Спектрофотометры

Спектрофотометры

Спектрофотометры относятся к высокоточному лабораторному оборудованию для измерения цвета и спектрального анализа материалов в видимой части спектра.

Назначение и функции

Основная задача данных оптических приборов заключается в количественной оценке цвета на основе спектральных данных. Прибор измеряет спектральные характеристики материала в части отражения и поглощения света и рассчитывает на основании спектральных данных цветовые координаты.

Чаще всего, в качестве измеряемых параметров используются координаты цветового пространства *Lab (CIE Lab)**, где:

• L — светлота
• a — переход красный–зеленый
• b — переход желтый–синий

Отклонение образца от эталонных значений  рассчитывается через показатель ΔE, который показывает разницу цвета относительно эталона и называется цветовым различием.

Спектрофотометры используют, когда необходимо:

• измерение абсолютных значений цвета продукта для указания в документации
• сравнение образцы с эталоном
• поиск похожего цвета из стандартных цветовых вееров
• расчета рецептуры цвета

Принцип работы

Работа спектрофотометра основана на измерении свойств излученного света до и после взаимодействия с исследуемым объектом. При освещении материала часть излучения поглощается или рассеивается, часть отражается или проходит через него. Именно это соотношение фиксируется прибором.

Устройство спектрофотометра состоит из:

• источника света
• монохроматора
• системы освещения и наблюдения
• детектора
• процессора
• интерфейса вывода информации

В зависимости от типа образца измерения проводят на отражение для непрозрачных материалов, либо на пропускание для прозрачных и полупрозрачных материалов.

Разновидности спектрофотометров

Портативные спектрофотометры используются для решения задач, где требуется мобильность и неприхотливость к внешним условиям: на производственных линиях, при выездном контроле и т.п. Например, специалисты отдела контроля качества могут проверять соответствие цвета партии эталону непосредственно на выходе с конвейера.

Настольные спектрофотометры применяются в лабораториях для исследовательских задач и разработки рецептур. С их помощью специалисты создают цветовые стандарты на самом начальном этапе разработки цвета.

Многоугловые спектрофотометры используют в задачах, где большое значение имеет восприятие цвета в зависимости от угла наблюдения, например, в автомобильной отрасли при контроле покрытий типа металлик, либо при работе с изделиями, поверхность которых имеет перламутровый эффект. Прибор освещает образец под разными углами и фиксирует значения цвета.Большую роль играет геометрия измерения прибора:

• 45/0 геометрия приближена к визуальному восприятию, подходит для гладких поверхностей, когда важнее восприятие цвета поверхности, а не его настоящий цвет.
• d/8 сферическая геометрия позволяет проводить измерения материалов с разным уровнем блеска в режимах с включенной зеркальной составляющей SCI и с исключенной SCE, что дает возможность оценивать цвет с учетом и без учета блеска. Такой подход позволяет определить, как различия в текстуре поверхности с одинаковым цветом влияет на визуальное восприятие.
• Многоугловая геометрия измеряет цвет под несколькими углами (например, 15°, 45°, 110°) и позволяет правдиво оценить покрытия с металлическими, перламутровыми пигментами, цвет и блеск которых зависит от угла обзора.

Надежность и эксплуатация

Спектрофотометры применяются в задачах, где важна не только разовая точность, но и стабильность и повторяемость измерений. Стабильность измерений обеспечивается за счет надежных источников освещения, качественных оптических и оптических элементов, конструктивных решений, программным обеспечением. В современных устройствах используются ксеноновые лампы, LED или их комбинации (LED + UV), что позволяет получать равномерное распределение излучения по всей ширине спектра.

Одним из важнейших показателей уровня прибора является повторяемость измерений. Для современных моделей она достигает уровня ΔE*ab порядка 0,015.

Интерфейс приборов интуитивно понятен, а сенсорное управление  удобно и привычно  в эксплуатации. Широкий выбор настроек и режимы измерения и удобное программное обеспечение сокращают время обучения оператора и снижают риск ошибок при работе.

Области применения

Спектрофотометр используют в лабораториях и на производстве для измерения цвета, контроля и поддержания стабильности цвета на всех этапах технологического процесса. Приборы востребованы в отраслях, где цвет напрямую влияет на качество и восприятие продукции и вот лишь несколько примеров использования:

• контроль лакокрасочных покрытий
• анализ пластмасс и полимеров
• оценка цвета текстиля и бумаги
• контроль полиграфической продукции
• применение в автомобилестроении
• производство косметических и химических продуктов

Рекомендации по выбору

При выборе важно учитывать конкретные задачи измерения, тип образцов и условия эксплуатации, функционал прибора и его геометрию измерения и возможности интеграции с программным обеспечением.

Для лабораторий подойдут настольные модели с высокой точностью и расширенными функциональными возможностями. Для контроля качества непосредственно на производстве - портативные решения.

Если вы планируете купить спектрофотометр, важно заранее понять, какие задачи вы будете решать и в каких условиях будет применяться прибор. Это поможет заказать подходящую модель устройства без переплаты за лишние функции и с учетом специфики производства.

Цена спектрофотометра зависит от точности измерений, функциональных особенностей, программного обеспечения и условий поставки.