色差儀作為顏色測量的光電儀器，根據其測量幾何條件的不同，在結構上可以分為積分球式色差儀和環形照明式色差儀，也就是我們所說的d/8結構和45/0結構的色差儀。那么，積分球色差儀的工作原理是怎樣的？積分球式色差儀使用需要確認哪些條件？本文為大家進行了相應的介紹。
色差儀的結構類型：
對應CIE標準的測色幾何條件，色差儀主要有積分球式和環形照明式兩種。
1.積分球式色差儀
積分球是一個中空的金屬球，其內表面涂有中等灰色的高反射漫射物質，如硫酸鋇或聚四氟乙烯。進入這個球體的光線經過多次反射后都只能從測量孔或光源孔射出積分球。一束光從任意的不通過球心的角度照進積分球，經過球壁的多次反射后會從各個角度照射到樣板，最終通過測量孔或光源射出積分球。測量孔是在與法線夾角成8°的位置，由一組光電管構成的探測器。例如三恩時公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差儀就是這種結構的色差儀。
CIE沒有明確規定積分球的開孔尺寸，只要求所有開孔面積不超過內表面積的10%，因此不同廠家的產品的開孔位置、尺寸及光源入射角度會有區別。與觀測孔關于法線對稱的地方有一個光阱，關閉光阱時鏡面反射成分包含在內，簡寫作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括鏡面反射），也可簡寫作SPIN。當光阱打開時去除了鏡面反射，此條件簡寫作d/8：e，e指去除鏡面反射。這種儀器不僅能測量不透明樣品的顏色，還可以測量透明樣品的顏色。
2.環形照明式色差儀
理想漫反射物體對于任意一束光都將以漫反射形式即各方向等效地反射出去，為此入射光和觀察者的角度并不重要，不會影響到觀察結果，但真實物體表面并非理想漫反射表面，多少都會由于鏡面反射成分和表面紋理而造成由于入射光和觀察者的幾何位置不同而表現出來的微小顏色差異。而環形照明則可以消除這種影響，其是以45°環形照明，0°（法線方向）觀測的，可以縮寫為：45/0：c。由于光路可逆，它與0°照明45°方向環形接收是等效的，該測色幾何條件對應的色差儀有三恩時公司的NR145+等。這種結構的儀器是完全不包括鏡面反射光的，測得的數據與人眼觀察一致，另外這種儀器只能測量不透明樣品的顏色。
積分球色差儀的工作原理：
色差儀的一個核心技術就是積分球，融入了積分球原理的設計使得色差儀的測量更加精確可靠，并且更加適合市場測色需求。積分球相當于光學擴散器，積分球的應用同時帶來很多問題，如什么樣的積分球角度更適合色差儀的應用，什么樣的積分球涂層更穩定、更長壽等等。
積分球作為光學擴散器來減小測量誤差，得到更加精確的測量結果。一般情況下，光學擴散片的適當使用下，可以降低測量時因為探測器上的入射光不均勻分布或者光束偏移造成的誤差，這樣可以提高色差儀在測量時的精準性。
積分球的工作原理是光路通過采樣口徑被積分球收集，然后在積分球內部經過多次反射、折射達到非常均勻地散射在積分球內部。使用積分球來測量光通量是，可以使得色差儀的測量結果更為準確，可靠，積分球可以大大降低并清除由光線的形狀、發散的角度以及探測的位置的不同而帶來的測量誤差影響。
現在色差儀市場上多數的積分球內層反射層為涂層結構，這種結構存在使用一段時間后發黃、剝落等問題。而一旦這種情況出現，導致的后果就是色差儀不能提供準確的測量數據，積分球必須整個更換。積分球是色差儀的關鍵部件，維修和更換費用會很高，這樣就會大大加重色差儀的成本。所以一臺色差儀采用品質好的積分球是迫切需求的。好的積分球整體均由穩定、耐用的高反射材料制成，耐老化、不會變色，也不存在內層剝落等問題。整機的使用壽命長，維護費用低。
根據物體的顏色深淺自動調整積分時間，既能保證快速測量，測量時間平均為同類儀器的1/2-1/5，堪稱神速；同時又解決了一些國產色差儀在測量深色部分出現的不穩定現象。
提起積分球就不得不說一個名詞動態積分球時間，動態積分時間是指色差儀中的微電腦根據測量物品的反射光，自動判斷顏色的深淺和顏色的類別，相應調整取樣運算的時間。是使得某些深色物品在反射光比較弱的情況下，也能準確計算出真實顏色的重要參數。這種毫秒級的快速判斷和處理技術，完全由電腦自動完成，人手在操作的時候，根本感覺不到。這是色差儀創造的獨一無二的技術，為了行業的進步和發展，色差儀對這項創新進行了技術公開，沒有反復申請專利。一來因為的專利已經非常多，二來希望行業有一個整體突破，解決在測量深色部分出現的不穩定現象。技術是公開了，當然實現起來還是有一定難度的，只有掌握了核心技巧，才能真正發揮技術的作用。
積分球的應用提高色差儀的穩定性和精度，同時改善色差儀的測量范圍、減短了測量時間，在色彩管理歷史上算是里程碑的一步。
積分球色差儀使用需要確認哪些條件？
我們常說的積分球色差儀指的就是采用積分球式測量-觀察幾何條件的色差檢測儀器。目前大多數公司選用的d/8積分球色差儀，不過不同品牌、不同型號之間會有很大的差別，導致不同的測量精度。積分球作為光學擴散器來減小測量誤差，得到更加準確的測量結果。一般情況下，光學擴散片的適當使用下，可以降低測量時因為探測器上的入射光不均勻分布或者光束偏移造成的誤差，這樣可以提高色差儀在測量時的精準性。
當然在使用積分球色差儀對樣品進行測量時，檢測結果的準確性除了儀器本身結構的影響外，還會受到用戶設定的測量條件的影響，因此用戶在使用時就需要確認以下條件：
1、標準觀測光源：選擇GB/T3978規定的CIE光源，主要采用D65光源或D50光源，也有采用D55、D75、A、C等其他光源。
2、標準顏色空間：目前通常采用CIELAB，XYZ，Yxy，LCh，CIELUV等幾種
3、標準觀測角度：2°/10°
4、標準色差公式：ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2或Δc*=[(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
除此之外，還需要參照各個行業標準來執行色差檢測操作。
積分球色差儀如何維護？
在使用積分球色差儀的過程當中，根據情況合理維護設備很有必要，因為只有合理維護設備才能夠保證檢測出來的數據可以更準確，那么，到底應該要如何維護積分球色差儀呢？
1.因為積分球色差儀是一種精密的測量儀器，所以，在測量的時候要避免外部環境出現很大的變化，不然就可能會因為外部環境變化而導致測量結果受到影響，會影響到測量結果的因素包含光照閃爍、溫度變化等等。
2.在使用積分球色差儀檢測時要注意讓設備保持平衡，不可以出現晃動或者移位等等情況，也不可以對設備進行強烈的撞擊或者是碰撞。
3.積分球色差儀本身并沒有防水效果，所以不能在濕度高的環境下使用。當然，使用過程中也要注意讓設備保持整潔，如果不需要使用，需要將其收拾好，長時間不用則應該要把電池拆下來。
4.使用積分球色差儀的過程中不可隨便對其進行拆裝或者是更改，不然就會導致設備測量效果受到影響，甚至還可能會導致色差儀出現不可逆轉的損壞。
5.在使用積分球色差儀的過程當中一定要定期對電池進行更換，這樣能夠避免因為電池不給力而導致測量誤差出現。