De juiste keuze van de meetgeometrie Na lange interne discussies is het besluit genomen om een colorimeter aan te schaffen, de hoofdpijn van welke te kiezen begint dan. U moet niet alleen beslissen welke leverancier, maar u moet ook de apparatuur kiezen die het best voldoet aan de vereiste meettaak. Eerste beslissingscriteria zijn de gewenste nauwkeurigheidsgraad, waarbij spectrale resolutie en herhaalbaarheid een doorslaggevende rol spelen. Een ander essentieel criterium is de meetgeometrie, omdat deze in wezen van invloed is op de conclusie die uit de meetresultaten moet worden getrokken. Een verkeerde beslissing zou leiden tot problemen bij de evaluatie van kleurverschillen, omdat in de communicatie tussen leverancier en koper kleurverschillen verschillend kunnen worden geïnterpreteerd. Daarom moet de meetgeometrie door alle partijen worden bevestigd en overeenstemmen met de respectieve taak.
U kunt de meetgeometrie niet uitschakelen De meetgeometrie is de verbinding tussen de lichtbron van de colorimeter en het monster enerzijds en tussen het monster en de sensor anderzijds. Een menselijke waarnemer is zich er niet altijd van bewust dat hij permanent wordt beïnvloed door de meetgeometrie: het licht kan diffuus of direct zijn, het komt uit een bepaalde richting, het oog kijkt vanuit een bepaalde hoek naar het meetmonster, enz. Hoe kleur wordt waargenomen hangt ook bij kleurmeters af van dergelijke optisch-geometrische omstandigheden. De constructie van de meetgeometrieën, die door verschillende fabrikanten worden geleverd en in internationale en nationale normen zijn vastgelegd, verschilt in de wijze waarop het meetmonster wordt verlicht en bekeken. In principe moet een onderscheid worden gemaakt tussen de meetgeometrieën voor reflectie- en transmissiemetingen. De vijf geometrieën voor reflectiemeting De 45°:0° meetgeometrie maakt gebruik van gerichte verlichting. Een lichtbron verlicht het monster en richt het licht in een hoek van 45° ten opzichte van de loodlijn. Een perfect homogene belichting van het monster, vooral als het een gestructureerd oppervlak heeft, kan alleen worden bereikt door gebruik te maken van ringvormige belichting (meetgeometrie 45°:0°) Het benaderen van de "koningsklasse" van de 45°:0° meetgeometrie kan worden gerealiseerd door gebruik te maken van een cirkelvormige belichting, d.w.z. de 45°c:0° meetgeometrie. In deze variant wordt het licht selectief op het meetmonster gericht door middel van cirkelvormig geplaatste lichtgeleidende kabels. Het aantal lichtgeleiders - en dus de afstand tussen elk van hen - is de beslissende factor voor de kwaliteit van de verlichting. Voor zeer speciale toepassingen kan het monster zelfs worden verlicht door een enkele lichtbundel die is gericht vanuit een hoek van 45°.Het bekijken gebeurt onder 0°. Deze geometrie wordt 45°x:0° genoemd. De meetgeometrie 45°a:0° met ringvormige verlichting voor glans- en oppervlakteafhankelijke metingen. ------------------------------
De meetgeometrie d:8° is voorzien van een optische inrichting die zorgt voor een diffuse verlichting (Ulbricht-bol). Het licht van bijvoorbeeld een Xenon-lamp wordt in een bol geprojecteerd. De binnenkant van de bol is bekleed met een witte, sterk reflecterende stof (bariumsulfaat, keramiek, speciale kunststof) die het licht veelvuldig reflecteert. Een sluiter, een optisch element binnen de bol, voorkomt dat de gerichte stralen het meetmonster rechtstreeks bereiken. Het monster wordt geplaatst bij een opening van de bol en wordt vanuit alle richtingen belicht met een bijna perfect diffuus licht. Verschillen in oppervlaktegesteldheid (textuur en/of glansgraad) kunnen de meetwaarde niet beïnvloeden. Door een opening aan de bovenkant van de bol kijkt de sensor naar het te meten oppervlak met een hoek van 8° ten opzichte van de verticaal. Om reflectie van speculair licht van het monsteroppervlak te voorkomen, hebben veel instrumenten een glansval. Dit kan een "optische" glansval zijn, een zwart gecoate holte buiten de bol. Wanneer de val, die onder een hoek van -8° met de kijkopening is aangebracht, geopend is, wordt het licht dat anders door de binnenwand van de bol zou worden weerkaatst, geëlimineerd en kan het monster derhalve niet worden verlicht. Een even adequaat alternatief is een numerieke controle van de glans. Hier verlicht een extra lichtbron het meetmonster met een gerichte lichtstraal onder een hoek van -8° ten opzichte van de normaal van het monster. De relatie tussen gerichte en diffuse reflectie maakt het mogelijk de glanscomponent te berekenen. Het meetsysteem inclusief glans wordt di:8° genoemd, terwijl het meetsysteem exclusief glans wordt beschreven als de:8°. Een andere spericale geometrie is d:0°, die in de papierindustrie veel wordt gebruikt. Net als bij de d:8°-geometrie wordt het monster hier gelijkmatig diffuus verlicht. Het bekijken gebeurt echter verticaal onder 0°. Door de sensoropening op deze manier te positioneren ontstaat automatisch een meetsysteem "zonder glans". De verkregen meetwaarden zijn vergelijkbaar met die onder meetgeometrie de:8°. Sferische geometrie d:8°; naar keuze met (de:8°) of zonder (di:8°) glansval: De d:8°- geometrie biedt beide mogelijkheden. ------------------------------
