Was Kolorimeter sind
Farbe ist eine Wahrnehmung, die von einer Lichtquelle, einer Oberfläche und einem Betrachter gemeinsam erzeugt wird, und ein Kolorimeter ersetzt alle drei durch feste Standards, sodass eine Farbe als Zahlen aufgeschrieben werden kann. Darin liegt, was Farbe zu einer Spezifikation macht: ein Sollwert wird als Koordinaten vereinbart, eine Toleranz als Differenz, und von da an fällt eine Probe entweder hinein oder nicht, unabhängig davon, wer sie betrachtet oder unter welcher Lampe.
Das Gerät arbeitet, indem es die Probe auf definierte Weise beleuchtet und das von ihr zurückkehrende Licht über eine Reihe von Filtern oder ein dispersives Element misst, woraus Koordinaten in einem Standard-Farbraum berechnet werden. Zwei Bauarten unterscheiden sich durch ihre Optik. Ein Filtergerät, meist auf der 45°-Geometrie aufgebaut, beleuchtet schräg und nimmt aus einer anderen Richtung wahr und liest eine Oberfläche so, wie es ein daneben stehender Betrachter täte. Ein Spektralgerät misst über den Wellenlängenbereich und berechnet dieselben Koordinaten aus dem Spektrum, was ihm mehr mit den Daten ermöglicht.
Die Unterscheidung, die die meisten Spezifikationen festlegt, ist nicht die Bauart, sondern die Geometrie, genauer, ob der Glanz der Oberfläche in die Messung einbezogen wird. Eine Kugel- oder Integrationsgeometrie erfasst sowohl das in der spiegelnden Richtung reflektierte als auch das von der Oberfläche gestreute Licht, sodass eine Probe gemessen wird, als gehöre der Glanz zu ihrer Farbe. Eine 45°-Geometrie schließt die spiegelnde Komponente von vornherein aus. Derselbe Lack unter beiden Anordnungen gemessen ergibt verschiedene Zahlen, und keine davon ist falsch.
Wie Kolorimeter messen
Die Messung beginnt mit der Lichtart und dem Betrachter. Eine Farbe ist nur relativ zu einer Lichtquelle definiert, weshalb das Gerät eine enthält oder annimmt und eine Standardbetrachterfunktion für die menschliche Antwort steht. Beides sind Übereinkünfte eines internationalen Gremiums und keine Eigenschaften des Geräts, und ein ohne sie angegebener Messwert ist nicht reproduzierbar.
Aus der gemessenen Remission berechnet das Gerät Koordinaten in einem Farbraum, die die Probe als Helligkeit und zwei farbige Komponenten beschreiben. Eine Differenz zwischen Probe und Standard ist dann ein Abstand in diesem Raum, ausgedrückt als eine einzelne Zahl. Die Formel zur Berechnung dieses Abstands ist entscheidend, weil verschiedene Formeln die Komponenten unterschiedlich gewichten und ein Paar Proben je nach angewandter Formel auf beiden Seiten einer Toleranz liegen kann.
