Bra drama kombinerar monolog och dialog. Inom industrin är denna kombination också närvarande - i monolog, när man utför färgjämförelser på ett enda instrument och dialog när man jämför resultat från två instrument av olika design, till exempel från en stor bänkspektrofotometer och ett bärbart (handhållet) instrument. För dem som behöver mäta färg som en del av sin kvalitetskontroll är detta problem välkänt - kvalitetssäkring i laboratoriet utförs ofta med ett bänkinstrument medan mätningarna i produktionen eller ute på fältet görs med en bärbar spektrofotometer. Oftast skiljer sig de värden som erhålls från respektive instrument avsevärt och är inte direkt jämförbara. För att undvika detta problem måste vi förstå hur den tekniska installationen (design och inställningar) och kalibreringen påverkar överensstämmelsen mellan modellerna (skillnaden mellan två instrument med liknande design, t.ex. spektrofotometrar av sfärtyp). Den här artikeln kommer att fokusera på tekniken för sfärinstrument som ett exempel eftersom detta är den vanligaste och mest frekvent använda designen i bänkskivor och portabla instrument i olika branscher. Design av sfärisk spektrofotometer Även om uppbyggnaden av sfäriska spektrofotometrar i princip är densamma för alla instrument, har små skillnader en betydande effekt. Varje modernt sfärinstrument består av en lampa som belyser en vitbelagd sfär. Denna belyser i sin tur ett prov med diffust ljus, och ett holografiskt gitter som separerar det ljus som reflekteras från provet i dess spektrala komponenter som sedan bearbetas och utvärderas av en sensor. Det är känt att ljuskällor från olika tillverkare varierar. För närvarande används tre typer av lampor som ljuskällor vid instrumentell kvalitetskontroll. Dessa är: volfram, xenon och LED. Var och en av dem har för- och nackdelar och alla kan användas för färgmätning. Det kan dock tydligt konstateras att en enhetlig effekt på alla material (och därmed liknande, jämförbara värden) endast kan uppnås genom att använda samma typ av lampa i båda typerna av instrument. Om detta inte görs kommer det att leda till fluktuationer i överensstämmelsen mellan modellerna och därmed minska jämförbarheten.
-------------------------
Den vita beläggningen och utformningen av sfären är också mycket viktig. Internationella standarder (t.ex. CIE) anger att öppningarna i en sfär inte får överstiga 10% av den inre reflekterande sfärytan. Detta villkor är svårare att uppfylla ju mindre en sfär blir och ju fler öppningar för ytterligare provvisning som implementeras. Endast med stor omsorg och kontrollerad optisk design kan resultaten som erhålls mellan två sfärstorlekar jämföras exakt. Dessutom är holografiska gitter och tillhörande sensorer viktiga. Den optiska konfigurationen för båda kan ses tillsammans som en enhet - monokromatorn. Att använda samma typ av monokromator eller sensor kan till en början verka fördelaktigt, men vid närmare granskning kan instrument med olika design kräva en något annorlunda sensor för att finjustera hela systemet (man skulle inte använda samma typ av motor för en racerbil och en traktor). För att sammanfatta en spektrofotometers konstruktion: Den är grunden för noggrann överensstämmelse mellan modeller för kolorimetriska system och består av finjusterade komponenter med samma typ av lampa. Men en spektrofotometers prestanda är direkt beroende av dess kalibrering. Kalibrering av spektrofotometrar Spektrofotometrar kalibreras med hjälp av den spektrala reflektansen hos en vit kalibreringsplatta som standard. För att garantera tillförlitliga prestanda är den vita kalibreringsplattans spektrala reflektans viktig. Varje tillverkare måste följa internationella standarder för kalibrering, men noggrannheten hos själva instrumentet och överenskommelsen mellan instrumenten (jämförelse av två eller flera enheter av samma modell) är direkt beroende av noggrannheten i kalibreringsförfarandet. Konica Minolta har etablerat sitt eget kalibreringssystem, och den kalibreringsprocedur som beskrivs nedan skall tjäna som ett exempel på hur man uppnår konsekventa instrumentprestanda. --------------------------
