Главная » Декор » Приборы для определения цветового различия. Измерение цветов или что такое колориметрия. Спектрофотометры, колориметры и измерение цветов на отпечатках

Приборы для определения цветового различия. Измерение цветов или что такое колориметрия. Спектрофотометры, колориметры и измерение цветов на отпечатках

Хоть человеческий глаз – это совершенная система передачи данных, но она не способна дать точную характеристику цвета. Для этого нужны дополнительные физические инструменты, которые опишут точно количественную оценку основных параметров цветных образцов. В этом случае помогает колориметрия – наука об измерении и количественном выражении цвета. Визуальные и фотоэлектрические колориметры, компараторы цвета, спектрофотометры – приборы для изучения цвета. Используются они во всевозможных областях человеческой деятельности. Например, легкая промышленность, геология, разнородный дизайн и т. д.

Глаз может различить при помощи приборов до 13 тысяч оттенков и около 200 тонов без них. Так как прогресс растет в геометрической прогрессии, понадобилась четкая система для группировки цветов. Именно этим и занимается колориметрия.

Колориметрия наука о измерении цвета

В наше время присутствуют несколько цветовых систем – МКО (CIE), RGB, CMYK, TGL, NCS, HLS, YIQ и др. Основа каждой – атлас. В некоторых воспроизводится более 20 000 оттенков. Он служит важнейшим инструментом, который вносит порядок в изготовление красящих составов. Каждый из них получается путем смешивания между собой основных наиболее чистых хроматических пигментов. Кроме того, к ним добавляют для затемнения либо осветления черный или белый пигменты. Таким образом, каждый новый оттенок получает свой личный номер. Мало того, используются и другие его характеристики. В результате, изготовители добиваются точной рецептуры приготовления красящих составов. Впоследствии, производитель может точно воспроизвести нужный заказчику оттенок. В колориметрии используют такие «координаты» тона:

Цветовой тон – измеряется длиной волны излучения, преобладающего в спектре данного цвета
Светлота – измеряется числом порогов различения от данного цвета к черному
Относительная яркость – отношение величины потока, отраженного от данной поверхности к величине потока, падающего на нее (коэффициент отражения)
Насыщенность – степень отличия хроматического цвета от равного по светлоте ахроматического, измеряемая числом порогов различения от данного цвета до хроматического
Чистота – доля чистого спектрального в общей яркости данного цвета.

Процессы смешения цветов

Первый процесс предусматривает такие подвиды:

Пространственное сложение – совмещение в одном пространстве различно окрашенных световых лучей. Например, разное освещение – театральное, цирковое.
Оптическое сложение – например, картина нарисована мелкими цветовыми штрихами, а человек видит только суммарное изображение цвета
Временное сложение – цвета смешиваются в один при резких движениях – покрутите глобус и сами все увидите
Бинокулярное сложение – наблюдаем при очках с разноцветными линзами

Второй процесс смешения цветов – это вычитательное или субтрактивное смешение. Его суть состоит в частичном поглощении цветных лучей из светового потока. Он присутствует почти при всяком материальном теле. Основной его закон – любое хроматическое тело отражает либо пропускает лучи собственного цвета и поглощает цвет, который является дополнительным к собственному.

Теория цветов глазами ребенка

Для удобства создаются каталоги, опорные шкалы, колерные книжки, цветовые веера, цветовые библиотеки, которые помогают выбрать и создать гармоничные соединения цветов во всевозможных сферах деятельности человека. Например, цветовую библиотеку вы можете собрать сами. Для нее подойдут вырезки из журналов, фотографии.

Цветовые измерения (колориметрия) – это совокупность методов измерения и количественного выражения цвета. Что же такое цвет? Широко распространено определение цвета как своеобразного ощущения, возникающего в зрительной системе человека. Это определение максимально наглядно, так как каждому человеку его собственные ощущения известны непосредственно. Однако оно бесполезно для оценки и обсуждения цвета, потому что никакими словами эти ощущения нельзя передать другим людям. Поэтому следует выяснить, какие объективные явления и процессы создают ощущение цвета предметов. Светочувствительные рецепторы сетчатки глаза по-разному регируют на свет разного спектрального состава и интенсивности, что позволяет человеку отличать одни излучения от других. В этом смысле цвет есть характеристика спектрального состава излучений с учётом их интенсивности. Названия отдельных цветов могут иногда заменять физические характеристики излучений, например, для монохроматических излучений указание цвета заменяет иногда ориентировочные указания длины волн: жёлтая линия натрия, зелёная линия меди и т.п. Однако цвет не полностью определяет спектральный состав произвольных излучений, так как излучения даже весьма различного состава в некоторых случаях могут быть визуально неразличимы, хотя в других случаях даже малые изменения спектрального состава легко замечаются. В частности, смесь в строго определённых количествах некоторых монохроматических излучений (так называемых дополнительных цветов), например, всего двух цветов с длиной волны λ =560 мкм и λ = 465 мкм, неотличима от «белого» дневного света с непрерывным спектром. Существует множество других пар так называемых метамерных излучений, которые визуально не различимы, несмотря на различие их спектральных составов. Знаменитый физик Э. Шрёдингер определил цвет, как свойство спектрального состава излучения, общее излучениям, которые визуально неразличимы для человека. Это определение цвета как характеристики спектрального состава излучений лежит в основе цветовых измерений.

Наглядные представления о цвете часто отличаются от этого научного определения. В быту визуальную оценку окраски предметов называют цветом предмета и неявно считают его объективным свойством. Но мы видим объекты, как правило, не в их собственном свечении, а благодаря отражению и рассеянию света от постороннего источника (Солнца, рассеянного света неба, от светильников и т.д.). Поэтому состав отраженного предметами света зависит от характера освещения, которое оценивается по наиболее ярким местам поля зрения, по другим предметам, окраска которых известна и т.д. По распределению светлых и тёмных мест в поле зрения (по светотени) определяется объёмная форма предмета и ориентация участков поверхности по отношению к источнику света. Когда известно освещение и форма предмета, его окраску можно довольно точно оценить. На основе этих соображений Гельмгольц пришёл к выводу, что оценить характер освещения и его распределение в пространстве совместно с объёмной формой и окраской предметов удаётся только по всей совокупности того, что мы видим, а не по наблюдению отдельного поля зрения, цвет которого определяют.

Вносимая бессознательно поправка на освещение позволяет в привычной обстановке с большой точностью определять окраску предметов даже при очень различных освещениях. Цвет предмета воспринимается как нечто неизменное даже тогда, когда спектральный состав отражаемого им света меняется весьма существенно. Но если условия освещения для человека непривычны, то суждения его об окраске предметов становятся ошибочными и неуверенными.

Иногда цвет описательным образом обозначают терминами – цветовой тон, насыщенность и светлота. Такое описание важно для ориентировочных наглядных описаний окраски. Цветовой тон и насыщенность можно истолковать как визуальную оценку красящего вещества и его концентрации.

Указанные наглядные представления о цвете предметов являются в основном качественными и субъективными. Тем не менее, они широко используются на практике. Существуют системы классификации цветов – систематизированного их обозначения – в виде цветовых атласов и эталонированных образцов, составленных на основе усреднённых определений цвета и утверждённых Международной комиссией по освещению (МКО). Цветовые атласы и эталонированные образцы обычно непрозрачны и предназначены для рассматривания в отражённом свете, они широко применяются на практике в полиграфии, текстильной промышленности, в строительстве и т.п.

Для характеристики цвета самосветящихся предметов важен относительный спектральный состав излучения. Как и в случае узнавания окраски объектов, которое невозможно проводить независимо от спектрального состава освещающего объекты излучений, человек не может узнать спектральный состав излучения независимо от его яркости и без связи с узнаванием окружающих предметов. И то, и другое достигается только путём сопоставления различных объектов, освещённых тем же источником света, и не всегда удаётся в полной мере. Например, если оператор оценивает цвета двух зрительных полей в приборе для определения цвета (колориметре) как одинаковые независимо от яркости, то во многих случаях эти цвета не имеют одинаковый относительный спектральный состав. Например, жёлтое поле рядом с таким же, но боле ярким полем кажется оливково-зеленоватым. Другими словами, субъективная оценка цвета зависит от яркости. Это явление называется эффектом Бетцольда-Брюкке и наблюдается и в других участках спектра видимого света.

Изучением методов измерения и количественного выражения цвета и цветовых различий занимается наука колориметрия. В колориметрии созданы системы, в которых цвет количественно измеряется и выражается эталонными излучениями, смешиваемыми в определённых пропорциях. Такое объективное выражение цвета воспроизводимыми мерами осуществляется при строго заданных (стандартизованных) условиях наблюдения.

Измерения цвета основаны на законах Грассмана сложения цветов, визуально воспринимаемых глазом. Известны три закона Грассмана:

1) Закон непрерывности. При любом непрерывном изменении излучения цвет его меняется непрерывно. Например, можно поворачивать призму, разлагающую солнечный свет в спектр и наблюдать непрерывное (без скачков) изменение цвета излучения.

2) Закон аддитивности. Цвет суммы двух излучений зависит только от цветов складываемых излучений, но не от их спектрального состава.

3) Закон трёхмерности. Всякие четыре цвета линейно связаны, но существуют, но существуют тройки линейно независимых цветов.

Законы Грассмана указывают также на наличие в сетчатке человека приёмников излучения с тремя линейно независимыми кривыми спектральной чувствительности. В соответствии с третьим законом Грассмана характеристика цвета колориметрии трёхмерная, т.е. цвет количественно выражается тремя взаимосвязанными параметрами. Цвета трёх излучений, которыми выражается цветовой стимул, называются основными цветами. Основными могут быть любые три цвета, каждый из которых не воспроизводится двумя другими. Таких триад цветов, образующих цветовую координатную систему, много. Наиболее широко используется система RGB, состоящая из красного (red, R), зелёного (green, G) и голубого (blue, B) основных цветов. Из смеси этих цветов могут быть получены почти все реально встречающиеся цвета. Цвет S в колориметрии представляют трёхкомпонентным вектором:

По аналогии с определением вектора в трёхмерном пространстве величины r,g и b называются координатами цвета, а R , G и B –единичными векторами цветовой координатной системы.

