поиск по сайту

4

5

pokraska

100_0128-2Электронное око

Наша компания имеет самое уникальное приспособление для подбора автоэмалей и получения точного цвета в колористике, а точнее цвет максимально идентичный базовому. Только тогда разница цветов окрашенной детали автомобиля и всего автомобиля в целом будет незначительна (именно незначительна, потому что подобрать абсолютно такой же цвет невозможно в принципе, как невозможно изобрести вечный двигатель, — слишком много субъективных и объективных факторов на это влияет). Мастера прибегают ко всяческим ухищрениям, используют метод плавного перехода, тратят килограммы краски, делая тест-напылы и выводя искомый оттенок, вследствие чего ожидаемый результат практически всегда достигается неимоверными усилиями. Особенно если речь идет о «металликах» и «перламутрах».

В начале было слово

Специалисты всегда стремились найти выход из такой ситуации, пытаясь упростить процесс цветоподбора. И возможность математического описания цвета в значительной степени помогла им в этом. Как нам уже известно, для объективного описания цвета нужно знать три его основные характеристики: цветовой тон, насыщенность и яркость. Они и составляют оси трехмерного пространства XYZ, установленного Международной комиссией по освещению (МКО, или, по-английски, CIE) в 1931 г. Графическое изображение совокупности координат цветности x, y на плоскости называют цветовым графиком (графиком цветности, цветовым треугольником) МКО. В 1976 г. этой организацией были предложены и другие модели цветовых пространств, из которых на практике чаще всего используется CIELAB. Это тоже трехмерная система координат, состоящая из трех осей: черно-белой оси яркости (L), хроматической зелено-красной оси (a) и хроматической желто-синей оси (b).

Но вопрос объективной оценки цвета оставался открытым, и для его решения ввели некоторую величину цветового различия — дельта Е, определяемую как разность значений отдельных координат цвета двух сравниваемых объектов. Она показывает, насколько сильно различаются два цвета, но вот определить, по каким параметрам они различны, мы с ее помощью не сможем. Эту информацию нам могут дать только разницы координат отдельных показателей цвета — дельта a, дельта b и дельта L. Тогда полное цветовое различие дельта Е рассчитывается как длина прямой, соединяющей эти две точки в цветовом пространстве. Это, пожалуй, главный математический принцип, на котором построена работа спектрофотометра.

spektro

Спектрофотометр

Что такое спектрофотометр? Это спектральный прибор, который осуществляет фотометрирование — сравнение измеряемого потока с эталонным (референтным) для непрерывного или дискретного ряда длин волн излучения. Спектрофотометр обеспечивает отсчет, или автоматическую регистрацию результатов сравнения, в соответствующей двумерной шкале: абсцисса — длина волны, ордината — результат фотометрирования на этой длине волны. Спектрофотометрами также называют аналитические приборы, которые не измеряют спектры, а определяют концентрации элементов в пробе по линиям абсорбции (или эмиссии) атомов в пламени (атомно-абсорбционные или пламенные спектрометры) или определяют концентрации компонентов в смесях веществ по характеристическим полосам поглощения (например, двуволновые инфракрасные спектрофотометры или спектрофотометры-анализаторы).

Главный принцип измерения цветных координат — спектральная фотометрия. Спектрофотометр разлагает белый свет и оценивает световой сигнал, отраженный от измеряемого образца в отдельных длинах волн видимого спектра. Получаемый результат измерения — спектральная характеристика коэффициента яркости. Она вместе с оцифрованными характеристиками выбранного типа нормированного освещения и со спектральными характеристиками так называемого нормального наблюдателя становится составной частью математически комплексного вычисления отдельных координат цветового оттенка.

В двулучевых спектрофотометрах поток от источника разделяется на два пучка: основной и пучок сравнения (референтный). Чаще всего применяется двулучевая схема «оптического нуля», представляющая собой систему автоматического регулирования с обратной связью.

