專利名稱：帶實(shí)時(shí)顏色測(cè)量的侵蝕測(cè)試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體涉及侵蝕(weathering)測(cè)試設(shè)備，具體涉及對(duì)置于 侵蝕測(cè)試設(shè)備的測(cè)試腔中的測(cè)試樣本的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顏色測(cè)量。
背景技術(shù)：
室內(nèi)加速侵蝕測(cè)試設(shè)備/>知用于測(cè)試涂漆表面、織物、塑料片材 和其他材料的加速老化特性。該測(cè)試通過使待測(cè)試材料暴露于來自人 造光源的高強(qiáng)度輻射而實(shí)現(xiàn)，所迷人造光源例如是在受控條件下并且 有時(shí)為高溫和/或高濕度下近似日光的氙源。氣源通常和分布與黑體在 6，500K的溫度下發(fā)射的輻射非常類似的D級(jí)發(fā)光體相關(guān)聯(lián)。這些源 -故分類為D65，用于色語(yǔ)分析的用途。
在自然室外環(huán)境下，熱、光和濕氣結(jié)合而協(xié)同導(dǎo)致暴露于該室外 侵蝕條件下的產(chǎn)品的光學(xué)、機(jī)械和化學(xué)變化。 一般地，本發(fā)明的測(cè)試 設(shè)備和現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試設(shè)備可用于在加速時(shí)間基礎(chǔ)上(on an accelerated time basis )獲得該4曼蝕數(shù)據(jù)，從而4吏產(chǎn)品制造商獲知關(guān)于 他們的產(chǎn)品長(zhǎng)年累月在侵蝕條件下如何起反應(yīng)的信息 。對(duì)于許多產(chǎn) 品，例如涂漆或著色塑料，顏色隨時(shí)間的改變可被用于在樣本從其初 始外觀發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)評(píng)估樣本的耐久性。
通常，加速侵蝕測(cè)試設(shè)備使用通過系統(tǒng)循環(huán)的空氣來控制被測(cè)試 樣本的溫度，使得樣本在可能存在的熱源和/或輻射源(通常為諸如氣 燈的高強(qiáng)度等離子燈)的作用下不會(huì)加熱不足或過熱。對(duì)于被測(cè)試樣 本而言，理想的是暴露于精確預(yù)定的光條件下，以確保在不同的測(cè)試 運(yùn)行之間進(jìn)行精確比較，從而可精確預(yù)定通過測(cè)試設(shè)備提供的侵蝕條 件，并且由此在對(duì)于常年比較不同樣本而言較理想時(shí)重新生成該侵蝕 條件。在公知的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備中，用于承載待測(cè)試樣本的可旋轉(zhuǎn)支 架包圍光源(常常為氙燈)，該光源發(fā)射具有大量紫外線分量的輻射。
這些光可被認(rèn)為是D級(jí)發(fā)光體，其中能量分布與所謂的黑體發(fā)射的輻 射緊密對(duì)應(yīng)。當(dāng)黑體溫度升高時(shí)，在發(fā)射輻射中發(fā)生明顯的向較短波 長(zhǎng)的偏移。氙燈可以是分布與6，500K的發(fā)射溫度下的黑體類似的D65 級(jí)發(fā)光體。D65發(fā)光體常常用于模擬北半球的白天日光分布。D55發(fā) 光體在世界其他部分也很重要。
支架通常以大約每分鐘一轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，以避免在系統(tǒng)中樣本定 位的系統(tǒng)差異。而且，在340納米的紫外線輻射下，施加在樣本上的 輻射的典型水平約為一個(gè)SUN, SUN在諸如汽車工程師學(xué)會(huì)侵蝕測(cè) 試方法的許多標(biāo)準(zhǔn)中推斷為每納米每平方米0.55瓦。諸如氙燈的能量 源由全光i普分布描述，也可以按照在可見范圍內(nèi)發(fā)射多少能量來描 述，可見范圍的一部分可由人眼觀察到，通常認(rèn)為是從380納米到780 納米，這是人眼中發(fā)現(xiàn)的斑點(diǎn)色素(macula pigment)的吸收范圍。
