Spektralphotometer: Anwendungen und Messüberlegungen

A Spektrophotometer ist ein Instrument zur Messung der reflektierten Spektralleistung und Lichteigenschaften von Objekten, um deren Standardfarbwerte zu bestimmen. Allerdings können die Messergebnisse aufgrund unterschiedlicher Methoden zur Farbdifferenzberechnung und der Auswahl der Lichtquelle variieren. Daher ist es wichtig, bei der Verwendung eines Spektralfotometers sorgfältig geeignete Farbdifferenzformeln und Lichtquellen auszuwählen.

Ein Spektralfotometer wird typischerweise zur Messung der Farbeigenschaften und des Reflexionsvermögens von Objekten verwendet und liefert verschiedene numerische Werte zur Beschreibung der Farbe und des Farbunterschieds von Objekten.

Hier sind die Werte, die ein Spektralfotometer im Allgemeinen messen kann:

 • Farbwerte: Misst die reflektierte Lichtintensität von Objekten bei verschiedenen Wellenlängen und berechnet die vom menschlichen Auge wahrgenommenen RGB-Farbwerte.
 • Chromatizitätskoordinaten: Berechnet Chromatizitätskoordinaten basierend auf gemessenen Tristimuluswerten, oft dargestellt als xyY- oder Lab-Koordinaten. Diese Koordinaten beschreiben Farbton und Helligkeit (xyY) und umfassen Helligkeits- (L), Rot-Grün- (a) und Gelb-Blau-Komponenten (b) (Lab).
 • L-, a-, b-Farbindizes: Der L-Wert gibt die Helligkeit an, der a-Wert bezeichnet Rot-Grün und der b-Wert stellt Gelb-Blau im Lab-Farbraum dar, wodurch die Farbeigenschaften genau quantifiziert werden.
 • Farbunterschied: Misst Farbunterschiede zwischen Proben, typischerweise dargestellt durch ΔE (Delta E), was den gesamten Farbunterschied zwischen zwei Farben widerspiegelt. Zusätzliche Werte wie ΔL, Δa, Δb geben Helligkeits-, Rot-Grün- und Gelb-Blau-Unterschiede an und helfen bei der Beurteilung der Farbähnlichkeit oder -varianz.

Diese Messungen und Analysen helfen bei der Bestimmung von Standardfarben, der Bewertung von Farbunterschieden und der Anpassung der Farbkonsistenz während des Produktionsprozesses. Bei der Verwendung eines Spektralfotometers ist es wichtig, geeignete Messparameter und Farbräume basierend auf den spezifischen Anwendungsanforderungen auszuwählen, um genaue und zuverlässige Farbmessungen zu gewährleisten.

Bestandteile eines Spektralfotometers:

 • Lichtquelle: Verwendet standardisierte Lichtquellen wie Glühlampen, Xenonlampen oder LEDs, um das Prüfobjekt zu beleuchten, wobei Stabilität und spektrale Eigenschaften die Messergebnisse beeinflussen.
 • Ulbrichtkugel: Ein kugelförmiger Reflexionshohlraum mit hochreflektierenden Innenwänden mischt und streut das von der Probe reflektierte oder durchgelassene Licht gleichmäßig und gewährleistet so eine gleichmäßige Lichtverteilung, minimiert Lichtquelleneffekte und sorgt für eine stabile Messumgebung.
 • Sensor: Erfasst von der Probe reflektiertes oder durchgelassenes Licht und wandelt es in elektrische Signale um. Zu den gängigen Sensortypen gehören Fotodioden oder Fotodiodenarrays, die spektrale Informationen über verschiedene Wellenlängenbereiche hinweg erfassen.
 • Detektor: Empfängt elektrische Signale vom Sensor und wandelt sie in digitale Signale zur Analyse durch Computer oder Datenverarbeitungseinheiten um.
• Mess-/Beobachtungsmodi: Spektralfotometer werden basierend auf den Mess-/Beobachtungsmodi in „0/45 Grad“ und „d/8 Grad“ eingeteilt: „0/45 Grad“ misst den Oberflächenreflexionsgrad, wobei Licht bei 0 Grad einfällt und bei 45 Grad erfasst wird. „d/8 Grad“ misst Transmission und Reflexion bei diffusem Lichteinfall und Erfassungswinkeln von 8 Grad.
 • Spektralanalyse: Spektralphotometer analysieren Parameter und Spektralkurven über verschiedene Bänder hinweg, typischerweise im Bereich von 380 nm bis 740 nm, und decken den größten Teil des sichtbaren Spektrums ab. Verschiedene Instrumentenmodelle können unterschiedliche Bandbereiche und Auflösungen haben.

