Jedes Material absorbiert, reflektiert oder lässt Licht durch, was die Farbe bestimmt, die wir sehen, wenn wir ein Objekt betrachten. Die Transmission bezieht sich auf die Lichtwellen, die durch eine durchscheinende oder transparente Probe hindurchgehen, und Spektralphotometer liefern quantitative Messungen dieser Daten. Diese Geräte ermöglichen eine wissenschaftliche und objektive Bewertung der Farbe einer Probe, was für die Gewährleistung der Farbkonsistenz in verschiedenen Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist. Transmissionsmessungen mit Spektralphotometern ermöglichen eine bessere Qualitätskontrolle und verbessern die Wahrnehmung Ihrer Produkte durch die Verbraucher.

Was ist die Transmissionsfähigkeit in einem Spektralphotometer?

Die Definition von Transmissionsgrad ist das gemessene Licht, das durch eine Probe hindurchgeht, d. h. das Licht, das nicht absorbiert oder reflektiert wird. Zu den drei primären Transmissionsgradmessungen gehören:

  • Diffuse Transmission (Td, n): Diese Messung ist das Verhältnis des von einer Probe durchgelassenen Lichtstroms zum einfallenden Lichtstrom, wobei der durchgelassene Lichtstrom in allen Vorwärtswinkeln außer dem regulären Transmissionswinkel gemessen wird. Wenn Licht diffus durchgelassen wird, ändert sich seine Richtung beim Durchgang durch das Material, was zu Streuung führt.
  • Reguläre Transmission (tr, n): Dieser Messwert ist das Verhältnis des ungestreuten durchgelassenen Lichtstroms zum einfallenden Lichtstrom. Mit anderen Worten: Es handelt sich um direkt durchgelassenes Licht.
  • Gesamtdurchlässigkeit (tt, n): Dieser Messwert ist das Verhältnis des bei allen Vorwärtswinkeln durchgelassenen Lichtstroms zum einfallenden Lichtstrom. Die Gesamtdurchlässigkeit ist die Summe aus regulärer Durchlässigkeit und diffuser Transmission.

Diese Werte sind für die Aufrechterhaltung der Qualität von Produkten wie Getränken und Speiseölen von entscheidender Bedeutung. Am besten misst man die Farbe mit einem Spektralphotometer, um genauere Informationen zu erhalten, da diese Geräte exakte quantitative Daten über die Lichtmenge liefern, die durch eine Probe hindurchgeht. 

Die Durchlässigkeitsformel lautet:

T = PT/P0

Die Werte in dieser Formel stehen für:

  • T: Durchlässigkeit
  • PT: Die Strahlungsleistung der Quelle beim Austritt aus der Probe
  • P0: Die Strahlungsleistung der Quelle beim Eintritt in die Probe

Das Ergebnis dieser Berechnung ist ein Verhältnis, das das Licht vor dem Eintritt in die Probe mit dem Licht nach dem Durchgang durch die Probe vergleicht. Ein Wert näher an 1 bedeutet, dass das meiste Licht durchgelassen wird, während niedrigere Werte bedeuten, dass weniger Licht durchgelassen wird. 

Was ist die prozentuale Durchlässigkeit in einem Spektralphotometer?

Die prozentuale Durchlässigkeit gibt das durch die Probe hindurchtretende Licht als Prozentsatz anstelle des durch die obige Formel ermittelten Verhältnisses an. Sie erhalten diesen Wert, indem Sie das Verhältnis mit 100 multiplizieren. 

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Eine Probe mit einer Durchlässigkeit von 100 % ist transparent und lässt das gesamte Licht durch. Niedrigere Werte weisen auf eine höhere Lichtdurchlässigkeit als Transparenz hin. Für eine effektive Messung der Durchlässigkeit müssen mindestens 30 % des Lichts durch das Material hindurchgehen.

Der Transmissionsprozentsatz ist auch für Absorptionsberechnungen hilfreich. Eine häufig verwendete Absorptionsformel lautet:

A = 2-log10(%T)

Diese Formel bestimmt die Menge des absorbierten Lichts anhand des Prozentsatzes des Lichts, das durch die Probe hindurchgeht. 

