Spektralphotometer

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Spektralphotometer
Ein Spektralphotometer mit autom. Messtisch

Im Gegensatz zu einem Densitometer, das nur die Reflexion einer Farbe durch einen bestimmten Filter misst und damit Rückschlüsse auf die Dicke der Farbschicht auf dem Bedruckstoff zulässt, misst ein Spektralphotometer durch das Beleuchten der Messfläche über das gesamte Spektrum (von infrarot bis ultraviolett) des sichtbaren Lichtes die Remissionswerte. Dadurch kann der genaue Farbort der Farbe definiert und Farbabweichungen von einem Messpunkt zum nächsten berechnet werden.

Das Funktionsprinzip

Spektralphotometer zerlegen das Spektrum des sichtbaren Lichts in eine Anzahl schmaler Bänder oder Messkanäle (in der Regel 20 bis 40 Bänder mit etwa 20 bis 10 nm Breite) und liefern für jeden Kanal einen digitalisierten Lichtstärkewert.

Es misst also den Reflexionsgrad der Probe nach Kalibrierung auf Weiß- und Schwarzstandards unabhängig von der im Spektralphotometer benutzten Beleuchtungsquelle.

Aus diesen Werten wird für die gemessene Farbe eine Remissionskurve aufgebaut. Diese Kurve stellt eine Art farblichen "Fingerabdruck" dar.

Zur Messung wird polychromatisches Licht durch ein Prisma oder durch schmalbandigen Filter in monochromatisches Licht zerlegt.

Ein Photoelement ermittelt die vom Standard und der Probe reflektierten Lichtmengen und wertet ihr Verhältnis aus. Durch Multiplizieren der Messwerte eines jeden Bandes mit den Werten der Standards, kann man die zugehörigen Farbwerte errechnen. Häufig verwendete Farbräume sind z.B. das CIEL*a*b*-System oder das CIE-System.

Da zwei Strahlengänge, nämlich der Probenstrahlengang und der Referenzstrahlengang, gemessen werden, spricht man von Zweistrahlenspektralphotometern.

Verständlicherweise haben sie den Vorteil, Geräte- und Netzschwankungen auszugleichen und so Fehler zu eliminieren. Die genausten heute bekannte Messgeräte arbeiten deshalb nach dem Zweistrahlenverfahren.

Literatur

  • Wilhelm von Zahn: Über ein Spectro-Photometer. In: Sitzungsberichte der Naturforschenden Gesellschaft zu Leipzig, 5. Jahrgang (1878), W. Engelmann, Leipzig 1878.

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