Comprender las geometrías ópticas y elegir el espectrofotómetro adecuado para obtener datos eficaces

Para seleccionar el espectrofotómetro adecuado, es necesario conocer las geometrías ópticas disponibles para asegurarse de que el instrumento es compatible con sus necesidades. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Sean Brown

Los espectrofotómetros han cambiado la forma de evaluar el color y forman parte integral de la investigación, el desarrollo y la fabricación de productos en todos los sectores y en todo el mundo. El análisis espectral avanzado que permiten estos instrumentos permite un control de calidad del color sin precedentes, al tiempo que aumenta la eficiencia y ofrece importantes oportunidades de ahorro. Sin embargo, el tipo específico de espectrofotómetro que seleccione puede tener un gran impacto en sus capacidades y resultados de medición del color.1 La elección del instrumento correcto para sus propósitos requiere una comprensión de las geometrías ópticas y cómo afectan a su capacidad para obtener los datos que necesita.

Un espectrofotómetro 45/0 tiene en cuenta automáticamente atributos geométricos como el brillo para medir el aspecto del color. Fuente de la imagen: Nick Pateman, usuario de Flickr

Espectrofotómetros direccionales 45°/0

Con una geometría direccional 45°/0°, la muestra se ilumina en un ángulo de 45°, mientras que la luz reflejada se mide en un ángulo de 0° con respecto a la superficie de la muestra. Los espectrofotómetros que emplean este método de medición pueden diseñarse de dos maneras:

• Instrumentos bidireccionales: se colocan dos fuentes de luz en lados opuestos de la muestra y la iluminan simultáneamente. Debido a los efectos de la direccionalidad de la muestra, lo mejor es realizar una medición inicial y, a continuación, girar la muestra 90° para medirla de nuevo y promediar las dos lecturas.
• Instrumentos circunferenciales: Se utilizan múltiples luces para formar un anillo alrededor de la muestra e iluminar uniformemente su superficie para reducir los efectos de la direccionalidad de la muestra, eliminando la necesidad de múltiples mediciones.

Los espectrofotómetros de 45°/0° están diseñados para imitar la visión humana y percibir el color de la misma forma que lo hace el ojo.2 Dado que sólo miden la reflectancia difusa y excluyen la información especular -también denominado modo de reflectancia-especular excluida (RSEX)-, incluyen automáticamente los efectos de los atributos geométricos, como la textura y el brillo, para cuantificar el aspecto de la muestra en lugar de sólo el color. De este modo, una muestra brillante parecerá más oscura que una muestra mate aunque ambas tengan la misma pigmentación. Esto las convierte en la mejor opción para igualar el color de muestras con atributos geométricos dispares para garantizar una apariencia cohesiva. Sin embargo, estar confinado al modo RSEX puede ser limitante e impedirle obtener los datos que necesita en determinadas situaciones. Por ejemplo, si una sola pieza de plástico contiene superficies brillantes y mates, los instrumentos de 45°/0° producirán lecturas diferentes para cada tipo de superficie, lo que le impedirá evaluar si el plástico tiene una pigmentación uniforme.

Los espectrofotómetros de 45°/0° tampoco se consideran adecuados para medir el color en muestras transparentes porque son instrumentos de reflectancia y no están diseñados para funcionar en modo de transmisión. Aunque es posible medir muestras transparentes con una cuidadosa preparación de la muestra, no se considera una práctica óptima y no es un método sostenible para el análisis regular de muestras transparentes. Estos instrumentos tampoco son capaces de producir los datos necesarios para las mediciones de bruma.

Los líquidos transparentes deben medirse con instrumentos de transmitancia como el espectrofotómetro d/8°. Fuente de la imagen: Pexels usuario Karolina Grabowska

Espectrofotómetros de difusión/8° esféricos

Los espectrofotómetros difusos/8°, también conocidos como instrumentos esféricos, iluminan la muestra por igual desde todos los ángulos, mientras que la luz reflejada se mide en un ángulo de 8° desde la superficie de la muestra. La naturaleza difusa de la iluminación ofrece a los usuarios varias opciones que no están disponibles en los instrumentos de 45°/0°.

• Opciones de reflectancia especular: los espectrofotómetros d/8° suelen utilizarse en modo reflectancia-especular incluida (RSIN) para medir datos de reflectancia especular y difusa y cuantificar el color real de las muestras independientemente de los atributos geométricos. Si objetos de diversas texturas y niveles de brillo deben coincidir en color real en lugar de apariencia de color, RSIN es necesario para aislar la información cromática. Del mismo modo, RSIN permite evaluar la consistencia de la pigmentación dentro de una misma muestra que presenta variaciones de textura. Si lo desea, también puede obtener mediciones de RSEX, aunque en determinadas aplicaciones pueden no ser tan fiables como las realizadas con un espectrofotómetro de 45°/0°.
• Modo de transmisión: los instrumentos d/8° pueden funcionar en modo de transmisión para medir con precisión el color transmitido de muestras translúcidas o transparentes.
• Medición de la neblina: La medición de la neblina requiere comparar la cantidad de luz difusa con el total de luz transmitida. Combinando su espectrofotómetro HunterLab d/8° con el software EasyMatch QC podrá obtener mediciones precisas de la opacidad tanto en muestras sólidas como líquidas.

La versatilidad y flexibilidad de los instrumentos d/8° los hacen ideales para muchas aplicaciones en las que la geometría 45°/0° no es adecuada. Estas posibilidades de medición ampliadas son fundamentales para la formulación del color y el control de calidad en muchas industrias y han convertido a los espectrofotómetros d/8° en una opción muy popular.

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HunterLab lleva más de 60 años liderando la tecnología de medición del color. Nuestro compromiso con la innovación continua y la capacidad de respuesta a las necesidades cambiantes de nuestros clientes nos ha llevado a desarrollar la línea más avanzada de espectrofotómetros disponible en la actualidad. Combinamos la excelencia tecnológica con un diseño de fácil manejo para permitir un control total del color en todas las fases de investigación, desarrollo y fabricación. Con una amplia gama de instrumentos de 45°/0° y d/8° entre los que elegir, puede estar seguro de que tenemos un espectrofotómetro a su medida. Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre nuestros productos y permítanos ayudarle a seleccionar la herramienta adecuada para sus necesidades de medición del color.