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AMS 光谱传感器分析颜色构成

作者： Stephen Wegscheid 2017-06-22

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您在尝试搭配油漆、化妆品或衣服时，是否曾经问过自己，这究竟是什么颜色？

譬如，您在五金店里需要挑选油漆来粉刷房间。您并不打算粉刷整个房间，而是想要对已经开始的工作做一些润色或修整。问题是，您并不知道确切需要什么颜色，或者在某些情况下，油漆的颜色会随时间而褪色或变暗。那么您该怎么办？您好不容易选出了您认为最接近的颜色，回到家里才发现差之毫厘，谬之千里。噢，这可真是让人抓狂，我们每个人都有过这种经历吧。

倘若我们能够准确确定某种颜色的实际构成，从而获得完美的搭配，岂不美哉？是的，来自 ams 的光谱传感器可以做到这一点，甚至更多。

再看另一个例子。您正在杂货店里挑选水果和蔬菜。如果您像我一样仅仅挑选水果，您肯定想要挑选最甜的苹果。于是您凭着外观的光泽度买了些苹果，结果发现它们并没有那么甜。要是您有一台能够扫描苹果颜色并在购买前告诉您它有多甜的设备，那该多好呀。我知道，这听起来就像是科幻小说《星际迷航》中麦考伊博士和他的科学分析仪。

好吧，那我告诉您，这个科幻故事里的一些东西如今正在发生。不过，在认识这类传感器之前，我们需要先来了解一下颜色究竟是什么。为此，我在年轻时就请教过色彩专家 Crayola，希望更好地了解颜色，结果发现：“颜色属由物体反射光或发射光的不同光质所引起的事物面。” 颜色是被反射或发射的光线。而在科学 101 课上，我记得光线的定义是某种波长的电磁波谱。

为了从更科学的角度更好地了解波长，我访问了美国国家航空航天局网站：人眼可以看到从约 400 纳米到 700 纳米的狭窄频段的光线。这就是所谓的可见辐射 (VIS)，并且表示为紫色、靛蓝色、蓝色、绿色、黄色、橙色和红色等常见颜色。或者正如我们多年前学到的：ROYGBIV。

小于 VIS 的波长包括紫外线 (UV)、X 射线和伽玛射线。波长大于 VIS 时，便进入了红外辐射 (IR) 的范围，之后是微波，最后是无线电波。IR 又可以分为近红外辐射 (NIR)、中红外辐射 (MIR) 和远红外辐射 (FIR)。参见下图。

我们了解了 VIS 及其重要性，但为什么我们还要关心 UV 和 IR 范围，还要了解 IR 的细分？因为 UV、VIS、NIR 和 MIR 传感器可以用于诸如油量 (VIS)、牛奶防掺假 (IR)、农业（VIS 和 NIR）、健康（紫外线 UV、VIS、MIR）和环境 (NIR) 等诸多应用。这如何能办到？谁是或者什么是 ams？

节点色度

ams 是一家奥地利传感器公司，拥有一系列使用 XYZ 三刺激技术的光谱传感器，可用于测量 VIS 和 IR（包括 NIR 和 MIR）范围内的光波。它们带有一系列传感引擎，包括 AS7261 (XYZ +IR)、AS7262（6 通道 VIS）和 AS7263（6 通道 VIS +NIR）。

所有这些科学知识看起来都很遥远，但是目前真正的应用有哪些呢？Variable, Inc 做到了，他们使用 AS7261 开发了一款名为“Node Chroma”的手持式无线彩色扫描仪。这款名副其实的扫描仪可以检测物体的颜色，并通过蓝牙将数据传输到手机应用。应用中将会显示确切的颜色，而且通过使用云功能，您还可以访问调色板以获取确切的颜色混合。此处有一个关于 AS7261 的精彩视频。左图是所使用的 Node Chroma。

想想您可以使用此类设备的所有应用。不再配错油漆来粉刷最后一面墙。

此项技术在红外频谱范围内有什么应用实例呢？使用近红外光谱传感器，可以通过苹果的颜色分辨出苹果的甜度。什么？我再说一遍。使用近红外光谱传感器，可以通过苹果的颜色分辨出苹果的甜度。这听起来神奇得令人难以置信，那么它的工作原理是什么呢？甜度与颗粒的波长及其反射吸收率有关。我从 ams 找到了这张很棒的幻灯片，里面解释得非常清楚。

现有产品中另一个很好的例子是“Primelab 1.0 Multitest”，它是一种使用 ams 传感器的手持式光度计。该设备可以通过测量 100 多个参数来确定水质。知道水质后，您可以根据需要采取相应的步骤来维护、调整或改善水质。其他液体应用包括确定牛奶和奶酪中的脂肪含量。使用 350-900 nm 的 NIR 范围，可以评估脂肪含量并进行必要的调整以获得最佳产品。

我们的世界充满了奇妙的色彩，要找到合适的色彩可能是一个挑战，尤其当您尝试搭配现有色彩时。有许多应用，除了人眼可见的频谱外，还会涉及红外频谱。ams 的光谱传感器是工业、商业和健康项目的理想之选。您永远不会再选错颜色或选到发酸的苹果了。麦考伊博士一定会为此感到自豪。