Колориметр

I

Колори́метр (от латинского color — цвет и ...метр)

химический, оптический прибор для измерения концентрации веществ в растворах. Действие К. основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация с окрашивающего вещества (см. Колориметрия в аналитической химии). Все измерения с помощью К. производятся в монохроматическом свете того участка спектра, который наиболее сильно поглощается данным веществом в растворе (и слабо — другими компонентами раствора). Поэтому К. снабжаются набором Светофильтров; применение различных светофильтров с узкими спектральными диапазонами пропускаемого света позволяет определять по отдельности концентрации разных компонентов одного и того же раствора.

К. разделяются на визуальные и объективные (фотоэлектрические). В визуальных К. свет, проходящий через измеряемый раствор, освещает одну часть поля зрения, в то время как на другую часть падает свет, прошедший через раствор того же вещества, концентрация которого известна. Изменяя толщинуl слоя одного из сравниваемых растворов или интенсивность I светового потока, наблюдатель добивается, чтобы цветовые тона двух частей поля зрения были неотличимы на глаз, после чего по известным соотношениям между l, I и с (см. Бугера - Ламберта - Бера закон) может быть определена концентрация исследуемого раствора.

Фотоэлектрические К. обеспечивают большую точность измерений, чем визуальные; в качестве приёмников излучения в них используются Фотоэлементы(селеновые и вакуумные), фотоэлектронные умножители (См. Фотоэлектронный умножитель), фотосопротивления и Фотодиоды. Сила фототока приемников определяется интенсивностью падающего на них света и, следовательно, степенью его поглощения в растворе (тем большей, чем выше концентрация). Помимо фотоэлектрического К. с непосредственным отсчетом силы тока, распространены компенсационные К. (), в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и измеряемому растворам, сводится к нулю (компенсируется) электрическим или оптическим компенсатором (например, клином фотометрическим (См. Клин фотометрический));отсчет в этом случае снимается со шкалы компенсатора. Компенсация позволяет свести к минимуму влияние условий измерений (температуры, нестабильности свойств элементов К.) на их точность. Показания К. не дают сразу значений концентрации исследуемого вещества в растворе — для перехода к ним используют градуировочные графики, полученные при измерении растворов с известными концентрациями.

Измерения с помощью К. отличаются простотой и быстротой проведения. Точность их во многих случаях не уступает точности других, более сложных методов химического анализа. Нижние границы определяемых концентраций в зависимости от рода вещества составляют от 10^-3 до 10^-8 моль/л.

Лит.: Булатов М. И., Калининкин И. П., Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа, 2 изд., Л., 1968: Физико-химические методы анализа, М., 1968; Пономарева Л. К., Методические разработки по колориметрическим методам анализа, Минск, 1970.

Д. А. Шкловер.

Рис. 1. Оптическая схема визуального химического колориметра типа КОЛ-1М. Уравнивание по цвету двух полей, соответствующих измеряемому и стандартному растворам и наблюдаемых в окуляр 6, осуществляется изменением толщины 1 слоя измеряемого раствора при перемещении плунжера (стеклянного столбика) 3, с которым связана шкала прибора. 1 — источник света, 2 и 2' — кюветы с измеряемым и стандартным растворами; 3, 3' — плунжеры; 4 — призма; 5 — сменные цветные светофильтры.

Рис. 2. Принципиальная схема фотоэлектрического компенсационного колориметра типа ФЭК-М. Свет от источника 1 проходит в левом плече прибора (цифры без штрихов) через измеряемый раствор, в правом плече (цифры со штрихами) — через стандартный; разность сигналов селеновых фотоэлементов 9 и 9' регистрируется гальванометром 14. Неградуированные фотометрические клинья 10, 11 служат для установки гальванометра на нуль в отсутствие растворов. Оптическая компенсация, т. е. сведение разности сигналов приёмников 9 и 9' к нулю после установки кювет с растворами 6 и 6', осуществляется щелевой диафрагмой 12 с отсчётным барабаном (шкалой) 13, 2, 2' — конденсоры; 3, 3' — зеркала; 4, 4' — светофильтры; 5, 5' и 7, 7' — линзы; 8, 8' — призмы.