Международная комиссия по освещению (МКО) в 1931 году стандартизировала цветовую систему с монохроматическими излучениями в качестве основных цветов R (λ= 700 нм), G (λ = 546,1 нм) и B (λ = 435,8 нм). Единичные количества основных цветов (R , G и B ) выбраны так, что их энергетические яркости относятся соответственно как 72,1:1,4:1. Если сложить эти единичные количества, то получится ахроматический (т.е. неокрашенный) цвет. В этой системе координаты цвета монохроматических излучений (т.е. координаты r,g и b ) показывают, какое количество единиц основных цветов воспроизводит при смешении воспринимаемый цвет.

На рисунке показана схема аддитивного колориметра Дёмкиной

Оптическая схема визуального трёхцветного колориметра системы Л. И. Дёмкиной. Наблюдаемое в окуляр Ок поле зрения разделено (с помощью фотометрического кубика ФК ) на две части - одна имеет цвет образца Об , другая - цвет экрана Э , на котором смешиваются основные цвета прибора. Свет от осветителя Ос попадает на экран через диафрагму Д , содержащую три светофильтра (красный К , зелёный З и синий С ) и три подвижные заслонки. Изменяя с помощью заслонок площади фильтров, наблюдатель изменяет интенсивности потоков красного, зелёного и синего излучений, добиваясь, чтобы цвет их смеси не отличался от цвета образца. И - лампа осветителя; Л - линза; А - источник, освещающий образец; З1, З2, З3 - зеркала; ДК и Ф - ослабляющие фильтры.

Достоинства визуального колориметра – простота измерений высокая точность определения координат (до 0,03). Недостаток – субъективная оценка тождества цветов наблюдателем. Кроме того, цвет выражается в системе основных цветов колориметра и для выражения его в международной системе R,G, B необходим перерасчёт. Этим методом также трудно измерять непосредственно цвет предметов. Он удоен лишь для измерения цвета образцов.

Колориметр Доналдсона также относится к аддитивным колориметрам. В нём суммирование опорных цветов происходит в фотометрическом шаре (на рисунке отмечен буквой Ш), в который входят лучи трёх цветов через окно О 1 . Диафрагма Д содержит три фильтра - красный К , зелёный З и синий С. Из шара свет выходит через отверстие О 2 и направляется призмой на поле сравнения фотометрического кубика ФК. Свет, отраженный от образца (не показанного на схеме), освещает другое поле кубика. Наблюдение ведется через окуляр Ок.

Для цветовых измерений используется также шестицветный колориметр Дональдсона. В нем шесть фильтров: красный, оранжевый, желто-зеленый, зеленый, сине-зеленый, синий. Применение шести фильтров вместо трех расширяет цветовой охват прибора.

В субтрактивных колориметрах используются поглощающие фильтры для опорного света. Фильтры имеют вид оптических клиньев, то-есть их поглощение меняется от одного края фильтра к другому линейным образом. Оператор, проводящий измерения цвета, перемещает клинья, вводя их в пучок, освещающий поле сравнения, большую или меньшую толщину каждого из них и добивается цветового равенства полей. Колориметр должен быть отградуирован так, чтобы отсчёты положения клиньев сразу определяли цвет образца или, по крайней мере, давали возможность его рассчитать.

В качестве объективных приборов измерения цвета применяются спектрографы с фотоэлектрической регистрацией. Для выделения нужных спектральных диапазонов служат маски. Маска – это профильная щель, пропускающая нужную часть спектра излучения на фотоприёмник. Существуют также многоканальные установки с интерференционными фильтрами и индивидуальными фотоэлектрическими приёмниками на каждый канал, например, колориметр «Радуга 2Б». В нём используется 26 фильтров с шириной пропускания ~ 13 нм, которые перекрывают диапазон длин волн от 387 нм до 712 нм. Прибор снабжён ЭВМ, которая вычисляет координаты цвета.

Атласы и образцы цвета .

Два цвета можно сравнивать не только с помощью приборов, которые дают координаты цвета, но и непосредственно глазом. Если имеется некоторое количество накрасок, координаты цвета которых известны (были измерены ранее описанными методами), то можно приближённо определить цвет неизвестной окраски, подобрав к ней наиболее близкий образец.

Систематизированный набор образцовых накрасок называют цветовым атласом. Существует много атласов цветов, созданных в ряде стран. Первый атлас цветов создал в начале 20-го века американский художник Альберт Манселл. Он систематизировал цвета по цветовому тону (по-английски hue), насыщенности и светлоте. Физиологи определили, что человек может различать приблизительно 159 цветовых тонов. Число различимых градаций по яркости (это соответствует светлоте тона) составляет около 120. Число градаций чистоты тона (это другое название насыщенности тона) составляет ~ 15. Формально число комбинаций из этих трёх составляющих цвета составляет 150х15х120 = 270000. Но такого количества цветов нет. Видимые глазом цвета изменяются не по одной, а двум или по всем трём составляющим, Например, более светлый цвет обычно становится менее насыщенным и при этом часто изменяет свой цветовой тон. В современных атласах Манселла содержится более 1200 цветов. В 1956 г. в СССР был издан типографским способом атлас цветов Е.Б. Рабкина. Образцы цвета изображены на страницах атласа в виде цветных кругов диаметром 12 мм. В 1966 г. был создан атлас цветов, подготовленный во ВНИИ метрологии им. Д.И. Менделеева, который представляет собой отдельные картонные листы с образцами цветов, вложенные в папку. Каждый лист представляет собой образцы одного цветового тона, отличающиеся по светлоте и чистоте тона. Атлас снабжён необходимыми пояснениями и позволяет идентифицировать цвета по тону и насыщенности. В нём содержится 1000 образцов цвета.

деятельности человека. Наиболее востребованной данная опция бывает в производственных областях, имеющих дело с цветной продукцией. Также важно измерение цвета в полиграфии и покрасочных мастерских.

Цветометрия позволяет контролировать соответствие цветов обрабатываемой продукции и поставляемого сырья назначенным стандартам, упорядочивает используемые тона и оттенки в единую базу данных для всех партнеров, занятых в процессе. В многокрасочной печати она обеспечивает одинаковый результат реализации проекта на различных материалах, используемых в качестве подложки. Отрасли, где рабочий процесс основан на использовании смесевых красок, применяют колориметрию для тестирования составляющих элементов и создания формул смешения красок.
Оценка качества цветов необходима не только на производственных или печатающих предприятиях, она востребована и в менее масштабных процессах: для дизайнерских или художественных работ, калибровки принтеров, настройки мониторов или телевизоров.
В зависимости от специализации работ и целевой направленности, используются различные типы измерительных приборов и приспособлений.

Спектрофотометры

Количественная оценка цвета является фундаментальным принципом работы для данного типа приборов. Принцип включает следующие измеряемые характеристики:

Собственно цвет (оттенок). Оценивается по длине волны излучаемого или отраженного от поверхности света. Единицей измерения является нанометр (нм).
Чистота тона (насыщенность). Показывает уровень расхождения со спектральным прототипом, выраженный количеством присутствующего белого тона. Чем больше белого, тем меньше насыщенность.
Отражающая способность (яркость). Показывает разницу между падающим и отраженным светом, обусловленную количеством черного тона в образце.

Результаты выдаются в системе цветовых координат Lab, XYZ, HSB и других, олицетворяющих основы цветометрии.
Чтобы произвести измерение цвета спектрофотометром у образцов с блестящими, металлическими или перламутровыми эффектами на производственном месте, требуется мультиугловая портативная версия прибора (например, X-Rite MA9X). Она же годится и для текстурных поверхностей (ткани, пористые материалы). Для ровных матовых поверхностей в тех же условиях годится обычная портативная модель (Ci6X или SP6X).

Для более сложных измерений в лабораторных условиях необходим стационарный прибор со сферическим методом измерений (Color Eye 7000 или Ci7800).
Чтобы откалибровать принтер, нужна специальная модель устройства, например, SpyderPrint. Для компьютерного дисплея, проектора, цифровой камеры - комплект i1Publish Pro 2. Настроить цвета на телевизоре высокой четкости поможет Spyder4TV HD.
В полиграфии помимо спектрофотометров используются денситометры, оценивающие плотность слоя наносимой на основу краски.

Просмотровые кабинки

Если специфика работ позволяет обходиться визуальной оценкой цветовых характеристик изделий, то можно приобрести такую кабинку (типа The Judge II), обеспечивающую просмотр под различными типами освещения.

