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 (l) (интенсивности излучения как функции длины волны). Эти соотношения представляют собой интегралы от произведений I (l) на так называемые удельные координаты цвета — известные функции длины волны [в международной системе XYZ это функции
(l)
, (l)
,(l)]. Фотоэлектрические К. подразделяются на спектроколориметры и приборы с селективными приёмниками. В первых измеряемое излучение разлагается
дисперсионной призмой (или системой призм) в спектр, «считываемый» фотоэлектрическим приёмником. Сигналы приёмника непрерывно или через равные малые интервалы длин волн умножаются на функции
(l)
, (l) и
(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 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
(l)
, (l)
,(l). 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 (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.
Колориметр (химич.)
Колори'метр (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 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 (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 , 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 ); 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 10-8моль/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.
