Systemy i metody pomiaru barwy ciał stałych i substancji płynnych — jak wygląda proces?

Barwa jest jedną z istotnych cech wielu produktów (np. w branży spożywczej czy przemyśle), dlatego możliwość precyzyjnego, jednoznacznego zdefiniowania barwy danego wyrobu przy użyciu znormalizowanych standardów ma fundamentalne znaczenie w przypadku oceny jakości końcowego produktu. Postrzeganie barw przez oko ludzkie jest jednak kwestią całkowicie indywidualną, subiektywną, dlatego zostały stworzone uniwersalne systemy i metody pomiaru barwy, które mogą zostać zastosowane w badaniach lub kontroli jakości praktycznie każdego produktu.

Gdzie i do czego wykorzystuje się pomiar barwy?

Znormalizowane standardy i metody pomiaru barwy znajdują zastosowanie przede wszystkim w przemyśle spożywczym (barwa żywności i napojów), branży motoryzacyjnej (m.in. lakiery i farby), branży kosmetycznej (np. kosmetyki, kremy, proszki), tekstylnej (barwy materiałów i tkanin) czy branży medycznej (barwa leków i innych produktów medycznych). Systemy do pomiaru barwy wykorzystuje się na wielu etapach powstawania danego produktu – od fazy projektowej aż po finalną ocenę i weryfikację jakości gotowego produktu. Zastosowanie ustandaryzowanych, uniwersalnych metod pomiaru barwy pozwala wykonywać ocenę barwy w formie obiektywnej, powtarzalnej kwantyfikacji, pozwalającej dokładnie scharakteryzować i opisać kolor danego produktu.

Najpopularniejsze modele i metody pomiaru barw

Wśród istniejących i wykorzystywanych obecnie modeli pomiaru barwy najbardziej popularne są:

Model CIE Lab

Opracowany i znormalizowany przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową (CIE, z fr. Commision Internationale de l’Eclairage) w 1976 roku, oparty na przestrzeni barw stworzonej przez Huntera w 1948 roku. Barwy w tym systemie są określane przez trzy parametry: wartość barwy (hue), nasycenie (saturation) oraz jasność (brightness). Obecnie model CIE Lab jest międzynarodowo stosowanym standardem w pomiarach barwy, stanowiąc podstawę dla wielu współczesnych systemów diagnostyki barw z uwagi na fakt uniezależnienia samej identyfikacji barwy od klasy przyrządu wykorzystanego do tego celu.

Model Munsella

Opracowana w 1905 roku metoda oceny barwy i wizualnego porównania ze wzorcem, w którym każda barwa jest wyrażona jako wypadkowa trzech wartości: tonu (hue), jasności (value) oraz nasycenia (chroma). Każdą z tych wartości można zmieniać niezależnie od pozostałych, co pozwala precyzyjnie umieścić dowolną barwę w trójwymiarowej przestrzeni kolorów Munsella.

Metoda wizualna

W przypadku tej metody pomiar barwy próbki wykonuje się poprzez porównanie jej z odpowiednimi wzorcami odniesienia, przy czym wzorce te mogą przyjmować formę dysków szklanych bądź wzorców płynnych.

Kolorymetria

Metoda pomiaru barwy polegająca na ilościowym określeniu trójchromatycznych składowych (czerwony, zielony, niebieski) i wykorzystaniu tych informacji do określenia barwy badanego obiektu przy wykorzystaniu modelu barw L a b (rzadziej L C h°). Jest to pomiar ogólny, w związku z czym nie nadaje się do wykorzystania w branżach, gdzie wymagany jest precyzyjny pomiar barwy.

Spektrofotometria

Ta metoda określania barwy opiera się na pomiarze ilości światła, jakie zostało zaabsorbowane przez próbkę po ekspozycji na źródło światła znajdujące się w spektrofotometrze. Spektrofotometry cechują się ogromną dokładnością wykonywanych pomiarów zarówno w przypadku cieczy, jak i substancji stałych.