樣本由因?yàn)椴煌瘜W(xué)元素(例如從其中發(fā)現(xiàn)的色素)的吸收和/ 或散射性質(zhì)而看上去著色的材料制成。如果物質(zhì)吸收黃色波長(zhǎng)的能 量，那么表面看上去為藍(lán)色。公知涂料色素在一部分光鐠中更加有效 地散射光，從而將其用于給材料著色。由于這些色素隨著時(shí)間的推移 而劣化，所以材料的顏色可能改變，作為對(duì)材料的化學(xué)和機(jī)械劣化的 指示。
雖然可使用多種不同的方法和標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)量顏色，但所用的一種標(biāo) 準(zhǔn)是CIE標(biāo)準(zhǔn)，CIE是國(guó)際照明委員會(huì)的縮寫，從原始法文翻譯為國(guó) 際能量委員會(huì)。1931年建立的該標(biāo)準(zhǔn)基于三原色X、 Y和Z的生成。 各原色對(duì)應(yīng)于可見光i普上的標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)。在該標(biāo)準(zhǔn)下，所有三原色的 等能刺激相同(X=Y=Z)。在標(biāo)準(zhǔn)下，<formula>formula see original document page 5</formula>其中k-EE(3i"y(X)以及x(X)、 y(X)和z(X)是波長(zhǎng)X下的標(biāo)準(zhǔn)觀察函數(shù)，R(X)是相同波長(zhǎng)下的反射值。在該標(biāo)準(zhǔn)下，可使用對(duì)于發(fā)光體 的相對(duì)光譜能量分布。 一般地，XYZ三色刺激值在三維色彩空間中給 定，三維色彩空間按照色度圖上的色度坐標(biāo)表述。在1931 CIE標(biāo)準(zhǔn) 下，使用2度的視角(X、 Y、 Z)，并且使得鐠為對(duì)于波長(zhǎng)鐠(400nm、 410nm…700nm )具有31個(gè)測(cè)量值的鐠。在新的1964 CIE標(biāo)準(zhǔn)下， 在相同的光語(yǔ)變率(variability )下使用10度的視角(X10、 Y1()、 Z10 )。
近來，通過利用x+y+z=l系統(tǒng)生成一組轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，將CIEXYZ 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為二維曲線圖，在該系統(tǒng)中x=X/(X+Y+Z); y=Y/(X+Y+Z); z=Z/(X+Y+Z)。由于在該空間中存在與照明值不同的顏色匯合相關(guān)聯(lián) 的問題，所以設(shè)計(jì)了 CIE 1^*3*1)*色彩空間，或者CIE76。在該新標(biāo) 準(zhǔn)下，1^*代表亮度(0為黑，100為白)，&*代表紅色-綠色，1)*代 表黃色-藍(lán)色。使用下列轉(zhuǎn)換計(jì)算這些值
L*=116(Y/Yn)1/3-16
a*=500[(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3
b*=200[(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3
其中X。
Yn和Zn是用于計(jì)算樣本的X、 Y和Z的發(fā)光體的X、
Y和Z的值。在CIE 76下的另一個(gè)重要測(cè)量參數(shù)為歐幾里得距離 (△E)，其中AE-[(AL"2+(Aa"2+(Ab"2"2。歐幾里得距離是在通過
CIE 1^^*1>*基礎(chǔ)創(chuàng)建的三維空間中的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。
需要 一 種能夠測(cè)量樣本顏色而不移除各個(gè)樣本以進(jìn)行臺(tái)式 (bench-top )顏色測(cè)量的侵蝕測(cè)試設(shè)備(可以與能夠利用現(xiàn)場(chǎng)光源測(cè)
量的侵蝕測(cè)試設(shè)備結(jié)合使用)，從而基于例如根據(jù)發(fā)光體的部分或完