Колори́метр

трёхцветный, прибор для измерения цвета в одной из трёхмерных колориметрических систем, то есть в системе, в которой предполагается, что любой цвет может быть представлен как результат оптического сложения определённых количеств трёх цветов, принимаемых в ней за основные (см. Цветовые измерения).

В визуальных колориметрах эти количества — так называемые координаты цвета — подбираются наблюдателем так, чтобы получить цвет, неотличимый на глаз от измеряемого цвета Ц. Результаты подбора фиксируются на измерительных шкалах К. В простейшем визуальном К. — диске Максвелла — оптическое смешение основных цветов происходит во времени, при быстром попеременном восприятии их наблюдателем одного за другим. Внешнее кольцо этого диска разделено на 3 сектора. Регулировкой величины каждого сектора, окрашенного в один из основных цветов, добиваются того, чтобы при быстром вращении диска воспринимаемый цвет кольца не отличался от цвета образца, помещаемого в центр диска. Более распространены визуальные К., в которых оптическое смешение осуществляется в пространстве — одновременным освещением белой поверхности тремя световыми потоками различной цветности; вклад в получаемый цвет каждого потока регулируется изменением его интенсивности. Оптическая схема одного из лучших К. этого типа (системы Л. И. Дёмкиной) приведена на.

Результаты измерений могут быть представлены в виде Ц = к'К + з'З + + с'С, где к', з', c' — считываемые по шкалам координаты Ц в системе основных цветов прибора К, З и С (обычно красного, зелёного и синего). Зная к', з' и c', можно рассчитать координаты и в любой другой трёхмерной колориметрической системе (с др. основными цветами); для этого достаточно знать координаты цветов К, З и С в этой другой системе. Чаще всего К. градуируют для пересчёта результатов измерений в международную систему XYZ.

Фотоэлектрические колориметры (называют также объективными) составляют другой класс. В проводимых с их помощью измерениях используются соотношения, позволяющие рассчитать координаты цвета измеряемого излучения по его спектральному составу I(λ) (интенсивности излучения как функции длины волны). Эти соотношения представляют собой интегралы от произведений I(λ) на так называемые удельные координаты цвета — известные функции длины волны [в международной системе XYZ это функции x̅(λ), y̅(λ), z̅(λ)]. Фотоэлектрические К. подразделяются на спектроколориметры и приборы с селективными приёмниками. В первых измеряемое излучение разлагается дисперсионной призмой (См. Дисперсионные призмы) (или системой призм) в спектр, «считываемый» фотоэлектрическим приёмником. Сигналы приёмника непрерывно или через равные малые интервалы длин волн умножаются на функции x̅(λ), y̅(λ) и z̅(λ) и интегрируются по всему видимому спектру; результаты интегрирования представляют собой координаты измеряемого излучения. В К. с селективными приёмниками используются три приёмника излучения со светофильтрами или один приёмник, перед которым последовательно вводятся три светофильтра.

Каждый светофильтр состоит из комбинации цветных стекол; их толщины рассчитываются так, чтобы с максимальной точностью привести спектральные чувствительности фотоэлементов к кривым x̅(λ), , z̅(λ). Если это осуществлено, значения трёх фототоков пропорциональны координатам цвета х, у и z.

Фотоэлектрические К. различных типов применяются в промышленности для контроля цвета источников света (См. Источники света)(К. типов УФК и УКЛ), светофильтров и отражающих материалов (типа КНО) и экранов цветных и черно-белых телевизоров (типа ТК). Наиболее точные данные о цвете дают спектроколориметры. Высокой точностью измерений отличаются также фотоэлектрические компараторы цвета (типов ЭКЦ и ФКЦШ), в которых измеряемый цвет сравнивается с близким по спектральному составу цветом эталонного образца.

