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Mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie – Pigment-, Farb- und Materialanalyse

Spektroskopische Untersuchungen ermöglichen uns eine zerstörungsfreie Materialanalyse und kommen damit in der Schadensanalyse oder Fälschungserkennung zum Einsatz. Bei der Durchführung einer restauratorischen Befunduntersuchung, auf deren Grundlage wir ein individuelles Konservierungs- oder Restaurierungskonzept erstellen, setzen wir mitunter auch analytische Verfahren wie die mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie ein. Die naturwissenschaftliche Analyse erlaubt es uns, Materialien und Rezepturen eindeutig zu identifizieren und dieses Wissen bei der Durchführung der Restaurierung und weit darüber hinaus für uns nutzbar zu machen.

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Welche Vorteile bietet die mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie?

Die mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie setzen wir für die Materialanalytik ein, um unsere Maßnahmen der Konservierung und Restaurierung vorzubereiten. Sie bietet zahlreiche Vorteile, denn

  • sie ist zerstörungsfrei,
  • sie ist mobil einsetzbar,
  • sie ist schnell durchführbar,
  • sie ermöglicht die Identifizierung von anorganischen Pigmenten und organischen Farbstoffen,
  • das Trägermaterial spielt keine Rolle (Textil, Holz, Leinwand, Wandverputz).

Die Methode erlaubt sowohl eine qualitative als auch eine quantitative Analyse des Probenmaterials. Sie erlaubt uns also nicht nur zu bestimmen, aus welchen Materialien eine Probe besteht, sondern auch in welcher Konzentration diese Materialien in der Probe vorkommen. Dies eröffnet uns hervorragende Analysemöglichkeiten von beispielsweise Pigment-Bindemittel-Rezepturen.

 

Wie funktioniert mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie?

Die mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie (auch als UV/Vis/NIR-Spektralphotometrie oder Elektronenabsorptionsspektroskopie bezeichnet) ist ein spektroskopisches Verfahren, das zur optischen Molekülspektroskopie zählt. Dieses spektroskopische Verfahren basiert auf dem Einsatz folgender Bereiche optischer Strahlung:

  • Licht des sichtbaren Spektralbereichs (englisch: „visible“, kurz Vis) im Wellenlängenbereich 400 bis 780 Nanometer
  • NIR-Spektroskopie (Nahinfrarot, kurz NIR) arbeitet mit Licht zwischen 780 und 2.500 Nanometern Wellenlänge
  • Ultraviolette Strahlung (kurz UV) im Wellenlängenbereich von 100 bis 400 Nanometer

Eine Lichtquelle strahlt elektromagnetische Strahlung in sichtbarer, ultravioletter und nahinfraroter Wellenlänge aus. Diese wird über einen Strahlengang mit Spiegeln durch die Materialprobe geführt und trifft danach auf einen photosensitiven Detektor. In dem Moment, in dem die Strahlung auf die Probe trifft, werden Elektronen angeregt und die Intensität der Strahlung somit geschwächt. Ein Teil des eingestrahlten Lichts wird vom Probenmaterial absorbiert, ein anderer Teil reflektiert, ein weiterer transmittiert. Der Detektor misst diese Differenz in der Strahlungsintensität und gibt das Ergebnis als Spektrum aus.

Mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie:

Spektrum für die restauratorische Befunduntersuchung übersetzen

Da unterschiedliche Materialien die Intensität der Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen in unterschiedlichem Maß schwächen, ist das Spektrum materialspezifisch, gewissermaßen ein optischer Fingerabdruck. Das Probenmaterial ist somit im Vergleich mit einem Referenzspektrum eindeutig identifizierbar. Die Referenzdatenbank des Restaurierungszentrums der Bayerischen Verwaltung der Staatlichen Schlösser, Gärten und Seen umfasst bereits Referenzspektren von etwa 7000 Materialien. Diese erlaubt es, über 90 Prozent der analysierten Pigmente und etwa 80 Prozent der beprobten Farbstoffe eindeutig zu identifizieren.

ZRW Berlin:

Mobile Materialanalytik mit
UV/Vis/NIR-Spektroskopie

Wir setzen für unsere Messungen unter anderem folgendes System ein:

  • TIDAS® S 300 MMS VIS/NIR 3011: Spektralsensor mit Diodenarray und einer monolithischen optischen Bank, die für Farbmessungen optimiert ist

TIDAS® S 300 MMS VIS/NIR 3011:
kompaktes und transportables Spektrometer für den Einsatz mit externen Lichtquellen

 

Technisches Datenblatt unseres mobilen UV/Vis/NIR-Spektrometers

Wellenlängenbereich

300 – 1100 nm

Spektrale Auflösung

< 10 nm

Wellenlängenreproduzierbarkeit

± 0,5 nm

Photometrische Genauigkeit VIS

< 0,1 nm

Photometrische Genauigkeit NIR

± 10mAU

Signal-Rausch-Verhältnis

> 6000:1

Mitgelieferte Lichtquelle

Auf Anfrage

Anzahl der Dioden (Pixel)

256

Beleuchtung

SMA 905

Platzbedarf auf dem Prüfstand

ca. 35 x 32 cm

Verpackungsabmessungen

ca. 80 x 60 x 60 cm (B X T X H)

Gewicht

ca. 8 kg Nettogewicht, 14 kg Bruttogewicht

Stromversorgung

85-265 VAC / 47-63 Hz

Schnittstelle

TCP/IP 10/100/1000 Mbit/s

Digitale I/O

Standard: 2x IN / 2x OUT

A/D-Wandler

16 bit

Glasfaseranschluss

SMA 905

Lieferumfang

Netzteil, RJ 45 Patchkabel, Bedienungsanleitung

 

Das Messsystem TIDAS® S 300 MMS VIS/NIR 3011 eignet sich für den mobilen Einsatz. Wir sind also nicht darauf angewiesen, Ihr Möbelstück, hölzernes Interieur oder Ihren renovierungsbedürftigen Kunstgegenstand in ein Labor zu transportieren, um es der spektroskopischen Untersuchung unterziehen zu können.

Nehmen Sie Kontakt zu uns auf! Unsere Holz- und Möbelrestauratoren der Zentralen Restaurierungswerkstatt Berlin beraten sie völlig kostenfrei und unverbindlich, ob für Ihr Restaurierungsvorhaben eine naturwissenschaftliche Analyse wie die mobile UV/Vis/NIR-Spektroskopie zur Materialanalyse und Befunduntersuchung notwendig oder sinnvoll ist. Als Fachwerkstatt für Möbelrestaurierung legen wir Wert darauf, Ihr Möbelstück oder Holzobjekt einer persönlichen Begutachtung bei Ihnen in Berlin oder Brandenburg vor Ort zu unterziehen.

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