Dysponent: AGH

Kontakt: dr hab. Tomasz Łojewski (AGH)

Opis metody

Technika mikrofedometrii (mikroblaknościowa) polega na oświetleniu submilimetrowego obszaru (~0.5 mm) i sklasyfikowaniu jego światłoczułości. W wyniku starzenia światłem w stosunkowo krótkim czasie (do kilkunastu minut) monitorowana jest zmiana barwy materiału, a w wyniku eksperymentu dostajemy informację o stabilności materiału. Badania szybkości reakcji materiałów muzealnych opierają się na skali standardu blaknięcia Blue Wool, która składa się z serii światłoczułych barwników zastosowanych na wełnianym podłożu, o różnym stopniu stabilności po wystawieniu na działanie światła (Blue Wool 1 oznacza materiały silnie światłoczułe, a Blue Wool 8 jest najbardziej stabilnym materiałem). Dzięki informacji o stabilności poszczególnych składników obiektu zabytkowego można precyzyjne określić poziom natężenia oświetlenia i czas ekspozycji.

Zastosowanie

W dziedzinie badania obiektów zabytkowych metoda znajduje zastosowanie przede wszystkim do:

Określenia fotostabilności poszczególnych składników obiektu zabytkowego
Ustalenia wytycznych dla oświetlenia w muzeach

Instrument

W badaniach wykorzystywany jest instrument 80190 Oriel Fading Test System produkcji Newport-Oriel Corporation w USA wraz z oprogramowaniem fabrycznym o następujących podstawowych danych technicznych:

źródło promieniowania: lampa ksenonowa Series Q 66508 o mocy 75 W.
szacowana moc na oświetlanej powierzchni: 1,0-8,0 Megaluksów (Mlx)
zakres spektralny: 400-700 nm
detektor: fotodiodowa macierz 512 pikseli, szczelina 100 µm
średnica plamki pomiarowej: ~0.5 mm
wzorzec: D65
standardowy obserwator kolorymetryczny o polu obserwacji odpowiadającym kątowi: 2°

Warunki badania

Obiekty badane są w położeniu poziomym (Fig. 1). W celu uzyskania detekcji maksymalnego sygnału, regulowana jest odległość od głowicy pomiarowej do obiektu (około 1.0 cm). Pomiar wymaga stabilnego podłoża (w celu wyeliminowania wstrząsów). Promieniowanie służące do wzbudzenia badanego obszaru jest kierowane przez układ soczewek oraz światłowód. Do pomiaru natężenia światła padającego na próbkę dodatkowo wykorzystuje się radiometr lub fotometr. Kalibrację detektora przeprowadza się przy pomocy wzorca białego 99% odbicia. Czas testu dla danego obszaru zależy od dawki, którą chcemy uzyskać i może się różnić w zależności od materiału.

Rys. 1. Sposób pomiaru mikrofedometrycznego, a) głowica pomiarowa urządzenia, b) geometria oświetlenia obszaru (0/45), c) punkt pomiarowy na przykładowym obiekcie.

Format wyników

Wyniki dostarczane są w postaci widm spektralnych, które można przekonwertować na zmianę barwy. Możliwe jest uzyskanie widm odbiciowych na każdym etapie testu. Zmiana barwy wyliczona jest w przestrzeni CIELAB 1976 oraz CIE DE 2000 (CIE 2004). Na podstawie uzyskanych wyników można określić stopień wrażliwości barw na działanie światła, co wynika z otrzymanej dla nich wartości Delta E.

Rys. 2. Przykładowe wyniki testów mikrofedometrycznych dla standardów BW1, BW2 oraz BW3 przy dawce 4.0 Mlx.

Bibliografia

CIE 157:2004, Control of damage to museum objects by optical radiation, Commission Internationale de L’éclairage, Austria, 2004.