[发明专利]面向染色工业过程的在线测色仪

摘要

一种面向染色工业过程的在线测色仪，包括仪器外壳、供电单元、由LEDs构成的模拟D65标准照明光源、用于采集被染色物的视频图像的摄像单元和用于控制照明和颜色测量与色彩计算的嵌入式系统，所述供电单元连接所述模拟D65标准照明光源、摄像单元和嵌入式系统，所述的仪器外壳呈喇叭型，所述的模拟D65标准照明光源固定在所述的仪器外壳内与被测染色物的被测面的法线平行，所述的摄像单元固定在所述的仪器外壳上与被测染色物的被测面的法线方向成45°角；所述摄像单元与所述嵌入式系统连接，所述嵌入式系统包括颜色转换模块和颜色测量模块。本发明能够在线测量颜色、可靠性高、使用寿命长、实用性强。

主权项

一种面向染色工业过程的在线测色仪，其特征在于：所述在线测色仪包括仪器外壳、供电单元、由LEDs构成的模拟D65标准照明光源、用于采集被染色物的视频图像的摄像单元和用于控制照明和颜色测量与色彩计算的嵌入式系统，所述供电单元连接所述模拟D65标准照明光源、摄像单元和嵌入式系统，所述的仪器外壳呈喇叭型，所述的模拟D65标准照明光源固定在所述的仪器外壳内与被测染色物的被测面的法线平行，所述的摄像单元固定在所述的仪器外壳上与被测染色物的被测面的法线方向成45°角；所述摄像单元与所述嵌入式系统连接，所述嵌入式系统包括：颜色转换模块，首先从摄像单元中读取视频数据并将该数据保存在内存单元内，接着对该存储数据分别求在整个成像平面上所有像素的R、G、B平均值，然后利用公式(2)将RGB颜色转换成CIE的三刺激值X、Y、Z并暂时保存这些数据， X Y Z = 2.7689 1.7517 1.1302 1.0000 4.5907 0.0601 0.0000 0.0565 5.5943 R G B - - - ( 2 ) 式中，RGB分别是摄像单元读入的物品各颜色分量值，XYZ分别为转换成CIEXYZ颜色空间的三刺激值；接着用公式(3)将CIE的三刺激值X、Y、Z转换成CIE 1931xyY颜色空间的数据x、y并暂时保存这些数据， x = X X + Y + Z (3) y = Y X + Y + Z 式中，xy分别为CIE 1931xyY颜色空间的分量值；颜色测量模块，用于从内存中读取X0、Y0、Z0和X、Y、Z数据并利用公式(4)计算CIE1976LAB色彩空间的a*、b*、L*的各分量值，a*＝500[(X/X0)1/3-(Y/Y0)1/3]b*＝200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3](4)L*＝116(Y/Y0)1/3-16式中，X、Y、Z为被测物品的颜色三刺激值，X0、Y0、Z0为CIE标准光照射在完全漫射体上，再经完全反射漫射体反射到人眼中的白色物体的三刺激值，a*、b*、L*为被测物品在CIE1976L*a*b*色度空间的分量值；然后再从内存中读取标准样品的a*sample、b*sample、L*sample的各分量值，根据上述数据以及公式(5)计算被测物品与标准样品之间的色差，得到Δa*、Δb*、ΔL*、ΔE等计算结果，Δa*＝a*sample-a*Δb*＝b*sample-b*(5)ΔL*＝L*sample-L*ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2式中，a*、b*、L*为被测物品在CIE1976L*a*b*色度空间的分量值，a*sample、b*sample、L*sample为标准样品在CIE1976L*a*b*色度空间的分量值，Δa*、Δb*、ΔL*为被测物品与标准样品在CIE1976L*a*b*色度空间的分量值的差，ΔE为被测物品与标准样品之间的色差；判定ΔE是否大于预设阈值，如果ΔE小于该预设阈值，则判定正常；如果ΔE大于该预设阈值，则发出告警指令。