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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 便攜式色差儀
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 便攜式色差儀是一種以LED為光源的新型測(cè)色差儀器作品。該儀器在測(cè)色差的過程中，針對(duì)各種不同的表面材料，可以選擇不同的光源以及表面反射光的類型來對(duì)材料進(jìn)行精密的色差分析;同時(shí)儀器還具有強(qiáng)大的后期數(shù)據(jù)處理分析能力以及大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力,輕松調(diào)取歷史標(biāo)樣值和歷史測(cè)量數(shù)據(jù),通過配備的PC機(jī)接口和PC機(jī)軟件,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的分析。
- 詳細(xì)介紹：
- 便攜式色差儀是一種高精度、快速、便攜式的顏色分析儀器。主要用于環(huán)境、食品安全的檢驗(yàn)檢測(cè)和包裝，塑料，印刷，汽車，紡織品，油漆，裝飾涂料等固液態(tài)產(chǎn)品顏色的快速分析檢測(cè)。其檢測(cè)的原理是通過對(duì)物質(zhì)表面顏色光譜特性測(cè)量而分析顏色的精確數(shù)據(jù)。儀器包括光譜檢測(cè)部件，弱信號(hào)處理部件，及嵌入式光譜分析軟件。其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1 環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品安全行業(yè)的需求 隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境、食品安全問題已引起了人們的高度重視，實(shí)時(shí)、便捷、定量的標(biāo)準(zhǔn)化顏色檢測(cè)技術(shù)和測(cè)色儀器的開發(fā)應(yīng)用不僅具有很大的社會(huì)意義，同時(shí)也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。在環(huán)境、食品分析中，通過顏色的測(cè)定也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)和對(duì)污染物的定量分析的常用手段。如飲用水色度是國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，1985 年國(guó)家就發(fā)布了生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（衛(wèi)生部 GB5749-1985），力求對(duì)飲用水的顏色標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。又如發(fā)布食用大豆油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1535-2003），對(duì)不同等級(jí)油品質(zhì)量進(jìn)行顏色限定。但這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)普遍推薦目視比色法（鉑古比色法、羅維朋比色法等）作色度測(cè)量，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度差，而且與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)顏色單位也不一致。由于這些檢測(cè)方法只能測(cè)量單一色調(diào)的樣品，因此對(duì)于醬油等復(fù)雜樣品的色度，至今還沒有統(tǒng)一的國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在工商、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等場(chǎng)合，食品、農(nóng)產(chǎn)品的有毒有害物質(zhì)，如農(nóng)藥殘留等的快速檢測(cè)中，常用試紙+試劑+顏色辨別的方法，均涉及到精密測(cè)色的問題。而另一些食品農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量是靠產(chǎn)品的外觀顏色來判定的。所以本項(xiàng)目的實(shí)施，可以提供高精度的顏色數(shù)據(jù)作為測(cè)量依據(jù)，進(jìn)一步規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量和檢測(cè)手段。 2 工業(yè)品質(zhì)量控制的需求環(huán)境 在包裝，塑料，印刷，汽車，紡織品，油漆，裝飾涂料等行業(yè)的固液態(tài)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，為了對(duì)產(chǎn)品顏色質(zhì)量進(jìn)行控制，需要對(duì)顏色進(jìn)行精密測(cè)量。而高端光譜測(cè)色系統(tǒng)的市場(chǎng)，幾乎被國(guó)外產(chǎn)品所壟斷。