全光鐠分布監(jiān)視歐幾里得距離來測(cè)量樣本的顏色轉(zhuǎn)變。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種具有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顏色測(cè)量系統(tǒng)(IRCMS)的侵蝕測(cè)試 設(shè)備，該系統(tǒng)具有置于光源與測(cè)試樣本之間的腔中并連接到光管的輸 入光學(xué)器件，光管又連接到顏色測(cè)量傳感器和相關(guān)聯(lián)的處理存儲(chǔ)系 統(tǒng)，從而在侵蝕裝置的外殼內(nèi)以連續(xù)方式確定樣本的顏色。然后將獲
6得的顏色與存儲(chǔ)值或基準(zhǔn)進(jìn)行比較以確定顏色隨時(shí)間的轉(zhuǎn)變。也可以
類似地測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)(SRM),以確定標(biāo)準(zhǔn)侵蝕參考物質(zhì)(SWRM) 的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試何時(shí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)顏色改變值。在另一實(shí)施方式中，輸入光 學(xué)器件偏離樣本與光源之間的線，以限制光學(xué)器件產(chǎn)生的陰影千擾， 在另一實(shí)施方式中，串聯(lián)(in tandem )使用幾個(gè)輸入光學(xué)器件，從而 測(cè)量在腔中的旋轉(zhuǎn)支架上以不同的角度取向定位的不同樣本的顏色。 在又一實(shí)施方式中，使用第二光學(xué)器件來測(cè)量在CIE標(biāo)準(zhǔn)下的顏色計(jì) 算中使用的輻射光源的全光諳測(cè)量結(jié)果，并且露出進(jìn)行侵蝕測(cè)試的試 樣。


附圖中示出了某些實(shí)施方式。然而應(yīng)理解本公開不限于附圖所示 的結(jié)構(gòu)和手段，附圖中
圖l是根據(jù)本公開的實(shí)施方式具有無出入門(access door)的外 殼的侵蝕測(cè)試設(shè)備的立體圖，該侵蝕測(cè)試設(shè)備具有位于光源與樣本之 間的輸入光學(xué)器件。
圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式確定樣本顏色改變的方法的圖。
圖3是根據(jù)本公開的實(shí)施方式如圖l所示的無出入門的侵蝕測(cè)試 設(shè)備的外殼的近距離正視圖。
圖4是根據(jù)本^^開的實(shí)施方式具有第一光學(xué)器件和第二光學(xué)器 件以及光分析控制系統(tǒng)的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備的功能圖。
圖5是根據(jù)本^^開的實(shí)施方式具有第一光學(xué)器件和光分析控制 系統(tǒng)的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備的功能圖。
圖6是根據(jù)本/^開的實(shí)施方式確定樣本顏色改變的方法的圖。
圖7是根據(jù)本公開的實(shí)施方式無出入門并具有第一光學(xué)器件的 侵蝕測(cè)試設(shè)備的外殼的近距離正視圖。
圖8是根據(jù)可選實(shí)施方式的侵蝕測(cè)試設(shè)備的外殼的俯視圖，示出 了串列輸入光學(xué)器件A和偏移輸入光學(xué)器件B。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明不限于所描述的設(shè)備的特定細(xì)節(jié)，可以構(gòu)思其他變型和應(yīng) 用。在不脫離本公開范圍的真正精神的情況下，可以對(duì)本文所述的設(shè) 備進(jìn)行進(jìn)一步修改。因此，以上描述的主題應(yīng)該解釋為示例性的，而 不是限制性的。
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明一可行實(shí)施方式的侵蝕測(cè)試設(shè)備300。 一 般地說，由波狀線示出的空氣向下流通，并且在其引入外殼2中之前 穿過一系列加熱或冷卻元件，空氣在外殼2中與附接至旋轉(zhuǎn)支架1的 一系列樣本3接觸。 一旦樣本3通過空氣對(duì)流加熱或冷卻，空氣就穿 過可引導(dǎo)和控制空氣的一系列開口流出外殼。出入門(access door) (未示出)附接至外殼2，用于通向外殼2的內(nèi)部體積。
