CN106290174A - 一种模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法 - Google Patents

一种模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法。测量装置由暗箱、色卡、照度计探头、加湿器、带有观察窗的木板和彩色亮度计组成，暗箱末端设有支架以固定色卡和照度计，侧面开孔接入加湿器喷头。暗箱前端放置开有观察窗的木板，用于彩色亮度计和实验操作者观察。木板前端有灯具接口，用于不同灯具的安装与调试。测量时采用的是45°环形几何条件照明与0°接收的方法，从所有方向同时照明样品；色度测量仪置于样品法线方向接收测试信号。在雾箱中使用超声波加湿器喷出的雾状水气来模拟天然的雾，可以实现雾的均匀性，稳定性和可控性，超声波加湿器使用超声波使雾化片发生高频谐振，将水抛离水面，产生直径5μm的细小水滴。自然界中存在的雾，粒子直径在4‑10μm之间，两者吻合。

Description

一种模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法
技术领域
本发明属于色度测量领域，具体涉及一种模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法。
背景技术
随着工业化的迅速发展，建筑物和汽车等排放的污染物对空气的影响与日俱增，并且伴随着气候的异常，导致城市空气湿度偏大，空气中大量的污染物质和水气得不到流动，从而堆积在近地面层形成雾霾，使能见度大大降低。大雾天气一直是交通运输***面临的巨大问题之一，不论是港口、公路还是航空***都应当应对大雾天气。除了自然界自然形成的雾，还有在空气不流通无风的情况和气压较低的情况下，形成的影响交通的烟雾或者雾霾现象。因此，对雾天气的研究、防范、以及处理措施成为了十分迫切棘手的问题。在雾天，人眼对目标物的观察会存在一定的障碍，颜色识别也会发生一定的误差。本发明提供一种实验室雾模拟环境，测量不同雾环境下不同颜色的观察色度的偏差。
人眼是最直接的颜色测量工具，但是目视方法测量的结果带有主观性，它会受到心理因素、各人颜色视觉特性的差异、测量时人的身体情况（疲劳程度）等因素的影响，所以采用目视法进行颜色测试具有较大的缺陷。对物体颜色的观察最终得到的是物体色的色坐标，即人眼接受的是来自被光源照明的物体，并经过物体反射后的光形成的。
本发明所采用的测试装置是光学模拟式测色仪器。与分光测试仪器不同，光学模拟式测色仪器很像人眼的视觉***，能直接测得与颜色的三刺激值成比例的仪器响应数值，直接换算出颜色的三刺激值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法。
本发明提出的模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法，所述色度测量装置由暗箱、色卡、照度计探头、加湿器、带有观察窗的木板和彩色亮度计组成，其中：暗箱由木板和木架组成的立方体结构，立方体结构的内壁上粘贴有黑色塑料板，木板裸露处涂有黑漆；暗箱内末端设有支架，所述支架用以固定色卡和照度计探头，暗箱一侧开孔，所述开孔部位接入加湿器出雾口和电源，所述加湿器出雾口连接加湿器；所述暗箱前端设有带有观察窗的木板，带有观察窗的木板一侧固定有被测光源灯具，所述被测光源灯具位于暗箱内，另一侧固定有彩色亮度计，所述被测光源灯具连接电源；具体步骤如下：
（１）将暗箱１侧面开孔接加湿器出雾口。在暗箱１的一端安装照度计探头３和标准的色卡２。
（２）在暗箱１另一端装上被测光源灯具６及其支架并开观察孔，点亮一段时间使得光源输出稳定。使彩色亮度计７通过观察孔对准色卡２。
（３）先测试无雾情况下光源照度和彩色亮度计７的数值，即色坐标。
（４）打开超声波加湿器加雾，使其充满暗箱１。当照度计数值最低的时候，关闭加湿器４。
（４）采用45°环形几何条件（45°a）照明与0°接受的方法，即样品光源与样品色卡法线成45°，从所有方向同时照明样品；色度测量仪置于样品法线方向接受测试信号。记录照度计随时间变化的同时，设置彩色亮度计７自动度数，记录下随时间变化的色坐标。
雾浓度用光的透射率表示。光的透射率定义为：
Ｔ=Ｅ/Ｅ ０
其中：T为透射率，E为有雾时的照度值，为无雾时的照度值。
（５）从而可以得到光源在不同雾浓度下对以色坐标为标准对颜色观察的影响。
本发明中，所述色卡和照度计探头备有防水防潮措施。
