Phân tích màu trong công nghiệp

Các công ty sản xuất tìm kiếm những phương pháp đo màu ngay trong quy trình để có thể cải tiến chất lượng sản phẩm và hợp lý hóa quy trình sản xuất. Trong tài liệu có nội dung về ứng dụng này, chúng nói về một hệ thống quang phổ đa năng dùng để đo màu sắc không tiếp xúc.
 
Màu sắc là một trong những yếu tố đầu tiên của đối tượng mà chúng ta chú ý. Trong công nghiệp, màu sắc được xem là một thành phần quan trọng của chất lượng. Điều này yêu cầu các công ty sản xuất phải tìm kiếm những phương pháp đo màu sắc hiệu quả nhất để đáp ứng được các thông số thiết kế nghiêm ngặt.

Tính thẩm mỹ tổng thể cũng như vậy, đặc biệt là khi các sản phẩm được lắp ghép từ nhiều linh kiện hoặc được để trên giá bên cạnh những sản phẩm khác hoặc trong những điều kiện ánh sáng khác nhau. Điều này có thể được xem là sự chênh lệch về chất lượng, yếu tố giúp một nhà sản xuất có lợi thế so với đối thủ. Hơn cả tính thẩm mỹ, màu sắc là một đặc tính quan trọng trong nhiều ứng dụng như đánh giá các phản ứng hóa học, đảm bảo thực phẩm an toàn để sử dụng, tạo ra những biển báo và chỉ dẫn an toàn nhất quán. 
 

Đo màu sắc
Đo màu sắc là một việc khó, vì cách chúng ta phát hiện ra màu sắc không có mối quan hệ trực tiếp với các thông số dễ định lượng như cường độ ánh sáng. Đo màu sắc một cách chính xác phức tạp hơn so với phát hiện các kênh màu đỏ, xanh và xanh lá từ camera màu. Màu sắc phụ thuộc vào mẫu, hiệu chuẩn thiết lập nguồn sáng, loại đầu dò được sử dụng, và sự nhận biết chủ quan của con người. Ngoài ra, hình dạng đo là yếu tố rất quan trọng để tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và đảm bảo sự nhất quán giữa các địa điểm. Mỗi một yếu tố trong đó bao gồm nhiều điểm tinh tế, quan trọng để tạo ra kết quả chính xác và ổn định. 
Phương pháp quang phổ là phương pháp tuyệt vời để đo sắc thái của màu sắc. Ví dụ, khác với thiết bị sử dụng sóng đơn, máy quang phổ thu thập quang phổ màu đầy đủ ở độ phân giải rất cao, cho phép phân tích dữ liệu một cách kỹ lưỡng và chi tiết. Điều này tạo ra sự linh hoạt cho phương pháp quang phổ mà không có ở những phương pháp khác.

Hệ thống kiểm tra màu sắc FD-D8R
FD-D8R là một hệ thống quang phổ được thiết kế dùng cho các ứng dụng đo lường màu sắc trong quy trình. Sản phẩm tích hợp các quang phổ kế thu nhỏ để đo cả ánh sáng phản xạ bao gồm thành phần đặc biệt (SCI) và không bao gồm thành phần đặc biệt (SCE). (phản xạ gương là những gì bạn nhìn thấy từ một bề mặt sáng chói hoặc bóng, nơi ánh sáng được phản xạ từ vật thể theo một hướng duy nhất).

Đặc biệt, FD-D8R có thể thực hiện phản xạ gương bao gồm và không bao gồm đo đồng thời và tại cùng một điểm trong không gian, trong khi các loại cảm biến khác thường yêu cầu các linh kiện di chuyển ngang và đọc nhiều lần để đạt được chức năng này, làm kéo dài thời gian và tăng độ phức tạp cho hệ thống. Điều đó làm cho FD-D8R trở thành một hệ thống nhanh và linh hoạt đối với nhiều loại bề mặt khác nhau. 
 

Hình 1. Hệ thống đo màu sắc FD-D8R nhỏ gọn, nhẹ nhưng chắc chắn để dùng trong môi trường công nghiệp.

Cảm biến FD-D8R (Hình 1) bao gồm nguồn sáng, các cảm biến, các linh kiện điện tử điều khiển và phần mềm. Tất cả được tích hợp trong một khối nhỏ gọn, chắc chắn, giúp thiết bị đo quang phổ “thô” (nghĩa là không cần điều chỉnh, hiệu chuẩn hoặc thay đổi nào khác) này đáp ứng yêu cầu của khách hàng (nghĩa là tiêu chuẩn màu đạt-không đạt). Hệ thống có thể được tùy chỉnh hơn nữa để đáp ứng các yêu cầu đo màu sắc khác.

Hình 2. Bằng cách gắn hệ thống đo màu sắc FD-D8R lên trên cánh tay robot, cảm biến có thể được định vị để đo màu sắc trên các bề mặt khó tiếp cận.

Thiết kế chắc chắn của FD-D8R giúp sản phẩm phù hợp với môi trường công nghiệp. Quả cầu tích phân được bít kín để chống thấm nước và hóa chất, sử dụng cửa sổ sa phia có thể thay thế và vệ sinh. Đầu cảm biến nhỏ gọn có thể gắn dễ dàng trên dây truyền lắp ráp để đo các bề mặt nhỏ hoặc các bề mặt khó tiếp cận. FD-D8R cũng đủ nhẹ để gắn dễ dàng trên các giá (đồ gá) hoặc robot (Hình 2).

Vận hành FD-D8R
Cảm biến FD-D8R được gắn với mô đun điều khiển thông qua dây cáp đơn linh hoạt, chứ không phải là cáp quang vì cáp quang sẽ nhạy cảm tại các đoạn uốn. Điều quan trong hơn nữa đó là sản phẩm này đo không tiếp xúc, nghĩa là đầu cảm biến có thể đo ở khoảng cách lên đến 2mm tính từ bề mặt mẫu. Điều này tránh làm hỏng, làm xấu mẫu do cảm biến chạm vào. Thiết kế hình cầu kín, không tiếp xúc cho phép sản phẩm có thể đạt được độ chính xác đo tương đương tại các phòng thí nghiệm trong môi trường nhà xưởng. 

 Khối cảm biến FD-D8R hoạt động nhờ một phần mềm được thiết kế hướng đến tự động hóa. Cảm biến giao tiếp với máy tính qua USB, tại đó, máy chủ TCP/IP sẽ kết nối với phần mềm hoặc PLC của khách hàng. Toàn bộ quá trình đo, bao gồm chiếu sáng/tích phân, đọc dữ liệu và các tính toán có thể được thực hiện trong khoảng thời gian dưới 100 mili giây. Nghĩa là, FD-D8R thực sự là một giải pháp trên dây chuyền, cho phép sản xuất hàng trăm nghìn sản phẩm mỗi ngày, và giúp cho việc thực hiện trở nên khả thi. Ngoài ra, FD-D8R liên kết rất tốt với các thiết bị để bàn hiện có trong phòng thí nghiệm, cho phép dung sai được đảm bảo ở tất cả các dây chuyền và địa điểm.