Лит.: Гуревич М. М., Цвет и его измерение, М. — Л., 1950; фотоэлектрические приборы для цветовых и спектральных измерений, М., 1969 (Светотехнические изделия. в. 10); Wright W. D., The measurement of colour, 2 ed., N. Y., 1958.

Д. А. Шкловер.

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 Э 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.

1. колори́метр;
2. колори́метры;
3. колори́метра;
4. колори́метров;
5. колори́метру;
6. колори́метрам;
7. колори́метр;
8. колори́метры;
9. колори́метром;
10. колори́метрами;
11. колори́метре;
12. колори́метрах.

-а, м.

Прибор для измерения концентрации веществ в окрашенных растворах.

[От лат. color — цвет и греч. μετρέω — мерю]

м.

Прибор для измерения и количественного выражения цвета.

КОЛОРИМЕТР - прибор для измерения цвета.

colorimeter, color grader, colorimetric instrument

м.

colorimètre m

КОЛОРИМЕТР

(от лат. color — цвет и греч. metreo — измеряю).К. трёхцветный — прибор для измерения цвета в одной из трёхмерных колориметрнч. систем, в к-рой предполагается, что любой цвет может быть представлен как результат оптич. сложения (смешения) определ. кол-в трёх цветов, принимаемых в ней за основные цвета (см. КОЛОРИМЕТРИЯ).

В визуальных колориметрах эти кол-ва осн. цветов — т. н. координаты цвета — подбираются наблюдателем так, чтобы получить цвет, неотличимый на глаз от измеряемого цвета (Ц). Результаты подбора фиксируются на измерит. шкалах К. В простейшем визуальном К.— диске Максвелла — оптич. смешение осн. цветов происходит при быстром попеременном восприятии их наблюдателем одного за другим. Внеш. кольцо этого диска разделено на три сектора. Регулировкой величины каждого сектора, окрашенного в один из осн. цветов, добиваются того, чтобы при быстром вращении диска воспринимаемый цвет не отличался от цвета образца, помещённого в центр диска. Более распространены визуальные К., в к-рых оптич. смешение осуществляется в пространстве одновременным освещением белой поверхности тремя световыми потоками с разл. цветовыми хар-ками; вклад каждого потока в получаемый цвет регулируется изменением его интенсивности.

Результаты измерений могут быть представлены в виде

Ц=к'(К)+з'(З)+ +с'(С),

где к', з', с'—считываемые по шкалам координаты Ц в системе осн. цветов прибора К, 3 и С (обычно красного, зелёного и синего). Зная к', з' и с', можно рассчитать координаты Ц и в любой др. трёхмерной колориметрич. системе (с др. основными цветами); для этого достаточно знать координаты цветов К, 3 и С в такой др. системе. Чаще всего К. градуируют для пересчёта результатов измерений в междунар. систему XYZ.

Фотоэлектрические колориметры составляют др. класс К. В проводимых с их помощью измерениях используются соотношения, позволяющие рассчитать координаты цвета измеряемого излучения по его спектр. составу I(l) (интенсивности излучения как ф-ции длины волны). Эти соотношения представляют собой интегралы от произведений I(l) на удельные координаты цвета — известные ф-ции (т. <н. кривые сложения) длины волны (в междунар. системе XYZ это ф-ции x-(l), y-(l), z-(l)). Фотоэлектрич. К. разделяются на спектроколорнметры и приборы с селективными приёмниками. В первых измеряемое излучение разлагается дисперсионными призмами (или дифракционными решётками) в спектр, «считываемый» фотоэлектрич. приёмником. Сигналы приёмника непрерывно или через равные малые интервалы длин волн умножаются на ф-ции х-(l), у-(l) и z-(l) и интегрируются по всему видимому спектру; результаты интегрирования представляют собой координаты измеряемого излучения. В К. с селективными приёмниками используются три приёмника излучения со светофильтрами или один приёмник, перед к-рым последовательно вводятся три светофильтра. Каждый светофильтр явл. комбинацией цветных стёкол; их толщины рассчитывают так, чтобы с макс. точностью привести спектральные чувствительности сочетаний приёмник—светофильтр к кривым х-(l), y-(l), z-(l). Если это осуществлено, то значения трёх фототоков пропори, координатам цвета x, y, z.