本发明中，所述加湿器采用超声波加湿器，所述加湿器喷头喷射的是雾状水气。
本发明中，所述色卡为标准色卡，使用彩色亮度计观察标准色卡，从而得到色坐标，以这一种方法代替人眼主观观察颜色，从而极大的避免了主观观察的误差与被试者的主观个体差异。
本发明的有益效果在于：本发明在实验室可以模拟均匀的雾环境，从而可以测试背景照明的情况下雾环境对不同颜色观察的影响。
附图说明
图1为本发明所述的雾环境下色度测量装置的结构图示。
图2为实施例2各颜色色坐标的变化情况。
图3为实施例2颜色色差随着雾浓度的变化情况。
图中标号：1为暗箱，2为色卡，3为照度计探头，4为加湿器，5为带有观察窗的木板，6为被测光源灯具，7为彩色亮度计。
具体实施方式
在以下给出的详细说明和较佳实施例中，可以对本发明更全面了解，这些说明和附图并不仅限于特定实施例，而只是起到解释和理解的作用。
实施例１：本发明属于模拟雾条件下的色度测量装置，具体涉及一种雾的模拟装置及在雾天气下颜色观察试验装置。雾模拟装置由木板、黑色塑料板等拼接而成一个实验暗箱。暗箱１大小为1.5m*0.7m*1.2m。暗箱１底板由木板拼接而成，支架为木结构，侧面、端面和顶面的表面采用黑色塑料板贴合，木板裸露处涂有黑漆。暗箱１末端设有支架以固定色卡２和照度计探头3，并且色卡2和照度计探头3有备有防水防潮措施，侧面开孔接入加湿器喷头和电源，所述加湿器喷头连接加湿器４。暗箱１前端开有带有观察窗的木板５，用于彩色亮度计７和实验操作者观察。带有观察窗的木板５为可移动木板，前端（在暗箱内）设有被测光源灯具，用于不同灯具的安装与调试。雾的模拟方法采用加湿器实现，所述加湿器４采用超声波加湿器，即在暗箱１中使用超声波加湿器喷出的雾状水气来模拟天然的雾，可以实现雾的均匀性，稳定性和可控性，超声波加湿器使用超声波（1.7Mhz）使雾化片发生高频谐振，将水抛离水面，产生直径5μm的细小水滴。自然界中存在的雾，粒子直径在4-10μm之间，两者吻合。使用彩色亮度计观察标准色卡从而得到色坐标，以这一种方法代替人眼主观观察颜色从而极大的避免了主观观察的误差与被试者的主观个体差异。
从光束结构的方面，本发明采用定向型的几何条件进行测量，不采用积分球，采用定向照明和定向接收。采样孔径（即参照平面上的被测面积），大小由被照面积和被探测接收器的面积中较小的一个来确定。照明面积应大于被测面积。本发明采用的是45°环形几何条件（45°a）照明与0°接受的方法，即样品光源与样品色卡法线成45°，从所有方向同时照明样品；色度测量仪向样品法线方接受测试信号。符号a表示环形照明。这种条件能使样品的纹理和方向性对测量结果影响最小。同时，在颜色实验中，尽量扣除样品表面的镜面反射，这样可以获得有关颜色的最多信息。由于实验中色卡有防水措施，具有防水罩，在这样的实验过程中排除镜面反射成分的几何条件，测试结果与目视评价具有很好的相关性。为了减少上述影响，就采用了实验中的环形照明的方法。
本发明包括暗箱１、超声波加湿器、照度计、色卡２、彩色亮度计７，暗箱１由木板、支架、黑色塑料板等拼接而成。暗箱１大小为1.5m*0.7m*1.2m。具体实施步骤如下：
1.将支架、塑料板、木板拼接成1.5m*0.7m*1.2m的暗箱，暗箱１侧面开孔接加湿器出雾口。在暗箱１的一端安装照度计探头３和标准的色卡２。
2.在暗箱１另一端装上被测光源灯具６及其支架并开观察孔，点亮一段时间使得光源输出稳定。使彩色亮度计７通过观察孔对准色卡２。
3.先测试无雾情况下光源照度和彩色亮度计７的数值，即色坐标。
4.打开超声波加湿器加雾，使其充满暗箱１。当照度计数值最低的时候，关闭加湿器４。
5.记录照度计随时间变化的同时，设置彩色亮度计７自动度数，记录下随时间变化的色坐标。
6.从而可以得到光源在不同雾浓度下对以色坐标为标准对颜色观察的影响。
实施例２
选用灯具卤钨灯进行雾环境下颜色观察实验，将色卡以及照度计固定以后，打开超声波加湿器加雾，使其充满暗箱。当照度计数值最低的时候，关闭加湿器。记录照度计随时间变化的同时，设置彩色照度计自动读数，记录下随时间变化的色坐标。
雾浓度用光的透射率表示。光的透射率定义为：
Ｔ=Ｅ/Ｅ ０
其中：T为透射率，E为有雾时的照度值，为无雾时的照度值。
在从相对雾浓度100%到0%到过程中，各颜色色坐标的变化如图2所示。有图可知，在雾浓度最浓的时候，红、蓝、绿、黄的标准颜色所得出的色坐标都是集中于一点，这一点即能见度几乎为零时，所得出的色度色坐标基本等于照明光源的色坐标。随着雾浓度的逐渐降低，不同的颜色的色坐标向在未充雾的坐标偏移。