其結(jié)果直接表現(xiàn)為，分光測(cè)色儀產(chǎn)品價(jià)格過高，難以普及，制約了我國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。我國(guó)加入WTO之后，工業(yè)產(chǎn)品要在全球范圍內(nèi)參與競(jìng)爭(zhēng)。我省更是上述這些輕工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)大省，對(duì)它們的質(zhì)量控制有非常迫切的需求，廠家急需一種便攜、快速、智能的分析儀器來取代國(guó)外價(jià)格高昂的產(chǎn)品。本項(xiàng)目的實(shí)施將使我省輕工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控上一個(gè)新的臺(tái)階。 3 打破國(guó)外壟斷，普及測(cè)色系統(tǒng)，規(guī)范生產(chǎn)和檢測(cè)手段 在2006年以前，國(guó)內(nèi)便攜式測(cè)色儀器的市場(chǎng)幾乎被日本美能達(dá)和美國(guó)愛色麗公司產(chǎn)品所壟斷。本項(xiàng)目的目的是要研制一種便攜、快速、成本低、對(duì)物體表面顏色進(jìn)行高精度分析的測(cè)量?jī)x器，用科學(xué)的手段規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量和檢測(cè)手段，為我省乃至全國(guó)的工業(yè)產(chǎn)品規(guī)范生產(chǎn)和出口創(chuàng)匯保駕護(hù)航。 目前測(cè)量顏色的方法主要有兩類：光電積分式測(cè)色法和光譜測(cè)色法。光電積分式測(cè)色是在整個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)被測(cè)顏色的光譜能量進(jìn)行一次性積分測(cè)量。如果能通過三路積分測(cè)量,分別測(cè)得樣品顏色的三刺激值X、Y、Z ,那么就能進(jìn)一步計(jì)算出樣品顏色的色品坐標(biāo)及其它相關(guān)色度參數(shù)。為了進(jìn)行光電積分式顏色測(cè)量,儀器的三個(gè)光探測(cè)器的光譜響應(yīng)必須滿足盧瑟條件。對(duì)光探測(cè)器的校正，測(cè)色儀器中一般是使用在探測(cè)器光敏面上加濾光片來實(shí)現(xiàn)的。 隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和測(cè)色精度要求的提高，市場(chǎng)需要更高精度，更好的智能化程度的便攜式的測(cè)色儀器。圖1-1是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有的一些國(guó)外的測(cè)色儀器。便攜式智能色差儀就是在這樣的背景下提出來，目的是要研制一種便攜、快速、成本低、對(duì)物體表面顏色進(jìn)行高精度分析的測(cè)量?jī)x器，用科學(xué)的手段規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量。 本作品的目的在于把傳統(tǒng)的顏色測(cè)量技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)分析技術(shù)相結(jié)合，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，便攜化，快速化，智能化的顏色分析儀器，并在輕工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮其快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的作用，為我省乃至全國(guó)的輕工業(yè)產(chǎn)品規(guī)范生產(chǎn)和出口創(chuàng)匯保駕護(hù)航。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 顏色傳感器和微處理器的快速發(fā)展使得各種顏色測(cè)量?jī)x器走向市場(chǎng)，目前市場(chǎng)上各種儀器廣泛應(yīng)用鹵鎢燈等光源為照明體，而本作品提出了用白光LED發(fā)光二極管為照明體來研制色差儀，填補(bǔ)了LED光源在顏色測(cè)量這一行業(yè)應(yīng)用的空白。 作品創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以白光LED為光源的恒流設(shè)計(jì)、采樣光和背景光的雙光路光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、一種光源通過數(shù)據(jù)處理擬合多種光源及不同表面反射光的算法設(shè)計(jì)、便攜式設(shè)計(jì)等部分。本作品可改進(jìn)成為全自動(dòng)生產(chǎn)線，大大提高色差測(cè)量企業(yè)的生產(chǎn)效率。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 國(guó)內(nèi)便攜式測(cè)色儀器的市場(chǎng)幾乎被日本美能達(dá)和美國(guó)愛色麗公司產(chǎn)品所壟斷。