Wiederholbarkeit und Übereinstimmung sind zwei verschiedene Werte und werden oft als einer angegeben. Wiederholbarkeit ist die Streuung der Messwerte, die am selben Gerät derselben Probe entnommen wurden, und sie legt die kleinste Änderung fest, die das Gerät erkennen kann. Die Übereinstimmung zwischen zwei Geräten ist schlechter, weil sie von ihrer jeweiligen Kalibrierung, ihrer Geometrie und ihrem spektralen Verhalten abhängt. Zwei Geräte können jeweils auf einen kleinen Bruchteil einer Einheit wiederholbar sein und dennoch um mehr als die angewandte Toleranz voneinander abweichen.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Messgeometrie | 45°-Beleuchtung mit senkrechter Betrachtung oder eine Kugel, die die spiegelnde Komponente einbezieht | Ob der Glanz Teil der Farbe ist. Eine strukturierte, gemaserte oder glanzvariierte Oberfläche verhält sich unter jeder anders, und die Wahl muss Probe und Toleranz folgen. |
| Blendengröße | Eine kleine oder große Messfläche und ob mehr als eine verfügbar ist | Ob ein kleines Merkmal ohne seine Umgebung erfasst werden kann und ob eine strukturierte Probe über genug Fläche gemittelt wird, um repräsentativ zu sein. |
| Farbraum und Differenzformel | Die berichteten Koordinaten und die Formel zur Berechnung einer Differenz zwischen Probe und Standard | Ob eine angegebene Toleranz auf der Grundlage bewertet wird, für die sie geschrieben ist. Dasselbe Paar Proben kann unter einer Formel bestehen und unter einer anderen durchfallen. |
| Lichtart und Betrachter | Die bei der Rechnung angenommene Lichtquelle und die angewandte Standardbetrachterfunktion | Ob ein an einem Ort genommener Messwert mit einem an einem anderen Ort genommenen verglichen werden kann. Ohne gemeinsame Übereinkunft sind die Zahlen überhaupt nicht vergleichbar. |
| Wiederholbarkeit | Die Streuung wiederholter Messwerte derselben Probe und die Bedingungen, unter denen sie angegeben wird | Die kleinste Differenz, die das Gerät verlässlich erkennen kann, die merklich kleiner sein muss als die Toleranz, die es überwacht. |
| Erfasste Daten und Bibliothek | Auf dem Gerät gespeicherte Standards, eine Farbbibliothek gemessener Proben oder eine Verbindung zu Telefon oder Computer | Ob eine Beurteilung am Gerät getroffen werden kann und ob eine Aufzeichnung davon danach existiert. Eine nicht aufgezeichnete Toleranz lässt sich nicht verteidigen. |
| Kalibrieranordnung | Die Weißreferenz zum Nullsetzen des Geräts und wie oft sie angewandt wird | Ob die Messwerte über eine Schicht und zwischen Geräten vergleichbar bleiben. Dies ist die Praxis, die ein Farbprogramm ehrlich hält, mehr als die Auflösung der Anzeige. |
Die Geometrie ist die erste Entscheidung, weil sie festlegt, was die Zahl bedeutet. Alles Weitere verfeinert, wie genau diese Zahl wiederholt wird.
So wählen Sie Kolorimeter aus
| Entscheidung | Was sie klärt | Was zu fragen ist |
|---|
| Die zu messende Oberfläche | Flach und gleichmäßig oder strukturiert, gemasert und glänzend | Struktur und Glanz entscheiden zusammen die Geometrie und die Blende. Eine Probe mit gerichteter Oberfläche braucht die Anordnung, die sie mittelt, statt einer, die sie im falschen Winkel erfasst. |
| Die Größe der zu beurteilenden Fläche | Ein großes Panel oder ein kleines gedrucktes Detail | Die Blendengröße entscheidet, ob das Gerät das Merkmal oder den Mittelwert aus Merkmal und allem daneben misst. |
| Wer die Toleranz festlegt | Eine Kundenspezifikation oder eine Zahl, die der Anwender selbst wählt | Eine in einer Differenzeinheit angegebene Toleranz ist nur mit der dazugehörigen Formel und Geometrie aussagekräftig; eine Toleranz ohne sie ist keine Spezifikation. |
| Der Spielraum, den der Prozess hält | Eine weite Toleranz oder eine nahe an der Wiederholbarkeit des Geräts | Wo die Toleranz eng ist, werden Wiederholbarkeit des Geräts und Kalibrierpraxis zu den begrenzenden Faktoren statt der Genauigkeit. |
| Ob die Beurteilung an der Linie erfolgt | Eine Entscheidung am Gerät oder eine ins Labor gesandte Probe | Ein tragbares Gerät verlagert die Entscheidung dorthin, wo gearbeitet wird, und braucht eine Anzeige, eine Batterielaufzeit und einen eingebauten Toleranzabgleich. |
| Ob Farben gespeichert werden müssen | Ein Standard oder zwei oder eine Bibliothek freigegebener Farben | Eine Bibliothek macht den Standard reproduzierbar, wenn eine physische Probe verloren ging oder verblasst ist, was der übliche Grund ist, warum ein Farbprogramm zusammenbricht. |
| Ob der Messwert berichtet werden muss | Eine auf einem Laufzettel vermerkte Bestanden-oder-Nicht-Bestanden-Entscheidung oder Daten, die in ein System exportiert werden | Der Exportweg wird mit dem Gerät festgelegt, weil eine Messung, die neu eingegeben werden muss, am Ende falsch neu eingegeben wird. |
Ist einer dieser Punkte noch offen, senden Sie, was bekannt ist. Ein Angebot lässt sich gegen eine Aufgabenbeschreibung erstellen und nach Ergänzung der Lücken verfeinern.
