工業(yè)顏色識別傳感器的設計

談到顏色識別傳感器，我們最先想到的一定是色差儀，這種以外形小巧、操作簡便、測量準確、分析快速等諸多優(yōu)點而被廣大用戶廠商而喜愛，工業(yè)顏色檢測的設計和發(fā)展，可以說就是色差儀這類儀器的設計和發(fā)展。


適用于色差在線檢測的顏色識別傳感器，通常采用的是高亮度LED光源，并且單片機和數(shù)字電位計組成閉環(huán)回路，根據(jù)被測表面樣品和所處的環(huán)境條件，調(diào)整系統(tǒng)獲得最佳放大增益，高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別轉(zhuǎn)換光強和三原色的每色信號為12位數(shù)字量，通過高解析度算法處理48位數(shù)字量。設計中考慮發(fā)光強度因素，有效消除了在線檢測中振動引起的測量誤差。同時支持色差儀連接計算可擴展其功能，尤其調(diào)節(jié)顏色容差功能。該顏色識別傳感器測量速度快，并且有良好的精度和穩(wěn)定性。
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顏色被識別、分類、分級、檢查和評估自動化檢測場合應用的一個重要因素，其實工業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常使用的顏色傳感儀器就是色差儀，這種儀器性能穩(wěn)定功能強大，測量速度快而且結(jié)果顯示清晰，儀器使用簡單而廣受消費者好評。
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早期的色差儀一般都是進口產(chǎn)品，國內(nèi)雖然也有生產(chǎn)商在研發(fā)生產(chǎn)，但是由于技術(shù)和相應的工業(yè)水平的顯示都不夠成熟，一般采用的是傳統(tǒng)光源，儀器體積較大，而且精度和穩(wěn)定性不高。而國外的色差儀具有自動化程度高、速度快、檢測可靠并且操作簡單等特點。
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但是近些年中國工業(yè)發(fā)展迅猛，國內(nèi)的顏色檢測技術(shù)不斷的提高，新型研制的顏色檢測色差儀技術(shù)不比國外的差，甚至有些在精度上超過的國外。這種先進的顏色檢測儀器比廣泛的應用在在汽車制造、電子、包裝、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)。
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色差儀系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計
顏色識別傳感器的內(nèi)置設計主要由光源、信號采集及處理、單片機系統(tǒng)（調(diào)整最佳增益，數(shù)據(jù)處理）及計算機處理軟件（顏色空間轉(zhuǎn)換及顯示、調(diào)節(jié)設定顏色容差）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。


色差儀一般通過硬件和軟件相結(jié)合，具有顏色分類及顏色識別的功能。硬件技術(shù)色差儀，軟件則是不同色差儀生產(chǎn)商，根據(jù)客戶需求以及自己產(chǎn)品的功能擴展，而研發(fā)的色彩管理分析軟件。由不同的光譜組成的光線照射到物體上時，被物體反射并由傳感器接收，數(shù)字化后，通過微處理器評估和存儲。當前檢測值與存儲的參考值進行比較；如果檢測值在誤差范圍內(nèi)（設定顏色容差來調(diào)節(jié)誤差范圍），就會輸出一個相應信號。即實現(xiàn)顏色分類的功能，此功能廣泛用于有色物體的自動分類。傳感器通過串行通訊口與計算機連接，利用處理軟件，顯示顏色RGB值，并進行顏色空間轉(zhuǎn)換，以圖表示形式顯示XYZ、L*a*b*、L*u*v*顏色評價值，實現(xiàn)顏色識別功能。
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色差儀產(chǎn)品在以前對于液體色差是很難實現(xiàn)測量的，但隨著國內(nèi)各色差儀廠家的技術(shù)投入，目前已經(jīng)能夠完成液體樣品的色差測定，這類液體色差儀也有非常廣泛的應用，由于大量的色差儀產(chǎn)品都應用在工業(yè)生產(chǎn)上，因此也往往被人們稱作工業(yè)色差儀。
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目前色差儀儀器已經(jīng)更進一步，例如三恩時色差儀廠家新推出的色差寶系列產(chǎn)品，能夠滿足早期色差儀的基本功能和應用，但是在測量和使用上更為方便、快捷，測量數(shù)據(jù)也非常的準確，而且能夠與手機這樣的移動端設備聯(lián)接，能夠得到更多功能的擴展。色差寶分為MOBCCS色差寶系列和ColorReader色差寶系列，ColorReader色差寶系列更傾向于工業(yè)產(chǎn)品色差測量應用。