的硬件，可以測量色差計無法測量的質量，包括同色異譜和反射率。

• 用途廣泛。您通常可以調整照度和觀察者設置，以便在分光光度計上獲得正確的選項。

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

• 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。

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

• 它們有助于獲得所需的顏色。持續獲得所需的顏色對于品牌一致性和流程控制至關重要。

• 它們是精確分析的理想選擇。對于以研究為重點的環境，準確性至關重要，分光色度儀可在多個層面上提供深入分析和結果，以獲得一致的結果。

分光色度儀的缺點

當然，任何技術都會有一些缺點。以下是分光色度儀的幾個缺點：

• 更加復雜。復雜性伴隨著敏感度，它們可能不太適合工廠環境。

• 價格較高。雖然價格因型號而異，但分光色度儀及其精確、廣泛的信息通常比色差計貴。

• 它們的技術含量可能超出需要。如果您只需要色差計所能提供的簡單顏色測量，那么分光色度儀可能超出您的需要。

過去，分光色度儀體積大、結構復雜，但現代技術使其體積更小、使用更方便。

分光色度儀的應用

與色差計相比，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/觀測者組合，并可在多種幾何排列（包括 45°/0°和 d/8°）下運行。因此，這些類型的分光色度儀能夠測量同色異譜現象、識別著色劑強度、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，有可能識別出色差計所忽略的顏色差異。分光色度儀儀器非常適合研發階段的廣泛應用，包括顏色配方和顏色系統開發，以及整個生產過程中的顏色質量控制。

購買分光色度儀時應考慮的因素

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：

• 預算： 確定預算很重要，因為不同價格的分光色度儀具有不同的功能。對于更高級的設備，融資是一個不錯的選擇。

• 實驗室空間： 考慮您是否需要便攜式或臺式設備來實現您的實驗目標。

• 規格： 根據您所需的范圍和深度（如波長范圍和檢測限制）選購一款可測試材料的分光色度儀。分光色度儀還應符合您的應用要求。

色差計和分光色度儀的主要區別是什么？

色差計和分光色度儀有幾處相似之處，但兩者仍有很大不同。區別在于功能和用途。分光色度儀功能強大，可以提供比色差計更深入的顏色測量，如光譜數據。因此，它們主要用于研發或實驗室的精確測量。相比之下，色差計更為簡單，常用于生產和制造領域，如質量控制。

其他一些區別包括

• 多功能性： 分光色度儀有許多可調節的選項，可以很好地用于不同類型的樣品和測量。

• 成本： 如前所述，分光色度儀因其強大的技術通常比色差計昂貴。

• 準確性： 色差計不如分光色度儀準確或精確。

為您的應用選擇更適合的顏色測量設備

選擇顏色測量儀器需要了解上述色差計和分光色度儀的優缺點。如果您仍不確定哪種儀器更適合您的用途，羅切斯特理工學院的 David R. Wyble 提出的這些問題可以幫助您在考慮選擇時獲得清晰的思路。

• 所需數據類型： 應用需要光譜數據還是只需要三刺激值？

• 儀器幾何結構： 儀器是否具有應用所需的幾何結構？

• 精度和準確度： 獲得滿意結果所需的精度和準確度是多少？

• 光源： 儀器是否具有適合應用的光源？

• 測量速度： 獲取數據的速度如何？需要進行何種樣品制備？

• 易用性： 儀器在設計時是否考慮到用戶的需求，使操作簡單快捷？

• 堅固性： 儀器是否適合使用環境？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、分析和共享數據？

• 產品質量： 并非所有的顏色測量儀器都是一樣的，無論它們是色差計還是分光色度儀。選擇質量更好的儀器，就能確保獲得高質量的結果。

HunterLab顏色測量

70 多年來，HunterLab一直是顏色測量領域的先驅。我們提供種類齊全的現代色差計和分光色度儀儀器，旨在滿足各行業客戶的各種需求和嚴格標準，無論是在現場、實驗室還是在工廠車間。

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