光源5 (—般為氣弧光燈或任何其他類型的燈)用作引起光化學(xué) 劣化的源，以及指向樣本3的表面的輻射熱源，例如為金屬囟化物燈、 熒光燈、碳弧燈等。利用功率輸出和功率分配光鐠校準(zhǔn)光源5,以模 仿特定條件下的特定光和熱源(例如，可使用D65型氙燈來近似北半 球的太陽(yáng))。在一些實(shí)施方式中，在空氣通過對(duì)流加熱樣本3的同時(shí)， 光源5通過輻射加熱樣本3。這兩個(gè)能量源可獨(dú)立地校準(zhǔn)，以近似地 球上發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)氣候。
侵蝕測(cè)試設(shè)備常常用于將緩慢發(fā)生的自然侵蝕條件壓縮為在較 短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)的老化過程，其中根據(jù)精確算法改變光、熱和濕度條 件。因?yàn)槟M的侵蝕依賴于迅速改變的參數(shù)，所以必須精確控制外殼 2內(nèi)的輸入?yún)?shù)和測(cè)量值。在外殼2內(nèi)可引入其他輔助控制(例如濕 度控制和雨水控制)，以更好地模擬附加的侵蝕條件。可通過接觸傳 感器或遙感器測(cè)量樣本3的表面溫度。可利用全光i普監(jiān)視系統(tǒng)、固定 校準(zhǔn)存儲(chǔ)值、光源5的功率輸出、或者置于支架1上代替樣本3的傳 感器來測(cè)量光源5的強(qiáng)度。
由于支架1在外殼2內(nèi)旋轉(zhuǎn)，置于支架上的任意傳感器也可相對(duì) 于外殼2運(yùn)動(dòng)。如圖1所示，可通過利用能夠記錄數(shù)據(jù)的傳感器、配 備有無線通信的傳感器、或者與經(jīng)由旋轉(zhuǎn)接頭6連接到指令結(jié)構(gòu)的光管或電連接器相連接的傳感器來進(jìn)行來自支架的傳感測(cè)量。在其他實(shí)
施方式中，傳感器通過附接到輸入光學(xué)器件10的光管9固定在外殼2 中，并且不與支架l一起旋轉(zhuǎn)。由于本公開涉及外殼2內(nèi)的樣本的顏 色測(cè)量，所以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到該主題同等地應(yīng)用于與侵蝕 測(cè)試設(shè)備相關(guān)聯(lián)的任一和全部上述氣候控制機(jī)構(gòu)和傳感測(cè)量裝置。預(yù) 期結(jié)合任一和全部侵蝕測(cè)試設(shè)備使用上述技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中已知確定安裝在圖2所示的侵蝕測(cè)試設(shè)備300中的外 殼2內(nèi)的支架1上的樣本3的顏色改變的方法。 一旦開始對(duì)樣本的侵 蝕(210)，測(cè)試設(shè)備的操作者就基于關(guān)于被侵蝕的樣本類型的經(jīng)驗(yàn) 或基于與實(shí)驗(yàn)室協(xié)議相關(guān)聯(lián)的固定時(shí)間段等待固定時(shí)間段(211)或 者預(yù)定時(shí)間段。然后停止侵蝕(212),移除樣本以在侵蝕裝置外部 進(jìn)4亍褪色測(cè)試或SRM測(cè)試(213 )。然后將所測(cè)顏色與才羊本的初始顏 色進(jìn)行比較，以確定顏色改變程度(214)。如果達(dá)到理想顏色變化 (215)，那么終止侵蝕(216)。如果顏色變化仍低于理想變化，那 么將樣本重新插入外殼2以進(jìn)行新一輪侵蝕(210)?？稍诖蜷_門以 接近安裝的樣本之后，利用用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)支架1上的樣本3的任何便 攜式裝置，或者利用桌面顏色控制測(cè)量裝置(其中樣本3被從支架1 移除，然后在控制之后替換)來進(jìn)行顏色測(cè)量。這些測(cè)量?jī)H提供離散 時(shí)間段的信息，而沒有提供連續(xù)數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果。因此，必 須引入與侵蝕過程的這些中斷相關(guān)聯(lián)的校正。