Das Spektrophotometer spielt sowohl im industriellen als auch im wissenschaftlichen Bereich eine entscheidende Rolle und wird hauptsächlich zur Messung von Farbunterschieden zwischen Standard- und Testproben sowie zur Bereitstellung von Farbdifferenzwerten und Chromatizitätswerten zur Analyse und Kontrolle von Farbabweichungsproblemen verwendet, um die Stabilität und Konsistenz der Produktqualität sicherzustellen. Zusätzlich zu diesen Hauptanwendungen hat das Spektrophotometer die folgenden Hauptanwendungen:

• Farbabstimmung: Spektralfotometer passen die Produktfarbabstimmung an, indem sie Farbdifferenzwerte messen. Dies ermöglicht eine präzise Anpassung der Farbintensität an die Designanforderungen und stellt die Farbkonsistenz aller Produkte sicher.
• Farbanalyse: Durch die Analyse der Chromatizitätswerte der Probe liefern Spektralfotometer detaillierte Informationen über die Farbattribute der Probe wie Helligkeit, Farbton und Sättigung und helfen Benutzern so, verschiedene Farbeigenschaften der Probe effektiv zu verstehen und zu vergleichen.
• Weißgrad- und Gelbgradprüfung: Spektralphotometer messen die Weiß- und Gelbwerte von Proben und beurteilen die Farbreinheit und -helligkeit, was besonders in Branchen wie Papier, Beschichtungen, Kunststoffen und anderen farbkritischen Anwendungen wichtig ist.
• Farbqualitätskontrolle: Spektralfotometer ermöglichen die präzise Messung und den Vergleich von Probenchromatizität und Farbdifferenzwerten und unterstützen Unternehmen bei der Kontrolle der Farbkonsistenz sowie bei der schnellen Identifizierung und Lösung von Farbabweichungsproblemen, um die Produktqualität und den Markt zu verbessern

Farbunterschiedsbewertung für Kunststoffprodukte:

• Verknüpfung von Rohstoffen und Produktionsprozessen: Der Farbunterschied von Kunststoffprodukten hängt eng mit der Qualität der Rohstoffe und Produktionsprozesse zusammen. Spektralfotometer helfen dabei, den Einfluss unterschiedlicher Rohstoffchargen oder Variationen im Produktionsprozess auf die Produktfarbe zu erkennen und zu quantifizieren. Dies unterstützt das Produktionspersonal bei der Anpassung der Rohstoffverhältnisse und Prozessparameter, um Probleme mit Farbabweichungen zu minimieren.
• Ermöglichung einer datengesteuerten Analyse: Spektralphotometer quantifizieren Farbparameter von Kunststoffprodukten wie Helligkeit (L), Rot-Grün-Wert (a) und Gelb-Blau-Wert (b) im Lab-Farbraum und generieren Daten, die einen Vergleich von Farbunterschieden zwischen verschiedenen Chargen ermöglichen Produktionsbedingungen.
• Benutzerfreundlichkeit und hohe Präzision: Spektralfotometer bieten eine einfache Bedienung und hohe Präzision und ermöglichen eine schnelle und genaue Messung von Farbunterschieden bei Kunststoffprodukten. Der Vergleich der Farbdifferenzwerte zwischen Proben trägt dazu bei, die Farbkonsistenz und -stabilität aller Produkte sicherzustellen.
• Automatische Kalibrierung und Praktikabilität: Moderne Spektralphotometer verfügen häufig über eine automatische Kalibrierung, die Messgenauigkeit und -stabilität gewährleistet. Diese Instrumente sind äußerst praktisch, können in industriellen Produktionsumgebungen stabil betrieben werden und helfen Unternehmen dabei, ihre Effizienz zu steigern und die Produktionskosten zu senken.
• Verbesserung der Produktqualität und Kostensenkung: Die rechtzeitige und präzise Messung und Analyse von Farbunterschieden bei Kunststoffprodukten mithilfe von Spektralfotometern hilft Unternehmen dabei, die Produktqualität zu verbessern, Ausschussraten aufgrund von Farbabweichungen zu reduzieren, Produktionskosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit und das Marktimage zu verbessern.

