Farbmessgeräte sind einfache Farbvergleichsgeräte, die oft mit Spektralfotometern verwechselt werden. Farbmessgeräte haben jedoch einen begrenzteren Funktionsumfang als Spektralphotometer. Was genau ist ein Kolorimeter, und wie funktioniert es?
Was ist ein Kolorimeter?
Ein Farbmessgerät ist ein Gerät, das das von einer Probe emittierte Licht misst und quantifiziert. Es wird in erster Linie verwendet, um Farbunterschiede zwischen einer Produktionsprobe und einem bekannten Farbstandard festzustellen. Zu den Hauptelementen eines Kolorimeters gehören:
- Leuchtmittel: Eine kontrollierte Lichtquelle, mit der die zu messende Probe beleuchtet wird.
- Tri-Stimulus-Absorptionsfilter: Rot-, Grün- und Blau-Filter (RGB-Filter), die das emittierte Probenlicht in Form von Tri-Stimulus-Werten quantifizieren, die die menschliche visuelle Reaktion auf Farbe nachbilden.
- Anzeige: Stellt die Daten in Form von Industriestandard-Farbskalen und Farbunterschieden dar.
Farbmessgeräte können klein und tragbar für den Einsatz unterwegs oder größer für den Tischeinsatz im Labor sein.
Wie funktioniert ein Kolorimeter?
Das Farbmessgerät beleuchtet die zu messende Probe mit einer kontrollierten Lichtquelle. Das Licht, das nicht von der Probe absorbiert wird, wird "emittiert". Dieses Licht ist das, was wir als die Farbe der Probe sehen. Dieses emittierte Licht wird mit einem festgelegten Standard verglichen, um festzustellen, ob der Test bestanden oder nicht bestanden wurde.
Die Linse und der Tristimulus-Absorptionsfilter des Farbmessgeräts wandeln den Lichtstrahl in eine isolierte Wellenlänge um. Die Fotozelle misst, wie viel von der Wellenlänge absorbiert wurde, und zeigt die Daten auf ihrer digitalen Anzeige an. Kolorimeter und Spektralphotometer gehören zu den fortschrittlichsten Geräten zur Farbmessung. Obwohl sie eng miteinander verbunden sind, haben sie jeweils unterschiedliche Eigenschaften, die sie für bestimmte Messungen am besten geeignet machen.
Ein Tristimulus-Farbmessgerät ist ein unverzichtbares Instrument für die objektive Farbmessung. Es besteht aus drei grundlegenden Komponenten:
- Lichtquelle: Die anfängliche Beleuchtung erfolgt durch eine gleichmäßige Lichtquelle, in der Regel eine Glühbirne mit konstanter Spannung.
- Filtersystem: Das Filtersystem besteht aus einer Sammlung von drei Filtern. Jeder Filter überträgt eine bestimmte Wellenlänge und ermöglicht so eine selektive Untersuchung des von der Probe reflektierten Lichts.
- Photoelektrischer Detektor: Dieser Detektor wandelt die Intensität des emittierten Lichts in ein elektrisches Signal um. Der elektrische Ausgang entspricht den Farbmerkmalen der Probe.
Im Idealfall sollte die kombinierte Reaktion von Lichtquelle, Filtern und Detektor der Spektralempfindlichkeit des menschlichen Auges für eine bestimmte Lichtquelle sehr ähnlich sein. Es ist schwierig, eine perfekte Übereinstimmung zwischen der Reaktion des Geräts und dem menschlichen Sehvermögen zu erreichen. Hochwertige Tristimulus-Farbmessgeräte bieten jedoch eine genaue Annäherung. Vor allem im kurzwelligen Bereich kommt es häufig zu Fehlanpassungen. Durch mathematische Modifizierung des gemessenen Blauwerts (Z) im Verhältnis zum Grünwert (Y) entsteht ein genauerer Gesamtwert.
Da die Reaktion des Geräts im Laufe der Zeit variieren kann, ist es wichtig, es regelmäßig gemäß den Empfehlungen des Herstellers zu kalibrieren. Moderne Farbmessgeräte erzeugen digitale Ausgaben, die automatisch in Farbwerte nach Industriestandard wie CIELAB (L*,a*,b*) oder CIELCH (L*C*h*) umgerechnet werden können.
