Колориметр

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск

Колориметр - (от нем. kolorimeter, лат. color — цвет + греч. metreo — измерение) — оптический прибор для сравнения цвета.

Трёхцветные колориметры с широким цветовым охватом редко применяются для контроля цвета в промышленности, так как они дают недостаточную информацию об измеренном образце.

Создано большое количество различных видов колориметров (чаще всего трёхцветных). В большинстве приборов основные цвета создаются излучением источника света в сочетании с цветными стеклянными или желатиновыми фильтрами.

Колориметр не может заменить спектрофотометр. Колориметр не "измеряет" цвет, а производит его сравнение (оценку) относительно некого образца цвета.

Колориметры подразделяются на визуальные и фотоэлектрические.

Визуальный колориметр[править]

Визуальный колориметр - это прибор, в котором некоторое излучение (цветовой стимул) заполняет одну часть поля зрения, а другая прилегающая часть (поле сравнения) может заполняться одним за другим известными стимулами. Оператор, наблюдающий оба эти поля, регулирует стимул в поле сравнения до тех пор, пока он не станет неотличимым (по его мнению) от исходного неизвестного стимула. Известные показания регулировок принимаются в качестве характеристики цвета исследуемого стимула.

Фотоэлектрический колориметр[править]

Фотоэлектрические колориметры обеспечивают большую точность измерений, чем визуальные.

Источниками света в фотоэлектрических колориметрах могут быть как лампы – накаливания, обеспечивающую сплошной спектр в видимой области, так например и ртутные, дающие линейчатый спектр в видимой и ультрафиолетовой областях.

В качестве приёмников излучения в фотоэлектрических колориметрах используются фотоэлементы (селеновые и вакуумные), фотоэлектронные умножители (ФЭУ), фотосопротивления и фотодиоды.

В свою очередь фотоэлектрические колориметры могут быть с непосредственным отсчетом силы тока фотоприёмников находящихся за оптическими светофильтрами и компенсационные колориметры, в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и измеряемому, сводится к нулю (компенсируется) электрическим или оптическим компенсатором (например, фотометрическим клином). В последнем, отсчет показаний снимается со шкалы компенсатора[1].

История создания[править]

Первый колориметр появился в конце XIX века и представлял собой светонепроницаемый круг, разделенный на три окрашенных сектора, который освещался белым светом. Круг вращался и, в зависимости от относительной площади секторов, возникало то или иное цветовое ощущение.

Колориметр Джона Гилда[править]

В начале двадцатых годов XX века в Британии Дж. Гилд (John Guild), работавший в Английской национальной физической лаборатории, создал колориметр своей конструкции, использовавший в качестве источника белого света газонаполненную лампу накаливания с цветовой температурой 2850К. Свет от лампы проходил через специальный конверсионный фильтр (фильтр Дэвиса-Гибсона) и приобретал спектр близкий к спектру дневного света, аналогичный спектру абсолютно чёрного тела с температурой 6500К. Часть света от этого источника направлялась на специальные фильтры, в результате чего образовывались три узкополосных кардинальных стимула с длинами волн: 700,0 Нм (вызывает ощущение насыщенного красного), 546,1 Нм (вызывает ощущение насыщенного зеленого) и 435,8 Нм (вызывает ощущение насыщенного синего).

Колориметр Райта[править]

В это же время по заказу Британского исследовательского совета в Императорском колледже наук и технологии, американский исследователь Райт (W.D. Wright), построил колориметр собственной конструкции. Отличие колориметра Райта от колориметра Гилда состояло в том, что узкозональные кардинальные стимулы получались в результате разложения в спектр белого света проходящего через три призмы со шторками, вырезающими узкие спектральные полосы.

Колориметр Стайлса[править]

Колориметр Дональдсона[править]

В колориметре Дональдсона вместо обычных трёх основных цветов используется шесть. С помощью трёх дополнительных основных цветов Дональдсон пытался устранить главные недостатки, присущие всем трёхцветным колориметрам с широким цветовым охватом. Шесть основных цветов этого прибора имеют спектральные распределения, более полно охватывающие видимый спектр с некоторым перекрытием. Эти цвета создаются излучением лампы накаливания в сочетании с каждым из шести цветных фильтров.

Применение[править]

Колориметры Гилда и Райта были использованы для проведения фундаментальных научных исследований, которые, в свою очередь, легли в основу колориметрического стандарта, принятого Международным Осветительным Конгрессом (CIE) в 1931 г и действующего по сей день. В качестве основного колориметра был выбран колориметр Гилда, а данные Райта были добавлены и усреднены с данными Гилда.

Международный осветительный конгресс принял символы обозначения кардинальных стимулов колориметра Гилда по первым буквам приблизительных названий цветовых ощущений, которые эти стимулы вызывают: R – красный (red), G – зелёный (green), B – синий (blue). Эта первоначальная система обозначений, внесла в дальнейшем колоссальную путаницу в понимание колориметрических принципов. Несмотря на это мы вынуждены придерживаться именно этой, принятой системы обозначений.

Субтрактивные колориметры[править]

Если в визуальном колориметре цвет поля сравнения регулируется путём введения в единый световой пучок, освещающий поле, трёх фильтров, то такой колориметр называется субтрактивным. Каждый из трёх фильтров вычитает определённую часть из спектра попадающего излучения[2].

См. Также[править]

Примечания[править]

  1. Булатов М. И., Калининкин И. П., Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа, 2 изд., Л., 1968.
  2. Д. Джадд, Г. Вышецки, Цвет в науке и технике, изд. Мир, Москва 1978. стр. 222

Ссылки[править]