Spektrofotometr do pomiaru barwy – jak działa?
- Spektrofotometr zasada działania
- CIELab
Klienci zainteresowani zakupem urządzenia do pomiaru koloru zadają to pytanie bardzo często już na samym początku spotkania. Na początku uprzedzę, że nie będę zajmował się tutaj rozważaniem na temat tego czy barwa i kolor to to samo – zostawiam to poetom i filozofom – my zajmujemy się fizyką i matematyką.
Zauważyłem, że bardzo ważne jest zrozumienie zasady działania spektrofotometru do pomiaru barwy lub kolorymetru zanim podejmie się świadomy wybór rozwiązania. Jeden obraz wart tysiąca słów a zobaczyć znaczy zrozumieć. Dlatego po krótce przedstawię idę oraz proces pomiaru koloru.
Spektrofotometr barwy
Po wpisaniu w wyszukiwarce hasła „spektrofotometr”, użytkownik otrzyma wyniki setek różnych urządzeń, które nazywają się spektrofotometrami. Nazwa spektrofotometr to ogólna nazwy urządzenia, które analizuje widmo promieniowania elektromagnetycznego w zakresie zadanym dla tego typu urządzeń. Najczęstszym zakresem analizy jest spektrofotometria UV-VIS w zakresach światła widzialnego VIS oraz bliskiego nadfioletu UV. Są to zakresy w przedziale około 180/200–800 nm. Innym typem są spektrofotometry IR badające zakres podczerwieni 800nm w górę.
Zostawiamy ten typ urządzeń i kierujemy się do grupy „spektrofotometrów barwy” lub „spektrofotometrów do pomiary barwy”. Są to nazwy potoczne, ale charakteryzują typ urządzeń których konstrukcja i zastosowanie przeznaczone jest do pomiaru widma światła widzialnego, czyli zakresu 400-700 nm oraz co najważniejsze tłumaczą wyniki na wartości zrozumiałe dla użytkownika.
Spektrofotometr zasada działania
Jak już napisałem wyżej, spektrofotometr do pomiaru barwy jest narzędziem dedykowanym do określania koloru oraz różnic koloru – ( o pomiarach różnic można przeczytać szerzej w artykule „Jak określić prawidłowo różnicę barwy” )
Spektrofotometr dedykowany do pomiaru barwy mierzy widmo odbiciowe lub widmo światła przechodzącego i tłumaczy je na język zrozumiały dla człowieka. Pomiar polega zazwyczaj na przyłożeniu otworu pomiarowego tzw. przesłony pomiarowej do powierzchni badanego materiału, oświetleniu próbki światłem lampy urządzenia i odczytaniu wyniku. Poniżej znajduje się widmo odbiciowe barwy żółtej – czy jest to język zrozumiały dla użytkownika?
Rys.1 Przebieg widma odbicia światła D65 od próbki barwy żółtej.
Zapewne nie, czy możemy określić barwę lub śledzić jej zmiany na podstawie tego wykresu? Teoretycznie tak, ale będzie to szalenie trudne i niezrozumiałe dla szerokiego grona odbiorców. Dlatego spektrofotometry do pomiaru barwy używają języka zrozumiałego dla każdego użytkownika a pomiar koloru spektrofotometrem polega na cyfrowym wyrażaniu barwy, poprzez wskazanie współrzędnych barwy na danej przestrzeni kolorymetrycznej. W tym przypadku prezentujemy barwę żółtą na wykresie przestrzeni CIE Lab ( Rys. 2 )
Rys.2 Punkt barwy żółtej wskazany na wykresie L*a*b*
Tak więc, spektrofotometr barwy zamienił automatycznie odczyt widma światła odbitego na zrozumiały dla użytkownika język współrzędnych kolorymetrycznych, np. CIE Lab. Czy jest to praktyczne rozwiązanie? Niestety nie, bo położenie barwy żółtej choć może się wydawać fascynujące niewiele wnosi do już posiadanej przez nas wiedzy – że jest to barwa żółta wiedzieliśmy już przed pomiarem. Co zatem daje nam pomiar barwy spektrofotometrem? Tajemnica tkwi w szczególe, a szczegółem jest w tym wypadku odczyt cyfrowy koordynantów koloru i przedstawienie ich do dyspozycji użytkowania w celu dalszej analizy. Pomijamy zatem wykres widma, pomijamy punkt na układzie kolorymetrycznym i dostajemy cyfry, które są unikatową wartością zmierzonego przed chwilą koloru:
Rys.3 Panel spektrofotometru 3Color 9000neo z odczytem próbki barwy żółtej
Reasumując, pomiar barwy polega na odczytaniu cyfr reprezentujących dane zjawisko fizyczne które nasze oczy definiują jako określony kolor. Wszystkie spektrofotometry firmy 3Color® oraz wszystkie kolorymetry służą do odczytu barwy i są zaprojektowane tak, żeby pomiar był maksymalnie dokładny i powtarzalny. Zachęcam do zapoznania się z ofertą spektrofotometrów przenośnych oraz stacjonarnych oraz przenośnych kolorymetrów.
Autor: Jarosław Urbański 3Color® Europe
Data publikacji: 07/05/2024
