Que mesure un spectrophotomètre ?
Un spectrophotomètre est un instrument qui mesure la couleur en envoyant un faisceau de lumière et en captant la quantité de lumière qui est réfléchie ou transmise pour quantifier la couleur. Les spectrophotomètres peuvent fournir des données sur la couleur d'à peu près n'importe quel échantillon, y compris les liquides, les plastiques, le papier, le métal, les tissus et les échantillons peints.
Où sont utilisés les spectrophotomètres ?
Les spectrophotomètres sont utilisés dans toutes les industries qui ont besoin de couleurs précises. De l'emballage aux textiles en passant par les boissons et les pièces en plastique, ces appareils permettent de s'assurer que la couleur produite correspond à la couleur spécifiée à l'origine.
Comment un spectrophotomètre mesure-t-il la couleur ?
En utilisant une source de lumière, un spectrophotomètre peut détecter avec précision la réflectance des couleurs ou la transmittance de la lumière pour une analyse quantitative.
Chaque échantillon physique a sa propre réflectance (la quantité de lumière qu'il réfléchit) et sa propre transmittance (absorption de la lumière). Un spectrophotomètre mesure la lumière réfléchie ou transmise d'un échantillon pour en capturer l'empreinte et déterminer la quantité de lumière réfléchie ou transmise dans les plages visibles des différentes parties du spectre visible.
Quelle est la différence entre un spectrophotomètre de réflectance et un spectrophotomètre de transmission ?
Les échantillons solides peuvent absorber ou réfléchir la lumière. Pour mesurer un objet solide, un spectrophotomètre de réflectance projette un faisceau lumineux sur la surface et un détecteur mesure la quantité d'intensité lumineuse qui est réfléchie à partir de longueurs d'ondes spécifiques du spectre visible. C'est ce qu'on appelle une mesure de réflectance et elle est généralement réalisée dans l'instrument à l'aide d'une roue à filtres rotatifs de couleurs spécialement conçue ou d'un réseau de diffraction. La mesure qui en résulte est la courbe de réflectance de l'échantillon dont la longueur d'onde varie entre 400 et 700 nanomètres environ.
Par exemple, un échantillon qui absorbe la lumière sur toutes les plages visibles et ne transmet aucune des longueurs d'ondes visibles apparaît noir. Si toutes les longueurs d'onde visibles sont transmises (l'échantillon n'absorbe rien), l'échantillon apparaît blanc. Si un échantillon absorbe la lumière rouge (autour de 700 nm), il apparaîtra vert car le vert est la couleur complémentaire du rouge.
Les échantillons translucides, comme les films plastiques et les solutions d'échantillons liquides claires, laissent passer la lumière. Pour mesurer un échantillon translucide, un spectrophotomètre de transmission transmet la lumière à travers l'échantillon et mesure la quantité de lumière qui passe à travers le spectre visible.
Qu'est-ce qu'un spectrophotomètre UV ?
En plus de mesurer la transmission ou la réflectance de la lumière visible, un spectrophotomètre UV visible avec une lumière UV calibrée peut également mesurer la couleur dans les longueurs d'onde composantes de la gamme ultraviolette (185 - 400 nm) et de la gamme visible (400 - 700 nm) du spectre de rayonnement électromagnétique.
Qu'est-ce qu'une courbe de réflectance spectrale ?
À l'aide d'un spectrophotomètre, vous pouvez mesurer un objet pour voir quelle quantité de lumière est réfléchie à chaque point du spectre visible. Considérez cette mesure de couleur comme une empreinte digitale unique à cet échantillon. Les données de réflectance résultantes constituent l'"empreinte digitale" de cette couleur et peuvent être utilisées pour créer une courbe de réflectance. Les courbes de réflectance de deux échantillons peuvent être comparées pour voir si elles correspondent et identifier les problèmes de métamérie.
Qu'est-ce qu'une paire métamérique ?
Les paires métamériques sont des teintes qui semblent identiques sous une seule condition d'éclairage spécifiée mais qui ont des empreintes différentes.
Ce graphique montre les courbes de réflectance de deux rouges. Les deux courbes absorbent fortement les bleus, les deux absorbent les verts avec modération, et les deux sont de forts réflecteurs des rouges. Remarquez que les courbes se croisent l'une l'autre. Lorsque deux échantillons physiques ont des courbes qui se croisent au moins trois fois, ils constituent une paire métamérique. Lorsque des objets forment une paire métamérique, le métamérisme est apparent. Bien qu'ils semblent parfois avoir la même couleur, ils ne correspondent pas dans toutes les conditions d'éclairage.
Quels sont les différents types de spectrophotomètres ?
Si tous les échantillons étaient plats, opaques ou de la même épaisseur, un seul instrument fonctionnerait pour toutes les industries. Cependant, les échantillons peuvent être courbés, transparents, métalliques, texturés, etc. Lorsque vous choisissez un spectrophotomètre, il est important de trouver celui qui répondra à vos besoins en fonction de ce que vous mesurez.
Spectrophotomètres 0:45/45:0
L'un des modèles les plus courants de spectrophotomètres. Cette géométrie de mesure émet de la lumière à 45 degrés par rapport à la surface de l'échantillon et mesure la lumière réfléchie à un angle fixe par rapport à l'échantillon, soit 0 degré. Ce type de mesure exclut la brillance afin de reproduire le plus fidèlement possible la façon dont l'œil humain perçoit la couleur et est généralement utilisé pour mesurer la couleur sur des surfaces plates, lisses ou mates.
Spectrophotomètres à sphère
Les instruments sphériques capturent la lumière réfléchie depuis tous les angles d'un échantillon. Ce type de mesure peut inclure ou exclure l'aspect de surface de votre échantillon. Ces appareils sont couramment utilisés pour mesurer la couleur qui a été appliquée sur des surfaces texturées comme les textiles, les tapis et les plastiques, ainsi que sur des surfaces brillantes ou miroitantes, notamment les encres métalliques et l'impression sur film.
Spectrophotomètres multiangle
Les instruments multiangle visualisent la couleur d'un échantillon comme s'il était tourné d'avant en arrière, de la même manière que vous feriez tourner un échantillon pour voir la couleur sous différents angles. Les instruments multiangle d'aujourd'hui sont généralement utilisés pour les pigments spéciaux et les couleurs à effets spéciaux avec additifs, comme les vernis à ongles et les revêtements automobiles.
Spectrophotomètres à simple faisceau ou à double faisceau
Les spectrophotomètres existent en configuration simple et double faisceau. Un spectrophotomètre à double faisceau compare l'intensité lumineuse entre deux trajets lumineux, l'un contenant un échantillon de référence et l'autre l'échantillon à tester. Les spectrophotomètres à faisceau unique mesurent l'intensité lumineuse relative du faisceau avant et après l'insertion d'un échantillon à tester.
Spectrophotomètre et spectromètre
La spectrophotométrie permet de saisir et de mesurer les couleurs d'une grande variété de matériaux, qu'il s'agisse de liquide ou de papier. Le spectromètre spectral est également un appareil utilisé pour détecter des fréquences spécifiques dans le spectre électromagnétique. Les appareils de spectrométrie spectrale sont basés sur ces instruments.
Pour en savoir plus sur les spectrophotomètres
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