Was ist ein Spektralphotometer?

Was ist ein Kolorimeter?

Ein Kolorimeter ist ein Tristimulus-Messgerät. Es misst Farben, indem es die Wahrnehmung des menschlichen Auges nachahmt. Das von einer Probe reflektierte Licht wird in drei Filter geleitet: Rot, Grün und Blau, entsprechend der Empfindlichkeit der Zapfen im menschlichen Auge. Diese Signale werden dann in Tristimulus-Werte (X, Y, Z) umgewandelt und in weit verbreiteten Farbräumen wie CIE L*a*b* oder XYZ angegeben.

Was sind die Hauptmerkmale von Kolorimetern

• Direkte Korrelation mit dem menschlichen Sehvermögen: Kolorimeter messen Farben mithilfe von drei Filtern, die auf die Empfindlichkeitskurven des Auges abgestimmt sind, und geben relativ einfach zu verwendende Farbkoordinaten wie CIE L*a*b* aus.
• Praktikable und einfache Lösung: Im Vergleich zu Spektralphotometern werden Kolorimeter oft verwendet um Muster miteinander zu vergleichen. Das bedeutet, im Umkehrschluss, wenn Sie weniger Wert auf die präziseste Farbgenauigkeit legen, können Kolorimeter für diese Verwendungsart eine praktikable Lösung sein.
• Große Messöffnung für ungleichmäßige Proben: Tragbare Farbmessgeräte wie das Konica Minolta CR-410 können mit vergleichsweise großen Messöffnungen (50 mm) ausgestattet sein. Dadurch eignen sie sich besonders gut für die Mittelwertbildung bei ungleichmäßigen Proben wie Keksen, Stein oder Holz, bei denen eine kleine Messöffnung mehrere Messungen erfordern würde, um den visuellen Effekt der Probe zu charakterisieren.
• Tragbar und benutzerfreundlich: Dank ihres einfachen optischen Designs sind sie robust, unkompliziert zu bedienen und lassen sich leicht in vielen Produktionsumgebungen einsetzen.

Wann ist es besser kein Kolorimeter zu verwenden?

• Beurteilung unter verschiedenen Lichtbedingungen: Die meisten Farbmessgeräte verwenden für jede Messung eine bestimmte Lichtquelle (das CR-400/410 verwendet entweder D65 oder C). Dies schränkt die Fähigkeit eines Farbmessgeräts ein, vorherzusagen, wie eine Farbe unter verschiedenen Lichtverhältnissen aussehen wird.

• Wenn spektrale Daten erforderlich sind: Ohne vollständige Spektralreflexionskurven wird beispielsweise keine Metamerie (wenn zwei Farben unter einem Licht identisch aussehen, unter einem anderen jedoch unterschiedlich) erkannt.
• Ermittlung von Daten für die Farbrezeptur: Rezepturen für Pigmente, Farbstoffe oder Beschichtungen erfordern vollständige Spektralinformationen.

Was ist ein Spektralphotometer?

Funktionsweise:

Ein Spektralphotometer misst Farben detaillierter als ein Kolorimeter. Anstelle von drei Filtern verwendet es ein Beugungsgitter, um das reflektierte Licht in seine einzelnen Wellenlängen im sichtbaren Spektrum (typischerweise 400–700 nm) zu zerlegen. Mehrere Sensoren messen dann die Reflexion in jedem Intervall, häufig alle 10 nm.

Anhand dieser Spektraldaten kann das Gerät Tristimuluswerte und beliebige Farbraumkoordinaten berechnen. Entscheidend ist, dass es auch zeigen kann, wie die Farbe unter verschiedenen Standardlichtarten wie D65 (Tageslicht), A (Glühlampe) oder modernen LED-Spektren erscheint.

Was sind die Hauptmerkmale eines Spektralphotometers

• Detaillierte Daten: Zusätzlich zu den CIELAB-Werten liefern Spektralphotometer spektrale Reflexionskurven, die Aufschluss über die Zusammensetzung der Farbstoffe geben.
• Vielseitigkeit: Erhältlich als tragbare (portable) oder Tischgeräte, wobei Tischmodelle häufig die Möglichkeit bieten, sowohl die Reflexion als auch die Transmission (transparente Flüssigkeiten, Folien oder Glas) zu messen.
• Mehrere Lichtarten: Gespeicherte Daten zur spektralen Leistungsverteilung ermöglichen die Neuberechnung der Ergebnisse unter verschiedenen Lichtbedingungen, wodurch Probleme wie Metamerie erkannt werden können.
• Unverzichtbar für die Farbrezeptierung: Software kann Spektraldaten nutzen, um Rezepturen für Farbstoffe, Beschichtungen oder Kunststoffe vorherzusagen.

Was gibt es bei der Farbmessung zu beachten?

• Komplexität: Detailliertere Farbdaten können bedeuten, dass Benutzer eine Schulung benötigen, um Spektraldaten korrekt interpretieren zu können.
• Probenvorbereitung: Spektralphotometer bieten mehr Kontrolle bei Messungen unter Berücksichtigung von Glanz oder Oberfläche. Die Verwendung der richtigen Geometrie und eine konsistente Handhabung sind unerlässlich.

Effektfarben, wie Metallic- oder Perlglanzbeschichtungen und fluoreszierende Materialien, erfordern eine zusätzliche Messkontrolle. Für Metallic- und Effektlacke werden Mehrwinkel-Spektralphotometer verwendet, um Unterschiede in der Reflexion und im Glanz zu erfassen, während UV-Filter sicherstellen, dass fluoreszierende Proben so gemessen werden, wie sie wahrgenommen werden.