Многочисленные модели спектрофотометров, выпускаемые серийно фирмами многих стран, можно разделить на три основных класса: сложные универсальные спектрофотометры для научных исследований, приборы среднего класса и простые, «рутинные» спектрофотометры. В спектрофотометрах первого класса предусмотрена автоматическая смена реплик, источников, приемников, что позволяет охватить широкий спектральный диапазон. Наиболее распространены диапазоны 0,19–3 мкм, 2,5–50 мкм и 20–330 мкм. Конструкции этих спектрофотометров обеспечивают широкий выбор скоростей и масштабов регистрации спектров различных объектов. В приборах среднего класса используемый спектральный диапазон меньше и выбор режимов ограничен. В простых спектрофотометрах предусматриваются обычно 1–2 стандартных режима с простейшим управлением «пуск — стоп»; это переносные приборы массой 20–40 кг.

Кроме спектрофотометров, работающих по схеме «оптического нуля», существуют прецизионные спектрофотометры, построенные по схеме «электрические отношения». В них световые пучки двулучевого фотометра модулируются различными частотами (или фазами), а отношение потоков определяется в электрической части прибора. В конструкцию специальных типов спектрофотометров вводят микроскопы (микроспектрофотометры), устройства для исследований спектров флуоресценции (спектрофлуориметры), поляризации (спектрополяриметры), дисперсии показателя преломления (спектрорефрактометры), для измерений яркости внешних излучателей по сравнению с эталонным (спектрорадиометры). Автоматические спектрофотометры являются основными приборами для исследований спектральных характеристик веществ и материалов и для абсорбционного спектрального анализа в лабораториях.

Однолучевые нерегистрирующие спектрофотометры — обычно простые и относительно дешевые приборы для области 0,19–1,1 мкм. Нужная длина волны в них устанавливается вручную; образец и эталон, относительно которого измеряется пропускание или отражение, последовательно вводятся в световой пучок. Отсчет снимается визуально по стрелочному или цифровому прибору. Для увеличения производительности спектрофотометры оснащаются устройствами цифропечати и автоматической подачи образцов.

Полученная на спектрофотометре спектральная характеристика образца может быть использована для расчета цветовых характеристик в любом цветовом пространстве, для любых комбинаций «источник — наблюдатель», для расчета индексов белизны, желтизны и метамерности, цветовых рецептур и других задач, связанных с технологией производства и применения колорантов.

Все спектрофотометры содержат следующие основные элементы: источник света, оптические элементы (сфера, зеркало, линзы, световоды), устройство разложения отраженного от образца света в спектр, фотоэлектрический приемник. Эти элементы объединены оптической схемой прибора, определяющей характер прохождения света от источника до приемника.

Нас в первую очередь будут интересовать приборы, измеряющие спектр образца в видимом диапазоне длин волн — 400–700 нм. Такие приборы в нашей стране называются спектроколориметрами. В дальнейшем мы будем рассматривать только их.

Принцип работы

На чем же основана работа отражающего спектрофотометра (спектроколориметра)? Измерительная головка прибора помещается так, чтобы возник контакт с исследуемой поверхностью. В начале измерения источник света освещает определенное измерительное поле, и фотодетектор после этого оценивает количество отраженного света. Оценка происходит в определенных интервалах длин волн, самый распространенный с шагом 10 нм в полном объеме длин волн видимого света: 400–700 нм. При соединении этих 31 измеряемых точек получается кривая коэффициента яркости, которая является характеристической и единственной для данного цветового оттенка. По этой кривой коэффициента яркости на основании данных вычислительных алгоритмов, которые запрограммированы в приборе, как мы уже говорили, вычисляются все необходимые параметры (прежде всего цветовые координаты оттенков в определенном цветопространстве и цветовые отклонения по отношению к стандарту).

Оценка цвета всегда происходит в трехполярной системе: источник света — наблюдаемый объект — наблюдатель. При вычислении цветовых координат нужно обязательно учесть эти важные характеристики, которыми являются стандартный наблюдатель и стандартное освещение.