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für Kolorimeter meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom Kolorimeter unterscheidet |
| Spektralphotometer | Messen, wie viel Licht eine Probe über einen Wellenlängenbereich absorbiert oder durchlässt, um zu bestimmen, was die Probe enthält. Ein Kolorimeter misst die Farbe einer Oberfläche gegen einen Standard. Die Geräte teilen sich einen optischen Aufbau und beantworten verschiedene Fragen, und wo eine Konzentration verlangt wird, ist das Spektralphotometer das gegen einen chemischen Standard kalibrierte Gerät. |
| TOC-Analysatoren | Berichten den gesamten organischen Kohlenstoff in einer Wasserprobe, indem sie diese oxidieren und das Ergebnis messen, was eine zerstörende Bestimmung des Gehalts statt einer Beurteilung des Aussehens ist. |
| Wasserqualitätsanalysatoren | Berichten den Zustand eines Wassers auf einmal mit mehreren Verfahren. Wo Farbe eines davon ist, wird sie meist als Extinktion in einer Küvette gemessen statt als Aussehen einer Oberfläche, und die beiden Bedeutungen von Farbe sollten nicht übertragen werden. |
| Partikelgrößenanalysatoren | Berichten eine Korngrößenverteilung statt einer Farbe. Eine Pulverprobe wird von beiden Geräten gemessen, und die zwei Ergebnisse beschreiben verschiedene Eigenschaften desselben Pulvers. |
| Schichtdickenmessgeräte | Messen mit einem magnetischen oder Wirbelstromverfahren, wie dick eine Beschichtung ist. Farbe und Schichtdicke sind die zwei Werte, die eine Lack- oder Beschichtungsspezifikation üblicherweise gemeinsam festlegt, und jeder braucht sein eigenes Gerät. |
Die Grenze, die zuerst zu klären ist, ist, wofür die Zahl da ist: das Aussehen einer Oberfläche oder die Konzentration eines Stoffs in einer Flüssigkeit. Beides wird Farbmessung genannt und ist nicht austauschbar.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Die zu messende Oberfläche, einschließlich ob sie strukturiert, glänzend oder gemasert ist
- Die Größe der zu beurteilenden Fläche und damit die benötigte Blende
- Die anzuwendende Toleranz sowie der Farbraum und die Differenzformel, in denen sie geschrieben ist
- Die von der Spezifikation angenommenen Übereinkünfte zu Lichtart und Betrachter
- Ob ein tragbares Gerät gewünscht ist oder ein Tischgerät an festem Ort
- Ob ein Standard oder eine Bibliothek von Standards gespeichert und abgerufen werden muss
- Ob die Messwerte exportiert werden müssen und in welches System
- Die Wiederholbarkeit, die der Prozess relativ zur überwachten Toleranz verlangt
- Menge, Zielhafen und gewünschter Liefertermin