Фотоэлектрич. К. разл. типов применяются в пром-сти для контроля цвета источников света, светофильтров и отражающих материалов, экранов цветных и чёрно-белых телевизоров и мн. др. изделий. Наиболее точные данные о цвете дают спектроколориметры. Высокой точностью измерений отличаются также фотоэлектрич. компараторы цвета, в к-рых измеряемый цвет сравнивается с близким по спектр. составу цветом эталонного образца.

2) К. в химии — оптич. прибор для измерения концентраций в-в в р-рах. Действие К. основано на св-ве окрашенных р-ров поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация с окрашивающего в-ва. Все измерения при помощи К. проводятся в монохроматич. свете того участка спектра, к-рый наиболее сильно поглощается данным в-вом в р-ре (и слабо — др. компонентами раствора). Поэтому К. снабжаются набором светофильтров.

(лат. color цвет + греч. metreō измерять, определять)

оптический прибор для определения концентрации вещества в растворах путем сравнения интенсивности их окраски с эталонными растворами; различные К. применяются при диагностических, гигиенических и экспериментальных исследованиях.

КОЛОРИ́МЕТР -а; м. [от лат. color - цвет и греч. metron - мера] Прибор для измерения концентрации веществ в окрашенных растворах.

* * *

прибор для измерения цвета.

* * *

КОЛОРИ́МЕТР (от латинского color — цвет и греч. metron — мера, metreo — измеряю),

1) в химии — оптический прибор для измерения концентрации веществ в растворах. Действие колориметра основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация с окрашивающего вещества. Все измерения с помощью колориметра производятся в монохроматическом свете того участка спектра, который наиболее сильно поглощается данным веществом в растворе (и слабо — другими компонентами раствора). Поэтому колориметры снабжаются набором светофильтров(см. СВЕТОФИЛЬТРЫ); применение различных светофильтров с узкими спектральными диапазонами пропускаемого света позволяет определять по отдельности концентрации разных компонентов одного и того же раствора.

Колориметры разделяются на визуальные и объективные (фотоэлектрические). В визуальных колориметрах свет, проходящий через измеряемый раствор, освещает одну часть поля зрения, в то время как на другую часть падает свет, прошедший через раствор того же вещества, концентрация которого известна. Изменяя толщину l слоя одного из сравниваемых растворов или интенсивность I светового потока, наблюдатель добивается, чтобы цветовые тона двух частей поля зрения были неотличимы на глаз, после чего по известным соотношениям между l, I и с может быть определена концентрация исследуемого раствора.

Фотоэлектрические колориметры обеспечивают большую точность измерений, чем визуальные; в качестве приемников излучения в них используются фотоэлементы (селеновые и вакуумные), фотоэлектронные умножители(см. ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ), фотосопротивления и фотодиоды(см. ФОТОДИОД). Сила фототока приемников определяется интенсивностью падающего на них света и, следовательно, степенью его поглощения в растворе (тем большей, чем выше концентрация). Помимо фотоэлектрического колориметра с непосредственным отсчетом силы тока, распространены компенсационные колориметры, в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и измеряемому растворам, сводится к нулю (компенсируется) электрическим или оптическим компенсатором (например, клином фотометрическим); отсчет в этом случае снимается со шкалы компенсатора.

Показания колориметра не дают сразу значений концентрации исследуемого вещества в растворе — для перехода к ним используют градуировочные графики, полученные при измерении растворов с известными концентрациями. Измерения с помощью колориметра отличаются простотой и быстротой проведения. Точность их во многих случаях не уступает точности других, более сложных методов химического анализа.