Стороженко, Алексей Иванович

Ученая cтепень:

Кандидат технических наук

Место защиты диссертации:

Санкт-Петербург

Код cпециальности ВАК:

Специальность:

Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы

Количество cтраниц:

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ КООРДИНАТ ЦВЕТА И ЦВЕТНОСТИ

1.1 Общие сведения о принципах, методах и приборах определения цвета

1.2 Визуальное измерение цвета

1.3 Расчетный (спектрофотометрический) метод

1.4 Принципы объективного измерения цвета

1.4.1 Метод компарирования

1.4.2 Метод непосредственного измерения координат цвета и цветности

1.5 Приборы для определения координат цвета и цветности

1.5.1 Приборы для визуального измерения цвета

1.5.2 Приборы для расчетного способа определения координат цвета и цветности

1.5.3 Приборы для объективного измерения цвета

1.6 Сравнительный анализ погрешностей методов измерений координат цвета и цветности

1.7 Исследование зависимости координат цветности от геометрии измерений

ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ ЦВЕТОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Виды источников света для цветовых измерений

2.2 Исследование погрешностей методов измерений координат цветности источников излучений

2.2.1 Метод определения координат цветности источника при сравнении с известным источником

2.2.2 Метод непосредственного определения спектра источника и расчета координат цветности

2.2.3 Исследование погрешностей методов измерений координат цветности источников

2.2.4 Особенности измерений координат цветности автомобильных ламп и выбор цветов в светодиодных светофорах

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЦВЕТА

3.1 Стандартные источники света

3.2 Цветность стандартных источников А, В, С, D

3.3 Воспроизведение стандартных источников А, В, С

3.4 Воспроизведение источника D

3.5 Исследование возможности воспроизведения источника D65 с помощью импульсной лампы

3.6 Оценка возможности разработки требуемого источника излучения, состоящего из нескольких светодиодов

3.7 Источник D65, состоящий из нескольких светодиодов

СНИЖЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ КООРДИНАТ ЦВЕТА И ЦВЕТНОСТИ МЕТОДОМ ПЕРЕСЧЕТА

4.1 Вывод формул пересчета

4.2 Теоретическое исследование погрешности метода

4.3 Исследование погрешности метода пересчета

РАЗРАБОТКА ФИЛЬТРОВОГО КОЛОРИМЕТРА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО МЕТОД ПЕРЕСЧЕТА

5.1 Принцип работы фильтрового колориметра

5.2 Оценка теоретической погрешности прибора

Введение диссертации (часть автореферата) На тему "Оценка погрешностей визуальных и фотоэлектрических методов измерения координат цвета"

В настоящее время все более и более широкое распространение получают колориметрические измерения в различных областях применений. Так исторически основными направлениями таких измерений принято считать полиграфическую, текстильную, а также оптическую промышленности. С появлением новых материалов в области дорожных знаков, разметки и светофоров и, соответственно, новых стандартов цветовые измерения получили и здесь очень большое значение. Кроме того, особое место занимает контроль цвета при производстве косметических средств и упаковок, где требуется получать одинаковый выбранный цвет для каждого типа продукции.

С расширением колориметрических измерений появляются новые автоматические приборы для проведения цветовых измерений, а морально устаревающие приборы просто заменяются. Так перестали применяться визуальные колориметры, для работы с которыми требуется и хорошее цветовое восприятие оператора, и специальные навыки работы с такими приборами. Однако чаще всего основная причина замены оборудования связана с распространенным мнением, что все современные приборы должны обязательно иметь связь с компьютером и быть максимально автоматизированными. Такой перевес в сторону автоматизации ведет к тому, что одни методы получают большее распространение, а другие -исчезают. Однако если попытаться сравнить погрешности разных приборов, то чаще всего оказывается, что на большинство современных приборов приводятся погрешности, измеренные в разных системах цветов. Кроме того, на зарубежные приборы практически всегда приводятся погрешности, измеренные в своих лабораторных условиях, по своим методикам и на своих комплектах эталонных образцов. В Российской Федерации пока еще используется абсолютная погрешность измерений в наиболее распространенной системе цветов XYZ, что позволяет сразу отнести прибор к определенному классу: рабочее средство измерений или рабочий эталон. Однако уже наблюдается тенденция к зарубежному способу представления погрешностей.

В настоящее время проблема оценки погрешностей различных методов измерений цвета очень актуальна: исследование на основе испытаний приборов различных типов может дать не только подробный анализ преимуществ и недостатков существующих методов измерений, но и возможность качественно описать и количественно оценить все составляющие погрешности измерений, а также предложить способы для уменьшения погрешности.

Следовательно, для выполнения поставленной проблемы необходимо:

1. сравнить возможности и сопоставить погрешности забытых классических методов измерений координат цвета и цветности с методами, получившими распространение только за последние годы;

2. провести испытания методов измерения цвета источников излучений;

3. исследовать влияние геометрии измерений на координаты цветности;

4. по результатам анализа наиболее существенных составляющих погрешностей измерений координат цвета и цветности различными методами предложить алгоритмы и схемные решения отдельных узлов и элементов измерительных установок и приборов, позволяющих повысить точность измерений.

Применение современной микроэлектронной техники может снизить себестоимость изготовления новых колориметров. Для этого требуется провести анализ существующих методов снижения погрешности и модернизировать их для возможности встраивания в микропроцессорное устройство. Использование всех существующих достижений значительно упрощает схему прибора, а погрешность измерений координат цветности остается приемлемой для практического применения.

Заключение диссертации по теме "Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы", Стороженко, Алексей Иванович

Результаты теоретического и практического исследований метода

пересчета показывают, что алгоритм работает с некоторой погрешностью,

но абсолютная погрешность координат цветности остается в пределах

допустимых для рабочего средства измерения пределах - 0.02-0.03. Однако

для некоторых образцов были получены несколько большие значения

погрешности. Это связано с тем, что исследования проводились на

визуальном колориметре и, следовательно, на результируюшую

погрешность измерений еще влияет цветовая адаптация глаза,

восприимчивость глаза к цвету, усталость глаза и другие субъективные

причины. Исследование применимости метода пересчета показало, что данный

алгоритм может быть применен для снижения погрешности измерений при

изготовлении объективного фильтрового колориметра, в котором кривые

сложения неточно соответствуют или даже значительно отличаются от

стандартизованной системы XYZ. Колориметр, калиброванный таким

способом и измеряюпций только координаты цветности, может использоваться в качестве рабочего средства измерения, а, при

оптимальном выборе градуировочных фильтров, прибор может также

измерять и координаты цвета. Применение метода пересчета с делением

локуса на области позволяет еще больше уменьшить погрешность, но

усложняет расчеты. Так как, вывод формул пересчета производится только

один раз, то этот способ повышения точности оправдан экономически. Следовательно, метод пересчета позволяет разрабатывать суш;ественно

более простые, но в тоже время достаточно точные приборы.ГЛАВА 5

РАЗРАБОТКА ФИЛЬТРОВОГО

КОЛОРИМЕТРА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО

МЕТОД ПЕРЕСЧЕТА

5.1 Принцип работы фильтрового

колориметра

При изготовлении фильтрового колориметра, в настоящее время,

расчетчики стараются разрабатывать и изготавливать светофильтры,

спектры пропусканий которых подобны общепризнанным кривым

сложений XYZ , , Создание светофильтров, подобных кривым

сложения XYZ, возможно, но решить эту задачу с требуемой

погрешностью очень сложно, так как стекол с требуемым спектральным

составом не существует. Добиться достаточно близкого спектрального

состава возможно используя несколько различных, часто редких и очень

дорогих, цветных оптических стекол. Однако, цветные фильтры, спектры

пропусканий которых подобны другим кривым сложения, например -

системе RGB , изготовить относительно просто. Известно, что некоторые приборы специально разрабатывались для

обеспечения решения особых задач. В них спектральные коэффициенты

пропусканий трех светофильтров полностью охватывают видимую часть

спектра, но не подобны каким-либо общепринятым кривым сложений

(например - колориметр ФМ104М , , изготовленный в ГОИ , с

системой цветов Шкловера). При попытке провести прямые измерения на

таком приборе координаты цвета и цветности испытуемого образца будут

иметь значительную погрешность. Поэтому, в методике измерений таких иметь значительную погрешность. Поэтому, в методике измерений таких

приборов всегда есть пересчет результатов измерений из системы цветов

колориметра в стандартизованную систему XYZ по приводимым

формулам. Этот способ еще пятьдесят лет назад был описан как метод

градуировки по трем образцам в описании визуального колориметра ФМ 18а . Однако с переходом на новые (в основном спектральные)

приборы этот метод был забыт и отброшен в сторону - современная

тенденция приборостроения состоит в том, что все составляющие

элементы прибора должны быть, воспроизведены наиболее точно. Такой

подход не всегда оправдан - есть ряд задач, где требуется произвести

измерения только как "индикатор" цвета, а погрешность для прибора

такого класса может быть довольно значимой, но приемлемой. Таким образом, макет фильтрового колориметра может иметь либо

более легко воспроизводимую известную систему цветов, либо

специальную систему цветов. Очевидно, что, если есть возможность

разработать собственную систему цветов, то это даст ряд преимуществ,

таких как:

В качестве регистрирующих устройств можно использовать любые

приемники оптического излучения,

Светофильтры можно изготавливать из наиболее распространенных

марок стекол,

Можно увеличить сигналы с приемников без использования

дополнительного электрического усиления изменяя спектральный

состав соответствующего светофильтра. Так как математический пересчет не представляет сложностей для

современной электроники, то, учитывая все выщеизложенное, была

предложена принципиальная схема работы (рисунок 5.1.1) фильтрового

колориметра. образец

Измерение

сигналов

Пересчет

формулам:

рез-тов на

1 - Оптический блок, 2 - Электронный блок регистрации сигналов, 3 - Пересчет

сигналов из системы цветов колориметра в заданную систему, 4 -Дисплей

Рисунок 5.1.1 -Принципиальная схема работы фильтрового колориметра

Оптический блок (рисунок 5.1.1) может быть реализован под

различные задачи. Поэтому предложена одна из самых распространенных

на сегодня схема, где в оптическом блоке устанавливается один источник

излучения и испытуемый образец, а три корригированных приемника

излучения регистрируют сигналы. В качестве источника излучения можно

использовать, например, менее мощную, чем испытанная выше лампа

ИФП -8000, импульсную трубчатую ксеноновую лампу ИПО -75. Образец,

работающий на отражение, устанавливается в положение А. Если образец

работает на пропускание, то его устанавливают в положение Б, а в

положение А устанавливают эталонный образец белого цвета из стекла

МС-20. Предложенный оптический блок макета может быть изменен для

обеспечения возможности измерения координат цветности источников

излучений, а также можно изменить и предложенную геометрию

измерений на любую другую. Для расчета координат цвета и цветности

необходимо три приемника излучения, спектральные чувствительности

которых разделяют все видимое излучение на три области красно оранжевых, желто-зеленых и сине-фиолетовых цветов. Папример можно