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Wie misst ein Spektralphotometer die Transmission?

Ein Spektralphotometer misst den Transmissionswert, indem es Licht durch ein Material auf einen Detektor strahlt. Der Detektor misst das durchgelassene Licht und vergleicht es mit dem ursprünglich einfallenden Licht. Aus diesem Vergleich ergibt sich ein Verhältnis, das mit 100 multipliziert wird, um die prozentuale Transmission zu erhalten.

Hier ist der Prozess, der verwendet wird, um ein Spektralphotometer einzurichten, um die Durchlässigkeit zu messen.

1. Modus auswählen

In den Steuerelementen des Spektralphotometers wählen Sie den richtigen Messmodus aus. Wählen Sie TTRAN, wenn Ihre Probe aufgrund von Lichtstreuung leicht trüb ist. Verwenden Sie hingegen RTRAN für klare Proben ohne Trübung.

2. Standardisierung des Spektralphotometers

Standardisieren Sie das Spektralphotometer vor der Analyse Ihrer Probe mit den vom Hersteller mitgelieferten Kacheln.

Wenn Sie eine Flüssigkeit messen, geben Sie während des Standardisierungsprozesses eine Blindlösung in eine Transmissionszelle. Bei der Analyse von Produkten auf Wasserbasis können Sie destilliertes Wasser als Blindlösung verwenden.

Geräte wie HunterLab UltraScan® Pro und UltraScan VIS lassen sich mit Hilfe der von uns bereitgestellten Lichtfalle und NIST-rückführbaren weißen Kachel leicht standardisieren, während unser Vista-Spektralphotometer eine Standardisierung per Knopfdruck ermöglicht.

3. Beispiele lesen

Sobald Sie die Ober- und Untergrenze der Skala mithilfe standardisierter Kacheln festgelegt haben, können Sie den Transmissionswert für Ihre Probe messen.

Die Messung ist mit unserem Modell Vista ganz einfach. Bereiten Sie die Transmissionszelle mit Ihrer Lösung vor und setzen Sie sie in die Kammer ein. Schließen Sie den Deckel und drücken Sie das grüne Messsymbol, um den Vorgang zu starten. Die resultierenden L*a*b*-Werte werden innerhalb von Sekunden auf dem Bildschirm angezeigt.

Die Bedeutung der Durchlässigkeit in Spektralphotometern

Transmissionswerte liefern quantitative Daten, mit denen sich die Reinheit und Qualität bestimmter Materialien, von Speiseölen bis hin zu pharmazeutischen Produkten, bestimmen lässt. Diese Daten bieten unter anderem folgende Vorteile.

Überprüfung der Klarheit

Bei der Herstellung von Produkten wie Speiseölen kann die Trübung der Probe die Farbe beeinflussen, da Partikel das Licht streuen. Partikel können auch die Sortierung und Veredelung beeinflussen. Durch die Kombination von Transmissionsmessungen mit der Quantifizierung der Trübung können Hersteller die Klarheit mit Sicherheit überprüfen.

Transparenz charakterisieren

Während eine visuelle Beurteilung einen allgemeinen Eindruck von der Transparenz vermittelt, liefert Ihnen ein Transmissionswert einen konkreten Zahlenwert für einen genaueren Vergleich mit einem Standard. 

Aufrechterhaltung der Qualitätskontrolle

Konsistenz ist wichtig, um die Qualität aufrechtzuerhalten und Abfall zu reduzieren, wodurch Ihr Unternehmen Zeit und Geld spart. Unterschiede in den Transmissionswerten können darauf hindeuten, dass Produktionsprozesse angepasst werden müssen, um diese Ziele zu erreichen. Spektralphotometer erkennen schnell, wo Verschiebungen auftreten, sodass Hersteller schneller Anpassungen vornehmen können.

Verbesserung der Verbraucherwahrnehmung

Verbraucher haben visuelle Erwartungen an die Produkte, die sie kaufen. Wenn Ihre Angebote diesen Erwartungen nicht entsprechen, wenden sich Kunden möglicherweise einem Konkurrenzprodukt zu.