Цветовое восприятие возникает в человеческом глазе путем раздражения трех фоторецепторов — колбочек, чувствительных к синему, зеленому и красному цветам. Чувствительность человеческого глаза к отдельным цветам спектра определена при эксперименте под углом наблюдения 2° и 10°. Она описывается трихроматическими координатами X, Y, Z.

На цветовое восприятие также влияет способ освещения предмета. Различные источники света излучают в определенных областях спектра с неодинаковой интенсивностью (отличается своим спектральным результатом). Цвет объекта выглядит по-разному при свете настольной лампой, при дневном свете или уличном освещении, по-другому под люминесцентной лампой в производственном цехе или под монохроматическим, например красным, светом. Комиссия CIE постепенно внедрила несколько новых стандартных источников освещения, которые характеризуются температурой цветовой гаммы: А (свет лампы, 2856 K), C (непрямой солнечный свет, 6774 K), D50 (дневной свет, 5000 K), D65 (дневной свет, 6500 K), F11 (флуоресцентное излучение узкого диапазона отвечающее трубке Philips TL84) и т. п.

Из этого вытекает очень важное заключение. При отсчете цветовых координат на дисплее прибора или при передаче измеренных данных кому-либо, необходимо одновременно определить тип освещения и стандартного наблюдателя (2° или 10°). Без этих дополнительных данных величины L*,а*,b* не имеют, собственно говоря, никакого смысла. В Европе в настоящее время цветовые координаты, как правило, соединяются с освещением D65 и наблюдателем 10є (сокращенно записывается D65/10є).

100_0110-2Геометрия измерений

Международная комиссия по освещению рекомендует использовать в цветоизмерительных приборах четыре типа оптической геометрии: 45/0, 0/45, d/0, 0/d. Первая цифра обозначает угол между нормалью к поверхности образца и направлением освещения образца, вторая — угол между нормалью и направлением наблюдения. Поэтому спектрофотометры можно разделить на три основных типа по геометрии измерения:

1) спектрофотометры с направленной измерительной геометрией 45°/0° (или 0°/45°);

2) спектрофотометры с диффузионной шаровой геометрией d/0° (или 0°/d);

3) спектрофотометры с многоугольной измерительной геометрией (гониометры).

Уже с момента разработки первого светоотражающего спектрофотометра начались споры о достоинствах и недостатках того или иного вида оптической геометрии. Мы (как и все здравомыслящие люди) будем исходить из того, что каждый вид геометрии имеет право быть, поскольку позволяет решать различные задачи, стоящие перед исследователем. Выбор определяется тем, что важно при оценке краски — внешний вид покрытия в целом (учитывая все визуальные эффекты) или только пигментный состав поверхности

 

1. Спектрофотометры с направленной измерительной геометрией 45°/0° (или 0°/45°). Рассмотрим работу прибора с угловой геометрией 45°/0°. Образец освещается под углом 45° , считываемый же свет отражается под углом 0°. Речь идет об измерении, которое не включает глянцевую составляющую, потому что эта составляющая отражается под углом 45° в противоположную от источника сторону, и фотодетектор ее не зарегистрирует. В этом случае измерение зависит от уровня блеска, т. е. от того, сколько света зеркально отражается от исследуемого объекта.

Интерпретация цвета при этом расположении является самой близкой для человеческого глаза, — ведь каждый, кто на основании интуиции располагает предмет так, чтобы видеть его без блеска, оценивает сразу и истинный цвет объекта, и структуру поверхности.

По преимуществу эта геометрия используется для измерения правильных гладких поверхностей с одинаковым уровнем блеска. Но такая геометрия ни в каком случае не способна понять все аспекты металлических лаков.