выбрать такие сочетания приемников и светофильтров: Se+CC-8, Se+3C-

11, Se+OC-5. Электронный блок регистрации должен обеспечить

аналоговое усиление и фильтрацию, а также измерение аналого-цифровым

преобразователем полученных с фотоприемников сигналов. По трем

цифровым отсчетам производится пересчет координат цвета из системы цветов колориметра в заданную систему по заложенной в

микропроцессоре устройства программе. После пересчета результаты

сразу же выводятся тем же микропроцессором на дисплей. Очевидны преимущества такой схемы:

Простота изготовления,

Универсальность,

Компактность,

Невысокая стоимость комплектующих уже при мелкосерийном

производстве. Основа всех преимуществ - это применение метода пересчета на

основе современной электроники. Несмотря на то, что такой метод раньше

очень широко применялся, не удалось найти сведений о теоретической

погрешности метода, то есть его собственной погрешности, вызванной

именно неточностью самого пересчета. Также не было обнаружено

никаких сведений о границах применимости метода, то есть насколько

сильно спектры пропусканий светофильтров могут отличаться от кривых

сложений системы цветов, в которую производится пересчет. 5.2 Оценка теоретической погрешности

Основная часть любого объективного фильтрового колориметра -

оптико-электронная схема, в которую входят:

Источник(и) излучения,

Светофильтры,

Приемники излучений. В разработке любого прибора необходимо всегда учитывать его

предполагаемую стоимость. Значительный вклад в обшую цену

фильтрового колориметра вносит использование цветных стеклянных

светофильтров, а также стоимость фотоприемников.Анализ погрешностей позволил предположить, что есть возможность

свободно выбирать не только градуировочные образцы, но и системы

цветов, значительно отличающихся от стандартизованных систем RGB,

XYZ, LAB, и произвести пересчет в систему XYZ, в которой принято

представлять результаты цветовых измерений. Это позволяет существенно

упростить схемные и конструктивные рещения измерительных приборов и

соответствует современным тенденциям, когда стараются уменьщить

количество дорогостоящих оптических элементов, заменяя их средствами

вычислительной техники. Именно поэтому потребовалось провести

теоретическое исследование предполагаемых схем. Это позволило не

создавая несколько разных рабочих макетов приборов, оценить

погрещности и диапазоны измерений координат цветности предложенных

схем колориметров. Наиболее распространенной схемой , любого фильтрового

колориметра для определения координат цвета и цветности прозрачных

или отражающих образцов является схема с одним источником и тремя

корригированными приемниками, В качестве источника излучения обычно

используют лампу накаливания, которая работает в режиме источника А и

освещает испытуемый образец, но в данном макете прибора можно легко

установить импульсный источник D65 на основе исследованной лампы

ИФП, Такая схема можно, нанример, реализовать в следующей

комбинации:

Лампа накаливания включается в таком режиме, чтобы ее цветовая

температура была 2856 К, то есть ее спектр соответствует спектру

излучения источника А;

В качестве трех приемников используются кремниевые

фотоприемники со светофильтрами из стекол СС-2*СЗС-22, ЗС 8*СЗС-23 и ОС-17*СЗС-23 (спектральные характеристики при

использовании источника А приведены на рисунке 5,2,1),

аэ^ооспосмоч"псогсосз)Осдэт^тцэгооспогчпгю(огсоо5Осм

Рисунок 5.2.1 -Кривые сложений системы XYZ и подобранные кривые спектральных

Возможен и другой подход, который состоит в том, чтобы

поочередно освещать тремя цветными источниками поверхность

испытуемого образца, а сигналы регистрировать одним приемником. С

появлением разнообразных цветных светодиодов этот способ очень легко

реализовать. При их использовании можно работать в импульсном режиме

и тем самым дополнительно снизить влияние фоновой засветки. Спектры

излучений цветных светодиодов не очень широкие, но, благодаря

большому выбору по длинам волн, можно включать сразу несколько

источников для обеспечения необходимого спектрального состава. Получить спектр, подобный кривой сложения Z при угловом размере поля

Для кривой сложения Y - белый светодиод со светофильтром из стекла

марки ЖЗС-18, для X - белый светодиод со светофильтром из стекол

марок ОС-17 и СЗС-23 вместе с уже упомянутым синим светодиодом, но

при значительно меньшей мощности. Полученные спектральные кривые

при использовании кремниевого приемника показаны на рисунке 5.2.2.Белый св-д * 0С17

0.08*Синий св-д

ооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

Рисунок 5.2.2 -Кривые сложений системы XYZ и подобранные кривые спектральных

чувствительностей трех корригированных приемников (для источника А)

Второй способ может быть несколько изменен: несколько

светодиодов, перекрывая весь видимый спектр, излучают поочередно, а

один приемник их регистрирует. На рисунке 5.2.3 показаны спектральные

характеристики семи цветных светодиодов и одного белого. Координаты

цветностей в стандартизованной системе XYZ 1931 г. отмечены на

рисунке 5.2.4. Такая схема представляет не что иное, как реализацию методов

многоцветной колориметрии. Для работы с таким колориметром

необходима более сложная система расчета, состоящая из четырех этапов:

1. Предварительное измерение сигналов, получаемым от трех, наиболее

полно охватывающих видимый спектр, светодиодов (например: синий

440 нм + белый + красный 690 нм);

2. Приближенное определение координат цветности испытуемого

образца по формулам пересчета для выбранных светодиодов;

3. Измерение трех сигналов от тех трех светодиодов, в область цветов которых попали предварительно определенные координаты цветности

(пример выбора областей показан на рисунке 5.2.4);

4. Окончательный пересчет сигналов по формулам для выбранных

светодиодов в координаты цветности в требуемой системе. ооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

Рисунок 5.2.3 - Спектральные кривые светодиодов

о 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75

Рисунок 5.2.4- Координаты цветности светодиодов в системе XYZ1931 г.Испытания проводились на основе сравнения расчетных координат

цветности с пересчитанными значениями случайно выбранных 100

образцов. В разное время на разных установках были измерены их

спектральные данные и получены координаты цвета и цветности для

источника А в системе цветов XYZ 1931 г. В первом способе, составив кривые сложений, спектральные

характеристики которых приведены на рисунке 5.2.1, были рассчитаны

координаты цветности в полученной системе цветов, подобной

стандартизованной системе XYZ. Затем был произведен пересчет из

системы цветов колориметра в стандартизованную систему XYZ. Расчетные значения и полученные координаты цветности до и после

пересчета показаны на рисунке 5.2.5 (приведены только составляющие

"х"). Результаты для второго и третьего способа приведены,

соответственно, на рисунках 5.2.6 и 5.2.7. Расчетные значения

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100

Рисунок 5.2.5 - Координаты цветности до и после пересчета в первой схеме

Расчетные значения

Коорд. цветности до пересчета

Коорд. цветности после пересчета

о Fi"i"i"i"i"i"."."P

Рисунок 5.2.6 - Координаты цветности до и после пересчета во второй схеме

Расчетные значения

Коорд. цветности после предварит, пересчета

Коорд. цветности после второго пересчета

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97

Рисунок 5.2.7 - Координаты цветности после предварительного и более точного

пересчетов в схеме с восемью светодиодами

Результаты всех расчетов сведены в одну таблицу 5.2.1, в которой в

соответствующих полях приведено количество образцов,

удовлетворяющих установленному диапазону погрешности.Таблица 5.2.1 -Количество образцов (из 100), попадающее в диапазон погрешности

Диапазон

погрешности

1-ый способ

1 ист.-З приемника

пересчета

2-ой способ

3 ист.-1 приемник

пересчета

3-ий способ

8 светодиодов

после 1-го

пересчета

после 2-го

пересчета

Из таблицы 5.2.1 видно, что наименьшую погрешность имеет

колориметр по схеме, предложенной в первом способе. Причина этого в

том, что в этом способе кривые сложения наиболее нодобны кривым

сложений системы, в которую производится пересчет (система XYZ

1931 г., источник А). Можно показать, что нет разницы каким из первых

двух способов получены кривые сложений (1 источник и 3 приемника или

3 источника и 1 приемник), но чем более точно они воспроизведены тем

меньшая будет погрешность. Несмотря на то, что погрешность измерений

координат цветности таким колориметром не превышает 0.01 для большей

реально воспроизводимой части локуса она все же остается значительной. Ноэтому для ее снижения прибор предпочтительнее использовать в

качестве компаратора или в качестве рабочего средства измерений

координат цветности для выбранной части цветового локуса. Это

позволяет специализировать прибор для определенных нужд (например -

, , -, , , ), разработав специальную систему цветов

для повышения точности измерений в требуемой области локуса. Использование восьми светодиодов с одним приемником не дало

приемлемого результата, так как их спектральные кривые широки, чтобы

методом. Системы цветов для каждой части локуса значительно

отличаются от стандартизованной системы, в которую нроизводится

пересчет, и погрешность после второго более точного пересчета остается

все же значительной. Для реализации спектрофотометрического метода

необходимо использовать как минимум 16 узкополосных светодиодов, равномерно распределенных по спектру, как это было реализовано в

некоторых фильтровых колориметрах с интерференционными

спектральный состав образца, и, на этих данных, рассчитать координаты

цветности в требуемой системе. Для сравнения с мировыми аналогами результаты испытания макета

со схемой, предложенной в первом способе, были пересчитаны в систему

цветов LAB. В настоящее время именно в этой системе наиболее часто

приводят основную погрешность практически любого колориметра. При

этом измерения обычно проводятся на комплекте из 12-13 образцовых

стекол. Например, для компактного денситометра фирмы X-Rite,

измеряющего координаты цветности, приводится значение средней

погрешности ДЕ = 0.4. В предложенном макете погрешность измерений

координат цветности оказалась АЕ = 0.5, но испытания проводились на

основе 100 спектров пропусканий и отражений. Несмотря на то, что

погрешности приборов примерно равны себестоимость изготовления

разработанного колориметра существенно меньше импортного аналога.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главное достижение исследования состоит в детальном анализе и

