Spektrofotometr – do czego służy?
Do czego służy spektrofotmetr? Jaka jest jego zasada działania. Jak jest zbudowany oraz w jakich branżach jest wykorzystywany? Odpowiedź znajduje się w poniższym artykule. Spektrofotometr to urządzenie do pomiaru barwy, które świeci wiązką światła i rejestruje ilość światła odbitego lub przepuszczonego w celu ilościowego określenia barwy. Mogą dostarczyć danych o barwie niemal każdej próbki, w tym cieczy, tworzyw sztucznych, papieru, metalu, tkanin i wzorników malarskich.
Gdzie są używane spektrofotometry?
Spektofotometry mają różne zastosowanie w zależności od branży. Są używane w każdej branży, która wymaga dokładnego odwzorowania barwy. Od opakowań, przez tekstylia, po napoje i części z tworzyw sztucznych - urządzenia te pomagają zapewnić, że finalna barwa odpowiada barwie, która została pierwotnie określona. Są również używane w laboratoriach.
Jak spektrofotometr mierzy barwę?
Spektrofotometr, wykorzystując źródło światła, może precyzyjnie wykryć odbicie lub przepuszczalność światła w celu przeprowadzenia analizy ilościowej.
Każda próbka fizyczna ma swój własny współczynnik odbicia (ilość światła, którą odbija) i współczynnik przepuszczalności (absorpcja światła). Spektrofotometr mierzy odbite lub przepuszczone światło próbki, aby określić ilość światła odbitego lub przepuszczonego z zakresów różnych części widma.
Spektrofotometr - budowa?
Podstawowy spektrofotometr składa się ze źródła światła, wyświetlacza cyfrowego, monochromatora, sektora długości fali do transmisji wybranej długości fali, kolimatora do prostoliniowej transmisji wiązki światła, detektora fotoelektrycznego.
Spektrofotometr - zasada działania
Wiązka światła przechodzi przez pryzmat lub siatkę dyfrakcyjną. Następnie długość fal przepuszczana jest przez szczelinę. Światło przechodzi przez badaną próbkę i pada na detektor.
Jaka jest różnica między spektrofotometrem odbiciowym a transmisyjnym?
Zastosowane próbki ciał stałych mogą pochłaniać lub odbijać światło. Aby zmierzyć obiekt stały, spektrofotometr odbiciowy wysyła wiązkę światła na jego powierzchnię, a detektor mierzy natężenie światła, które odbija się od określonych długości fal widma widzialnego. Jest to tzw. pomiar reflektancji, który zwykle jest wykonywany w urządzeniu za pomocą wirującego koła filtrów o specjalnie zaprojektowanych kolorach lub siatki dyfrakcyjnej. Wynikiem pomiaru jest krzywa odbicia próbki o zmiennej długości fali w zakresie od około 400 do 700 nanometrów.
Na przykład próbka, która pochłania światło we wszystkich zakresach widzialnych i nie przepuszcza żadnej z widzialnych długości fal, wydaje się czarna. Jeśli wszystkie długości fal widzialnych są transmitowane (próbka nic nie absorbuje), próbka będzie wydawać się biała. Jeśli pochłania światło czerwone (około 700 nm), będzie wydawać się zielona, ponieważ zielony jest kolorem komplementarnym do czerwonego.
Próbki półprzezroczyste, takie jak folia plastikowa i przezroczyste roztwory płynnych próbek, przepuszczają światło. Aby dokonać pomiaru próbki półprzezroczystej, spektrofotometr transmisyjny przepuszcza światło przez próbkę i mierzy ilość światła przechodzącego przez nią w całym spektrum widzialnym.
Co to jest spektrofotometr UV?
Oprócz pomiaru transmisji lub współczynnika odbicia światła widzialnego, spektrofotometr UV z kalibrowanym światłem UV może również mierzyć barwę w zakresie długości fal składowych zakresu ultrafioletowego (185 - 400 nm) i zakresu widzialnego (400 - 700 nm) widma promieniowania elektromagnetycznego.
Co to jest spektralna krzywa odbicia?
Używając spektrofotometru, można zmierzyć obiekt, aby zobaczyć, ile światła odbija się w każdym punkcie widma widzialnego. Pomyśl o tym pomiarze barwy jak o odcisku palca, który jest unikalny dla danej próbki. Uzyskane w ten sposób dane odbicia światła są "odciskiem palca" danej barwy i mogą być wykorzystane do utworzenia krzywej odbicia. Krzywe reflektancji dwóch próbek można porównać, aby sprawdzić, czy pasują do siebie i zidentyfikować problemy związane z metameryzmem.
