Cómo ven los colorímetros
La elección correcta de la geometría de medición
Tras largas discusiones internas, se ha tomado la decisión de adquirir un colorímetro, lo que supone un quebradero de cabeza a la hora de elegir cuál. No solo hay que decidir qué proveedor, sino también seleccionar el equipo que mejor se adapte a la tarea de medición requerida. Los criterios de decisión iniciales deben ser el grado de precisión deseado, en el que la resolución espectral y la repetibilidad desempeñan un papel decisivo.
Otro punto de referencia esencial es la geometría de medición, ya que influye de manera significativa en la conclusión que se extrae de los resultados de la medición. Tomar una decisión equivocada provocaría problemas en la evaluación de las diferencias de color, ya que en la comunicación entre proveedores y compradores las diferencias de color pueden interpretarse de manera diferente. Por este motivo, la geometría de medición debe confirmarse entre todas las partes y debe corresponder a la tarea respectiva.
No se puede desactivar la geometría de medición
La geometría de medición es el enlace entre la fuente de luz del colorímetro y la muestra, por un lado, y entre la muestra y el sensor, por otro. Un observador humano puede no ser siempre consciente del hecho de que está permanentemente influenciado por la geometría de medición: la luz puede ser difusa o directa, vendrá de una dirección determinada, el ojo mirará la muestra de medición desde un ángulo determinado, etc.
La forma en que se percibe el color, también en el caso de los colorímetros, depende de estas condiciones óptico-geométricas. La construcción de las geometrías de medición, que son proporcionadas por diferentes fabricantes y están definidas por normas internacionales y nacionales, difiere en la forma en que se ilumina y se observa la muestra de medición. En principio, es necesario diferenciar entre las geometrías de medición para la medición por reflexión y por transmisión.
Las cinco geometrías de la medición por reflexión
La geometría de medición 45°:0° utiliza iluminación direccional. Una fuente de luz ilumina la muestra, dirigiendo la luz en un ángulo de 45° con respecto a la perpendicular. Solo se puede lograr una iluminación perfectamente homogénea de la muestra, especialmente si tiene una superficie estructurada, utilizando iluminación anular (geometría de medición 45°:0°). Para acercarse a la «liga real» de la geometría de medición de 45°:0°, se puede utilizar un dispositivo de iluminación circular, es decir, la geometría de medición de 45°c:0°. En esta variante, la luz se dirige selectivamente hacia la muestra de medición mediante cables conductores de luz dispuestos circularmente. El número de conductores de luz —y, por lo tanto, la distancia entre cada uno de ellos— es el factor decisivo para la calidad de la iluminación. Para aplicaciones muy especiales, la muestra puede incluso iluminarse con un único haz de luz dirigido desde un ángulo de 45°. La visualización se realiza bajo 0°. Esta geometría se denomina 45°x:0°.
Diagrama geométrico de 45°:0°
La geometría de medición 45°a:0° con iluminación anular para mediciones dependientes del brillo y la superficie.
La geometría de medición d:8° cuenta con un dispositivo óptico que proporciona iluminación difusa (esfera de Ulbricht). La luz, por ejemplo, de una lámpara de xenón, se proyecta en una esfera. El interior de la esfera está recubierto con una sustancia blanca altamente reflectante (sulfato de bario, cerámica, plástico especial) que refleja la luz de forma múltiple. Un obturador, un elemento óptico dentro de la esfera, evita que los rayos direccionales alcancen directamente la muestra de medición. La muestra se coloca en una abertura de la esfera y se ilumina desde todas las direcciones con una luz difusa casi perfecta. Las diferencias en el estado de la superficie (textura y/o nivel de brillo) no pueden influir en el valor de medición. A través de una abertura en la parte superior de la esfera, el sensor observa la superficie que se está midiendo con un ángulo de 8° con respecto a la vertical. Para evitar el reflejo de la luz especular de la superficie de la muestra, muchos instrumentos cuentan con una trampa de brillo. Puede tratarse de un filtro de brillo «óptico», una cavidad recubierta de negro fuera de la esfera. Cuando el filtro, que está dispuesto con un ángulo de -8° con respecto a la abertura de visión, está abierto, la luz que de otro modo se reflejaría en la pared interior de la esfera se elimina y, por lo tanto, no puede iluminar la muestra. Como alternativa igualmente adecuada, es posible un control numérico del brillo. En este caso, una fuente de luz adicional ilumina la muestra de medición con un haz de luz direccional a -8° con respecto a la normal de la muestra. La relación entre la reflexión direccional y la difusa permite calcular el componente de brillo. El sistema de medición que incluye el brillo se denomina di:8°, mientras que el sistema de medición que excluye el brillo se describe como de:8°.