проведении испытаний методов измерений координат цветности, а также в

разработке нового типа переносного колориметра,

В ходе диссертационной работы проведены и решены следующие

исследования и задачи:

1. Выполнен обзор и произведены испытания методов определения

координат цветности образцов, работающих на пропускание и

отражение, а также методов измерения координат цветности

источников излучения. Результаты исследования показали, что

пофешность измерений на приборах и установках для определения

координат цветности разных типов, использующихся в качестве

рабочих средств измерений, - примерно одинаковы, но, в зависимости

от типа испытуемого объекта, применение одного прибора

предпочтительнее, чем другого. 2. В результате рассмотрения и испытания методов измерения координат

цветности источников излучения показано, что измерения по

эталонному приемнику на спектрофотометрической установке точнее,

чем при сравнении с известным источником света. 3. Проведен анализ влияния составляющих погрешностей на результат

определения координат цветности на основе измерений на приборах и

предложены способы снижения погрешности измерений. 4. Используя методы уменьшения погрешности, предложен принцип

построения объективного компактного колориметра с произвольным

набором светофильтров, который может применяться в качестве

компаратора цвета или рабочего средства измерений, методика его

калибровки и способ снижения погрешности измерений на основе

метода пересчета.5. Предложен простой и недорогой в реализации макет переносного

колориметра, использующего одновременно достижения

фотоэлектрической и классической визуальной колориметрии и новые

микросхемы для миниатюризации и проведения всех расчетов,

включая алгоритмы снижения погрешности измерений и вывода

результатов. Результаты испытаний показали, что прибор может

применяться в качестве рабочего средства измерения и выпускаться

серийно. Кроме того показано, что принципиальная схема

колориметра легко перестраивается под большинство задач. 6. Предложен вариант импульсного источника D65 на основе

импульсной лампы ИФП со стеклянным светофильтром для

использования в переносных приборах и установках. Испытания

макета показали его соответствие требованиям, высокую

эффективность и возможность применения для разнообразных задач. 7. Произведены сравнительные измерения координат цветности

отражающих образцов при разных геометриях измерений и показано,

что результаты сильно зависят от геометрии измерений даже для

стандартных цветных образцов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стороженко, Алексей Иванович, 2007 год

1. Вершинский А, Е. Источник D65 для цветовых измерений - Л.: ОМП , 1978, №4, стр. 72.

2. Вершинский А. Е. Относительное спектральное распределение излучения ламны КИМ 9-75 - Л.: ОМП, 1977, № 12, стр. 55.

3. Вершинский А. Е. Оценка точности воспроизведения источника D65 - Л.: ОМП, 1978, №4, стр. 5.

4. ГОСТ 8.205-90 Государственный поверочная схема для средств измерений координат цвета и координат цветности.

5. ГОСТР 12.4.026-2001 Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные и знаки безопасности.

6. ГОСТР41.7-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения подфарников, задних габаритных(боковых) огней, стоп-сигналов и контурных огней механическихтранспортных средств (за исключением мотоциклов) и их прицепов.

7. ГОСТР41.20-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автомобильных фар с ассиметричнымиогнями ближнего света и (или) огнями дальнего света,предназначенными для использования с галогенными лампаминакаливания (лампы П4).

8. ГОСТР41.37-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения ламп накаливания, предназначенных дляиспользования в официально утвержденных огнях механическихтранспортных средств и их прицепов.

9. ГОСТ 6593-76 Краски печатные. Метод определения цвета.

10. ГОСТ 7721-89 Источники света для измерений цвета. Типы. Технические требования. Маркировка.10011. г о с т 8933-58 Нефтепродукты. Метод определения цветафотоэлектроколориметром.

11. ГОСТ 10807-78 Знаки дорожные. Общие технические условия.

12. ГОСТ 11583-74 Материалы полимерные строительные отделочные. Методы определения цветоустойчивости под воздействием света,равномерности окраски и светлоты.

13. ГОСТ 12083-78 Колориметры фотоэлектрические лабораторные. Типы. Основные параметры. Технические требования.

14. ГОСТ 13088-67 Колориметрия. Термины, буквенные обозначения.

15. ГОСТ 14313-69 Колориметры визуальные лабораторные концентрационные. Типы. Основные параметры.

16. ГОСТ 15821-70 Материалы белые нелюминесцирующие. Метод измерения показателя белизны и разнооттеночности.

17. ГОСТ 16873-78 Пигменты и наполнители неорганические.

18. ГОСТ 16872-78 Пигменты неорганические. Методы определения красящей способности.

19. ГОСТ 22133-76 Покрытия лакокрасочные станков, кузнечно- прессовых и литейных машин, инструмента. Требования к внешнемувиду.

20. ГОСТ 23198-94 Лампы газоразрядные. Методы измерения спектральных и цветовых характеристик.

21. ГОСТ 25695-91 Светофоры дорожные. Типы. Основные параметры.

22. ГОСТ Р 51256-99 Технические средства организации дорожного движения. Разметка дорожная. Типы и основные параметры. Общиетехнические требования.

23. ГОСТ Р 52282-2004 Технические средства организации дорожного движения. Светофоры дорожные. Типы и основные параметры.Общие технические требования. Методы испытаний.101

24. Груздева Н, И., Гуревич М. М., Демкина Л. В. Стеклянные светофильтры для воснроизведения излучения источников В и С - Л.:ОМП, 1977, №2, стр. 3-6.

25. Инструкция И 01-76 Цветовая гамма и контрольные образцы (эталоны) цвета эмалей и красок. Порядок разработки, согласования,утверждения и нормирования - М.: ВНИИТЭ, 1976.

26. Инструкция И 04-80 Инструментальные методы определения цвета декоративных материалов - М.: Отдел оперативной полиграфииВНИИТЭ, 1980,25 с.

27. Курицын А. М., Шляхтер Е. М. Универсальный переносной колориметр НР1КФИ типа ПКГ - М.: типография НР1КФИ, 1981,Вып. 105, стр. 31-44.

28. Лагутин В. И. Оценка погрешности определения координат цветности объектов - М.: Измерительная техника, 1987, N2 2, стр. 27-29.

29. Лакокрасочные материалы. Цветовой ассортимент и его нормирование-М.: ВНИИТЭ, 1978.

30. Луизов А. В. Цвет и свет - Л.: Энергоатомиздат, 1989,256 с.

32. МИ 25-74 Методика поверки образцов цвета - М.: Изд-во стандартов, 1975.

33. МИ 31-75 Методика поверки образцов белой поверхности - М.: Изд- во стандартов, 1975.

34. МИ 34-75 Методика поверки компараторов - М.: Изд-во стандартов, 1976.

35. МИ 141-77 Методика поверки спектрофотометров типа СФ-18 - М.: Изд-во стандартов, 1978.102

36. Порядок разработки, согласования и утверждения эстетически полноценного ассортимента декоративных материалов - М.: ВНИИТЭ,1975.

37. РМГ 29-99 Метрология. Основные термины и определения.

38. РМГ 43-2001 Применение "Руководства по выражению неопределенности измерений".

39. Фотометр постоянных источников света ФПИ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации - Л.: изд-во "ГОИ им. СИ. Вавилова",1979,37 с.

40. ЮстоваЕ. П. Таблицы основных колориметрических величин - М.: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов, 1967.

41. Юстова Е. П. Цветовые измерения (Колориметрия) - СПб.: Издательство СПбГУ, 2000,399 с.

42. Billmeyer F. W., Jr., Marcus R. Т. Effect of illuminating and viewing geometry on the color coordinates of samples with various surface textures- Applied Optics, 1969, №8, pp. 1763-1768.

43. CIE, CIE Publication 15.2, Colorimetry, 3nd ed. - Vienna: Commission International de l"Eclairage (CIE), Central bureau of the CIE, 2004.45. nunt R. W. G. Measuring colour (3rd ed.) - Chichester: Fountain Press,1998,344 р.

44. Mabon T. J. Color measurement of plastics: which geometry is best. - The Regional Technical Conference of the Society of Plastics Engineers,Cherry nill,NJ, 1992.

45. Malacara-nemandez D., Color vision and colorimetry: Theory and applications. - Bellingham: SPIE Optical Engineering press, 2002,176 p.

47. Ohno y . Color issues of white LEDs. - OIDA workshop preliminary report, 2000.103

48. Rich D. The effect of measuring geometry on computer color matching. - Color research and application, 1988, №13, pp. 113-118.

49. RiesH., Leikel., Muschaweck J. Optimized additive mixing of colored light-emitting diode sources. - Optical engineering, 2004, Vol. 43, JST» 7,pp.1531-1536.

50. Ryer A. D. Light measurement handbook. - Newburyport: Technical publications dept. International Light Inc., 1998, 64 p.

51. Shevell S. The science of color (2nd ed.). - Washington: OSA and Elsevier Science, 2003,336 p.

52. Zukauskas A. et al. Optimization of white polychromatic semiconductor lamps. - Applied phys., 2002, №80, p. 234.

53. Zukauskas A., Ivanauskas F., Vaicekauskas R., Shur M. S., Gaska R. Optimization of multichip white solid state source with four or more LEDs.-Proc. SPIE 4445, 2001, pp. 148-155.104

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания.
В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

ЗАНЯТИЕ № 2

Тема:	Основные группы свойств стоматологических материалов: адгезия и адгезионные свойства, эстетические свойства, биосовместимость стоматологических материалов. Контроль качества стоматологи-ческих материалов.
Цель:	- изучить классификацию адгезионных соединений, механизмы образования и условия разрушения; Изучить факторы, влияющие на эстетическое восприятие восстано-вительного материала, и методы оценки эстетических свойств; Изучить понятие биоматериала, биоинертности, биосовместимости и виды воздействия биоматериала на организм. Категории стоматологи-ческих материалов как биоматериалов. Программа испытаний на биосовместимость; Изучить критерии качества стоматологических материалов и системы международных и национальных стандартов.
Метод проведения:			Групповое занятие.
Место проведения:			Учебная аудитория, клинический кабинет, зуботехни-ческая лаборатория, кабинет мануальных навыков, ла-боратория стоматологического материаловедения.
Обеспечение:		Техническое оснащение : мультимедийное оборудование, стоматологические установки, стоматологические инструмен-ты, стоматологические материалы. Учебные пособия : фантомы головы и челюстей, стенды, мультимедийные презентации, учебные видеофильмы. Средства контроля : контрольные вопросы, ситуационные задачи, вопросы для тестового контроля, домашние задания.