圖7是如圖1所示沒有出入門的侵蝕測(cè)試設(shè)備的外殼的近距離正 視圖，該設(shè)備具有如圖5的功能圖中所示的單個(gè)輸入光學(xué)器件。圖3 是如圖1所示沒有出入門的侵蝕測(cè)試設(shè)備的外殼的近距離正視圖，該 設(shè)備具有如圖4的功能圖中所示的兩個(gè)輸入光學(xué)器件。
在圖7所示的一個(gè)實(shí)施方式中，加速侵蝕測(cè)試設(shè)備300包括外殼 2，外殼2具有通向限定在該外殼中的測(cè)試腔的出入門、用于在外殼2 內(nèi)保持至少一個(gè)測(cè)試樣本3的旋轉(zhuǎn)樣本支架或支架1、布置在測(cè)試腔 中以對(duì)測(cè)試樣本3進(jìn)行照明的光源5、布置在測(cè)試腔中以對(duì)光源5在 測(cè)試樣本3上的光^脊反射進(jìn)行測(cè)量的第一輸入光學(xué)器件10，第一輸入光學(xué)器件IO通過光管9連接到圖5所示的顏色測(cè)量傳感器31，并連 統(tǒng)310。
利用光源5在樣本3上的反射進(jìn)行顏色測(cè)量。應(yīng)理解，反射是樣 本3在安裝于外殼2內(nèi)的支架1上時(shí)其表面所反射的光。反射分光光 度計(jì)以反射作為進(jìn)入輸入光學(xué)器件10的波長(zhǎng)的函數(shù)的方式，測(cè)量反 射光的比例量，作為反射光i普。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，可使用顏色 比配軟件，顏色比配軟件可包括傳感器31、連接到用于選擇光學(xué)輸入 的開關(guān)30的軟件開關(guān)32、顏色測(cè)量算法35、以及基于顏色測(cè)量35 利用軟件確定不同參數(shù)(例如X、 Y、 Z、 x、 y、 z、 L*、 a*、 b*、 AL、 △a*、 Ab*~AE)36，如圖4示意性示出的那樣。在一個(gè)實(shí)施方式中， 被測(cè)顏色的光i普輸出33在其被存儲(chǔ)用于進(jìn)一步處理之前可利用顏色 顯示界面顯示在屏幕34上。
在一個(gè)實(shí)施方式中，一旦利用與波長(zhǎng)i脊的各個(gè)選擇區(qū)段相關(guān)聯(lián)的 不同值確定并計(jì)算出不同的值X、 Y、 Z、 x、 y和z,就確定了值L、 3*和1>*。然后通過計(jì)算諸如AL、 Aa*、 A1^和AE的變量值，利用界面 將新獲得的顏色與樣本的初始顏色以及樣本的目標(biāo)顏色進(jìn)行比較。預(yù) 期使用任何已知的圖形界面和電子表格型界面來顯示和處理獲得的 信息。
同樣公開并構(gòu)思的是使用附加的外部操作測(cè)量來確保由第 一輸 入光學(xué)器件IO適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行反射測(cè)量。例如，當(dāng)樣本在支架l上旋轉(zhuǎn) 時(shí)，表面光潔度不同的樣本能夠以不同的角度反射不同質(zhì)量的光，這 可能又導(dǎo)致整個(gè)反射的較大變化。光滑光潔度(glossy finish)的紅漆 在小角度下看上去為黑色。諸如空氣中存在水珠、灰塵或霧之類的其 他參數(shù)會(huì)導(dǎo)致反射改變。而且，當(dāng)樣本表面光潔度隨著侵蝕而改變時(shí)， 其可能變得更加粗糙而產(chǎn)生這樣的印象，即，顏色在某些視角下改變， 而實(shí)際上顏色并未改變。
除了侵蝕環(huán)境控制(例如使用千燥循環(huán)、與樣本3的角位置相關(guān) 聯(lián)的測(cè)量、以及在侵蝕循環(huán)中某些精確時(shí)刻的顏色測(cè)量)之外，構(gòu)思使用計(jì)算技術(shù)和計(jì)算算法來改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顏色測(cè)量。例如，測(cè)量可以 在多個(gè)角度下進(jìn)行并在峰值處記錄，可以進(jìn)行多次測(cè)量并將其平均，
