strona główna Lakiernictwo Wybór geometrii pomiarowej
2021-12-13, ostatnia aktualizacja 2021-12-13 06:00

Aspekty konstrukcyjne spektrofotometrów

Wybór geometrii pomiarowej

Fot. Konica Minolta

Fot. Konica Minolta

O zastosowaniu nowoczesnego spektrofotometru często przesądza jego budowa. Centralne laboratoria specjalizujące się w kompleksowej analizie barw, testowaniu i atestacji otrzymywanych surowców preferują przyrządy stacjonarne. Z kolei spektrofotometry przenośne stanowią wygodne i ekonomiczne rozwiązanie służące do precyzyjnych pomiarów barw w czasie rzeczywistym na dowolnym etapie procesu produkcyjnego.

Przyrządów stacjonarnych zazwyczaj używa się w projektach badawczych i do zadań specjalnych, gdy oprócz zwykłego trybu odbicia potrzebne są także pomiary transmisji lub kontrola bieli materiałów zawierających półtransparentne produkty z komponentami UV. Ich solidna konstrukcja, duże rozmiary głowicy i odpowiednio szerokie pole pomiaru z łatwymi do wymiany aperturami i komorą mierzenia transmisji dają użytkownikom niezrównany komfort pracy i wyjątkową różnorodność zastosowań. Dzięki harmonijnej współpracy z innymi przyrządami, wysokiej precyzji i znakomitej powtarzalności urządzenia te umożliwiają przekazywanie i wymianę wiarygodnych danych widmowych barw przez cały łańcuch zaopatrzenia w skali globalnej.

Spektrofotometry przenośne są lekkimi i ergonomicznymi urządzeniami wyposażonymi, oprócz głowicy pomiarowej, w wydajny mikroprocesor. Błyskawicznie ocenia on mierzone dane i na graficznym wyświetlaczu LCD przedstawia wyniki w postaci wartości bezwzględnych i względnych. Pamięć wewnętrzna mieści tysiące referencyjnych danych widmowych wraz z kryteriami wyników: pozytywnych i negatywnych.

Kierunkowa geometria pomiarowa (0°/45° lub 45°/0°)

Przyrządy przenośne mogą pracować zupełnie niezależnie i w połączeniu z komputerem. Wyposażone są w jedną ze znormalizowanych geometrii pomiarowych – kierunkową, sferyczną lub wielokątową.

Jak wybrać odpowiedni przyrząd?

Przy ocenie dwóch podobnych pod względem odcienia próbek, z których jedna jest lśniąca, a druga matowa, ludzkie oczy nie mogą łatwo określić, czy postrzegana różnica wynika z innej pigmentacji czy różnego wykończenia powierzchni, a może z obu tych czynników jednocześnie. W takiej sytuacji trzeba wiedzieć, co chcemy zmierzyć. Czy jakość barw próbki produkcyjnej pozwala ocenić, w jakim stopniu jej ogólny wygląd jest zgodny z materiałem referencyjnym? A może należy się skupić na pigmentacji mierzonej próbki, aby stworzyć recepturę dopasowanej barwy? W zależności od celu pomiaru należy wybrać przyrząd o odpowiedniej geometrii pomiarowej.

Kierunkowa geometria pomiarowa (0°/45° lub 45°/0°)

Przyrząd o takiej geometrii pomiarowej bardzo wiernie imituje sposób, w jaki nasze oczy postrzegają próbki barw. Gdy mamy do czynienia z błyszczącym przedmiotem, unikamy oślepienia przez rażące światło, intuicyjnie zmieniając kąt obserwacji do chwili, gdy promienie nie będą odbijane prosto w oczy. Odpowiada to układowi, w którym próbka jest oświetlana pod kątem 45°, a oglądana pod kątem 0° lub na odwrót. W ten sposób połysk jest zupełnie wyłączony z percepcji, przez co lśniąca próbka wydaje się optycznie ciemniejsza od matowej. Jeśli mowa o pomiarze, to na lśniącej próbce czujnik optyczny ignoruje kierunkowo odrębną energię składowej lustrzanej, podczas gdy na próbce matowej jest ona jednolicie odbijana we wszystkich kierunkach, dzięki czemu czujnik wciąż może ją wychwycić. Ta geometria pomiarowa jest doskonała do zastosowań związanych z kontrolą jakości.

Sferyczna geometria pomiarowa (d/8°)

Głowica pomiarowa tego przyrządu korzysta z tzw. kuli Ulbrichta, która jest wydrążona i ma białe wnętrze. Wiązka światła skierowana do kuli jest doskonale rozpraszana przez wewnętrzną powierzchnię o bardzo dużym współczynniku odbicia i równo oświetla powierzchnię mierzonej próbki. Bez względu na to, jak powierzchnia rozprasza odbite światło, jest ono całkowicie gromadzone ze wszystkich stron wewnątrz kuli i mierzone za pomocą czujnika ustawionego pod kątem 8o względem osi prostopadłej. Ponieważ połysk jest całkowicie ujęty w pomiarze, przyrząd sferyczny ignoruje różnice wyglądu i „widzi” tę samą barwę na próbce lśniącej, matowej czy o dowolnej innej teksturze. Innymi słowy, sferyczna geometria pomiarowa stosowana w trybie SCI (tj. przy składowej lustrzanej włączonej) kładzie nacisk na pigmentację mierzonej próbki i powinna być wybierana do zadań związanych z recepturowaniem barw.

Sferyczna geometria pomiarowa (d/8°)

Kula Ulbrichta zazwyczaj ma otwór zwany pułapką świetlną, który – po aktywowaniu przez użytkownika – umożliwia eliminację połysku z pomiaru. W tym tak zwanym trybie SCE (tj. przy składowej lustrzanej wyłączonej) przyrząd sferyczny dość dobrze imituje geometrię kierunkową.

Wielokątowa geometria pomiarowa

W praktyce należy najpierw określić różnicę pomiędzy dwiema próbkami, oceniając ich pomiary dokonane w trybie SCE. Następnie, sprawdzając dane SCI, można stwierdzić, czy odchylenie jest spowodowane przez różnice w pigmentacji, czy też jego głównym źródłem są różnice struktur powierzchniowych obu próbek.

Wielokątowa geometria pomiarowa

Wiele dostępnych na rynku produktów wysokiej klasy wyróżnia się dzięki zastosowaniu kolorów specjalnych z efektem łuski metalicznej oraz pigmentu perłowego lub interferencyjnego. Powierzchnie te potrafią wywrzeć znaczny wpływ na ogólną prezencję produktu. Niestety, ani przyrządy z geometrią pomiarową kierunkową, ani ze sferyczną – nie dostarczają wiarygodnych danych do przeprowadzenia korekty. Farby dające efekty specjalne zmieniają barwę i wygląd w zależności od kąta obserwacji, dlatego muszą być mierzone przy zastosowaniu wielokątowej geometrii pomiarowej. W standardowej konfiguracji taki system oświetla mierzony przedmiot pod kątem 45° względem osi prostopadłej, natomiast kąty detekcji są umieszczone na tej samej płaszczyźnie na 15°, 25°, 45°, 75° i 110°. Kąty te są uważane za aspekularne (nielustrzane) i są pobierane z kierunku odbicia lustrzanego.

Więcej informacji można uzyskać w biurze regionalnym Konica Minolta we Wrocławiu oraz na www.konicaminolta.eu



Stanislav Sulla
Konica Minolta Sensing


 

Wasi dostawcy

Podobne

Polecane