Dispositivos de medición de color

Los dispositivos de medición de color existen desde la década de 1940, pero han recorrido un largo camino desde entonces.

Los primeros instrumentos fueron los colorímetros, que usaban filtros rojo, verde y azul para simular la respuesta triestímulo del ojo humano. En los años 40, eran bastante caros, por lo que pocas personas tenían acceso a ellos. Aún más caros eran los espectrofotómetros, que miden el color muestreando la luz en intervalos muy estrechos a lo largo del espectro visible.

La tecnología moderna ha allanado el camino para dispositivos especiales para todo tipo de industria, y los precios más bajos hacen que los dispositivos de medición de color sean accesibles para todos, desde fotógrafos aficionados hasta fabricantes de automóviles.

Veamos la diferencia entre colorimetría y espectrofotometría y las geometrías que definen cada una.

Colorimetría frente a espectrofotometría

Los instrumentos de medición del color son colorímetros o espectrofotómetros.

Un colorímetro es un dispositivo de tres canales que “ve” el color exactamente como el ojo humano. En esencia, cuantifica los componentes triestímulo rojo, verde y azul de cada medición y usa esos datos para determinar la ubicación de un color en el espacio de color utilizando las métricas L*a*b* o L*C*h°. Para algunas industrias, estos son datos suficientes. Para otros, es posible que no identifique errores cruciales de coincidencia de colores.

La espectrofotometría, o la lectura de la respuesta de una muestra en el espectro visible, es la mejor manera de obtener datos para la formulación del color y garantizar la calidad. Los espectros funcionan filtrando la luz en bandas de color muy estrechas, que vuelven a subir a través de la óptica del instrumento y al receptor donde se analizan.

Cada banda, de 400 a 700 nanómetros, se analiza y registra como una curva de reflectancia… la “huella digital” del color. Aquí está la curva de reflectancia de una bola roja. Aparece rojo porque refleja principalmente las longitudes de onda rojas de la luz. Solo queda un pequeño porcentaje de la luz incidente de las partes azul y verde del espectro. A medida que pasa de los amarillos a los rojos verdaderos, la curva se acerca al 80 %.

Geometrías de instrumentos

Si todo fuera plano, mate y suave, todo lo que necesitaríamos sería un instrumento básico. Pero hay tantas superficies para medir (opacas, reflectantes, transparentes, curvas, texturizadas y abigarradas) que un solo dispositivo no puede hacerlo todo.

Ángulo único 0°/45°

La geometría más popular para control de calidad y garantía de productos en muchas industrias es 0°/45° (pronunciado cero cuarenta y cinco), o 45°/0°. Las lámparas se ubican en un ángulo de 45° con respecto a la muestra y el receptor, o invertidas con el receptor a 45° y la lámpara sobre la cabeza. De cualquier manera, hay un ángulo recto, dividido en 45 grados. Este dispositivo reproduce más de cerca cómo los humanos ven el color porque excluye el brillo de la medición.

Los instrumentos de 0°/45° funcionan bien con la mayoría de las superficies, tintes y pigmentos.

Esférico

Otra geometría común es la esfera, también conocida como 8° difusa, o simplemente D8. Es un poco más complicado porque puede incluir brillo como parte de la medida.

Dentro del instrumento hay una lámpara que brilla en la pared curva lejana en lugar de directamente en la muestra. La luz es dispersada por la pared miles de veces, iluminando la muestra desde todas las direcciones, teniendo en cuenta cada variación de textura y brillo. Se puede abrir y cerrar una pequeña trampilla llamada puerto especular para permitir que escape el brillo.

Multiángulo

Muchas industrias, incluidas la cosmética y la automotriz, están muy interesadas en los efectos especiales como los perlados y los metálicos. Estos pigmentos hacen que la pintura se vea diferente en diferentes ángulos. Todos hemos visto autos que parecen cambiar de color dependiendo de dónde esté parado o del ángulo de la lámina de metal.

Los gonio-espectrofotómetros fueron los primeros dispositivos multiángulo que podían ver los cambios de color como lo hacemos nosotros, pero eran muy grandes y muy caros. Hoy tenemos

Instrumentos portátiles, de mano y multiángulo que pueden medir una superficie desde muchos ángulos. Trabajan con un solo punto de iluminación, normalmente a 45 grados, y varios receptores diferentes que capturan y registran la luz a medida que se dispersa en diferentes direcciones.

Además de la industria automotriz, estos instrumentos se utilizan en cosméticos para esmaltes de uñas y maquillaje de ojos y otras industrias que producen materiales con propiedades ópticas interesantes.

Entonces… ¿cuál elegir?

Los dispositivos de medición de color modernos vienen en una variedad de formas y tamaños, y se usan en muchas industrias diferentes, que incluyen alimentos, medicina, dental, fotografía, pintura, plásticos e incluso productos farmacéuticos. Pueden ser manuales o de autoescaneo. Algunos toman solo una medida a la vez y la muestran en la pantalla de una computadora, mientras que otros tienen computadoras integradas. Algunos incluso son sin contacto, lo que significa que pueden medir piezas a distancia a medida que avanzan en la línea de producción.

Con al menos cien tipos diferentes de instrumentos para elegir, ¿cómo eliges el que es mejor para ti?

1. Comienza por considerar el tipo de materiales que medirá. ¿Tus muestras son suaves o texturizadas?, ¿grandes o pequeñas?, ¿son planas o curvas?, ¿hechas con pigmentos especiales, como metálicos o nacarados?
2. ¿En qué tipo de entorno medirás?, ¿se pueden manipular las muestras sin dañarlas?
3. ¿Formas parte de un grupo de medición de color global que requiere una calidad excepcional y una consistencia estricta? o ¿puede arreglártelas con un poco menos de precisión porque es una operación independiente?
4. ¿Es necesario almacenar los datos?, ¿debes compartilos en todo el mundo?
5. ¿Qué velocidad y automatización necesitas?
6. Y, por supuesto, la repetibilidad es fundamental, como probablemente lo sea el precio.

Lo más importante que debes considerar es tu industria para decidir qué dispositivo de medición de color es el adecuado para ti.

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