Что скрывается за термином „спектрофотометр“ и почему он важен?
Мебельные фабрики (производство крашеных фасадов) и автосервисы (окраска кузовов) сталкиваются с общей задачей: нужно гарантированно соблюдать цвет при покраске. Любое отклонение от эталона — это брак и дополнительные затраты.
Выход — спектрофотометры. Эти приборы мгновенно измеряют цвет и сверяют его с образцом, исключая ошибки визуального контроля.
Ниже — суть технологии без перегруженных теорий. Только то, что важно для практики.
Что такое спектрофотометр?
Представьте прибор, который «читает» свет, отражённый от поверхности или прошедший сквозь материал. Это и есть
спектрофотометр. Он не просто фиксирует цвет — он переводит его в точные цифры, подходящие для любых систем измерения цвета.
Единицы измерения цвета: что фиксирует спектрофотометр?
Что такое цвет и его
координаты?
Цвет — это не просто «красный», «синий» или «зелёный»: с научной точки зрения это трёхмерная характеристика. Её описывают с помощью специальных координат в стандартизированных системах измерения цвета.
Координаты цвета показывают, в каких пропорциях нужно смешать три базовых цвета, чтобы получить оттенок, идентичный измеряемому. Таким образом, измерить цвет — значит вычислить эти три координаты.
Что такое колористическая
система?
Представьте систему, которая превращает цвет в числа — это и есть колориметрическая система. Её фишка в том, что любой цвет можно «собрать» из трёх базовых оттенков, просто смешав их в нужных пропорциях.
Где это применяется?
В экранах используют RGB — оттуда и берутся все цвета на вашем мониторе;
А в науке и промышленности доверяют стандартам XYZ МКО 1931 г. и XYZ МКО 1964 г. — это «золотой эталон» для точного измерения цвета.
Спектрофотометр это и есть тот самый прибор, который отражает его характеристики во всех известных колориметрических
системах.
Рис. 1. Цвет - это трехмерная величина,
которая определяется тремя основными параметрами:
оттенок, насыщенность и светлота
(яркость)
Хотите знать, насколько точно спектрофотометр «видит» цвет? Всё дело в деталях!
Представьте колориметр как прибор с тремя цветными стёклами: красным, зелёным и синим. Он смотрит на цвет через них и делает вывод. Понятно, что точность тут невысока.
А спектрофотометр — это как супер-увеличитель: он изучает цвет по кусочкам, замеряя отражение света каждые 10 нм. Всего он проверяет 31 участок спектра и строит полную «кривую цвета». Вот почему его результаты намного точнее!
Таблица1
Чем отличается колориметр от спектрофотометра
Колориметр
Спектрофотометр
Метод чтения цвета
Как приборы «видят» цвет? С помощью фильтров, которые разделяют световой поток на части. Потом прибор переводит это в числа — так получается описание цвета в трёхмерной системе, похожей на то, как видит человек.
Наш глаз тоже устроен просто: он различает всего три цвета — красный, синий и зелёный.
Все остальные оттенки — это их смеси.
Колориметры работают похоже: у них есть три «датчика» (фотоячейки), которые работают с координатами X, Y и Z.
Цветовая решетка разделяет световой поток до спектра. Сенсоры устройства прочитывают каждый спектральный
участок
Конструктивные особенности
Выполнен из одного процессора и одного датчика
Процессор, свыше 40 датчиков, может присутствовать ПО
Точность
Приблизительная точность
Анализирует цвет интервалом 10 нм и для 31-го канала, выдает точные цветовые координаты
Назначение
Прибор для выполнения ежедневных задач на производстве
Аппарат для исследовательских и научных центров, контрольное устройство на предприятиях
Точность подбора цвета и стабильность цвета ЛКМ для
эмалей обеспечивается применением следующего оборудования:
спектрофотометров и колеровочных автоматов.
Какую формулу используют для оценки цветового отклонения
Наиболее распространенные формулы расчета цветового различия:
dCIELab
dCMC Lab
DE 2000
dHunterLab.
Подбор формулы происходит в соответствии со стандартами конкретной отрасли.
Что значат эти формулы, эта информация достойна целой
статьи, но она сложная и вряд ли будет интересна.
Спектрофотометры с высокой точностью измерения рассчитывают и
отображают отклонения по вышеуказанным
формулам, позволяют установить допустимые отклонения.
Думаете, какой спектрофотометр выбрать?
Сначала посмотрите на поверхность, которую будете измерять. Она блестящая или матовая? Может, у неё есть фактура или неровности? Всё это важно: от текстуры зависит и модель прибора, и размер его «окошка» для замеров (апертуры).
Что такое апертура?
Апертура в оптике - это характеристика оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения.
Выбор апертуры спектрофотометра основывается на размере измеряемого участка и линиатуры
растра:
Апертура 1,5 мм: рекомендуется для участков 2-3 мм с линиатурой 69 линий/см или выше.
Апертура 2 мм: рекомендуется для участков 3-5 мм с линиатурой 52 линий/см или выше.
Апертура 4 мм: рекомендуется для участков 5-7 мм с линиатурой 26 линий/см или выше.
Апертура 6 мм: рекомендуется для участков 7 мм или выше.
Рис. 2. Выбор апертуры спектрофотометра
Какое освещение используется для измерения
цвета спектрофотометром?
Совет: при замерах всегда выбирайте один и тот же источник света! Н
е переживайте из‑за внешнего освещения — современные спектрофотометры от него не зависят. В приборе уже «зашиты» разные стандартные источники света (например, A, C, D50, D65 и др.). Они помогают:
максимально точно измерить цвет;
подстроить результат под нужные условия освещения.
Не забывайте про метамеризм
При смене источника освещения многие цвета могут выглядеть по-разному, этот эффект называется
метамеризм.
Выбирая тот или иной источник освещения
в спектрофотометре, можно увидеть, как изменится
цвет.
Рис. 3. Эффект метамеризма
Типы спектрофотометров
Для измерения цвета с высокой
точностью используется любой из
трех типов спектрофотометров:
Спектрофотометры с углом измерения 0/45° «видят» цвет так же, как человек: они замечают и текстуру, и блеск поверхности.
Есть два вида таких приборов:
контактные — их кладут на поверхность или крепят к кювете;
бесконтактные — новинки техники: измеряют цвет, не прикасаясь к объекту.
Рис. 6. X‑Rite VS450 — это настольный бесконтактный спектрофотометр. Он измеряет цвет и глянец разных материалов: красок, порошков, пластика — причём как сухих, так и влажных.
У прибора есть встроенный датчик, который определяет глянец (по 60‑градусной шкале). А благодаря удобной конструкции легко снимать показания даже с объёмных, не плоских предметов.
Если вы работаете с «металликами» и «перламутрами» (например, в автопроме), вам не обойтись без мультиуглового спектрофотометра. Только он может правильно измерить цвет таких покрытий.
Почему? Потому что свет от «металлика» или «перламута» отражается сразу в нескольких направлениях. Прибор делает замеры под разными углами (15°, 25°, 45°, 75°, 110°) и учитывает все нюансы.
И ещё плюс: как и некоторые другие современные спектрофотометры, он измеряет цвет, не прикасаясь к поверхности.
Рис. 7. X-Rite MA98 мультиугловой спектрофотометр
Смотрите видео о многоугловом спектрофотометре X-Rite МА98
МЕНЮ