План занятия

1. Проверка выполнения домашнего задания.

2. Теоретическая часть. Определение понятие адгезии. Классифика-ция адгезионных соединений в стоматологии. Механизмы образования адгезионных соединений. Условия образования и характер разрушения адгезионных связей. Свойства материалов, характеризующие эстетику восстановления. Факторы, влияющие на эстетическое восприятие восстановленного материала и методы оценки эстетических свойств.

Биосовместимость стоматологических материалов и методы ее оценки.

3. Клиническая часть. Демонстрация преподавателем типов адгезион-ных связей: между гелями, лаками и эмалью (керамики); между композитами и твердыми тканями зуба (адгезивы с предварительной протравкой типа «ЗМ Single Bond» и без нее, типа «Рro Bond»).

Демонстрация модели кариозной полости с механической адгезией в виде заклинивания материала в неровностях для удержания амальгамы, специальных захватов и неровностей на поверхности металлического каркаса, когда на его поверхность наносится пластмассовая облицовка; фиксация несъемных зубных протезов неорганическим цементом (цинк-фосфатным цементом) и др.

Демонстрация преподавателем материалов и изделий с различными эстетическими свойствами (амальгама, керамика, полимеры) и расцветок зубов, типа «VITA», а также биосовместимых с тканями зуба материалов.

4. Самостоятельная работа. Знакомство студентов с основными типа-ми адгезионных материалов: гелями, лаками, герметиками, бондингами с протравками, праймерами с адгезивами (без протравки), цементами для фиксации несъемного протезирования, механическими адгезивами типа зацепок, углублений, заклинивания пломбировочного и облицовочных материалов.

Знакомство студентов с материалами с различными эстетическими свойствами с расцветкой зубов «VITA», а также с биосовместимыми стоматологическими материалами.

5. Разбор результатов самостоятельной работы и теоретических знаний по контрольным вопросам и ситуационным задачам.

6. Тестовый контроль знаний.

7. Задание на следующее занятие.
Аннотация

Адгезия - это явление, возникающее при соединении разнородных материалов, приведенных в близкий контакт, для разделения которых следует приложить усилие. Адгезия встречается во многих случаях применения восстановительных материалов в стоматологии. Например, при соединении пломбировочного материала с тканями зуба, герметика и лака с зубной эмалью, при фиксации несъемных зубных протезов цементами. В ортодонтии на принципах адгезии крепятся брекеты на поверхности зуба. Адгезия присутствует и в комбинированных протезах: в металлокерамических протезах - между фарфором и металлом; в металлопластмассовых - между пластмассой и металлом и др.

Материал или слой, который наносят чтобы получить адгезионное соединение, называют адгезивом . Материал, на который наносят адгезив, называется субстратом .

Рис.1. Классификация видов адгезионных соединений в стоматологии.
Существуют существенные различия между адгезивами восстановительных материалов с тканями живого организма и соединениями разнородных материалов, которые применяются в зубных протезах.

Различают несколько механизмов образования адгезионного соединения за счет различных типов адгезионных связей.

Рис.2. Классификация типов адгезионных связей.

Механическая адгезия заключается в заклинивании адгезива в порах или поверхностях субстрата. Оно может происходить на микроскопическом уровне (соединение полимера с протравленной эмалью) или на макроуровне (нанесение пластмассовой облицовки на поверхность металлического каркаса, фиксация съемных зубных протезов неорганическим цементом – цинк-фосфатным цементом).

Химическая адгезия более прочная и надежная. Она основана на химическом взаимодействии двух материалов, который присущ водным цементам на полиакриловой кислоте, в которой присутствуют функциональные группы, способные образовывать химические соединения с твердыми тканями зуба – с кальцием гидроксиапатита.

Диффузное соединение образуется в результате проникновения компонентов одного материала в поверхность другого с образованием «гибридного» слоя, в котором содержатся оба материала.

На практике в чистом виде адгезионные соединения трудно найти. В большинстве случаев при использовании различной химической природы для восстановления зубов имеет место адгезионное взаимодействие и механического, и диффузного и химического характера.

Условия создания прочного адгезионного соединения.

1. Чистота поверхности, на которую наносится адгезив.

2. Проникновение жидкого адгезива в поверхность субстрата, которая зависит от способности адгезива смачивать поверхность субстрата.

Смачиваемость характеризуется способностью капли жидкости растекаться по поверхности субстрата. Мерой смачивания является контактный угол смачивания (θ - (греч .) тета), который образуется между поверхностью жидкого и твердого тел на границе их раздела (рис.3).

Рис.3 Контактный угол смачивания – критерий адгезии.

При полном смачивании контактный угол равен 0°. Малые значения контактного угла характеризуют хорошее смачивание. При плохом смачивании контактный угол больше 90°. Хорошее смачивание способствует капиллярному проникновению и говорит о сильном взаимном притяжении молекул на поверхностях жидкого адгезива и твердого тела – субстрата.

3. Минимальная усадка и минимальное напряжение при твердении адгезива на поверхности субстрата.

4. Минимальное термическое напряжение. Если адгезив и субстрат имеют различные коэффициенты термического расширения, то при нагревании клеевой шов будет испытывать напряжение (нанесение на металлический каркас фарфоровой облицовки, обжиг изделия при высоких температурах, затем охлаждение до комнатной температуры). Если близки коэффициенты материалов, напряжение будет минимальным.

5. Влияние коррозионной среды. Присутствие влажности в полости рта значительно ухудшает адгезионные связи, способствуя образованию коррозионных жидкостей.

Адгезионная прочность .

Об адгезии судят по величине адгезионной прочности, т.е. по сопротивлению разрушения адгезионного соединения. Как следует из определения адгезии, достаточно измерить приложенные усилия для разделения адгезионного соединения. Предложено много методов для измерения различных адгезионных соединений, но у всех методов присутствуют только три механизма разрушения: растяжение, сдвиг и неравномерный отрыв. Поверхность разрушения при испытании проходит по наиболее слабому звену соединения.

Эстетические свойства стоматологических восстановительных материалов

Другой важной задачей восстановительной стоматологии является воспроизведение внешнего вида натуральных зубов, их эстетических показателей.

К показателям, характеризующим эстетические свойства стоматологических материалов, относятся: цвет, полупрозрачность, блеск поверхности, флуоресценцию .

Собственный цвет любого предмета (зуба) представляет собой результат взаимодействия данного объекта (зуба) со светом от источника освещения. Материал предмета (зуба) приобретает цвет в результате отражения одной части и поглощения другой части спектра падающего на него света.

Рис.4. Схема определения внешнего вида искусственной коронки наблюдателем.

Свет - форма электромагнитной энергии, которую может воспринимать глаз человека длиной волны от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (темно-красный) - его называют «видимым светом». Комбинация длин волн, содержащихся в луче света, отраженном от поверхности предмета определяет свойство, которое мы называем цвет . Поверхность синего цвета отражает только синюю часть и поглощает все остальные цвета спектра освещающего света; поверхность белого цвета отражает все длины волн спектра падающего на неё света; поверхность чёрного цвета полностью поглощает весь световой спектр и не отражает ничего.

Полупрозрачность или просвечиваемость зависит от количества света, которое может пропускать предмет. Предметы с высокой прозрачностью кажутся более светлыми, но чем прозрачнее материал, тем больше на его цвет влияет фон или ниже лежащий материал.

Блеск поверхности - оптическое свойство, придающее поверхности глянцевый зеркальный вид. Неблестящая и глянцевая поверхности отличаются соотношением зеркального и рассеянного отражения света. Блеск характеризуется количеством зеркально отраженного света , который падает на нее в виде пучка параллельных лучей. Для зеркального отражения соблюдается закон: угол падения света равен углу его отражения. Когда падающий луч света рассеивается, поверхность предмета воспринимается как матовая, неблестящая или шероховатая. Блеск поверхности уменьшается с увеличением рассеянности падающего света. Яркий блеск связан с совершенной гладкостью поверхности, которую называют зеркальной.

Флюоресценцией называется излучение или эмиссия предметом света длиной волны, отличающейся от длины волны света, падающего или освещающего данный предмет. Флуоресцентное излучение заканчивается сразу после прекращения освещения, способного к флуоресценции предмета. Естественные зубы флуоресцируют в диапазоне голубого света под воздействием ультрафиолетового облучения.

На каждый из показателей эстетики с точки зрения стоматолога, зубного техника и пациента влияют:

1. источник света;

2. собственные оптические свойства восстановительного материала;

3. восприятие полученного результата наблюдателем.

Характеристика источника света чрезвычайно важна. В восстановительной стоматологии лучше применять источник света дневной или близкий к дневному. Именно в таких условиях пломбы и протезы будут выглядеть как естественные.

Человеческий глаз - самый чувствительный прибор для восприятия света и сравнения цветовых различий, но оно индивидуально (восприятие цвета художником и человеком с нарушением цветового зрения или полного отсутствия восприятия цвета - цветовая слепота). Определение цвета глазом происходит в результате цветового стимула, получающего информацию от клеток сетчатки глаза.