Claims (4)

1.模拟雾环境下的色度测量装置的使用方法，其特征在于所述色度测量装置由暗箱、色卡、照度计探头、加湿器、带有观察窗的木板和彩色亮度计组成，其中：暗箱由木板和木架组成的立方体结构，立方体结构的内壁上粘贴有黑色塑料板，木板裸露处涂有黑漆；暗箱内末端设有支架，所述支架用以固定色卡和照度计探头，暗箱一侧开孔，所述开孔部位接入加湿器出雾口和电源，所述加湿器出雾口连接加湿器；所述暗箱前端设有带有观察窗的木板，带有观察窗的木板一侧固定有被测光源灯具，所述被测光源灯具位于暗箱内，另一侧固定有彩色亮度计，所述被测光源灯具连接电源；具体步骤如下：
（１）将暗箱１侧面开孔接加湿器出雾口；在暗箱的一端安装照度计探头和标准的色卡；
（２）在暗箱另一端装上被测光源灯具及其支架并开观察孔，点亮一段时间使得光源输出稳定；使彩色亮度计通过观察孔对准色卡；
（３）先测试无雾情况下光源照度和彩色亮度计的数值，即色坐标；
（４）打开超声波加湿器加雾，使其充满暗箱；当照度计数值最低的时候，关闭加湿器；
（４）采用45°环形几何条件（45°a）照明与0°接受的方法，即样品光源与样品色卡法线成45°，从所有方向同时照明样品；色度测量仪置于样品法线方向接受测试信号；记录照度计随时间变化的同时，设置彩色亮度计自动度数，记录下随时间变化的色坐标；
雾浓度用光的透射率表示；光的透射率定义为：
Ｔ=Ｅ/Ｅ ０
其中：T为透射率，E为有雾时的照度值，为无雾时的照度值；
（５）从而得到光源在不同雾浓度下对以色坐标为标准对颜色观察的影响。
2.根据权利要求１所述的方法，其特征在于所述色卡和照度计探头备有防水防潮措施。
3.根据权利要求１所述的方法，其特征在于所述加湿器采用超声波加湿器，所述加湿器喷头喷射的是雾状水气。
4.根据权利要求１所述的方法，其特征在于所述色卡为标准色卡，使用彩色亮度计观察标准色卡，从而得到色坐标，以这一种方法代替人眼主观观察颜色，从而极大的避免了主观观察的误差与被试者的主观个体差异。
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