Konzentrationen analysieren

Der Transmissionswert gibt Ihnen einen allgemeinen Überblick über die Konzentration von Farbstoffen oder Pigmenten in einem Material. Diese Informationen sind hilfreich bei der Produktformulierung und ermöglichen Ihnen eine bessere Farbkonsistenz über Chargen, Anlagen und Produktionslinien hinweg.

Verbesserung der Sicherheit

Transmissionswerte zeigen Veränderungen in Produkten an, was dabei helfen kann, Verderb in Produkten wie Speiseölen und Fruchtsäften zu erkennen. Anhand dieser Daten können Hersteller die Haltbarkeit sowie die Faktoren, die diese verkürzen oder verlängern, bestimmen.

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Transmission und Trübung mit HunterLab messen

Bestimmen Sie die Reinheit von Rohstoffen mit dem Spektralphotometer Vista von HunterLab. Dieses Gerät erfasst in einer einzigen Messung Daten zum Durchlass im sichtbaren Bereich und zur Trübung von Flüssigkeiten, sodass Sie konsistente Farb- und Spektraldaten erhalten und Ihre Qualitätsprozesse verbessern können. Außerdem können Sie damit Verunreinigungen in Rohkomponenten frühzeitig erkennen und gegebenenfalls erforderliche Änderungen vornehmen. 

Vista ist ein wertvolles Werkzeug zur Messung der Durchlässigkeit verschiedener Materialien, einschließlich Speiseöle wie:

Es ist auch in der Lage, Farb- und Spektraldaten in transparenten bis transluzenten Feststoffen wie Kunststoffvorformlingen und Folien zu quantifizieren.

Vista kann TTRAN oder RTRAN in nur 2,5 Sekunden messen und sorgt so für einen reibungslosen Ablauf Ihrer Produktionsprozesse. Dank seiner kompakten Bauweise sparen Sie Platz auf dem Labortisch, und ein spritzwassergeschütztes Probenfach schützt die elektronischen Komponenten vor Beschädigungen bei der Messung von Flüssigkeiten. Dieses Spektralphotometer ist einfach zu bedienen und verfügt über einen 7-Zoll-Touchscreen sowie eine menügesteuerte Benutzeroberfläche, sodass nur minimale Schulungen erforderlich sind.

Darüber hinaus misst Vista gleichzeitig Farbe und Trübung in 5 Sekunden und schafft so einen zusätzlichen Mehrwert für die Produktion.

Für zusätzliche Vielseitigkeit empfehlen wir den UltraScan Pro oder UltraScan VIS, die sowohl die Transmission als auch die Reflexion messen.

UltraScan Pro bietet TTRAN- und RTRAN-Messungen und erfasst Daten im Bereich von 350 Nanometern bis 1050 Nanometern – dem gesamten sichtbaren CIE-Bereich sowie dem nahen Infrarotbereich und einigen UV-Wellenlängen. Darüber hinaus verfügt dieses Spektralphotometer über große, mittlere und kleine Sichtbereiche, um mit verschiedenen Probengrößen kompatibel zu sein. Dank dieser Eigenschaften eignet sich dieses Spektralphotometer-Modell ideal für Brillengläser und beschichtetes Glas.

UltraScan VIS misst auch TTRAN und RTRAN und quantifiziert Farbwellenlängen zwischen 360 und 780 Nanometern, einschließlich einiger Messwerte im UV-Spektralbereich. Darüber hinaus bietet es sowohl kleine als auch große Betrachtungsbereiche für eine flexible Probenhandhabung. Seine Vielseitigkeit ist ideal für Branchen wie Biopharma, Kunststoffherstellung sowie Lebensmittel und Getränkeherstellung.

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HunterLab ist ein zuverlässiger Anbieter von Farbmesslösungen mit über 70 Jahren Erfahrung in der Branche. Wir bieten hochwertige, benutzerfreundliche Produkte wie die Spektralphotometer Vista, UltraScan Pro und UltraScan VIS, die sich perfekt für die Erfassung von Transmissions- und Trübungsmessungen eignen. Fordern Sie noch heute online ein Angebot für diese Lösung an.