2) В физике — прибор для измерения цвета в одной из трехмерных колориметрических систем, то есть в системе, в которой предполагается, что любой цвет может быть представлен как результат оптического сложения определённых количеств трех цветов, принимаемых в ней за основные.

В визуальных колориметрах эти количества — так называемые координаты цвета — подбираются наблюдателем так, чтобы получить цвет, неотличимый на глаз от измеряемого цвета Ц. Результаты подбора фиксируются на измерительных шкалах колориметра. В простейшем визуальном колориметре — диске Максвелла — оптическое смешение основных цветов происходит во времени, при быстром попеременном восприятии их наблюдателем одного за другим. Внешнее кольцо этого диска разделено на 3 сектора. Регулировкой величины каждого сектора, окрашенного в один из основных цветов, добиваются того, чтобы при быстром вращении диска воспринимаемый цвет кольца не отличался от цвета образца, помещаемого в центр диска. Более распространены визуальные колориметры, в которых оптическое смешение осуществляется в пространстве — одновременным освещением белой поверхности тремя световыми потоками различной цветности; вклад в получаемый цвет каждого потока регулируется изменением его интенсивности.

В фотоэлектрических колориметрах при измерениях используются соотношения, позволяющие рассчитать координаты цвета измеряемого излучения по его спектральному составу. Фотоэлектрические колориметры применяются в промышленности для контроля цвета источников света(см. ИСТОЧНИКИ СВЕТА), светофильтров и отражающих материалов, экранов цветных и черно-белых телевизоров.

— прибор для измерения интенсивности окраски (цвета); их разделяют на визуальные и объективные (в основном фотоэлектрические). В визуальных К. цвег измеряется путем сравнения окраски анализируемого раствора со стандартным и выравнивания интенсивности света, проходящего через эти растворы обычно путем изменения толщины слоя. В фотоэлектрических объективных К. для измерения цвета применяются фотоэлементы.

(от лат. color - цвет и... метр) - общее назв. приборов двух разл. типов. К. 1-го типа (трёхцветные) служат для измерения и количеств. выражения цвета в виде набора трёх чисел - координат цвета. Эти координаты представляют собой интенсивности световых потоков осн. цветов, дающих при смешении цвет, неотличимый от измеряемого. К. применяются в пром-сти для контроля цвета источников света, красок, отражающих материалов, экранов чёрно-белых и цветных телевизоров и др. К. 2-го типа (химические, или концентрационные; используют для определения концентраций в-в в окраш. р-рах, содержания разл. компонентов в продуктах хим. произ-ва, нефтепродуктах и пр. Их действие осн. на зависимости степени поглощения света определ. длины волны (т. е. определ. цвета) от содержания того или иного компонента в жидкости. Поглощение в исследуемой жидкости сравнивается с поглощением в эталонной (с известным содержанием компонента), после чего по известным в оптике соотношениям (Бугера - Ламберта - Бера закон) рассчитывается измеряемая концентрация (с погрешностью 10^-2 - 10^-3 моль/л - в зависимости от рода определяемого в-ва). Как трёхцветные, так и хим. К. бывают визуальными (сравнение цвета или степени поглощения производится на глаз) и фотоэлектрическими. Последние более распространены, т. к. обладают высокой точностью и дают возможность автоматизировать процессы измерений.

КОЛОРИМЕТР — оптический прибор для определения и количественной характеристики цвета источников света, красок, телеэкранов или концентрации веществ в растворах. Различают приборы 1-го типа, действие которых основано на измерении интенсивности световых потоков основных цветов, дающих при смешении цвет, не отличимый от измеряемого, и приборы 2-го типа, с помощью которых сравниваются интенсивности окраски испытуемого и стандартного (образцового) растворов при одновременном прохождении через них света. К. бывают визуальные (сравнение производится на глаз) и фотоэлектрические, которые обладают высокой точностью и дают возможность автоматического измерения.