Metody pomiaru barwy – barwa ciał stałych

Barwę ciał stałych i substancji nietransparentnych najczęściej określa się przy wykorzystaniu wspomnianej już wcześniej skali CIE Lab oraz skali Huntera. W tym drugim przypadku (skala Hunter L, a, b) ostateczna wersja weszła do użytku w roku 1966, a sama skala jest wciąż wykorzystywana w wielu gałęziach przemysłu, choć zdecydowanie popularniejsza jest wprowadzona w 1976 roku skala kolorów CIE Lab.

Metody pomiaru barwy – barwa substancji płynnych

W przypadku cieczy o różnym poziomie transparencji do pomiaru barwy wykorzystywane są różne skale, wśród których największą popularnością cieszą się:

• Skala APHA/Pt-Co Hazena – jest to skala żółtości oparta na rozcieńczaniu 500 ppm roztworu platynowo-kobaltowego, stworzona na potrzeby precyzyjnego określania barwy cieczy. Pierwotnie wprowadzona w 1892 roku, aby określać poziom zanieczyszczenia ścieków wodnych. Od chwili wprowadzenia do czasów obecnych skala przeszła wiele modyfikacji i jest współcześnie wykorzystywana m.in. do opisu intensywności żółtego zabarwienia pochodnych ropy naftowej, próbek olejów czy rozpuszczalników.
• Skala Gardnera – stworzona w 1920 roku, przeznaczona do określania i weryfikacji barwy substancji o jasnych lub żółto-brązowych odcieniach (m.in. lakiery, żywice, oleje, kwasy tłuszczowe). Wykorzystuje 18 transparentnych wzorców. Dzięki pomiarowi odbarwienia próbek przy użyciu tej skali możliwe jest określenie wieku, stopnia ekspozycji na światło lub sposobu obróbki badanej substancji.
• Skala Saybolta – stworzona w celu określania zażółcenia jasnych substancji, często wykorzystywana w branży petrochemicznej (ocena barwy paliw lotniczych, nafty, wosków naftowych i niebarwionej benzyny) oraz w branży farmaceutycznej.
• Skala ASTM – stosowana w głównej mierze w branży petrochemicznej do określania odcienia oraz intensywności żółtej barwy substancji powstających po przetworzeniu nafty, oraz do oceny olejów opałowych, olejów napędowych i smarów, wykorzystywana również do wykrywania ewentualnych zanieczyszczeń. Wzorzec stanowi 16 płytek zabarwionych na poszczególne odcienie w obrębie skali.

Kolorymetry PFXi serii 195 firmy Lovibond Tintometer

Urządzenia do pomiaru barwy w ofercie OMC Envag

W naszym asortymencie dostępna jest szeroka gama urządzeń przeznaczonych do pomiaru barwy substancji płynnych oraz ciał stałych we wszystkich gałęziach przemysłu oraz wielu innych branżach (m.in. w przemyśle spożywczym czy laboratoriach). Analizatory barwy
z oferty OMC Envag, zależnie od wybranego modelu, zapewniają możliwość wykonywania pomiaru barwy w wielu skalach, w tym FAC, skala Gardnera, skala Saybolta, skala jodowa czy skala Pt-Co Hazena. Ponadto użytkownik może wytyczyć własną skalę pomiaru barwy w oparciu o zadany wzorzec, co pozwala w pełni dostosować urządzenie do bieżących wymagań klienta i rekonfigurować je w przypadku, gdy potrzeby ulegną zmianie.

W ofercie firmy OMC Envag znajdują się urządzenia brytyjskiej marki Tintometer Lovibond umożliwiające pomiar barwy, odbicia oraz połysku. W razie pytań bądź chęci uzyskania dokładniejszych informacji o analizatorach barwy z naszej oferty zapraszamy do kontaktu – nasi specjaliści udzielą wyczerpujących odpowiedzi na wszystkie Państwa pytania!