2. Спектрофотометры с диффузионной шаровой геометрией. Теперь разберем работу спектрофотометра со сферической геометрией d/0° (или 0°/d). В действительности приборы со сферической геометрией имеют углы отклонения или наблюдения, отличные от 0°. МКО допускает отклонение от нулевого значения до 10°. Это делается для того, чтобы сферу можно было оснастить так называемой зеркальной ловушкой, или зеркальным портом, — закрываемым отверстием в сфере, расположенным зеркально по отношению к отверстию в сфере, через которое происходит освещение или наблюдение образца. Поэтому сферические приборы могут измерять цветовую гамму двумя способами: включая блеск (SPIN — specular included) и без блеска (SPEX — specular excluded). При открытом клапане ловушки составляющая блеска уходит из сферы и не участвует в измерении, при закрытом — прибор измеряет цвет с блеском. Зеркальное отражение, таким образом, может либо включаться в измерение, либо нет.(Кроме предельного отклонения от геометрии d/0°, 0°/d публикации МКО регламентируют еще одну конструктивную особенность сферы: суммарная площадь отверстий в ней не должна превышать 10 % от общей площади). Образец освещается диффузным рассеянным светом, и считывается свет, отраженный под некоторым углом от перпендикуляра к поверхности. Ввиду использования диффузионного освещения и идеально белой интегрирующей сферы Ульбрихта такие спектрофотометры являются пригодными для измерения неравномерных или структурированных поверхностей.

При помощи геометрии d/0° без блеска можно также оценить, как и с геометрией 45°/0°, внешний вид предмета, его цветовую гамму и отделку поверхности одновременно. Это очень подходящая геометрия, если нужно определить, как различная текстура материала одного и того же цвета влияет на восприятие его внешнего вида.

При выполнении измерения с блеском включается зеркальная составляющая отражения, принимающая во внимание только цвет образца (определяемый содержанием пигмента или красителя), поэтому игнорируется возможное различие в блеске или текстуре поверхности. Такой способ применяется только тогда, когда необходимо объективно оценить различие в пигментах у сравниваемых материалов с различной структурой или с разным блеском.

Это находит свое применение при составлении рецептур однообразных лакокрасочных материалов, однако таким образом также нельзя измерить все аспекты металлических лаков.

3. Спектрофотометры с многоугольной измерительной геометрией. Эти приборы применяются специально для анализа цветов «металлик» и «перламутр», поскольку измеряют цвет под несколькими углами отражения. Ведь, как мы знаем, металлические пигменты, отражающие свет наподобие микрозеркал, в составе лакокрасочного материала расположены неоднородно. Пластинчатые типы оседают только вблизи поверхности лакокрасочной пленки, между тем как частички с непластинчатой структурой размещены по всей ее толщине, да и ориентированы они в пространстве по-разному. Ключевые качества, которые непосредственно влияют на оптические свойства металлических лаков, — это размер, форма, поверхностное неравенство, пространственная ориентация и концентрация алюминиевых частиц. Поэтому с изменением угла зрения меняется и цвет лака. Происходит это вследствие изменения яркости. Чем больше угол взгляда на «металлик» приближается к углу полного отражения, тем резче внезапный переход от темных оттенков к очень ярким. Это специфичное свойство называется flop-эффект.

Наиболее адекватными для измерений таких цветов по результатам исследований МКО являются углы: 15°, 25°, 45°, 75° и 110°, позволяющие оценить цвет как будто с разных углов зрения стороннего наблюдателя (от самых ярких до самых темных проявлений). На рынке в основном предлагаются приборы с трехугловым измерением. Наверно, в настоящее время единственным исключением, по утверждению разработчиков, является спектрофотометр X-Rite МА-68II, позволяющий наблюдать отраженный сигнал освещения, падающего под углом 45° в пяти углах одновременно.

Самое современное поколение спектрогониометров — это портативные, полностью автономные системы, которые прямо на производственной линии позволяют осуществлять оперативный контроль лакировки кузовов металлическими лаками. Результаты систематично, согласно месту измерения (капот, дверь, крыло, крыша и т. п.), сохраняются в памяти прибора для их последующей статистической оценки в лаборатории.

