Cet article traite de la théorie et du fonctionnement derrière un capteur de couleur. Nous allons considérer: quelle est la couleur, comment fonctionne une mesure de couleur, mettre en évidence un certain nombre d'applications industrielles avec la mesure de couleur et enfin donner un aperçu des solutions proposées par Sensor Partners.
La couleur est une propriété des longueurs d'onde qui composent la lumière. L'œil humain peut percevoir la couleur avec une longueur d'onde comprise entre 750 et 400 nanomètres. Toutes les longueurs d'onde sont appelées ensemble le spectre. L'homme ne peut en voir qu'une petite partie.
La couleur est générée lorsque les objets sont éclairés par un rayonnement électromagnétique dans une plage de longueurs d'onde comprise entre 350 nm et 750 nm. Cette zone est visible à l'homme à l'œil nu. Le rayonnement avec une longueur d'onde inférieure à 350 nm est appelé rayonnement UV, le rayonnement avec une longueur d'onde supérieure à 750 nm est appelé rayonnement infrarouge. Ces parties du spectre ne peuvent pas être vues par l'œil humain.
Afin de percevoir la couleur avec un capteur, la lumière est nécessaire. Lorsqu'il n'y a pas de lumière, les couleurs sont indiscernables et tout est noir. Les capteurs de couleur utilisés pour la détection des couleurs sont donc équipés d'une source lumineuse (intégrée). Cette source de lumière garantit que les objets sont toujours exposés de la même manière, de sorte que la valeur de couleur mesurée est toujours cohérente.
Pas à pas, une mesure de couleur est effectuée par le capteur de couleur (également appelé spectrophotomètre) comme suit:
L'objet à mesurer doit d'abord être exposé de manière cohérente. Le capteur utilise pour cela une source de lumière (intégrée) qui émet un faisceau lumineux vers l'objet. Cette lumière émise garantit que la couleur de l'objet est rendue mesurable de manière optimale pour le capteur, car une déviation de l'éclairage peut entraîner des valeurs de couleur divergentes.
Le faisceau lumineux émis garantit que l'objet (et sa couleur) se reflète et fournit ainsi une entrée pour le capteur de couleur. La réflexion est collectée à l'aide de l'optique du capteur. Il s'agit d'une lentille spéciale qui diffère selon le domaine d'application et fait briller la lumière reçue sur le capteur de couleur interne.
La lumière réfléchie par l'objet arrive au capteur de couleur interne qui peut le traiter. Le capteur de couleur interne mesure les valeurs de couleur de la lumière reçue. Les données de mesure de ces valeurs sont ensuite évaluées et traitées en valeurs de couleur finales en utilisant des fonctions de sensibilité (spectrale).
Lorsque les valeurs mesurées de la lumière reçue ont été traduites en valeurs de couleur, elles peuvent être affichées pour l'utilisateur ou communiquées au système dans lequel le capteur fonctionne. L'affichage de la valeur de couleur mesurée est possible de différentes manières telles que L * a * b *, XYZ et RGB.
Différents types d'optiques permettent d'effectuer des mesures de couleur dans une variété d'applications. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples dans lesquels le capteur de couleur prend tout son sens.
La détection ou la mesure d'objets brillants ou, par exemple, de plastique et de métal colorés peut s'avérer difficile. En utilisant un angle d'inclinaison de 45° et un faisceau diffus sur une plage de mesure plus large, cela reste possible. Un capteur peut ainsi mesurer ou détecter les couleurs d'objets de toutes sortes de formes et de surfaces brillantes.
Le défi est de pouvoir voir à travers le film. En supprimant la brillance et en plaçant un fond blanc, il est possible d'y parvenir. Cela permet de mesurer la qualité du film dans un environnement de production et de détecter d'éventuelles erreurs dans l'impression.
La mesure de la couleur se fait à l'aide d'un projecteur. Ce projecteur doit être suffisamment grand pour que la mesure soit fiable. Des objets d'un diamètre de 1 à 2 mm peuvent être mesurés à l'aide de différentes optiques. Celles-ci fournissent un faisceau lumineux focalisé et donc une très petite tache lumineuse (⌀ 0,3 mm). Il est ainsi possible de mesurer la couleur d'un objet relativement petit.
Lorsque vous anodisez l'aluminium, la composition chimique détermine la couleur finale. En mesurant la valeur de la couleur, la cohérence du produit final peut être contrôlée. Mais pensez aussi aux imprimés, aux tapis, aux cosmétiques, à la nourriture, à la peinture, etc. Tout ce qui compose la couleur.
En supprimant au maximum la surface brillante et en utilisant un grand point de mesure contre les irrégularités de la surface, une mesure de couleur fiable peut être obtenue.
La couleur du matériau d'emballage doit être mesurée immédiatement après la coloration du rouleau (papier). Un capteur de couleur peut également mesurer la couleur de différents types de papier.
L'inclinaison (angle) de plusieurs capteurs à lumière diffuse peut également mesurer la couleur d'un revêtement en verre. Plusieurs angles de montage sont possibles.
Les valeurs de couleur du stratifié peuvent également être mesurées en utilisant, entre autres, un point de mesure plus grand pour garantir la qualité des couleurs dans l'industrie du meuble. L'obstacle de la surface brillante est ainsi ponté.
