怎么测量玻璃的色度?玻璃透射色反射色测量方法

  DOHO标准光源箱     |      2023-08-15

对于彩色吸热玻璃及镀膜玻璃等建筑装饰性玻璃来说,其颜色不仅在于装饰效果,更在于对不同光线的吸收与反射。因此,对彩色玻璃色度的测量是玻璃生产行业一项重要的质量检测指标。那么,怎么测量玻璃的色度?本文对玻璃透射色反射色的测量方法做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

玻璃色度测量

玻璃透射色的测量:

吸热玻璃多以测量透射色为主。JC/T 536规定了测量可见光透射比及透射颜色均匀性。而JC693-1998热反射玻璃,则规定测量可见光透射比(热反射玻璃的耐酸、耐碱及耐磨性能亦需测量可见光透射比的变化),有时根据用户要求也需测透射色。透射色的照明与观察条件多数标准规定为垂直照明/垂直接收(0/0),也有采用垂直照明/积分球漫射接收(0/t)条件的。视场及照明体为 2℃或 10°D65。对镀膜玻璃而言,玻璃面或膜面向光,透射色及透射比的测量结果没有区别。透射色的测量一般包括以下量值:

玻璃透射色测量的量值

JC/T536规定采用CIELAB色空间的L*、a*、b*表征透射颜色,并计算色差。


玻璃反射色的测量:

镀膜玻璃由于多用于室外,尤其是大面积幕墙工程,人们在室外太阳光照明情况下观察,反射颜色更为重要。磁控溅射或真空法生产的镀膜玻璃用于安装幕墙时,一般膜面向里,玻璃面朝外向光,所以又以测量玻璃面反射色为主。一些采用进口生产线的厂家,有时也同时测量膜面的可见光反射比及相应颜色参数,作为质量控制参考。凝胶法生产的镀膜玻璃,双面覆膜,则测哪一面的反射色均可。

国际上通用反射色的测量条件一般为漫射照明/垂直接收(t/0,含光泽)或(垂直照明/漫射接收(0/t),含光泽)视场及标准照明体为 2℃或 10°D65。需要指出的是,以往测量反射色均是针对不透明表面的反射测量,测量时需消除镜面光泽(即规则反射部分)而测量其漫反射部分,因为此时的规则反射,实际上是光源入射光的直接反射,并不反映被测表面的颜色。

但对玻璃来说,情况则完全不同。由于它是透明材料,当光源照明光入射到其表面时,均受到玻璃本体及膜层的调制(即选择吸收),无论是其规则反射或漫反射均反映其颜色。因此,玻璃反射色的测量应包括其镜面反射成分,采用0/t或t/0条件。另外,由于玻璃漫反射成分很小,一般不大于3%,所以也有采用α/α(α <10°)的双角度条件,只测量其规则反射成分来测量颜色的。这种测量的特点在于:

①采用该照明与探测几何条件的仪器结构较为简单;②该条件与GB2680所规定的可见光反射比的测量条件一致,即采用该条件测出的 Y值,与标准规定的可见光反射比ρy一致。③采用该条件测量,其工作标准板应采用与待测玻璃厚度一致的镀铝、镀银镜。④由于双角度条件对待测表面的平整度非常敏感,因此必须采取一定的措施,使这种敏感性降低,以达到稳定测色的目的。反射色测量的参数与透射色测量的参数相似。常用量如下:

玻璃反射色测量的量值

玻璃透射色反射色仪器测量方法:

人眼是一种最古老的色评价手段,但由于种种原因而无法进行颜色特性的定量分析。颜色测量作为一种心理物理测量,它首先是由接收光辐射的人眼的光谱三刺激值来决定的,因此用于颜色测量的仪器必须工作在与人眼观察颜色样品时相似的照明观测条件下。在后面的讨论中,我们会看到最相似的条件为漫射照明/垂直接收(t/0)。另外,仪器的接收器应摸拟正常人眼的光谱响应特性,这种模拟可以通过计算(光谱法)或滤色片匹配(刺激值直读法)来实现。目前用于玻璃颜色测量的仪器,从原理上分主要有以下两类。