Otra geometría esférica es d:0°, ampliamente utilizada en la industria papelera. Al igual que en la geometría d:8°, aquí la muestra se ilumina de forma difusa y uniforme. Sin embargo, la visualización se realiza verticalmente bajo 0°. El posicionamiento de la abertura del sensor de esta manera conduce automáticamente a un sistema de medición «sin brillo». Los valores de medición obtenidos son comparables a los de la geometría de medición de:8°.
d:8° Diagrama geométrico
Geometría esférica d:8°; opcionalmente con (de:8°0 o sin (di:8°) trampa de brillo: la geometría d:8° ofrece ambas posibilidades.
Los materiales con efectos especiales, como los recubrimientos con efecto metálico, no pueden evaluarse adecuadamente con ninguna de las geometrías esféricas di:8° y de:8° o 45:0°, debido a su dependencia del ángulo de iluminación y del ángulo de visión. En este caso, es necesario realizar mediciones bajo varios ángulos, iluminando la muestra bajo un ángulo de 45°. Los ángulos de visión se describen como ángulo «Away of Specular» (alejado de la especularidad) con el código de identificación «as». Los estándares de facto son los ángulos 45°:as25°, 45°:as45° y 45°:as75°. En algunos casos se requieren combinaciones adicionales de ángulos, como 45°:as15° o 45°:as110°.
Una observación básica sobre las geometrías de medición: de hecho, es posible intercambiar la dirección de iluminación y la dirección de visión sin que ello influya en el resultado de la medición. Por lo tanto, d :8° y 8°:d o 45°:0° y 0°:45° son equivalentes.
Las tres geometrías para la medición de la transmisión
Además de medir la reflexión, muchos instrumentos de sobremesa con geometría esférica también permiten medir materiales transparentes. Para ello, la muestra se coloca en la cámara de transmisión del instrumento, situada entre el puerto de salida de luz de la esfera y el puerto de entrada de luz del sensor. A continuación, el puerto de medición para las mediciones de reflexión se cubre con una superficie blanca, normalmente se utiliza el patrón de calibración para este fin, lo que permite la geometría de transmisión de di:180°. Aquí se mide la transmisión total, que consta de componentes difusos y direccionales (regulares). Si, por el contrario, se coloca una «trampa de brillo» en el puerto de medición, solo se evalúa la transmisión difusa y la geometría de medición se denomina de:180°. Para tareas de medición especiales, se dispone de medidores de color especiales con una geometría de 0°:180°, que miden únicamente los componentes regulares de la transmisión. Sin embargo, estos instrumentos no son adecuados como medidores multitarea, ya que no pueden utilizarse para mediciones de reflexión.
Diagrama de geometría de transmisión
Geometría de medición d:180° para la medición de la transmisión de muestras líquidas o sólidas. Como di:180° para la medición de la transmisión total o como de:180° para la medición de la transmisión difusa únicamente.
¿Qué geometría de medición es la más adecuada?
El tipo de geometría de medición que se debe utilizar depende de la conclusión que se desee obtener del resultado de la medición. Si se pretende que la medición se corresponda lo más posible con la impresión visual, el resultado de la medición debe depender de la superficie y el brillo. Del mismo modo, el ojo siempre percibe la impresión global del color y la superficie. Para este fin, las geometrías de medición que excluyen el brillo ofrecen el resultado deseado, ya que, debido a su construcción óptica, proporcionan valores que dependen del brillo y las condiciones de la superficie. La solución técnica es la siguiente: iluminación en un ángulo de 45°, medición en un ángulo de 0°, aplicación de una geometría esférica con iluminación difusa y medición que excluye el brillo (de:8° o d:0°).
Si, por el contrario, se pretende examinar el material independientemente de la estructura de la superficie para detectar cambios como los de colorante y/o su concentración, se debe registrar la reflexión total del material. En este caso, la reflexión de la superficie representa una unidad constante (en el caso de la pintura y el plástico, alrededor del 4 % de la reflexión total). Su valor permanece inalterado para todas las variaciones de la superficie y no influye en el resultado de la medición.
Solución técnica: en este caso se requiere un colorímetro con geometría esférica y medición que incluya el brillo (si el medidor cuenta con un filtro de brillo, este debe estar cerrado). De esta manera se reconoce la reflexión total de la muestra, independientemente del brillo y la estructura. Este método también se recomienda para la coincidencia de colores por ordenador (CCM).
Asesoramiento experto de Konica Minolta
Como fabricante profesional de colorímetros, Konica Minolta ofrece una amplia gama de espectrofotómetros e instrumentos triestímulos. La multitud de posibles tareas de medición requiere soluciones a medida. El asesoramiento personalizado y a medida es de gran ayuda para tomar la decisión correcta.