Anwendungen und Überlegungen zur Farbmessung in der Textilindustrie:

• Messung der Farbstoffstärke: Mithilfe von Spektrophotometern können in einer Datenbank gespeicherte Standardfarbstoffe mit neu gekauften Farbstoffen verglichen werden. Durch Messung der Farbeigenschaften beider kann der Prozentsatz der Farbstärke des neu gekauften Farbstoffs im Vergleich zum Standardfarbstoff bestimmt werden. Diese Daten werden zur Anpassung der Produktionsformeln verwendet, um sicherzustellen, dass die Färbequalität den Anforderungen entspricht.
• Bestimmung der Produkt- oder Mustereignung: Spektralfotometer können schnell und genau bestimmen, ob hergestellte Produkte oder Muster den Design- oder kundenspezifizierten Farbstandards entsprechen. Diese schnelle Bewertung hilft Unternehmen, Produktionsprozesse zeitnah anzupassen, um die Produktqualität sicherzustellen.
• Beurteilung von Farbunterschieden, Lichtbeständigkeit, Fleckenbeständigkeit, Vergilbung, Weißgrad und Helligkeit von Stoffen: Spektralfotometer können verschiedene Aspekte der Farbe und Qualität von Stoffen bewerten, einschließlich der Messung von Farbunterschieden zwischen Stoffen, der Beurteilung der Ausbleich- und Fleckenbeständigkeit sowie der Messung von Vergilbungs-, Weißgrad- und Helligkeitsindikatoren. Im Vergleich zur menschlichen Beobachtung liefern Spektralfotometer genauere und objektivere Messergebnisse, besonders empfindlich und zuverlässig bei der Erkennung geringfügiger Unterschiede.
• Verbesserung der Produktionseffizienz und Qualitätskontrolle: Durch den Einsatz von Spektrophotometern können Unternehmen eine präzise Überwachung und Kontrolle der Farbstoffe und der Produktqualität erreichen, Probleme im Produktionsprozess umgehend erkennen und lösen, die Produktionseffizienz verbessern, die Ausschussquote senken, die Stabilität der Produktqualität gewährleisten und die Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Überlegungen:

• Dünne und spärliche Proben: Bei zu dünnen oder spärlichen Proben empfiehlt sich eine mehrfache Schichtung, bis sich der Messwert stabilisiert und unverändert bleibt. Vermeiden Sie übermäßig zerbrechliche Proben, um die Stabilität und Genauigkeit der Messung sicherzustellen.
• Kleine Stichprobengröße: Wenn die Proben für eine direkte Messung zu klein sind, sollten Sie erwägen, farbiges Tuch als Unterlage zu verwenden oder einen schwarzen Rahmen zu erstellen, um die Probe für die Messung zu sichern. Ein kleines Loch in der Mitte des Rahmens, das etwas kleiner als die Probengröße ist, ermöglicht Tests nach der Kalibrierung und gewährleistet so die Messgenauigkeit.
• Flor- oder Teppichstoffe: Kämmen Sie bei Stoffen wie Flor oder Teppich mit erhabenen Fasern die Fasern sorgfältig durch und platzieren Sie nach der Kalibrierung ein optisches Glas zur Messung auf der Stoffoberfläche. Wenn der gesamte Stoff aus der gleichen Art und Charge an Rohstoffen besteht, kann die Prüfung auf der Rückseite des Stoffes durchgeführt werden.
• Messung der Garnfarbe: Bei Garnproben wickeln Sie das Garn vor der Messung sorgfältig um ein spezielles Garnbrett. Achten Sie darauf, beim Aufwickeln des Garns eine moderate Spannung aufrechtzuerhalten und eine gleichmäßige Spannung sicherzustellen, um Messfehler zu vermeiden und eine genaue Messung der Garnfarbe sicherzustellen.

Tags:DSCD-920