Spektrofotometry do pomiaru barwy z różnymi źródłami światła- lampy wolframowe, ksenonowe i LED.

Nowe spektrofotometry do pomiaru barwy wykorzystują jako źródło światła LED.  Rodzi to wiele pytań odnośnie do tych lamp.

W przypadku spektrofotometrów używanych do pomiaru koloru, źródło światła CIE a fizyczne lampy białego światła znajdujące się w spektrofotometrze to nie to samo.

Źródła światła CIE są wyznaczone przez tabele stałych wartości reprezentujących różne typy białego światła, w których próbka może być oglądana.

Źródła światła ( illuminant) są używane do modyfikowania wartości kolorów, takich jak L *, a *, b *, aby określić, jaki kolor próbki będziemy mierzyć w zależności od oświetlającego ją rodzaju światła białego (np. illuminant A reprezentujący żarówkę wolframową lub światło domowe przy 2865 K; illuminant F02 reprezentujący chłodne fluorescencyjne światło biurowe; illuminant D65 reprezentujący światło dzienne w południe). Te obliczenia odbywają się automatycznie w oprogramowaniu, wybieramy je w ustawieniach metody pomiarowej i są niezależne od lampy spektrofotometru.

Zadaniem lampy będącej źródłem białego światła w spektrofotometrze jest oświetlenie próbki z równomierną mocą w całym zakresie widma widzialnego. W połączeniu z detektorem lampa jest wykorzystywana do pomiaru współczynnika odbicia lub transmisji próbki.

Teoretycznie lampa instrumentu z doskonałym białym światłem oświetla próbkę 100 jednostkami mocy równomiernie w całym widmie widzialnym. W praktyce białe światło lampy nie rozkłada się równo w całym zakresie widma.

W czasach, gdy w spektrofotometrach była wykorzystywana halogenowa lampa wolframową o ciepłym białym świetle, wychodzące światło widzialne było przycinane filtrem IR w celu zmniejszenia mocy w czerwonej części widma (i zakresie IR, w celu zminimalizowania ogrzewania próbki), aby zapewnić bardziej równomierny rozkład mocy widmowej. Zwykle celem do osiągnięcia było oświetlenie dzienne CIE D65. Źródło światła D65 ma zaś określony rozkład widmowy o odpowiedniej mocy w całym zakresie widzialnym i jest uznanym standardem widmowym. Dodatkowo lampy wolframowe są zawsze włączone (nieefektywne energetycznie) i muszą być wymieniane co 1000 godzin, co zwiększa koszty produkcji.

Błyskowe lampy ksenonowe mają w widmie piki i za dużą wartość w UV. Do uzyskania równomiernej wartości widmowej te parametry myszą być przycięte. Lampa ksenonowa jest lepiej dopasowana do D65 niż filtrowany halogen wolframowy. Lampy ksenonowe wystarczają na ponad milion błysków, co zwykle przekracza żywotność instrumentu. Lampa może nigdy nie wymagać zmiany. Bardzo wydajne, impulsowe lampy ksenonowe zużywają energię tylko wtedy, gdy lampa miga.

Białe lampy LED mają największą przyszłość jako źródło światła w spektrofotometrach do pomiaru barwy.  Widmo białej diody LED nie jest idealnie równe w całym zakresie vis, ale można je dostroić, dodając inne kolorowe diody LED, aby zapewnić bardzo równomierne rozkład widma w zakresie widzialnym.

Widmo lampy LED może być zaprojektowane specjalnie tak, aby pasowało do każdego źródła światła białego w zakresie widzialnym. D65 nadal pozostaje wzorem dla rozkładu mocy widmowej tych lamp. Diody LED są prawdopodobnie źródłem światła, które najlepiej pasuje do rozkładu mocy widmowej D65.

Białe diody LED są niedrogim źródłem światła i powinny działać przez cały okres użytkowania spektrofotometru. Kluczowym elementem jest dobry projekt lampy tzn. taki wybór i mieszanie diod LED, aby uzyskać jednolitą, równą widmową moc wyjściową w całym spektrum widzialnym, oraz możliwość utrzymania jej przez cały okres użytkowania instrumentu. 

Pozdrawiam,

Marcin Guz, biosens.pl

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie będzie publikowany. Zaznaczone pola są obowiązkowe *

*