Effect-materialen zoals metaaleffect-coatings kunnen niet adequaat worden geëvalueerd door een van de sferische geometrieën di:8° en de:8° of 45:0°, vanwege hun afhankelijkheid van verlichtingshoek en kijkhoek. In dit geval is het noodzakelijk een meting te verrichten onder verschillende hoeken, waarbij het monster onder 45° wordt belicht. De kijkhoeken worden beschreven als hoek "Afwijking van Speculair" met de identificatiecode "als". De facto normen zijn de hoeken 45°:as25°, 45°:as45° en 45°:as75°. In sommige gevallen zijn aanvullende combinaties van hoeken vereist, zoals 45°:as15° of 45°:as110°. Een fundamentele opmerking over meetgeometrieën: In feite is het mogelijk de verlichtingsrichting en de kijkrichting te verwisselen zonder enige invloed op het meetresultaat. Zo zijn d :8° en 8°:d of 45°:0° en 0°:45° gelijkwaardig.
De drie geometrieën voor transmissiemetingen Naast het meten van reflectie kunnen met veel tafelmodellen met sferische geometrie ook transparante materialen worden gemeten. Daartoe wordt het monster in de transmissiekamer van het instrument geplaatst, die zich tussen de lichtuitgang van de bol en de lichtingang van de sensor bevindt. De meetpoort voor reflectiemetingen wordt dan bedekt met een wit oppervlak - meestal wordt hiervoor de ijkstandaard gebruikt - waardoor de transmissiegeometrie van di:180° mogelijk wordt. Hier wordt de totale transmissie, bestaande uit diffuse en gerichte - regelmatige - componenten gemeten. Als daarentegen een "glansval" bij de meetpoort wordt geplaatst, wordt alleen de diffuse transmissie geëvalueerd en wordt de meetgeometrie de:180° genoemd. Voor speciale meettaken zijn speciale kleurmeters beschikbaar met de geometrie 0°:180°, die alleen de reguliere transmissiecomponenten meten. Deze instrumenten zijn echter niet geschikt als multi-task meters, aangezien zij niet kunnen worden gebruikt voor reflectiemetingen. -----------------------------
Welke meetgeometrie is het beste? Het type meetgeometrie dat moet worden gebruikt, hangt af van de conclusie die u uit het meetresultaat wilt trekken. Als de meting nauw moet aansluiten bij de visuele indruk, moet het meetresultaat afhankelijk zijn van oppervlak en glans. Evenzo neemt het oog altijd de totale indruk van kleur en oppervlak waar. Voor dit doel bieden meetgeometrieën exclusief glans het gewenste resultaat, omdat zij door hun optische constructie waarden geven die afhankelijk zijn van glans en oppervlaktegesteldheid. De technische oplossing is als volgt: Belichting onder een hoek van 45°, meting onder een hoek van 0°, toepassing van een sferische geometrie met diffuse belichting en meting exclusief glans (de:8° of d:0°. Indien het daarentegen de bedoeling is in het materiaal te kijken onafhankelijk van de respectieve oppervlaktestructuur om veranderingen zoals veranderingen van de kleurstof en/of de concentratie daarvan te detecteren, moet de totale reflectie van het materiaal worden geregistreerd. Hier vertegenwoordigt de oppervlakte-reflectie een constante eenheid (in het geval van verf en kunststof ongeveer 4% van de totale reflectie). De waarde ervan blijft ongewijzigd voor alle variaties van het oppervlak en heeft geen invloed op het meetresultaat. Technische oplossing: In dit geval is een colorimeter met sferische geometrie en meting inclusief glans vereist (indien de meter over een glansval beschikt, moet deze worden afgesloten). Op deze manier wordt de totale reflectie van het monster herkend, onafhankelijk van glans en structuur. Deze methode wordt ook aanbevolen voor Computer Colour Matching (CCM).
Meetgeometrie d:180° voor transmissiemeting van vloeibare of vaste monsters. Als di:180° voor het meten van de totale transmissie of als de:180° voor het meten van alleen de diffuse transmissie. Deskundig advies door Konica Minolta Als professionele fabrikant van colorimeters biedt Konica Minolta een breed scala aan spectrofotometers en tri-stimulus instrumenten. De veelheid aan mogelijke meettaken vraagt om oplossingen op maat. Persoonlijk advies op maat is zeer ondersteunend voor de juiste beslissing.