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性狀（顏色）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-04 00:37:52 更新時(shí)間：2025-08-03 00:37:53

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

性狀（顏色）檢測(cè)概述

性狀檢測(cè)，特別是顏色檢測(cè)，是眾多行業(yè)質(zhì)量控制體系中的核心環(huán)節(jié)。顏色作為物質(zhì)最直觀的物理屬性之一，其穩(wěn)定性和一致性直接影響產(chǎn)品的品質(zhì)、美觀度、消費(fèi)者接受度及品牌形象。無論是食品飲料、化妝品、紡織品、塑料制品、油漆涂料、藥品還是印刷品，都需要對(duì)顏色進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。物質(zhì)的顏色表現(xiàn)受其化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)、顆粒度、光照條件（光源類型、角度）、觀察者生理心理因素以及環(huán)境背景等多重因素影響。因此，建立科學(xué)、客觀、可重復(fù)的顏色檢測(cè)流程至關(guān)重要，它能有效避免人為感官評(píng)價(jià)的主觀偏差，為研發(fā)、生產(chǎn)和品控提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

顏色檢測(cè)的具體項(xiàng)目通常根據(jù)行業(yè)和產(chǎn)品特性有所不同，但核心關(guān)注點(diǎn)包括：

1. 色度學(xué)參數(shù)：這是最核心的檢測(cè)項(xiàng)目，常用指標(biāo)包括： * L*a*b*值 (CIELAB)：L*表示明度（從黑到白），a*表示紅綠度（+a*為紅，-a*為綠），b*表示黃藍(lán)度（+b*為黃，-b*為藍(lán)）。是目前應(yīng)用最廣泛的顏色空間。 * L*C*h值：由L*a*b*轉(zhuǎn)換而來，L*為明度，C*為飽和度（彩度），h為色調(diào)角。更接近人眼對(duì)顏色的描述習(xí)慣（色調(diào)、飽和度、明度）。 * XYZ三刺激值：基于標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)光源，描述顏色刺激的基本物理量。 * 色差值 (ΔE)：量化樣品顏色與標(biāo)準(zhǔn)顏色（或批次間）的總體差異程度。有多種計(jì)算公式（如ΔE*ab, ΔE00, ΔECMC等），ΔE00通常被認(rèn)為是最符合人眼感知的版本。

2. 白度指數(shù)：用于評(píng)價(jià)紙張、紡織品、塑料、陶瓷、面粉、白糖等白色或近白色產(chǎn)品的白度程度。有多種白度公式（如CIE白度、Hunter白度、Ganz白度等）。

3. 黃度指數(shù)：用于評(píng)價(jià)塑料、樹脂、白色材料等因老化、污染或自身因素導(dǎo)致的黃變程度（如ASTM D1925, ASTM E313）。

4. 同色異譜指數(shù)：評(píng)價(jià)兩個(gè)在特定光源下顏色匹配的樣品，在另一種光源下出現(xiàn)色差的程度。

5. 顏色牢度：（尤其在紡織品、皮革行業(yè)）評(píng)價(jià)材料顏色抵抗外界作用（光照、洗滌、摩擦、汗?jié)n等）而不變色的能力，通常結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)灰度卡進(jìn)行評(píng)級(jí)。

6. 顏色均勻性/一致性：評(píng)估同一批次產(chǎn)品或同一產(chǎn)品不同部位顏色的一致性。

常用檢測(cè)儀器

現(xiàn)代顏色檢測(cè)主要依賴儀器測(cè)量，主要類型有：

1. 分光光度計(jì) (Spectrophotometer)： * 原理：將光線按波長分散，測(cè)量樣品在整個(gè)可見光光譜范圍內(nèi)（通常380nm-780nm）對(duì)各波長光的反射率或透射率。 * 特點(diǎn)：精度最高，功能最強(qiáng)大，能提供最完整的光譜數(shù)據(jù)，可計(jì)算所有顏色參數(shù)、色差、白度/黃度指數(shù)、同色異譜指數(shù)等，適用于幾乎所有類型樣品（固體、液體、粉末、糊狀物等）。是實(shí)驗(yàn)室和高端品控的首選。 * 類型：按幾何結(jié)構(gòu)分0°/45°（模擬人眼觀察，適合不光滑表面）和d/8°（積分球式，適合光滑表面、液體、透明/半透明材料）；按光源分D65（模擬日光）、A（白熾燈）等。

2. 色差計(jì) (Colorimeter)： * 原理：通過特定的濾色片模擬人眼的三刺激響應(yīng)函數(shù)（類似XYZ），直接測(cè)量三刺激值X, Y, Z或L*a*b*值。 * 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、體積小、操作便捷、速度快、成本較低。主要用于測(cè)量色差（ΔE），精度通常低于分光光度計(jì)，且無法提供光譜數(shù)據(jù)和計(jì)算復(fù)雜的顏色指數(shù)（如同色異譜指數(shù)），對(duì)濾色片匹配精度要求高。