Co to jest para metameryczna?
Pary metameryczne to odcienie, które wydają się być identyczne w określonych warunkach oświetleniowych, ale mają różne linie papilarne.
Ten wykres przedstawia krzywe odbicia dla dwóch czerwieni. Obie krzywe silnie pochłaniają barwy niebieskie, obie umiarkowanie pochłaniają barwy zielone i obie silnie odbijają barwy czerwone. Zauważ, że krzywe skręcają się nad sobą. Jeśli dwie próbki fizyczne mają krzywe, które przecinają się co najmniej trzy razy, to są one parą metameryczną. Gdy obiekty stanowią parę metameryczną, widoczny jest metameryzm. Mimo że czasami wydają się mieć ten sam kolor, nie będą do siebie pasować w każdych warunkach oświetleniowych.
Jakie są różne typy spektrofotometrów?
Gdyby wszystkie próbki były płaskie, nieprzezroczyste lub tej samej grubości, jeden przyrząd sprawdzałby się we wszystkich gałęziach przemysłu. Próbki mogą być jednak zakrzywione, przezroczyste, metalowe, z teksturą i inne. Przy wyborze spektrofotometru ważne jest, aby znaleźć taki, który spełni potrzeby użytkownika w zależności od tego, co jest przedmiotem pomiaru.
Spektrofotometry 0:45/45:0
Jest to jeden z najbardziej rozpowszechnionych typów spektrofotometrów. Ta geometria pomiarowa emituje światło pod kątem 45 stopni do powierzchni próbki i mierzy światło odbite pod stałym kątem do próbki, 0 stopni. Ten typ pomiaru nie uwzględnia połysku, aby jak najwierniej odwzorować sposób postrzegania koloru przez ludzkie oko i jest powszechnie stosowany do pomiaru koloru na płaskich, gładkich lub matowych powierzchniach.
Spektrofotometry sferyczne
Instrumenty sferyczne rejestrują światło odbite od wszystkich kątów próbki. Ten typ pomiaru może uwzględniać lub nie uwzględniać wyglądu powierzchni próbki. Urządzenia te są powszechnie stosowane do pomiaru barwy naniesionego na powierzchnie teksturowane, takie jak tekstylia, dywany i tworzywa sztuczne, a także powierzchnie błyszczące lub powierzchnie z połyskiem, w tym farby metaliczne i folie drukarskie.
Spektrofotometry wielokątowe
Urządzenia wielokątowe obserwują barwę próbki tak, jakby była ona obracana w przód i w tył, podobnie jak obracamy próbkę, aby zobaczyć barwę pod różnymi kątami. Współczesne spektrofotometry wielokątowe są zwykle używane do badania pigmentów powlekanych i kolorów o specjalnych efektach z dodatkami, takich jak lakiery do paznokci i powłoki samochodowe.
Spektrofotometry jednowiązkowe i dwuwiązkowe
Spektrofotometry występują w konfiguracjach jedno- i dwuwiązkowych. Spektrofotometr dwuwiązkowy porównuje natężenie światła pomiędzy dwoma ścieżkami światła, z których jedna zawiera próbkę odniesienia, a druga próbkę badaną. Spektrofotometry jednowiązkowe mierzą względne natężenie światła wiązki przed i po wprowadzeniu próbki badanej.
Spektrofotometr a spektrometr
Spektrofotometria rejestruje i mierzy kolory w wielu różnych materiałach takich jak w postaci cieczy i papieru. Spektrometria spektralna jest również urządzeniem używanym do wykrywania określonych częstotliwości w widmie elektromagnetycznym. Spektrometr jest częścią spektrofotometru, który w największym stopniu odpowiada za pomiary różnych elementów. Spektrofotometr jest kompletnym systemem zawierającym źródło światła, urządzenie do zbierania światła, które oddziaływało na badane obiekty oraz spektrometr do pomiarów.
Chcesz dowiedzieć się więcej?
Zobacz naszą obszerną bazę wiedzy, w której znajdują się poradniki, broszury, webinary, szkolenia i kursy online, a także inne materiały o pomiarze barwy. Możesz również skontaktować się z jednym z naszych specjalistów dzięki którym uzyskasz pomoc.