1.光谱光度测色法

该方法采用光谱光渡计对样品进行光谱光度测量,测量物体的光谱反射因数ρ(λ)(或光谱透射比τ(λ),由此按颜色三刺激值计算式计算得到物体反射色或透射色的三刺激值及其他颜色参数。采用该原理进行分光测量的仪器根据探测器结构主要分为两类,一类称为“慢扫描”型光谱光度计,它对波长的扫描是通过机械传动光栅实现,探测器一般为单通道光电倍增管,串行处理。另一类为“快扫描”或“自扫描”型光谱光度计,探测器采用硅光电二极管阵列或CCD阵列,实现可见光谱范围内的同时扫描,扫描得到的数十个电信号被同时送到计算机进行并行处理。这种类型的光谱光度计的特点是测量速度快,同时能达到很高的准确度。价格较之“慢扫描”型光谱光度计算降低了许多。这种光谱光度计的出现,使得许多在线颜色测量控制成为可能。

2.刺激值直读测色法

该方法采用光电积分式测色仪器,直接测量读出物体色的三刺激值,而无法给出光谱反射比或透射比。采用该原理的色度计,其总的光谱灵敏度应符合卢瑟条件(Luther),即总的光谱灵敏度与CIE规定的光谱三刺激值成正比。这种模拟的准确程度决定了色度计测色准确度的高低。这种模拟可简单表示如下(以Y为例):

总的光谱灵敏度与CIE规定的光谱三刺激值

此即为卢瑟条件。由于色度计的整体响应不可能精确地符合卢瑟条件,因此一般情况下它不能准确地测出某种颜色本身的三刺激值,但它能准确地测出两个光谱性质类似的颜色之间的差别,因此这种仪器用于色差测量准确度较高。而且在实际生产中,颜色的控制,常常仅意味着色差的控制。正因为上述原因,目前很多生产厂企业多采用该类仪器作为色差检测和控制的主要手段。但由于玻璃测色的特殊性,用户在选择该类测色仪器时,一定要选择能够包含镜面光泽的仪器,即仪器的条件为t/0或0/t或α/α。而其他行业惯用的d/0、0/d、0/45、45/0的反射色测量条件不适用于玻璃反射色测量。


玻璃色差测量方法:

色差是色知觉差异的定量表示,通俗地说,就是两种相近颜色的差异。颜色有透射色和反射色,相应地,可计算出透射色差和反射色差。玻璃工业领域,尤其是镀膜玻璃,由于大面积用于幕墙装饰,因此反射色差的测量非常重要。而吸热玻璃则以透射色差为主。通常生产商会根据产品标准或用户的要求确定颜色容差(即色差容限)的大小,容差越小,生产起来难度越大。

玻璃工业生产中通常采用CIE推荐的CIE1976L*a*b*(即CIELAB)均匀色空间及色差公式,该色空间为三维直角坐标系统,一般地(Y/Yn)>0.09%)有如下的转换公式:

L、a、b值转换关系式

一般认为,1个色差单位,相当于x或y变化0.0015~0.0025,转换到CIELAB系统,一个CIELAB色差单位,(即△E*ab=1)相当于a*或b*变化0.5左右。不同亮度、不同色调、不同饱和度颜色的色差容限不同,一般有如下的经验:

色差程度的鉴定△E**ab

微量(trace)~0.5

轻微(slight)0.5~1.5

能感觉到(noticiable)1.5~3.0

明显(noticiable)3.0~6.0

很大(much)6.0~12.0

截然不同(very much)12.0以上

从以上可以看出,色差的测量,是以两种测色三刺激值的测量为基础的,纯粹是一个计算量,一般来说总的色差应以△Eab表示,但习惯上检测人员也常用构成色差的各个分量差来表示两种颜色在各个分量方向的差异。如△L(明度差),△a*或△a(红绿度差)、△b*或 △b(黄蓝度差),△C*ab或△C(彩度差)h*ab或hab或(色调角差)等,这些分量的差异,对检测人员分析偏色更为实用。