工业颜色识别传感器的设计

谈到颜色识别传感器，我们最先想到的一定是色差仪，这种以外形小巧、操作简便、测量准确、分析快速等诸多优点而被广大用户厂商而喜爱，工业颜色检测的设计和发展，可以说就是色差仪这类仪器的设计和发展。


适用于色差在线检测的颜色识别传感器，通常采用的是高亮度LED光源，并且单片机和数字电位计组成闭环回路，根据被测表面样品和所处的环境条件，调整系统获得最佳放大增益，高速模数转换电路分别转换光强和三原色的每色信号为12位数字量，通过高解析度算法处理48位数字量。设计中考虑发光强度因素，有效消除了在线检测中振动引起的测量误差。同时支持色差仪连接计算可扩展其功能，尤其调节颜色容差功能。该颜色识别传感器测量速度快，并且有良好的精度和稳定性。
 
颜色被识别、分类、分级、检查和评估自动化检测场合应用的一个重要因素，其实工业生产上经常使用的颜色传感仪器就是色差仪，这种仪器性能稳定功能强大，测量速度快而且结果显示清晰，仪器使用简单而广受消费者好评。
 
早期的色差仪一般都是进口产品，国内虽然也有生产商在研发生产，但是由于技术和相应的工业水平的显示都不够成熟，一般采用的是传统光源，仪器体积较大，而且精度和稳定性不高。而国外的色差仪具有自动化程度高、速度快、检测可靠并且操作简单等特点。
 
但是近些年中国工业发展迅猛，国内的颜色检测技术不断的提高，新型研制的颜色检测色差仪技术不比国外的差，甚至有些在精度上超过的国外。这种先进的颜色检测仪器比广泛的应用在在汽车制造、电子、包装、医药和化妆品等行业。
 
色差仪系统总体结构设计
颜色识别传感器的内置设计主要由光源、信号采集及处理、单片机系统（调整最佳增益，数据处理）及计算机处理软件（颜色空间转换及显示、调节设定颜色容差）。系统结构原理如图1所示。


色差仪一般通过硬件和软件相结合，具有颜色分类及颜色识别的功能。硬件技术色差仪，软件则是不同色差仪生产商，根据客户需求以及自己产品的功能扩展，而研发的色彩管理分析软件。由不同的光谱组成的光线照射到物体上时，被物体反射并由传感器接收，数字化后，通过微处理器评估和存储。当前检测值与存储的参考值进行比较；如果检测值在误差范围内（设定颜色容差来调节误差范围），就会输出一个相应信号。即实现颜色分类的功能，此功能广泛用于有色物体的自动分类。传感器通过串行通讯口与计算机连接，利用处理软件，显示颜色RGB值，并进行颜色空间转换，以图表示形式显示XYZ、L*a*b*、L*u*v*颜色评价值，实现颜色识别功能。
 
色差仪产品在以前对于液体色差是很难实现测量的，但随着国内各色差仪厂家的技术投入，目前已经能够完成液体样品的色差测定，这类液体色差仪也有非常广泛的应用，由于大量的色差仪产品都应用在工业生产上，因此也往往被人们称作工业色差仪。
 
目前色差仪仪器已经更进一步，例如三恩时色差仪厂家新推出的色差宝系列产品，能够满足早期色差仪的基本功能和应用，但是在测量和使用上更为方便、快捷，测量数据也非常的准确，而且能够与手机这样的移动端设备联接，能够得到更多功能的扩展。色差宝分为MOBCCS色差宝系列和ColorReader色差宝系列，ColorReader色差宝系列更倾向于工业产品色差测量应用。