可以使用運(yùn)行平均值(running average value )來補(bǔ)償實(shí)時(shí)測(cè)量等等。 在圖3至4所示的另一實(shí)施方式中，第二輸入光學(xué)器件ll布置 在測(cè)試腔中，用于測(cè)量光源5的光鐠分布。光源5的光譜分布測(cè)量在 美國(guó)專利No. 7,038,196中公開，該專利的全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于 此。使用第二輸入光學(xué)器件11可以對(duì)光源5進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量，光 源5可作為發(fā)光體校準(zhǔn)以計(jì)算反射。由于使用380nm至700nm可見 光光諳的離散區(qū)段來計(jì)算顏色，所以這些區(qū)段中的每一個(gè)能與發(fā)光體 光譜中的其對(duì)應(yīng)部分相關(guān)聯(lián)，以獲得更好的結(jié)果。
在一個(gè)實(shí)施方式中，第一輸入光學(xué)器件10通過開關(guān)機(jī)構(gòu)30連接 到顏色測(cè)量傳感器。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可使用任意適當(dāng)?shù)拈_關(guān)機(jī)構(gòu)，例如光 學(xué)開關(guān)或光學(xué)交叉連接，或者其他適當(dāng)?shù)难b置(該裝置操作光學(xué)器件 并具有兩個(gè)輸入、 一個(gè)輸出以及使導(dǎo)向 一個(gè)輸出的兩個(gè)輸入選擇性改 變或循環(huán)的開關(guān))。在一個(gè)實(shí)施方式中，顏色測(cè)量傳感器31是呈陣 列形式的小型電荷耦合器件(CCD)。在另一實(shí)施方式中，顏色測(cè)量 傳感器31是非掃描光鐠輻射計(jì)。雖然描述了兩種不同類型的傳感器 31，但預(yù)期可以使用任何已知和便攜的顏色檢測(cè)傳感器，例如電荷耦 合器件、硅陣列檢測(cè)器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件、有源像素傳感 器、bayer傳感器、foveon X3傳感器、二極管陣列檢測(cè)器或光電倍增 管。
圖6示出了如何利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顏色測(cè)量裝置進(jìn)行侵蝕。光分析控 制系統(tǒng)310可基于對(duì)測(cè)試樣本的顏色變化的確定(205 )結(jié)束侵蝕(26 )。 在第一步驟中，可將標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)(SRM)的顏色改變作為控制數(shù)據(jù) 輸入光分析控制系統(tǒng)310中。然后利用上述i殳備測(cè)量樣本3的顏色
(201)，并開始樣本的侵蝕(203)。在隨后的步驟中，實(shí)時(shí)、連續(xù) 或以離散時(shí)間間隔地測(cè)量顏色的變率(204)，并將其與初始測(cè)量值
(AE )進(jìn)行比較(205 )。如果變化大于等于該值，那么結(jié)束侵蝕(206 )。 如果顏色改變保持小于理想的顏色改變，那么繼續(xù)侵蝕(207)，直到再次測(cè)量色變率(color variability ) (204)。
圖8示出了在支架1上以不同角度取向安裝的樣本3的不同可能 構(gòu)造。構(gòu)造A示出的是一可行實(shí)施方式，其中第一和第二輸入光學(xué)器 件10、 11在光源5與測(cè)試樣本3之間對(duì)準(zhǔn)。該構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是提供樣 本3的正面顏色測(cè)量，但是缺點(diǎn)在于輸入光學(xué)器件10、 11導(dǎo)致產(chǎn)生 一定程度的陰影。在示出的構(gòu)造B中，第一光學(xué)器件10以相對(duì)于測(cè) 試樣本3的法平面一定角度的取向測(cè)量測(cè)試樣本的光譜反射。
