Was ist Farbe?
Farbe ist eine Eigenschaft der Wellenlängen aus denen Licht zusammengestellt ist. Es ist für den Menschen ein selbstverständliches Phänomen, das mit dem bloßen Auge wahrzunehmen ist. Das menschliche Auge kann Farbe mit Wellenlängen zwischen 750 und 400 Nanometer wahrnehmen. Alle Wellenlängen bilden zusammen das Spektrum. Davon kann der Mensch lediglich einen geringen Teil sehen.
Farbe entsteht nämlich, wenn Objekte von elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 350 nm und 750 nm beleuchtet werden. Dieser Bereich kann von Menschen mit dem bloßen Auge wahrgenommen werden. Die Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 350 nm wird UV-Strahlung genannt. Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 750 nm wird Infrarotstrahlung genannt. Diese äußeren Bereiche des Spektrums können vom menschlichen Auge nicht erfasst werden.Die Essenz von Farbe: Dafür ist Licht erforderlich.
Wie funktioniert eine Farbmessung?
Zur Wahrnehmung einer Farbe mit einem Sensor ist Licht erforderlich. Wenn kein Licht vorhanden ist, können wir Farben nicht unterscheiden und ist alles schwarz. Farbsensoren, die zur Erkennung von Farbe eingesetzt werden, müssen deshalb mit einer (integrierten) Lichtquelle ausgestattet sein. Diese Lichtquelle sorgt dafür, dass Objekte immer auf die gleiche Weise beleuchtet werden, wodurch der gemessene Farbwert immer konsistent ist.
Eine Farbmessung wird folgendermaßen schrittweise von dem Farbsensor (bzw. Spektralphotometer) durchgeführt:
1. Beleuchtung des Messziels
Das zu messende Objekt sollte zuerst einmal auf konsistente Weise beleuchtet werden. Bei einem Sensor erfolgt das mithilfe einer (integrierten) Lichtquelle, die ein Lichtbündel zum Objekt aussendet. Dieses ausgesendete Licht sorgt dafür, dass die Farbe des Objektes für den Sensor optimal messbar gemacht wird, da eine Abweichung hinsichtlich der Beleuchtung zu abweichenden Farbwerten führen kann.
2. Empfangene Reflexion
De uitgezonden lichtbundel zorgt er voor dat het object (en de kleur ervan) reflecteert en daarmee input levert voor de kleursensor. Het opvangen van de reflectie gaat met behulp van het optiek van de sensor. Dit is een speciale lens die verschillend is per toepassingsgebied en het ontvangen licht doet schijnen op de interne kleursensor. Lees hier meer over de verschillende optieksoorten van SPECTRO kleursensoren.
3. Reflexion verarbeiten
Das reflektierte Licht des Objekts kommt bei dem internen Farbsensor an, der es verarbeiten kann. Der interne Farbsensor misst nämlich die Farbwerte des empfangenen Lichts. Die Messdaten dieser Werte werden anschließend ausgewertet und mithilfe der (spektralen) Empfindlichkeitsfunktionen zu den letztendlichen Farbwerten verarbeitet.
4. Darstellung des Farbwertes
Nachdem die gemessenen Werte des empfangenen Lichts in Farbwerte umgesetzt wurden, können sie dem Anwender angezeigt oder an das System weitergeleitet werden, in dem der Sensor operiert. Die Darstellung des gemessenen Farbwerts ist in unterschiedlichen unterstützenden Formaten möglich, wie L*a*b*, XYZ und RGB.
Industrielle Anwendungen der Farbmessung
Unter anderem aufgrund unterschiedlicher Optik-Typen ist es möglich, Farbmessungen in vielfältigen Anwendungsbereichen durchzuführen. Es folgen ein paar Einsatzbereiche, in denen Farbsensoren wertvolle Arbeit leisten.
Farbige Kunststoff- oder Metallteile
Mithilfe eines Neigungswinkels von 45° und einem diffusen Lichtbündel über einen größeren Messbereich können Farben von Objekten mit verschiedenen Formen und (glänzenden) Oberflächen detektiert werden.
Kunststofffolien
Mithilfe eines Neigungswinkels von 45° und einem diffusen Lichtbündel über einen größeren Messbereich können Farben von Objekten mit verschiedenen Formen und (glänzenden) Oberflächen detektiert werden.
Schmale Kunststofftuben
Objekte mit einem Durchmesser von nur 1-2 mm können mithilfe unterschiedlicher Optiken und sehr kleinen Lichtflecken (⌀ 0.3 mm), die eine Farbmessung in einem solchen Anwendungsbereich ermöglichen, gemessen werden.
Farbunterschied in der Fertigung erkennen
Wenn man Aluminium anodisiert, bestimmt die chemische Zusammensetzung die letztendliche Farbe. Durch die Messung des Farbwertes kann die Konsistenz des Endproduktes überwacht werden. Weitere Einsatzbereiche sind zum Beispiel: Druckwaren, Teppiche, Kosmetik, Nahrungsmittel, Farbe etc. Jeder Bereich, in dem Farbe zusammengestellt wird.
Glasierte (Boden-) Fliesen und Dachziegel
Durch die Unterdrückung des glänzenden Oberfläche und den Einsatz eines großen Messflecks kann trotz der unregelmäßigen Oberfläche eine zuverlässige Farbmessung durchgeführt werden.
Papier
Die Farbe des Verpackungsmaterials muss umgehend nach dem Bedrucken der (Papier-)Rolle gemessen werden. Ein Farbsensor kann auch die Farbe unterschiedlicher Papiersorten messen.
Glasbeschichtung
Durch die schräge Montage mehrerer Sensoren mit diffusem Licht kann auch die Farbe einer Glasbeschichtung gemessen werden. Mehrere Montagewinkel sind möglich.
Laminat
Auch die Farbwerte von Laminat können u. a. mithilfe eines größeren Messflecks gemessen werden und damit wird die Farbqualität in der Möbelindustrie gewährleistet. Das Hindernis einer glänzenden Oberfläche wird so überwunden.
Was ist die beste Wahl für Ihren Anwendungszweck?
We kunnen het ons voorstellen dat het moeilijk is om de juiste keuze te maken, omdat er zoveel bij komt kijken in een toepassing. Daarom hebben we een vervolgartikel over de verschillende optieken voor kleursensoren en de bijbehorende toepassingsgebieden. Bent u er nog steeds niet over uit of hebt u liever contact met een van onze experts neem dan gerust contact met ons op!