Для объективной оценки света, а также других эстетических характеристик восстановительных материалов используют стандартные условия с помощью спектрофотометров и колориметров. Предложено несколько систем измерения для применения в восстановительной стоматологии, например, цветовая система Манселла, которая включает в себя 3 координаты:

Цвет, основная характеристика, определяющая наблюдаемый цвет предмета, связанный со спектром света, отраженного предмета;

Светлота - характеризует свет как светлый или темный, если показатель низкий, цвет восстанавливаемого зуба кажется серым и неживым;

Насыщенность - мера интенсивности цвета (более светлые тона или более темные одного цвета).

Цветовая система Х, У, Z и СIE L*a*b* основаны на спектральных характеристиках величины коэффициента отражения на определенной длине волны, но они громоздки и не удобны для практического использования в оценке света стоматологических материалов.

Международная система СIE L*a*b* для аппаратурного измерения цвета, где L* - определяет степень белизны от черного (0) до белого (100); a* - определяет зеленый и красный цвета; b* - определяет синий и желтый цвета. Образцы расцветок следует выполнять с учетом природы восстановительного материала, для которого они предназначены.

В практике для определения цвета зубов и подбора восстановительного материала применяют стандартные шкалы цветов. Эта шкала расцветок должна охватывать все возможные оттенки натуральных зубов. Наибольшую популярность приобрела шкала расцветки фирмы «VITA», в которой буквой А обозначены красно-оранжевые оттенки, буквой В - желтоватые, С - сероватые - зеленые, Д - коричневатые. Цифрами обозначают степень светлости и насыщенности данного цвета (например, цвет А1 менее насыщен, и более светлый, чем А3,5).

Биосовместимость стоматологических материалов и методы ее оценки

Каким бы прочным и эстетичным по своим свойствам не был материал, если его применение может вызвать отрицательные реакции в организме, от применения этого материала следует отказаться. До сих пор мы говорили просто о материалах различной химической природы и их свойствах без учета его взаимодействия с тканями организма пациента на местном и системном уровне. Следовательно, стоматологический материал - не просто материал определенной химической природы, а к нему применимо понятие - «биологический» материал (биоматериал).

Биоматериал - любой инородный материал, который помещается в ткани организма на любое время для того, чтобы устранить деформации или дефекты, заместить поврежденные или утраченные в результате травм или заболеваний натуральные ткани организма .

Биоматериал должен обладать свойствами биосовместимости . Этот термин появился в 1960 году. До этого было принято говорить о биоинертном материале по отношению к окружающим его тканям: не оказывает никакого вредного воздействия на них и никак с ними не взаимодействует. В настоящее время от материала, например, для восстановления коронки зуба ожидают не только образования прочной связи с тканями зуба, но и их оздоровления и регенерации. Называть такой материал инертным неверно. Поэтому применяется термин биоприемлемый, биосовместимый .

Основные требования к биосовместимым и биоинертным материалам:

Биоинертный материал :

Не повреждает пульпу и мягкие ткани полости рта;

Не содержит веществ повреждающего действия;

Не содержит сенсибилизирующих веществ, вызывающих аллергические реакции;

Не обладает канцерогенностью;

Образует адгезионное соединение с твердыми тканями зуба.

Биосовместимый материал :

Обладает теми же свойствами, что и биоинертный, а также оказывает оздоравливающее регенерирующее действие.

При оценке биосовместимости материалы различают по типам воздействия на организм:

Общее: токсическое, аллергическое, психологическое;

Местное: механическое, токсическое местное, температурное.

Для определения биосовместимости материала до его клинического применения, проводят испытания на соответствие материала нормам и требованиям согласно стандартам ГОСТ Р ИСО 10993 на биосовместимость и токсичность. Программа составляется исходя из конкретного назначения материала.

Для стандартизированного подхода все стоматологические биоматериалы поделены на категории в зависимости от тканей организма, с которыми должны контактировать материал, и времени контакта.

Со слизистыми оболочками полости рта;

С костной тканью, твердыми тканями зуба;

С тканями периодонта, кровью;

С кожей;

С пульпой зуба.

Однократно или многократно, но не менее 24 часов;

Одно- или многократно более 24 часов, но не менее 30 суток;

Постоянный контакт более 30 суток.

Определив эти параметры, приступают к составлению программы испытаний, включающей ряд методов или тестов, которые подразделяют на 3 уровня:

1 уровень: начальные экспресс-тесты;

2 уровень: экспериментальные тесты на животных;

3 уровень - доклинические тесты назначения (на животных).

Токсикологические испытания на экспериментальных животных длительны и дорогостоящие. Поэтому для предварительной оценки часто применяют «0» уровень - это санитарно-химические испытания, которые широко используются в нашей стране. Этот уровень актуален для содержания в стоматологических материалах химических веществ, для которых известны предельно допустимые концентрации при контакте с организмом.

Контроль качества стоматологических материалов

Основные группы свойств материалов для доклинической оценки их качества:

Биологические:

- показатели биосовместимости ,

- гигиенические свойства ,

- органолептические .

Важным для безопасности применения материала в клинике являются токсикологические испытания, определяющие комплекс свойств материала, оценивающий его биосовместимость .

Гигиенические свойства - способность стоматологических материалов очищаться обычными средствами гигиенической чистки зубов и не изменять своих свойств под действием различных средств гигиены.

К биологическим требованиям примыкают органолептические - восстановительный материал не должен обладать неприятным вкусом и запахом.

Технические :

- физико-химические и физико-механические свойства ;

- эстетические : цвет и цветостойкость, полупрозрачность, гладкость поверхности, флуоресценция.

- технологические : время смешивания компонентов, время твердения, консистенция и текучесть.

Технические свойства материалов определяют в лабораториях на стандартных образцах. Выбор показателей качества зависит от его назначения и химической природы (эстетические качества амальгамы определять бессмысленно и т.п.). В России существует порядок разработки стоматологических материалов до получения разрешения на их применение в клинической практике (ГОСТ Р 15013-94).

Структура стандарта (ГОСТ Р):

I. Область применения стандарта.

II. Термины и определения.

III. Классификация.

IV. Требования (нормы) показателей свойств.

V. Методы испытаний.

VI. Требования к упаковке и инструкции.

Эти нормы (как и методики их определения) являются основным содержанием стандартов стоматологических материалов. Любой вновь разработанный материал обязательно проходит испытания на соответствующие требования согласно классификации стоматологических материалов.

Международная федерация стоматологов (Federation Dentaire Internationale - FDI) и Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization ISO) работают над новыми усовершенствованными стандартами.

СИСТЕМА

стандартов стоматологических материалов

Международная федерация стоматологов, FDI

Международная организация по стандартизации, ISO

ТК 106 (год образования 1963)

Россия - ТК 279, 1980

США - АDА, 1966

Австралия - 1973

Скандинавские страны - 1973

Европейский комитет нормализации, 1995

Рис.5. Международные и национальные организации по стандартизации стоматологических материалов.

Стандартами стоматологических материалов ISO (ИСО) занимается технический комитет ТК 106, в который входят национальные комитеты более 80 стран.

Членом ИСО является и Россия, представленная техническим комитетом по стандартизации стоматологических аппаратов, приборов и материалов ТК 279 (Зубоврачебное дело). Работа по стандартизации в рамках Международной организации ИСО включает определение требований и норм показателей свойств каждого класса материалов стоматологического назначения, стандартизацию терминологии и методов испытаний. Стоматолог, который работает с материалами, отвечающими требованиям стандартов, может быть спокоен, что применяемый материал не даст существенных отрицательных результатов в процессе его клинического применения.

Окончательным критерием качества стоматологического материала является его поведение в условиях полости рта пациента. Это может оценить только клиницист на основании своих наблюдений, анализа успешных результатов и неудач.

Схема ориентировочной основы действия

Этапы работы	Средства и условия работы	Критерии для самоконтроля
1	2	3
I Адгезия
Основное внимание обращено к информации преподавателя о различных типах адгезионных соединений	Гели, лаки, герметики, бондинги с протравкой, праймеры с адгезивами без протравки, цементы для фиксации несъемных протезов. Механические адгезивы для фиксации амальгамы, пластмассовых облицовок, фарфоровых фасеток на моделях искусственных зубов.	Исходные знания, методические указания, схемы, стенды, тетради. Модели искусственных зубов с механическими типами адгезии.
II Эстетика в стоматологии
1. Сравнить в общем виде материалы различной хими-ческой направленности по их эстетическим свойствам: цвету, полурозрачности, блеску и флуоресценции.	Металлы - амальгама, металлические каркасы для съемных протезов, металлические коронки, керамика, полимеры.	Исходные знания, лекции, методические разработки, домашнее задание.
2. Сравните полупроз-рачность эмали и дентина натурального зуба.	Натуральные зубы, распилы групп зубов.	Исходные знания о факто-рах, влияющих на показате-ли эстетики: освещение, собственный цвет зуба, восприятие наблюдателем.
3. Определить цвет натуральных зубов и подобрать восстановитель-ный материал.	Стандартная шкала цвета «VITA», естественные зубы, материалы: керамика, полимеры.	Знание цветовой шкалы «VITA»: обозначения букв А, В, С, Д и цифр - 1, 2, 3, 4 ......

Контрольные вопросы
Адгезия и ее значение в восстановительной стоматологии .

1. Что такое адгезия и ее значение в стоматологии?

2. Что такое адгезив и субстрат? Приведите примеры в области стоматологии.

3. Перечислите и охарактеризуйте типы адгезионных связей, приведите примеры адгезионных связей: механических, химических, диффузных.

4. Что такое контактный угол смачивания? Какое значение имеет эта характеристика для адгезионного соединения?

5. Какое влияние оказывает усадка адгезива при его отвердении на прочность адгезионного соединения?

6. Какие условия и свойства материалов оказывают влияние на качество адгезионного соединения?

7. Какие методы существуют для определения прочности адгезионного соединения, применяемых в стоматологии?

