Optische Geometrien verstehen und das richtige Spektralphotometer für aussagekräftige Daten auswählen

Die Auswahl des richtigen Spektralphotometers erfordert ein Verständnis der verfügbaren optischen Geometrien, um sicherzustellen, dass das Gerät mit Ihren Anforderungen kompatibel ist. Bildquelle: Unsplash Benutzer Sean Brown

Spektralphotometer haben die Art und Weise, wie Farbe bewertet wird, verändert und sind ein wesentlicher Bestandteil der Produktforschung, -entwicklung und -herstellung in allen Branchen und auf der ganzen Welt. Die fortschrittliche Spektralanalyse, die durch diese Geräte ermöglicht wird, erlaubt eine beispiellose Kontrolle der Farbqualität bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz und bietet beträchtliche Möglichkeiten zur Kosteneinsparung. Der von Ihnen gewählte Spektralphotometertyp kann jedoch einen großen Einfluss auf Ihre Farbmessfähigkeiten und -ergebnisse haben.1 Die Wahl des richtigen Geräts für Ihre Zwecke erfordert ein Verständnis der optischen Geometrien und ihrer Auswirkungen auf Ihre Fähigkeit, die benötigten Daten zu erhalten.

Ein 45/0-Spektralphotometer berücksichtigt automatisch geometrische Merkmale wie den Glanz, um das Aussehen der Farbe zu messen. Bildquelle: Flickr-Benutzer Nick Pateman

Richtungsabhängige 45°/0°-Spektralphotometer

Bei einer gerichteten 45°/0°-Geometrie wird die Probe in einem Winkel von 45° beleuchtet, während das reflektierte Licht in einem Winkel von 0° zur Oberfläche der Probe gemessen wird. Spektralphotometer, die diese Messmethode verwenden, können auf eine der beiden folgenden Arten konstruiert werden:

• Bidirektionale Instrumente: Zwei Lichtquellen werden auf gegenüberliegenden Seiten der Probe angebracht und beleuchten die Probe gleichzeitig. Aufgrund der Auswirkungen der Richtungsabhängigkeit der Probe ist es am besten, eine erste Messung vorzunehmen, dann die Probe um 90° zu drehen, um sie erneut zu messen und den Durchschnitt der beiden Messwerte zu ermitteln.
• Umlaufende Instrumente: Mehrere Lichtquellen bilden einen Ring um die Probe und beleuchten deren Oberfläche gleichmäßig, um die Auswirkungen der Richtungsabhängigkeit der Probe zu verringern, so dass keine Mehrfachmessungen erforderlich sind.

45°/0°-Spektralphotometer sind so konstruiert, dass sie das menschliche Sehvermögen nachahmen und Farben auf die gleiche Weise wahrnehmen wie das Auge.2 Da sie nur die diffuse Reflexion messen und die spiegelnde Information ausschließen - auch Reflexions-Spiegel-Ausschluss-Modus (RSEX) genannt -, beziehen sie automatisch die Auswirkungen geometrischer Merkmale wie Textur und Glanz mit ein, um das Erscheinungsbild der Probe zu quantifizieren und nicht nur die Farbe. So erscheint eine glänzende Probe dunkler als eine matte Probe, selbst wenn beide gleich pigmentiert sind. Dies macht sie zur besten Wahl für die Farbabstimmung von Proben mit unterschiedlichen geometrischen Eigenschaften, um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten. Die Beschränkung auf den RSEX-Modus kann jedoch einschränkend wirken und verhindern, dass Sie in bestimmten Situationen die benötigten Daten erhalten können. Wenn beispielsweise ein einzelnes Stück Kunststoff sowohl glänzende als auch matte Oberflächen aufweist, liefern 45°/0°-Instrumente unterschiedliche Messwerte für jeden Oberflächentyp, so dass Sie nicht beurteilen können, ob der Kunststoff gleichmäßig pigmentiert ist.

45°/0°-Spektralphotometer gelten ebenfalls nicht als geeignet für die Farbmessung in transparenten Proben, da es sich um Reflexionsgeräte handelt, die nicht für den Betrieb im Transmissionsmodus ausgelegt sind. Obwohl es möglich ist, durchsichtige Proben mit einer sorgfältigen Probenvorbereitung zu messen, gilt dies nicht als optimale Praxis und ist keine nachhaltige Methode für die regelmäßige Analyse von durchsichtigen Proben. Diese Geräte sind auch nicht in der Lage, die für Dunstmessungen erforderlichen Daten zu liefern.

Transparente Flüssigkeiten müssen mit einem Transmissionsmessgerät wie dem d/8°-Spektrophotometer gemessen werden. Bildquelle: Pexels-Benutzer Karolina Grabowska

Diffus/8°-Kugel-Spektralphotometer

Diffuse/8°-Spektralphotometer, auch als sphärische Instrumente bekannt, beleuchten die Probe gleichmäßig aus allen Winkeln, während das reflektierte Licht in einem Winkel von 8° zur Probenoberfläche gemessen wird. Die diffuse Art der Beleuchtung bietet dem Benutzer mehrere Möglichkeiten, die bei 45°/0°-Instrumenten nicht zur Verfügung stehen.

• Optionen für spiegelnde Reflexion: d/8°-Spektralphotometer werden in der Regel im Modus RSIN (reflectance-specular included) verwendet, um sowohl spiegelnde als auch diffuse Reflexionsdaten zu messen und die tatsächliche Farbe von Proben unabhängig von geometrischen Eigenschaften zu quantifizieren. Wenn Objekte mit unterschiedlichen Texturen und Glanzgraden in der Ist-Farbe und nicht im Farbeindruck übereinstimmen müssen, ist RSIN notwendig, um die Farbinformationen zu isolieren. In ähnlicher Weise ermöglicht RSIN die Bewertung der Konsistenz der Pigmentierung innerhalb einer einzigen Probe, die Texturvariationen aufweist. Auf Wunsch können auch RSEX-Messungen durchgeführt werden, die jedoch bei bestimmten Anwendungen nicht so zuverlässig sind wie die Messungen mit einem 45°/0°-Spektralphotometer.
• Transmissionsmodus: d/8°-Geräte können im Transmissionsmodus betrieben werden, um die Transmissionsfarbe von durchscheinenden oder transparenten Proben genau zu messen.
• Dunstmessung: Bei der Messung der Trübung muss die Menge des diffusen Lichts mit der Menge des durchgelassenen Lichts verglichen werden. Wenn Sie Ihr HunterLab d/8°-Spektralphotometer mit der EasyMatch QC-Software kombinieren, können Sie hochpräzise Trübungsmessungen sowohl in festen als auch in flüssigen Proben durchführen.

Die Vielseitigkeit und Flexibilität der d/8°-Geräte macht sie ideal für viele Anwendungen, für die die 45°/0°-Geometrie nicht geeignet ist. Diese erweiterten Messmöglichkeiten sind für die Farbrezeptierung und Qualitätskontrolle in vielen Branchen entscheidend und haben d/8°-Spektralphotometer zu einer sehr beliebten Wahl gemacht.

Die Wahl von HunterLab

HunterLab ist seit über 60 Jahren führend in der Farbmesstechnik. Unser Engagement für kontinuierliche Innovation und die Reaktion auf die sich entwickelnden Bedürfnisse unserer Kunden haben uns dazu veranlasst, die fortschrittlichste Reihe von Spektralphotometern zu entwickeln, die heute erhältlich ist. Wir kombinieren technologische Spitzenleistungen mit einem benutzerfreundlichen Design, um in allen Phasen der Forschung, Entwicklung und Fertigung eine vollständige Farbkontrolle zu ermöglichen. Mit einem umfassenden Angebot an 45°/0°- und d/8°-Instrumenten können Sie sicher sein, dass wir ein Spektralphotometer haben, das zu Ihnen passt. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen über unsere Produkte und lassen Sie uns Ihnen bei der Auswahl des richtigen Geräts für Ihre Farbmessanforderungen helfen.