Den ursprungliga grunden för alla kalibreringsprocedurer är huvudelementet, så Konica Minolta använder en vit standardkalibreringsplatta kalibrerad av NPL (National Physical Laboratory; den nationella standardiseringsorganisationen i Storbritannien) som den primära interna standarden. Denna NPL-referensplatta används sedan för att kalibrera en pressad yta av bariumsulfat (BaSO4), som har egenskaper som ligger nära de hos en perfekt diffus yta och säkerställer relativt konsekventa reflektansegenskaper för olika instrumentgeometrier. Kalibreringsvärdena för denna BaSO4-yta bestäms genom att mäta den med det interna masterinstrumentet Konica Minolta CM-3700d och överförs sedan till en sekundär vit standardplatta med god stabilitet över tid. Den sekundära vita kalibreringsplattan används sedan för att kalibrera en modellhuvudkropp (t.ex. CM-5 master). Den kalibrerade modellen av masterkroppen (som nu baseras på kalibreringsvärdena för den vita masterplattan) används för att bestämma kalibreringsvärdena för en fungerande vit standardplatta. För att säkerställa tillförlitliga resultat i detta viktiga förfarande utförs kalibreringen av denna arbetsstandardplatta varje år. Som ett sista steg bestäms kalibreringsvärdena för den vita kalibreringsplattan för ett instrument baserat på den vita arbetsstandardplattan med hjälp av en modellhuvudkropp. För spektrofotometrarna (alla CM-typer) garanterar ytterligare våglängdskalibreringar baserade på olika lamptyper, t.ex. kvicksilver, oöverträffad våglängdsprecision. För vissa instrument (t.ex. CM-3700d) utförs ytterligare mätningar på holmium- och didymiumfilter som är spårbara till NIST (National Institute of Standards and Technology; USA). För att garantera högsta möjliga prestanda för spektrofotometrar utförs allt arbete i en miljö med strikt kontrollerad temperatur och luftfuktighet, och modellens masterkroppar kontrolleras uteslutande för spårbarhet. Slutligen utförs allt arbete med kalibreringsinspektioner på högsta nivå. Samma kvalitetsstandarder används i våra serviceanläggningar över hela världen, med hjälp av modellhuvudkroppar och sekundära vita standardplattor. Detta resulterar i en oöverträffad överlägsen överensstämmelse mellan instrument och modeller för alla mätinstrument. Presentation av prover Dessutom påverkar den ergonomiska utformningen och provpresentationen av ett instrument den totala prestandan. Det är viktigt att det är möjligt att presentera prover enkelt och på ett repeterbart sätt och att hanteringen inte skapar mer variation än något annat. Om vi håller oss till exemplet med det stationära och det bärbara instrumentet måste vi se till att båda instrumenten kan mäta materialet på mer eller mindre samma sätt. Detta är enkelt för släta och belagda material, men det blir svårare om proverna inte är homogena eller till och med våta. Här kan en sofistikerad instrumentdesign och funktionella tillbehör hjälpa till att lösa problemet. Om vi som ett exempel tittar på granulat. Bänkinstrumentet bör kunna avläsa granulat genom samma typ av glascell som det bärbara instrumentet, vilket minskar mätfelen. På bilden till höger kan du se en CM-5 toppladdningsbänk och en CM-700d portabel upp och ned som mäter blått granulat med samma typ av glascell i en fast position med hjälp av en cellhållare (svart låsring). ---------------------------
Båda mätprinciperna garanterar en så nära överensstämmelse som möjligt mellan två olika instrumentkonstruktioner, eftersom de inte bara är kalibrerade till samma standard utan också eliminerar fel som orsakas av felaktig provpresentation och därmed minimerar skillnaderna. Om du behöver kommunicera färg eller jämföra värden måste du använda professionellt kalibrerad teknik av samma design och kontrollera dina miljöförhållanden och din provpresentation.