Эстетические свойства восстановительных материалов

8. Какие показатели характеризуют эстетические свойства стоматологических материалов?

9. Сравните в общем виде стоматологические материалы различной химической природы: металлы, керамику, полимеры по их эстетическим свойствам.

10. Какие факторы влияют на восприятие цвета восстановительного материала?

11. С какими оптическими свойствами связаны блеск поверхности, степень прозрачности и флуоресценция восстановительного материала?

12. Какие системы и аппараты для объективного измерения цвета Вы можете назвать?

13. Что такое эталонные расцветки стоматологических восстанови-тельных материалов?

Биосовместимость стоматологических материалов

14. Что такое биосовместимость и биоинертность?

15. Перечислите основные требования к биосовместимому и биоинертному материалу. Приведите примеры.

17. Какие уровни должна включать программа токсикологических испытаний стоматологических материалов?

18. В чем заключаются санитарно-гигиенические испытания стоматологических материалов?

Критерии качества стоматологических материалов

19. Перечислите группы требований, которым должны отвечать материалы стоматологического назначения.

20. В чем заключаются технические испытания стоматологических материалов?

21. Структура национального стандарта России - ГОСТ Р?

22. Международные и национальные организации по организации стандартизации стоматологических материалов?

Ситуационные задачи
1. Отметьте знаком «+» вид адгезионного биологического соединения:

2. Соотнесите типы адгезионных связей:

Адгезионные связи	механические	химические	диффузные
1. Макромеханические
2. Ионные
3. Металлические
4. Ковалентные
5. Микромеханические
6. Проникновение одного материала в поверхность другого с образованием «гибридного» слоя

3. Соотнесите необходимые условия создания прочного адгезионного соединения:

Необходимые условия	Прочность адгезионного соединения	Незначительные условия
1. Чистота поверхности
2. Генерация жидкого адгезива в поверхность субстрата
3. Минимальная усадка адгезива при твердении
4. Минимально возможное термическое напряжение: а) с различными коэффициентами термического расширения адгезива и субстрата; б) с близкими коэффициентами расширения адгезива и субстрата
5. Отсутствие влияния коррозионной среды

4. Под каким углом смачивания адгезивом произойдет сильное взаим-ное притяжение молекул адгезива и субстрата?

Угол смачивания	Отсутствие смачивания	Удовлетворительное смачивание	Хорошее смачивание
θ 1 > 90 0
θ 2
θ 3

5. Соотнесите показатели, характеризующие эстетические свойства ма-териалов:

Свойства материалов	Да	Нет
1. Цвет
2. Упругость
3. Полупрозрачность
4. Прочность
5. Блеск поверхности
6. Флуоресценция
7. Твердость
8. Пластичность

6. Соотнесите методы оценки эстетических характеристик:

Методы измерения, определения расцветки зубов	Аппаратные	Стандартные шкалы цветов
1. Цветовая система Манселла
2. Цветовая система Х, У, Z
3. Цветовая система СIELab*, трехмерное изображение
4. Расцветка фирмы «VITA»

7. Сопоставьте требования к биосовместимым и биоинертным стомато-логическим материалам:

Требования	К биосовместимым материалам	К биоинертным материалам
1. Не повреждать пульпу и мягкие ткани полости рта
2. Оказывать оздоравливающее и регенерирующее действие
3. Не содержать веществ повреждающего действия
4. Не содержать сенсибилизирующих веществ, вызывающих аллергию
5. Образовывать адгезионное соединение с твердыми тканями зуба
6. Не обладать канцерогенностью

8. Какой уровень испытаний для биологической оценки стоматологичес-ких материалов используется в России чаще всего?

Характер контакта	Категории
Характер контакта	по продолжительности контакта	по характеру контакта с организмом
1. Со слизистыми оболочками полости рта
2. Однократно или многократно, но менее 24 часов
3. С костной тканью, твердыми тканями зуба
4. Одно- или многократно, более 24 часов, но менее 30 суток
5. С кровью
6. С тканями периодонта
7. С кожей
8. С пульпой зуба
9. Постоянный контакт, более 30 суток

10. Определите содержание стандарта ГОСТ Р (Россия) для стоматоло-гических материалов:

Содержание стандарта	Стандарт ГОСТ Р
Содержание стандарта	да	нет
1. Область применения стандарта
2. Термины и определения
3. Классификация
4. Требования (нормы) показателей свойств материалов
5. Методы испытаний
6. Требования к упаковке и инструкции
7. Физико-химические свойства
8. Адгезионные свойства
9. Биосовместимость материала

11. Соотнесите международные и национальные организации по стан-дартизации стоматологических материалов:

Организации	международные	национальные
1. FDI
2. ISO
3. ТК 106
4. ТК 279
5. АDА

Тестовый контроль знаний
1. Какие механизмы разрушения присутствуют при испытании адгезионной прочности?

а) при растяжении;

б) сдвиге;

в) при неравномерном отрыве;

г) при сжатии;

д) при кручении.

2. Какой контактный угол смачивания является оптимальным для создания прочного адгезионного соединения?

а) θ 1 > 90 0 ;

3. Какой свет называют «видимым»?

а) от 200 до 300 нм;

б) от 400 до 700 нм;

в) от 800 до 1000 нм;

г) от 1100 до 1500 нм.

4. Как отражает и поглощает синяя цветовая поверхность спектра освещающего света?

а) поверхность синего цвета отражает только синюю часть и поглощает

все остальные цвета;

б) поверхность синего цвета поглощает только белый цвет и отражает

все остальные;

в) поверхность синего цвета поглощает только чёрный цвет и отражает

все остальные;

5. Как отражает и поглощает белая цветовая поверхность спектра освещающего света?

а) поверхность белого цвета отражает все длины волн спектра

падающего на нее света и не поглощает ничего;

б) поверхность белого цвета поглощает все длины волн падающего света

и не отражает ничего;

в) поверхность белого цвета поглощает длины волн черного цвета и

отражает все остальные.

6. От чего зависит полупрозрачность материала, предмета?

а) от количества света, которое может пропускать предмет;

б) от степени рассеянного света;

в) от фона (подложки);

г) от гладкости материала;

д) от шероховатости материала.

7. Как флуоресцируют естественные зубы под воздействием ультрафиолетового облучения?

а) в диапазоне розового цвета;

б) в диапазоне белого цвета;

в) в диапазоне голубого цвета;

г) в диапазоне зеленоватого цвета.

8. В каких условиях пломбы и протезы из восстановленных материалов будут выглядеть как естественные?

а) при ночном естественном свете;

б) при дневном естественном свете;

в) при свете нормальной электрической лампы;

г) при свете дневных ламп.

9. Что включает в себя программа испытаний стоматологических материалов на биосовместимость, согласно стандартам ГОСТ Р ИСО 10993?

Методы испытаний :

в) 1-й уровень - начальные экспресс-тесты;

г) 2-й уровень - экспериментальные тесты на животных;

д) 3-й уровень - доклинические тесты назначения (на животных);

е) 0-й уровень - санитарно-химические тесты.

10. Какой порядок разработки стоматологических материалов до получения разрешения на их применение в клинике согласно ГОСТ Р 15013-94 действует в России?

а) нормы для показателей свойств:

Прочность при изгибе композиционного восстановительного материала

должна быть не менее 50 МПА;

Прочность на сжатие силикатного цемента - не менее 190 МПа;

Адгезионная прочность соединения композита с твердыми тканями зуба

Не менее 7 МПа;

Водопоглащение полимерного материала для базисов съемных протезов

не должна составлять более 32 мкг/мм 3 и т.д.

б) эти нормы заложены в стандартах материалов только для

стоматологических материалов, применяемых в клиниках;

в) эти нормы заложены в стандартах материалов для лабораторно-

клинических работ;

г) эти нормы заложены для каждого класса материалов, согласно

классификации их.
Домашнее задание
1. Изобразить схему адгезионных соединений в стоматологии.

2. Изобразить схему типов адгезионных связей.

3. Описать условия создания прочного адгезионного соединения.

Литература

Основная :

1. Базикян Э.А. Пропедевтическая стоматология. Учебник для медицинских вузов. - М.: Издательство «ГЭОТАР-Медиа», 2008. - С. 482-489, 518-527.

2. Попков В.А., Нестерова О.В., Решетняк В.Ю., Аверцева И.Н. Стоматологическое материаловедение. - М.: Издательство «Медиапресс-информ», 2006, - С.5-19.

3. Методические разработки кафедры пропедевтики стоматологических заболеваний СтГМА.

Дополнительная:

1. Поюровская И.Я. Стоматологическое материаловедение. Учебное пособие. - М.: Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа», 2007. - С.5-10.

2. Вязьмитина А.В., Усевич Т.Л. Материаловедение в стоматологии. Учебное пособие. - Ростов-на-Дону, 2002. - С. 11-15.

3. Крег Р., Пауэрс Дж., Ватага Дж. Стоматологические материалы: свойства и применение. Перевод с английского Шульги О.А. - М.: Издательство «МЕДИ», 2005. - С.9-38.

4. Трезубов В.Н., Мишнев Л.М., Жулев Е.Н. Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение. Учебник для медицинских вузов. - М.: МЕДИпресс-информ», 2008. - С.9-11.

5. Дмитриева Л.А. Современные пломбировочные материалы и лекарственные препараты в терапевтической стоматологии. - М.: Медицинское информационное агентство, 2011. - С.6-13.

Напечатать

или

Приборы для определения цветового различия. Измерение цветов или что такое колориметрия. Спектрофотометры, колориметры и измерение цветов на отпечатках

Процессы смешения цветов

Спектрофотометры

Просмотровые кабинки

Введение диссертации (часть автореферата) На тему "Оценка погрешностей визуальных и фотоэлектрических методов измерения координат цвета"

Заключение диссертации по теме "Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы", Стороженко, Алексей Иванович

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стороженко, Алексей Иванович, 2007 год

Похожие записи: