153-5563-2310
中國儀器儀表學(xué)會(huì)優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)
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色差儀在煙葉顏色檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用

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發(fā)表時(shí)間：2015-10-15 10:46

  • 　　煙葉分級(jí)是工商交接的重要環(huán)節(jié)。我國現(xiàn)行烤煙國標(biāo)規(guī)定，烤煙分級(jí)是先分組、再分級(jí)。煙葉顏色是指同一型煙葉經(jīng)調(diào)制后煙葉的相關(guān)色彩、色澤飽和度和色值的狀態(tài)，因此對(duì)顏色的鑒定直接關(guān)系到分級(jí)的合理性。長期以來，國內(nèi)外對(duì)煙葉顏色的鑒定多依靠感官目視進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，由于每個(gè)人對(duì)顏色的辨識(shí)度不盡相同，加之受到環(huán)境、光線的影響，這些評(píng)價(jià)方式在客觀性和科學(xué)性上存在一定缺陷。我國實(shí)行42級(jí)國家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)煙葉的顏色和特征描述都沒有定量標(biāo)準(zhǔn)，這也大大影響了煙葉品質(zhì)分級(jí)的效率。
      目前，煙葉顏色的儀器測(cè)定有新的突破，運(yùn)用    色差儀對(duì)煙葉顏色進(jìn)行測(cè)量。色差儀是利用具有特定光譜靈敏度的光電積分元件，運(yùn)用國際通用的CIELAB色度空間，直接測(cè)量物體表面色度學(xué)指標(biāo)的儀器，對(duì)于需要物體顏色品質(zhì)管控的行業(yè)來說，具有測(cè)量速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)用國際通用的CIELAB顏色空間，探討色差儀在煙葉分級(jí)中顏色檢測(cè)的具體應(yīng)用。從而促使煙葉分級(jí)由傳統(tǒng)的依靠人工向借助儀器、由定性向定量由經(jīng)驗(yàn)化向理論化發(fā)展。
    　　依據(jù)GB2635-1992烤煙分級(jí)制定的標(biāo)準(zhǔn)樣品，選取上部檸檬黃（BL）、上部橘黃（BF）、上部紅棕（BR）的煙葉作為研究對(duì)象，即上部檸檬黃4個(gè)等級(jí)B1L、B2L、B3L、B4L，上部橘黃4個(gè)等級(jí)B1L、B2L、B3L、B4L，上部紅棕3個(gè)等級(jí)B1L、B2L、B3L，共11個(gè)等級(jí)（如表1）。


    表一 上不煙葉不同等級(jí)劃分

    　　顏色檢測(cè)儀器采用CS-220色差儀，由彩譜科技生產(chǎn)。CS-220色差儀大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；多模式色值顯示；PC 軟件，電腦數(shù)據(jù)管理；USB數(shù)據(jù)連接和輸出；能通過手動(dòng)設(shè)置建立標(biāo)樣的 L*a*b*值。


    CS-220色差儀

    　　在每個(gè)等級(jí)樣品中，選取具有代表性的煙葉20張(要求葉面平整），放于恒溫恒濕箱中，設(shè)定環(huán)境相對(duì)濕度65%、溫度（22±2）℃，平衡時(shí)間不少于24h；利用CS-220色差儀，選擇測(cè)色大口徑8mm，在8/d(8°照明/漫射受光）和SCE（排除鏡面反射光）條件下，先對(duì)儀器進(jìn)行黑白校正，然后在每張煙葉的葉尖、葉中和葉基處分別取點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定；測(cè)量時(shí)，將煙葉平放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，正面朝上使其自然展平，取點(diǎn)時(shí)，在平分主脈3等分處兩側(cè)對(duì)應(yīng)的位置（主脈與葉緣的中間點(diǎn)，盡量避開病斑）均勻各選擇3個(gè)點(diǎn)，每張煙葉6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定的色度學(xué)指標(biāo)主要包括L*值（明度值）、a*值（紅綠色度值，正值代表紅色度，負(fù)值代表綠色度）、b*值（黃藍(lán)色度值，正值代表黃色度，負(fù)值代表藍(lán)色度）、C*值（飽和度）、h*值（色調(diào)角）和ΔE值（總色差值）。以下為測(cè)量結(jié)果（如表2）。


    表2 上部煙葉不同顏色的測(cè)量值

    表3 各項(xiàng)顏色的色差以及總色差

    　　由表3可見，顏色主組之間的 ΔL*、Δa*、Δb*和總色差ΔE均大于１。根據(jù)NBS單位與顏色差別感覺程度對(duì)照表（表4）可見，顏色主組之間的色差都在人眼可識(shí)別的范圍內(nèi)。這說明色差儀在辨別分級(jí)因素顏色時(shí)，符合分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。


    表4 NBS單位與顏色差別感覺程度對(duì)照表

    表5 上部檸檬黃不同等級(jí)的煙葉顏色特征值

    　　在煙葉國標(biāo)中對(duì)品質(zhì)因數(shù)色度規(guī)定了3個(gè)方面的含義，即煙葉顏色的均勻度（煙葉表面顏色均勻一致的狀態(tài)）、飽和程度（顏色的濃淡狀態(tài)）和光澤強(qiáng)度（視覺對(duì)顏色鮮艷的反映強(qiáng)弱狀態(tài)）。
      對(duì)應(yīng)于顏色空間的指標(biāo)中，用c*來表示同一色調(diào)內(nèi)煙葉顏色的飽滿狀態(tài)，用a*、b*值的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的均勻程度，L*可以很好表征不同顏色主組之間的色澤變化。由表5可見，c*值逐漸減小，且每個(gè)等級(jí)的范圍都是不重合的，色差在可見范圍內(nèi)，這和煙葉分級(jí)中規(guī)定，高等級(jí)煙葉比低等級(jí)煙葉的飽和度更高的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）是一致的；a*、b*能夠表征不同顏色主組之間色值的變化，同時(shí)h*值的變化也可以驗(yàn)證色值的變化。隨著等級(jí)的降低，a*、b*值的變異系數(shù)逐漸增大，這說明高等級(jí)煙葉表面顏色均勻度高于低等級(jí)煙葉。通過色差儀定量表征煙葉的顏色和人工感官評(píng)價(jià)煙葉顏色的結(jié)果基本是一致的。綜上所述，運(yùn)用    色差儀表征煙葉的顏色和色度是可行的。
    　　煙葉分級(jí)是對(duì)煙葉質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)，色度分級(jí)指標(biāo)進(jìn)行量化，可以綜合運(yùn)用感官評(píng)價(jià)和    色差儀相結(jié)合的方法，彌補(bǔ)人工感官方法的缺陷，使煙葉分級(jí)更加準(zhǔn)確及便捷。使煙葉外觀質(zhì)量的評(píng)定逐步實(shí)現(xiàn)量化和規(guī)范化。
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