Понимание спектрофотометрического измерения параметров и их определений

Работая в различных отраслях, спектрофотометры имеют решающее значение для измерения и анализа объективных цветовых данных. В этом руководстве мы сосредоточимся на основных параметрах и спецификациях цветных спектрофотометов, чтобы дать представление об алгоритмах, используемых для измерения, анализа и отчетности данных.

Что измеряют спектрофотометры?

Спектрофотометры измеряют, как свет взаимодействует с материалами, измеряя отраженный, передаваемый или поглощаемый свет на различных длинах волн. Необходимые измерения состоят из:

• Спектральная отражательность: процент света, отраженного с поверхности в спектральной области 380-780 нм.

• Колориметрические значения: цвета или представления в пространствах CIE Lab*, CIE XYZ и RGB.

• Расчеты цветовых различийКоличественные различия по формулам ΔEab, ΔE94 и ΔE*00.

• Непрозрачность и прозрачность: измерения передачи и отражения света.

Где используются спектрофотометры?

Пожалуйста, обратите внимание на некоторые примеры того, где спектрофотометры используются в промышленности:

• Автомобильные : соответствие краски, разработка покрытия и обеспечение качества.

• Текстиль и мода : соответствие цвета ткани, консистенция красителя и производство одежды.

• Продукты питания и напиткимониторинг, последовательность и соблюдение стандартов.

• Пластмассы и полимеры: контроль цвета во время производства, обеспечение качества.

• Печать и графикаКонтроль и управление цветом и цветовым воспроизведением в процессе печати.

• Косметикаформулировка и консистенция партии.

Как спектрофотометр измеряет единицы цвета?

Спектрофотометры преобразуют физические измерения света в цветовые единицы на основе стандартов теоретической и прикладной оптической физики и теории цвета. Процесс состоит из:

• Осветление образца источником света под определенным углом

• Передаемый и отраженный свет разделяются на составляющие длины волн с помощью дифракционных решеток.

• Определение интенсивности света в дискретных спектральных интервалах 10−20 нм с помощью фотодетекторов.

• Сырые спектральные данные, обрабатываемые с помощью функций совпадения цветов CIE

Результаты преобразованы в значения тристимула (X, Y, Z) и цветовые пространства, такие как Lab

Что такое кривая спектрального отражения?

Спектральная кривая отражения представляет собой график, показывающий процентное отражение света для поверхности по отношению к каждой световой волне в видимом диапазоне. Эта кривая является фундаментальным оптическим свойством цвета «отпечатка пальца» для описания материала.

Ключевые характеристики:

• Красные цветные материалы демонстрируют высокие значения отражения на 700 нм с снижением отражения от 400 до 500 нм.

• Нейтральные серые материалы демонстрируют форму нейтральности, показывающую относительно плоское отражение на всех длинах волн, оказывая минимальное изменение.

• Кривые демонстрируют и дают представление о цветовых сдвигах, возникающих в результате применения различных настроек освещения.

• Это важно для определения метамеризма различных образцов и имеет решающее значение для метамеризма и сдвигов значений между двумя образцами.

В чем разница между отражающим и передачным спектрофотометром?

Основное различие между спектрофотометарами отражения и передачи связано с их оптическим расположением и характером образцов, которые они предназначены для измерения. Отображающие спектрофотометры изготовлены для непрозрачных материалов.

Их функционирование основано на свете, отраженном от поверхности образца. И свет, и измеряемый образец размещаются под определенным углом. Этот инструмент наиболее подходит для непрозрачных материалов, таких как краски, текстиль, пластмассы и бумага. Эти приборы используют либо направленное (45°/0° или 0°/45°) освещение, либо диффузную (сферическую) геометрию освещения.

Что такое параметры измерения цвета

Параметры измерения цвета относятся к конкретным деталям, таким как спецификации и условия, которые должны соблюдаться, чтобы убедиться, что измерения цвета являются точными, точными и повторимыми. Эти параметры устанавливаются для объяснения функций приборов и того, как должны обрабатываться данные измерений.

Масштаб цвета

Каждый параметр измерения цвета имеет диапазон измерения данных. В частности, параметры измерения цвета ограничиваются только двенадцатью точками данных, чтобы сформировать полную цветовую диаграмму параметров измерения цвета.

CIE осветительный

Цветовые шкалы, которые были координатами и подразделениями CIE, по-прежнему обеспечивают меры относительного расстояния между цветами. Важные масштабы, такие как CIE XYZ, по-прежнему имеют ценность и должны быть задокументированы как заложившие основы для многих цветовых пространств, RGB красного, зеленого, синего, Hunter Lab, предшествующих CIE, но все еще используемых в предыдущих приложениях.

CIE Стандартный наблюдатель

Математическое моделирование среднего человека' Цветное зрение использует функции CIE Standard Observer. Существует два стандартных наблюдателя: «2° наблюдатель», который основан на 2° поле зрения, и «10° наблюдатель», который основан на 10° поле зрения.

В колориметрических расчетах выбор наблюдателя может быть ограничивающим, особенно для периферического зрения. 10° наблюдатель обычно предпочитается для больших наборов образцов и становится стандартом для большинства других приложений измерения цвета.

Геометрия инструмента

Геометрия прибора относится к углам освещения и сбора, то есть: как свет освещает образец и угл, с которого свет собирается детектором. Этот параметр особенно влияет на результаты измерений для образца с текстурованной, металлической или жемчужной отделкой.

Общие геометрии включают 45°/0° (освещение 45° и просмотр 0°), 0°/45° (освещение 0° и просмотр 45°) и диффузные/8°. Каждая геометрия подходит для данного типа образца и применения.

Подготовка образца

Точные и повторяемые измерения зависят от точности подготовленного образца. Это включает чистоту поверхности, отделку поверхности, объем образца, равномерность толщины образца и слоя (в случае измерений передачи) и выравнивание с измерительной диафрагмой.

Джастин Ли

Старший оптический инженер

15+ лет в исследованиях и разработках измерения цвета, держит 8 патентов в спектрофотометрии
Эта статья редактируется Джастином Ли, автором контента веб-сайта 3nh, который имеет 15-летний опыт работы в индустрии управления цветом и часто обсуждает с коллегами в отделах исследований и разработок, маркетинга и производства о профессиональных знаниях и применении устройств для измерения цвета, и имеет глубокое понимание отрасли и продуктов.
Пожалуйста, свяжитесь со мной, чтобы обсудить больше о ваших проектах измерения цвета
service@3nh.com.