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      前沿:在線式顏色測量系統的含義、特點及要求

      發布時間:2022-07-18 18:14:38  

      在線式測量可以實時監控生產線上產品的質量情況,不僅有利于減少生產浪費,而且可有效提高生產效率。本文主要介紹了在線式顏色測量系統的含義、特點及要求。

      ?在線式顏色測量系統

      在線式測量系統的含義

      在線式可包含兩層含義:一是指測量儀器安裝在生產線上,二是指測量儀器與生產線的控制系統相連。傳統的顏色測量通常都滯后于生產,而在線式測量可以克服這一缺點。當產品到達測量位置時,測量儀器測量產品的顏色,及時獲得顏色數據。將測量儀器與生產線的控制系統相連接,可形成閉環控制系統。當顏色數據不符合要求時,測量儀器可向控制系統發出警告,及時調整染料配置,甚至直接停止生產。測量儀器與生產線的控制系統相連接的另一個好處是,可以遠程監控顏色數據。生產管理人員或質量管理人員可以在辦公室監視產品的顏色情況,也可以通過控制系統直接下達相關的命令指示。

      在線式測量系統的特點

      與接觸式顏色測量相比,非接觸測量有以下優勢:

      1. 被測物與儀器保持一定距離,儀器無需向被測物表面施加一定的壓力,更不會對樣品造成損壞。

      2. 非接觸式測量儀器還可以測量濕樣,傳統的儀器很難測量這種濕樣,因為接觸測量時會污染儀器,甚至損壞儀器。

      3. 非接觸式測量儀器的測量范圍要更廣,測量的準確度和精度也得到了改善。測量非平面的產品,如色母粒等顆粒狀和粉末狀產品,非接觸測量可以避開容器的影響,同時測量面積更大,還可以顯著減小被測物排列對測量結果的影響,從而更容易得到準確的顏色數據。

      與對靜止物體的離線式顏色測量相比,在線式顏色測量有以下特點:

      1. 被測物體是生產線上的產品,始終不停的運動,速度由每分鐘幾十米到上百米不等。

      2. 在線測量面臨著更嚴重的環境干擾等問題,如溫度高、濕度大、灰塵多,被測樣品抖動劇烈、環境光影響等。

      在線式顏色測量儀器的要求

      1. 由于被測物體的連續運動,所以儀器和被測物不能進行接觸式測量。用于在線式顏色測量的儀器必須設計成非接觸式測量方式,且與目測觀察一致。積分球照明的條件在這里不再適用,45/0或0/45的測量幾何條件更合適于在線非接觸式測量。

      2. 由于采用非接觸測量,環境光必然會對測量結果造成影響,為了準確測量,必須消除環境光的影響。消除環境光影響的辦法有兩種:一是提高信噪比,照明光遠遠強于環境光;二是在光源點亮前測量一次環境光,再進行正常的測量,然后將兩次測量值相減,即可將環境背景光和其他噪聲去掉。

      3. 由于被測物體不停地運動,在一次測量的時間內,被測物體的測量區域相對于位置固定的顏色測量儀器將會有一定的位移,為了使測量時樣品的運動趨于“靜止”,要求一次測量的時間盡可能短。最好采用瞬間功率極強的脈沖光源,光源閃光時間短,同時探測器迅速完成數據采集。

      4. 由于被測物體不停地運動,不能采用離線測色式的單色儀,通過轉動分光元件對光譜掃描并利用單一的光電探測器件進行測量,而必須采用光電攝譜法,在分光系統的譜面上放置光電探測器陣列,對光譜信號同時進行采樣,然后運用先進的電子技術對數據進行快速處理,即需要使用光電攝譜法的分光測色儀。

      5. 在線式測量環境復雜,生產線的水平運動難免會導致被測物的上下抖動,這種測量距離變化會直接影響進入儀器的光譜輻射通量,引起測量誤差,因此,被測物體的抖動將對測量結果產生很大影響。所以要采取一定的距離補償措施。如果不能通過機械措施減少被測物體的抖動,則只能通過增大儀器測量的距離范圍來保持測量結果的準確性。

      6. 生產線上環境復雜,溫度高、濕度大,甚至車間內有大量的酸堿氣體、灰塵,強電干擾等。儀器必須具備抗環境干擾能力,便于保養且費用低廉。由于使用環境較惡劣,除儀器所用元件及材料應對溫度、濕度等環境穩定外,對儀器還應采取密封、充氣、放干燥劑等防熱、防潮措施。

      7. 由于復雜的測量環境,應考慮在使用過程中經常對儀器進行定標。定標包括輻射定標和波長定標兩個方面。

      8. 在線式顏色測量由于是現場操作,對結構要求要苛刻一些,需要具有更佳的性能及可靠性。

      9. 由于生產過程是連續的,需要對產品顏色連續測量,在線式顏色測量要求測量速度快,要及時給出反饋信息。若測量時間長,反饋信息不及時,將直接影響測量的實時性,則勢必產生較多的次品或廢品,造成經濟損失。

      10. 對于紡織印染行業,紡織品顏色的在線式測量,還要求測量儀器在紡織品幅寬方向上具有移動能力,因為從紡織品的一邊到另一邊可能發生色差。一個完善的顏色測量系統不僅要求測量結果準確,更重要的是根據測量結果,對染料控制等進行實時調節,使產品顏色始終符合產生要求]。

      非接觸測量方式和被測物體的連續運動是在線式分光測色儀與傳統分光測色儀的主要差別,而物體運動和正常的抖動不會影響測量結果的精確性將是在線式分光測色儀的技術難點。

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