Рецептирование

Что касается программного обеспечения для спектрофотометров, то, как мы уже говорили, существуют программы для расчета рецептуры цвета. В их основе — высoкoпрoизвoдительный математический аппарат, спoсoбный справиться на самoм высoкoм урoвне с фoрмулирoванием цветoвых oттенкoв лакoв и эмалей, а также сыпучих пигментoв, пластмасс или текстиля. Вычисление тoчных рецептур прoисхoдит в считанные секунды, и технoлoг сразу же мoжет выбрать то, что наиболее соответствует егo требoваниям, в целях дoстижения минимальнoго различия в цвете, наименьшегo индекса метамерии или, например, оптимальной по цене пoлучаемoй смеси красителей. На этoм вoзмoжнoсти прoграммы далекo не исчерпаны. Пoлученные рецептуры мoжнo эффективнo усoвершенствoвать для дoстижения минимальнoгo расхoда красителей или испoльзoвания oстатков. Именнo пoследнее применение прoграммы частo пoзвoляет накoнец-тo упoтребить oстатки красителей, нахoдящихся на складе.

Главный вопрос

А заключается он в следующем: насколько точны и объективны данные, выдаваемые спектрофотометром. Математическая модель, по которой он ведет свои измерения, безупречна, но вот глаз человеческий... И в связи с этим наш вопрос обретает новый смысл. Нужен ли нам такой прибор вообще (ведь цвет не поддается точной математической оценке)? Это не физическое, а психофизиологическое понятие. Его невозможно разложить на простые множители или оцифровать, как мы это делаем со звуком или видео. Мы не подвергаем сомнению действенность спектрофотометров, просто стараемся понять, насколько они актуальны в наше время в авторемонтной индустрии. Конечно, сейчас эти приборы весьма дороги, поэтому необходимость их приобретения должна быть серьезно обоснованной, но вопрос цены рано или поздно отпадет, а вот человеческий фактор останется неизменным. Уже сегодня многие автосервисные предприятия используют спектрофотометры в ежедневной работе. За границей этот процесс вообще стал всеобъемлющим. Производители ремонтных лакокрасочных систем включают спектрофотометры в свои системы, рекомендуя их чуть ли не как замену колористу. А правильно ли это? Да, глаза колориста быстро устают, он подвержен стрессу, его настроение во многом влияет на качество его работы, но его деятельность ориентирована на то, чтобы создаваемый им цвет был таким, каким его видит человек, а не каким его высчитает машина. Сможет ли она совместить объективное описание при помощи цифр с субъективным восприятием человека?

С другой же стороны, современному автосервису, чтобы оставаться конкурентоспособным, развивающимся предприятием, необходимо поставить процесс цветоподбора действительно на поток. И что же, для этого необходимо держать полсотни колористов в штате или проще купить несколько аппаратов, которые только примерно раз в сутки нужно будет отвлекать на несколько минут от работы, и то для того лишь, чтобы откалибровать?

Конечно, кто-то может сказать, что за те деньги, которые стоит такой прибор, можно и правда нанять — ну не полсотни, а с десяток — грамотных, опытных колористов. И платить им жалование в течение, например, года. Но сколько времени они будут тратить на подбор какой-нибудь сложной цветовой комбинации и сколько денег уйдет на оплату материала, расходуемого впустую в процессе цветоподбора? Мы не агитируем ни за, ни против спектрофотометров, нам просто интересно узнать, действительно ли это выгодное приобретение для малярного участка или пустая трата огромных денег, поэтому мнение читателей для нас очень важно.

