колориметр

КОЛОРИМЕТР (от лат. color - цвет и греч. met-reo - измеряю) - прибор для измерения трёх координат цвета в одной из колориметрич. систем (см. Колориметрия ).К. разделяют на визуальные и фотоэлектрические (объективные).

Оптическая схема колориметра ГОИ и положение цветового треугольника KЗС колориметра на цветовом графике XYZ (a): 1, 7 - осветители; 2 - фильтр разбавляющей системы; 3 - коробкадержатель; 4 - образец; S - место для прозрачного образца; 6 - корригирующий светофильтр; 8 - смеситель-экран; 9 - фотометрический кубик; 10 - конденсор; 11 и б - диафрагма со светофильтрами - красным, зелёным и синим; в - цветовой график прибора.

В визуальных К. цвет измеряется уравниванием цвета двух половин поля зрения, на одной из к-рых наблюдается измеряемый цвет, а на другой - цвет смеси трёх основных цветов прибора, напр. красного (К), зелёного (3), синего (С). Регулируя количества осн. цветов, можно добиться зрительного тождества цвета смеси с измеряемым цветом. Уравненные цвета являются метамерными, т. е. спектрально не обязательно тождественными. Определение цвета производится по измерению цветовых координат смеси, к-рые представляют собой количества осн. цветов К., отнесённые к единичным количествам этих цветов.

Примером визуального К. является К. ГОИ системы Л. И. Дёмкиной (рис.). Круглое поле зрения прибора, наблюдаемое через окуляр, разделено на две половинки: левая имеет цвет измеряемого излучения, правая - цвет экрана, на к-ром смешиваются осн. цвета прибора К, 3, С. Изменяя действующие площади фильтров, наблюдатель изменяет потоки красного, зелёного и синего излучений и подбирает цвет смеси так, чтобы он не отличался от измеряемого цвета Ц. В этом положении отсчёты по трём шкалам прибора, пропорциональные площадям светофильтров, дают координаты измеряемого цвета в системе К. и позволяют записать его в виде ур-ния

Достоинства визуального К.- простота измерений и высокая точность определения координат (до 0,03); недостаток - субъективная оценка наблюдателем тождества цветов. Кроме того, цвет выражается в системе осн. цветов К. и для выражения его в междунар. системе необходим пересчёт. Этим методом также трудно измерять непосредственно цвет предметов, он удобен лишь для измерения цвета образцов.

Фотоэлектрические К. позволяют измерять как цвет излучения, испускаемого источником, так и цвет излучения, отражённого или пропущенного предметом. Сущность метода состоит в измерении спектрального распределения энергии излучения и последующем вычислении цветовых координат X, Y, Z путём перемножения найденной ф-ции соответственно на три стандартизованные ф-ции сложения осн. цветов и интегрирования произведений.

При измерении цвета излучения, отражённого (или пропускаемого) предметом, учитывается ещё ф-ция спектрального отражения (или пропускания) В этом случае измеряемые координаты цвета определяются след, выражениями:

Анализ измеряемого излучения и вычисления координат цвета в фотоэлектрич. К. выполняются автоматически с помощью трёх селективных фотоприёмников, ф-ции спектральной чувствительности к-рых при помощи корригирующих светофильтров подбираются совпадающими с ф-циями сложения осн. цветов. Каждый из фотоприёмников преобразует излучение своей спектральной области в электрич. ток, выполняя при этом действие перемножения спектральных ф-ций и интегрирования произведений. В результате этого обеспечивается пропорциональность выходных электрич. сигналов координатам измеряемого цвета X, Y, Z. Прибор оценивает результирующее излучение от предмета, учитывая как его избирательное отражение (или пропускание), так и освещённость предмета. Один из каналов прибора, спектральная чувствительность к-ро-го совпадает с ф-цией, может служить яркомером .В фотоэлектрич. К. обычно имеются электронно-вычислит. устройства, позволяющие пересчитывать координаты цветности из системы XYZ в координаты др. колориметрич. систем, напр. (МКО, 1976), и выполнять сравнение измеряемого цвета с цветом эталона или др. образца, представляя результаты в виде цветовых различий или и т. п. Приборы, производящие операцию сравнения близких друг к другу цветов, наз. компараторами цвета.

Фотоэлектрич. К. позволяют определять цвет и при импульсном освещении, выполнять поэлементный цветовой анализ образцов и производить автоматич. распознавание цвета сложных объектов. Точность измерения цветности (х, у)достигает до 0,001, а точность определения цветовых различий порядка 0,5. Наиб. точные измерения цвета осуществляются с п е к т-р о к о л о р и м е т р а м и, в к-рых измеряемое излучение разлагается с помощью дисперсионных призм или дифракционных решёток в спектр, "считываемый" фотоэлектрич. приёмником. Сигналы приёмника непрерывно (или через равные малые интервалы длин волн) умножаются на ф-ции сложения и "интегрируются в пределах длин волн видимого спектра. Результаты интегрирования представляют собой координаты измеряемого излучения.

К. применяются в разл. областях для контроля цвета (а отсюда и качества) разл. материалов и продуктов, для контроля цвета источников света, светофильтров, телевизионных и киноизображений, поли-графич. и текстильной продукции и т. п.

По изменению цвета нагреваемого тела можно судить о его темп-ре, что используется в цветовых пирометрах.

В химии для измерения концентрации веществ в растворах применяются К., использующие свойство окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше концентрация окрашивающего вещества. Все измерения концентрации производятся в монохроматич. свете того участка спектра, к-рый наиб. сильно поглощается данным веществом и слабо - компонентами раствора. В К., применяемых для такого рода исследований, используются наборы узкополосных (монохроматич.) светофильтров.

Лит.: Петренко А. И., Фесечко В. А., Методы и устройства распознавания цвета объектов, М., 1972; Кривошеев М. И., Кустарев А. К., Световые измерения в телевидении, М., 1973; Шашлов Б. А., Цвет и цветовоспроизведение, М., 1986. Н. А. Валюс.

   <<      Предметный указатель      >>