3. 標(biāo)準(zhǔn)光源箱 / 對(duì)色燈箱 (Standard Light Booth)： * 原理：提供符合國際標(biāo)準(zhǔn)的不同類型光源（如D65 日光、A 白熾燈、F系列熒光燈、UV紫外燈），在受控的環(huán)境光條件下進(jìn)行目視比對(duì)。 * 應(yīng)用：雖然本身不是測(cè)量儀器，但它是進(jìn)行目視顏色比對(duì)和色牢度評(píng)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境，常與儀器測(cè)量配合使用或作為快速篩選工具。

4. 成像式顏色測(cè)量設(shè)備：使用CCD/CMOS相機(jī)捕捉樣品圖像，通過軟件分析特定區(qū)域的顏色值。適用于需要測(cè)量顏色分布、均勻性或形狀復(fù)雜樣品的場(chǎng)合。

主要檢測(cè)方法

顏色檢測(cè)方法根據(jù)儀器和目的有所不同：

1. 儀器測(cè)量法：這是最主流、最客觀的方法。 * 樣品準(zhǔn)備：確保樣品表面清潔、平整、均勻、有代表性。粉末需壓片，液體需使用比色皿，紡織品需疊放至不透明。 * 儀器校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)白板和黑板（或零位校準(zhǔn)器）校準(zhǔn)儀器至關(guān)重要。 * 測(cè)量設(shè)置：選擇合適的測(cè)量孔徑、光源、觀察者角度（通常2°或10°）、包含/排除鏡面反射（SCI/SCE模式）。 * 測(cè)量過程：將儀器測(cè)量口穩(wěn)定、垂直對(duì)準(zhǔn)樣品表面，觸發(fā)測(cè)量。通常需多點(diǎn)測(cè)量取平均值以評(píng)估均勻性。將樣品數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比計(jì)算色差ΔE及其他指標(biāo)。

2. 目視比對(duì)法： * 環(huán)境：必須在標(biāo)準(zhǔn)光源箱內(nèi)，使用指定的光源，環(huán)境為中性灰（Munsell N5~N7），避免其他光線干擾。 * 觀察者：觀察者應(yīng)無色覺缺陷，經(jīng)驗(yàn)豐富。 * 方法：在標(biāo)準(zhǔn)光源下，將樣品與標(biāo)準(zhǔn)色卡（如潘通色卡、RAL色卡）或標(biāo)準(zhǔn)樣品并排放置，在一定距離和角度下進(jìn)行觀察比對(duì)。色牢度評(píng)級(jí)則使用標(biāo)準(zhǔn)變色灰卡和沾色灰卡進(jìn)行判斷。 * 局限性：主觀性強(qiáng)，受觀察者生理心理狀態(tài)影響大，重現(xiàn)性差，通常作為輔助或快速篩選方法，或用于儀器無法測(cè)量的場(chǎng)合。

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

顏色檢測(cè)遵循嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保測(cè)量的一致性和可比性。關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)包括：

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)： * CIE 15:2018：國際照明委員會(huì)（CIE）發(fā)布的《色度學(xué)》標(biāo)準(zhǔn)，定義了標(biāo)準(zhǔn)光源、標(biāo)準(zhǔn)觀察者、色度系統(tǒng)（XYZ, L*a*b*, L*C*h等）的計(jì)算方法。 * ISO 11664 系列：等同于CIE 15，規(guī)定了色度學(xué)的基本原理和計(jì)算方法（如Part 4: CIELAB空間）。

儀器和測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)： * ASTM E308：使用CIE系統(tǒng)計(jì)算物體顏色的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐（詳細(xì)給出了計(jì)算步驟）。 * ASTM E1164：獲得物體顏色光譜數(shù)據(jù)及相關(guān)色度學(xué)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐。 * ISO 7724 系列：色漆和清漆 - 比色法（詳細(xì)規(guī)定了測(cè)量幾何條件、儀器要求、程序等）。 * GB/T 3977, GB/T 3978, GB/T 3979：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)物體色的色度學(xué)基本術(shù)語、CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體和觀測(cè)條件、色度測(cè)量方法等。

色差計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)： * ISO/CIE 11664-6：定義了CIEDE2000(ΔE00)色差公式，是目前最推薦用于工業(yè)色差評(píng)估的公式。 * CMC(l:c), CIE94：仍在特定行業(yè)使用的色差公式標(biāo)準(zhǔn)（如CMC在紡織業(yè)）。

特定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)： * 白度：ISO 11475 (紙張), ISO 2470 (紙漿),