本作品研制的便攜式光電積分式色差儀，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)便攜式光電積分色差儀的空白。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 專利： 1、袁琨 金尚忠 朱周洪 王焱華，測(cè)色色差儀及其測(cè)色方法，中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?00710156710.3，申請(qǐng)日期：2007.12.4，公開日：2008.5.21 2、張偉偉 金尚忠 李鵬生，精密色差儀積分式光學(xué)系統(tǒng)，中國(guó)實(shí)用新型專利，申請(qǐng)?zhí)枺?00820158032.4，申請(qǐng)日期：2007.12.26，公開日：2009.10.7 3、李鵬生，色差儀光學(xué)系統(tǒng)，中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?00910108841.3，申請(qǐng)日期：2009.7.24，公開日：2009.12.30 論文： Yuan Kun、Jin Shang Zhong、Gao Ke Gang,Research and development of NIR spectrometer based on SOPC,SPIE,2007(EI) Yuan Kun、Jin Shang Zhong，Error analysis for integrating sphere of color measuring system，SPIE,2008（EI）
作品所處階段
- 作品已制作完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 現(xiàn)場(chǎng)演示 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 便攜式光電積分球式色差儀是一種高精度、快速、便攜式的顏色分析儀器。主要用于環(huán)境、食品安全的檢驗(yàn)檢測(cè)和包裝，塑料，印刷，汽車，紡織品，油漆，裝飾涂料等固液態(tài)產(chǎn)品顏色的快速分析檢測(cè)。其檢測(cè)的原理是通過對(duì)物質(zhì)表面顏色反射光的測(cè)量而分析顏色的信息。儀器包括白光LED光源及其恒流單元,光學(xué)系統(tǒng),積分球部件，三色光電探頭,弱信號(hào)處理單元，及全套嵌入式顏色分析軟件。
同類課題研究水平概述
- 隨著顏色工業(yè)的發(fā)展,對(duì)顏色質(zhì)量控制和配方預(yù)測(cè)的要求也愈來愈高,在常規(guī)系統(tǒng)的使用中遇到的問題愈來愈多,于是各種更為精確和復(fù)雜的光學(xué)模型、算法技術(shù)及相應(yīng)測(cè)色系統(tǒng)不斷被提出、研究和開發(fā),以滿足不同層次、不同應(yīng)用的各種常規(guī)和特殊的要求,如Saunderson 修正、多光通理論、遞歸二次逼近及優(yōu)化算法、優(yōu)化系數(shù)算法、矩陣分塊算法、非凸逼近模型、通用顏色系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、絕對(duì)配色技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。 國(guó)外目前有許多研究單位和生產(chǎn)廠商正在從事自動(dòng)測(cè)色與配色系統(tǒng)的研制,相應(yīng)的產(chǎn)品也不斷投放市場(chǎng)。美國(guó)Applied Color Systems、英國(guó)的Instru2mental Color Systems 和瑞士Datacolor 是世界上三個(gè)最主要的色控儀器公司(這三家公司于1991 年被瑞士一財(cái)團(tuán)收購(gòu)合并成現(xiàn)在的Datacolor International) 。另外一些重要的公司如美國(guó)Macbeth、SheLyn、Hen2negan、BYK—Garder 等,德國(guó)Zeiss、Optronic 等以及英國(guó)等國(guó)家著名光學(xué)公司均研制實(shí)用的測(cè)色與配色系統(tǒng),并且相當(dāng)數(shù)量出口。 國(guó)內(nèi)在儀器測(cè)色配色的理論和系統(tǒng)的研究領(lǐng)域中處于相當(dāng)落后的狀態(tài),至今許多生產(chǎn)單位的顏色質(zhì)量和配方預(yù)測(cè)過程主要依靠配色人員的經(jīng)驗(yàn)和目視判斷,即采用原始的嘗試和辨差法,嚴(yán)重的制約我國(guó)顏色工業(yè)的發(fā)展。目前,我國(guó)儀器市場(chǎng)上有不少顏色測(cè)量?jī)x器,但大都是外國(guó)的進(jìn)口儀器,如美國(guó)HACH公司的分光光度計(jì)、英國(guó)Tintometer 公司的測(cè)色儀、日本美能達(dá)的色差計(jì)等。中國(guó)的廣州、北京、上海等地方也有一些產(chǎn)品,但大都是臺(tái)式的儀器,體積較大,攜帶和使用很不方便,而且價(jià)格都特別高,給一些小型企業(yè)的顏色測(cè)量造成不便。所以,研制一種小體積、低價(jià)格,精度雖不很高,但能滿足一般性要求的顏色測(cè)量?jī)x器成為目前儀器發(fā)展的必然趨勢(shì)。