在確定加速侵蝕:測(cè)試設(shè)備中的樣本顏色的另一方法中，該方法包 括以下步驟將第一輸入光學(xué)器件10放入具有保持至少一個(gè)測(cè)試樣 本3的旋轉(zhuǎn)樣本保持件1的測(cè)試腔2中；識(shí)別測(cè)試樣本3;利用第一 輸入光學(xué)器件10測(cè)量測(cè)試腔2中光源5在測(cè)試樣本3上的光i普反射； 利用測(cè)得的光譜反射計(jì)算一組用于測(cè)試樣本3的CIE三色刺激值；以 及將該組CIE三色刺激值與時(shí)間戳一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。在另 一實(shí)施 方式中，該方法還包括以下步驟將第二輸入光學(xué)器件11放入測(cè)試 腔2中，以測(cè)量光源5的光鐠分布并將光源5的光鐠分布與時(shí)間戳一 起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。時(shí)間戳是與測(cè)量相關(guān)聯(lián)的任意類型的信息或存儲(chǔ) 機(jī)制，其允許將數(shù)據(jù)流重建為時(shí)間流。例如，可以與顏色測(cè)量數(shù)據(jù)一 起存儲(chǔ)時(shí)間值，但是也可以構(gòu)思使用時(shí)間增量鏈接連續(xù)存儲(chǔ)值。在侵 蝕領(lǐng)域還公開了當(dāng)要觀察的是樣本的褪色而不是顏色改變時(shí)，使用 褪色(AL)代替顏色轉(zhuǎn)變(AE)作為評(píng)估樣本改變的可行工具。還 構(gòu)思使用其他標(biāo)準(zhǔn)或顏色測(cè)量技術(shù)和連同該技術(shù)的界面。
最后，還構(gòu)思但未示出的是使用能夠檢測(cè)與外殼2內(nèi)光在樣本3 上的二次反射相關(guān)聯(lián)的背景亮度的環(huán)境傳感器，以進(jìn)一步校正獲得的 顏色測(cè)量結(jié)果。在壁具有反射并且光源5未特定地僅指向樣本3而是 指向外殼2的整個(gè)表面的封閉外殼2中，來自光源5的大部分照明由 背景亮度構(gòu)成。
雖然在附圖中示出并在說明書中描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
， 但本發(fā)明不限于所示和所述的精確構(gòu)造?？梢栽诓幻撾x所附權(quán)利要求 限定的發(fā)明范圍的情況下對(duì)部件和構(gòu)件的構(gòu)造和布置進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1、一種加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，包括外殼，其具有通向限定在該外殼中的測(cè)試腔的出入門；在所述外殼內(nèi)用于保持至少一個(gè)測(cè)試樣本的旋轉(zhuǎn)樣本支架；布置在所述測(cè)試腔中以對(duì)所述測(cè)試樣本進(jìn)行照明的光源；布置在所述測(cè)試腔中以對(duì)所述光源在所述測(cè)試樣本上的光譜反射進(jìn)行測(cè)量的第一輸入光學(xué)器件，該第一輸入光學(xué)器件通過光管連接到顏色測(cè)量傳感器，并連接到用于對(duì)所述測(cè)試樣本的顏色轉(zhuǎn)變進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)確定的光分析控制系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，還包括布置在所述測(cè)試腔中的第二光學(xué)器件，該第二光學(xué)器件用于測(cè)量所述光源的光譜分布。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述光源從由氙弧光燈、金屬囟化物燈、熒光燈和碳弧燈構(gòu)成的組中選擇。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述第一輸入光學(xué)器件通過開關(guān)機(jī)構(gòu)連接到所述顏色測(cè)量傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述顏色測(cè)量傳感器從由電荷耦合器件、電荷耦合陣列、硅陣列檢測(cè)器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件、有源像素傳感器、bayer傳感器、foveon X3傳感器、二極管陣列檢測(cè)器、光電倍增管和非掃描光i普輻射計(jì)構(gòu)成的組中選擇。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述光分析控制系統(tǒng)包括連接到光i脊輸出的軟件開關(guān)和用于計(jì)算實(shí)時(shí)色差的顏色測(cè)量軟件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述光分析控制系統(tǒng)可基于對(duì)所述測(cè)試樣本的顏色變化的確定來結(jié)束侵蝕。