Производители лакокрасочных материалов не дают однозначного, прямого ответа на этот вопрос. Спектрофотометры, работающие в их системах, способны сами создавать рецептуру красителя, показывать процентное соотношение пигментов (их программное обеспечение — это практически переложенные и обсчитываемые в электронном виде таблицы, каталоги цветов и рецептурные базы, т. е. то, чем пользуется человек при поиске нужного ему цвета). Причем создаваемый таким способом цвет с базовым порой имеет дельту Е меньше единицы. Но такое различие не улавливает человеческий глаз, поэтому к чему такая точность? Ведь искомая дельта никогда не будет равной нулю.

Ирина Николаевна Иванова, кандидат технических наук, начальник отдела колористики, Standox:

— Мне кажется, это очень эффективный прибор, позволяющий проводить быстрый и качественный цветоподбор. С помощью предлагаемого нашей компанией спектрофотометра можно не только выбрать из банка данных рецепт самого близкого по спектральному составу цвета, но и откорректировать его, сделав поправку на выцветание лакокрасочного покрытия автомобиля в процессе его эксплуатации.

Прибор позволяет облегчить работу колориста по подбору цвета, но ни в коем случае не заменить его, так как эмали, приготовленные по предлагаемым рецептам, в силу целого ряда причин часто требуют визуальной доколеровки. Ведь наиболее чувствительным из всех известных в настоящее время оптических приборов, способных распознать множество цветов, различающихся по цветовому тону, светлоте или яркости, является все-таки человеческий глаз.

Я выделила бы два главных фактора, определяющих целесообразность приобретения спектрофотометра. Во-первых, это, конечно, ускорение процесса цветоподбора. Если для вашего сервиса оказание услуг по окраске автомобилей является одним из приоритетных направлений деятельности, приносящим основную прибыль, и малярный участок работает в поточном режиме, то постоянно сохранять заданный ему темп, не теряя при этом в качестве, вам поможет спектрофотометр. Для автосервисов, в которых подобные услуги оказывают от случая к случаю, особой необходимости в приобретении такого прибора я не вижу. Вложенные средства будут окупаться очень долго.

Во-вторых, спектрофотометр помогает очень хорошо разобраться с цветом, код которого неизвестен (например, если автомобиль перекрашен). Нередко бывает так, что в автосервис приезжает автомобиль, узнать рецептуру лакокрасочного покрытия которого традиционными способами не представляется возможным. Или же эта процедура занимает чересчур много времени, не давая полной гарантии точности подбора. В этом случае прибор сможет найти в имеющейся базе наиболее близкий по пигментному составу эмали цвет, сделать все необходимые корректировки и выдать уже готовый рецепт. Причем во многих случаях его даже не надо доколеровывать (грамотный колорист поймет это сам в каждом конкретном случае), особенно если машина красится методом плавного перехода.

 

podbor

По всем вопросам приобретения оборудования и матриалов для авторемонта обращаться

Компания АВТОЛАК
г. Томск
Иркутский проезд, 1
тел. (3822) 65-84-76
тел. (3822) 47-09-06
тел. (3822) 26-24-27

• Иркутский тракт, 80/2
тел. (3822) 32-20-30

• ул. Шевченко, 24в
тел. (3822) 218-000

Консультации: 8-913-829-0423

 

logo33-1-1

2012-01-28_062812

plakat curve2-1

spektro

optima

"Автолак" посетило...

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter

1212

г. Томск

Иркутский проезд, 1
тел. (3822) 65-84-76
тел. (3822) 47-09-06
тел. (3822) 26-24-27

• Иркутский тракт, 80/2
тел. (3822) 32-20-30

• ул. Шевченко, 24в
тел. (3822) 218-000

Консультации: 8-913-829-0423


Водостойкая
шлифовальная
бумага в листах
Шлифовальный материал
на бумажной основе
WATERPROOF для
влажного шлифования
лакокрасочных
материалов.
Маскирующая лента
в ассортименте
Лента на бумажной основе
с пропиткой с клеевым
слоем, цвет – коричневый,
специально разработана 
в качестве маскировочного
материала для применения
при высоких температурах.
.