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述第一光學(xué)器件和第二光學(xué)器件在所述光源和所述測(cè)試樣本之間對(duì)準(zhǔn)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速侵蝕測(cè)試設(shè)備，其中，所述第一光學(xué)器件以相對(duì)于所述測(cè)試樣本的法平面具有角度的取向測(cè)量所述測(cè)試樣本的光鐠反射。
10、 一種確定加速侵蝕測(cè)試設(shè)備中的樣本顏色的方法，該方法包括以下步驟將第一輸入光學(xué)器件放入具有保持至少一個(gè)測(cè)試樣本的旋轉(zhuǎn)樣本支架的測(cè)試腔中；識(shí)別所述測(cè)試4羊本；利用所述第一輸入光學(xué)器件測(cè)量所述測(cè)試腔中所述光源在所述測(cè)試樣本上的光i普反射；利用測(cè)得的光諳反射計(jì)算一組用于所述測(cè)試樣本的CIP三色刺激值；以及將該組CIP三色刺激值與時(shí)間戳一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的確定加速侵蝕測(cè)試設(shè)備中的樣本顏色的方法，該方法還包括以下步驟將第二輸入光學(xué)器件放入所述測(cè)試腔中，用于測(cè)量所述光源的光譜分布；以及將光的光譜分布與時(shí)間戳一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的確定加速侵蝕測(cè)試設(shè)備中的樣本顏色的方法，該方法還包括以下步驟利用軟件應(yīng)用程序生成光譜輸出；將該信息作為光譜分布顯示并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的確定加速侵蝕測(cè)試設(shè)備中的樣本顏色的方法，該方法還包括以下步驟將所述一組CIP三色刺激值與一組初始存儲(chǔ)的CIP三色刺激值進(jìn)行比較以確定實(shí)時(shí)色差，將實(shí)時(shí)色差與所存儲(chǔ)的測(cè)試樣本的最大色變率的值進(jìn)行比較，并且在實(shí)時(shí)色差超過或等于所存儲(chǔ)的最大色變率的值時(shí)結(jié)束侵蝕。
全文摘要
公開了具有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顏色測(cè)量系統(tǒng)的侵蝕測(cè)試設(shè)備，該系統(tǒng)具有置于光源與測(cè)試樣本之間的腔中并連接到光管的輸入光學(xué)器件，光管又連接到顏色測(cè)量傳感器和相關(guān)聯(lián)的處理存儲(chǔ)系統(tǒng)，以在侵蝕裝置的外殼中以連續(xù)方式確定樣本顏色。然后將獲得的顏色與存儲(chǔ)值或基準(zhǔn)比較以確定顏色隨時(shí)間的轉(zhuǎn)變，也可將其與標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)比較，以確定標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試何時(shí)實(shí)現(xiàn)可接受的顏色改變值。另選地，輸入光學(xué)器件偏離樣本與光源之間的線，以限制光學(xué)器件產(chǎn)生的陰影干擾，另選地，串聯(lián)使用幾個(gè)輸入光學(xué)器件，以測(cè)量在腔中的旋轉(zhuǎn)支架上以不同的角度取向定位的不同樣本的顏色。另選地，使用第二光學(xué)器件測(cè)量CIE標(biāo)準(zhǔn)下的顏色計(jì)算中使用的輻射光源的全光譜測(cè)量結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N21/25GK101625309SQ200910140038
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者C·瓦斯, K·P·斯科特 申請(qǐng)人:阿特拉斯材料測(cè)試技術(shù)有限責(zé)任公司