Колориметр. Виды и применение. Как выбрать и особенности

Колориметр – это оптический прибор для точного сравнения цветов. Его применение позволяет провести корректировку нового цвета под полное соответствие уже имеющемуся эталонному. Прибор в отличие от спектрофотометра не измеряет цвет, а только делает его сравнение с образцом, что позволяет определить необходимость осветления или затемнения, чтобы добиться полного соответствия. Колориметры бывают в виде отдельных устройств, а также могут являться частью других приборов, к примеру, оборудования для машинной колеровки.

Где применяется колориметр

Приборы являются достаточно дорогими устройствами, однако они дешевле спектрофотометров, которые позволяют решить задачу подбора цвета, но другим методом.

Несмотря на недоступность, прибор пользуется большим спросом в:

• Химической промышленности, фармакологии.
• Пищевой промышленности.
• Строительстве и ремонте.
• Покраски автомобилей и т.д.

В первую очередь применение колориметра дает возможность сравнить цвета нового образца с эталоном, чтобы определить уровень их соответствия друг другу. Это может быть важным при подборе красок при частичной перекраски. К примеру, в случае необходимости закрасить небольшой участок на кузове автомобиля, чтобы это было незаметно. Подобрав с помощью колориметра новую краску, сравнивая ее со старой, можно гарантированно добиться полного соответствия цветов. В таком случае после высыхания свежего слоя нанесенного частично на отремонтированную поверхность, переход на старую краску останется незаметным. Таким образом, применяя колориметр можно сэкономить на ЛКМ, отказавшись от полного перекрашивания.

Устройствами позволяющими проводить такой спектр работ пользуются профессиональные маляры и дизайнеры. Также примером применения прибора является проверка соответствия разных материалов и аксессуаров оттенку одного цвета, что полезно при обустройстве интерьера. Существует много ситуаций, где необходимо добиться полной схожести старого и нового цвета. Колориметрами пользуются производители практически любой продукции, чтобы их товары из разных партий соответствовали одному параметру.

Отдельным направлением использования колориметров является определение концентрации. Дело в том, что при растворении в жидкости различных веществ происходит изменение цвета раствора. Чем больше концентрации, тем сильнее меняется оттенок. Используя эту взаимосвязь можно быстро анализировать раствор на предмет соответствия его насыщенности нужной концентрации. Применение колориметра таким образом осуществляется в пищевой и химической промышленности, когда в каждой производимой партии продукции осуществляется смешивание веществ с разными неизвестными параметрами.

Виды колориметров по принципу действия

Существует несколько типов колориметров, работа которых основана на разных физических принципах. Однако большинство из них являются устарелыми и уже не применяются, ввиду малой точности.

Современные устройства работают по двум принципам:

1. Визуальном.
2. Фотоэлектрическом.

Визуальные колориметры

Это наиболее простые приборы, уступающие фотоэлектрическим в точности. Принцип их работы основан на сравнении двух цветов, на которые изначально направляется световой поток одинаковой яркости. Оператором проводится регулировка прибора таким образом, чтобы поле цвета исследуемого образца стало по его мнению аналогичным эталону. После этого во внимание берутся сделанные поправки, которые позволили визуально на аппарате сравнять оттенки, и по ним делаются выводы об характеристиках исследуемого цвета.

Визуальные колориметры при сравнительной простоте все же нельзя назвать совершенно неточными устройствами. Уровень их погрешности сравнения цветов зависит от особенностей зрения оператора. Дело в том, что разные люди видят одни и те же оттенки по-разному. Кроме этого человеческим глазам одинаковыми могут казаться цвета, которые отличаются на несколько тонов. Одни это могут различить, а другие разницу не замечают. Женщины имеют более высокую чувствительность органов зрения к оттенкам, поэтому анализ на визуальном колориметре сделанный ими оказывается более соответствующим действительности, чем оценка мужчиной. Кроме этого доказано, что с возрастом восприятие цветов снижается.

Все эти факторы не позволяют считать визуальный колориметр прибором лабораторной точности, на показания которого можно положиться. Однако устройства этого типа вполне применимы в сферах, где высокая точность не требуется. Такие аппараты сейчас представлены старыми стационарными приборами, которые еще встречаются на производственных объектах.

Существуют разные модификации визуальных колориметров с небольшими отклонениями в принципе работы от описанного. Поскольку приборы этого класса представлены старым оборудованием, которое еще используется, но уже не выпускается, то их детальное изучение нецелесообразно.

Фотоэлектрические колориметры

Работают с лабораторной точностью, при этом они совершенно не зависят от объективного восприятия человека. Устройство оснащается лампой, которая освещает объект. При этом цвет анализируется фотоэлементами. Для повышения точности прибора, в частности при работе со специфическими веществами, используются специальные фотофильтры. Они позволяют отсеивать ненужные цветовые спектры, и анализировать только интересующие. Это может потребоваться при оценке цвета раствора с целью определения в нем концентрации определенного вещества.

Виды колориметров по типу анализируемого объекта

Колориметр может применяться для анализа абсолютно любых веществ, однако он должен быть для этого рассчитан.

По объекту анализа приборы бывают:

• Для твердых поверхностей.
• Для жидкостей.
• Универсальные.

Колориметры для твердых поверхностей используются для анализа цвета твердых предметов. Они вплотную прикладываются к объекту своей чувствительной частью, поэтому анализируемая поверхность должна иметь как минимум размер участка освещенности прибора.

Колориметр для работы с жидкими веществами оснащается специальным контейнером, в который заливается анализируемое вещество. После этого емкость закрепляется в корпусе колориметра для проведения измерений. Универсальные приборы могут работать с веществами разной плотности. Они являются самыми практичными, поскольку позволяют решать много задач, в том числе сравнивать старую высохшую краску на поверхности и новую жидкую в банке.

Критерии выбора колориметра

Вне зависимости от того для анализа каких веществ необходим прибор, он должен соответствовать определенным базовым параметрам точности, которую нужно достигнуть при сравнении цвета. Этот показатель для разных сфер регулируется различными ГОСТами.

Кроме этого при выборе колориметра важно обращать внимание и на другие параметры:

• Тип источника света.
• Измеряемый диаметр площади образца.
• Вариант выдачи результата.
• Источник питания.
• Температурный диапазон работы.
• Уровень портативности.
• Наличие встроенной памяти.

Современные устройства оснащаются светодиодами или ксеноновыми лампами. Последние освещают образец очень ярко, что положительно влияет на точность. Однако такой источник света имеет в разы меньший ресурс, чем светодиоды.

Также важным параметром является диаметр измеряемой площади образца. У самых компактных портативных устройств этот показатель может составить 8 мм. При анализе однородной поверхности этого вполне достаточно. Но если приходится работать с рельефными предметами с мелкими рытвинами, к примеру, штукатуркой, то требуется захватить как можно больше поверхности для ее более точного анализа.

Одной из самых важных характеристик выступает способ выдачи результатов замеров. Они могут отображаться в различном виде:

• Колориметрические значения.
• Цветовые различия.
• Подтверждение или опровержение совместимости.

Также немаловажным будет выбор устройства с оптимальным источником питания. Чаще всего колориметр работает от 4 батареек типа ААА. Такой вариант наиболее приемлемый в том случае, когда прибор используется редко. Батарейки сохраняют свой заряд, даже когда устройство используется с периодичностью раз в год. Если же применение колориметра выполняется каждый день, то лучше остановиться на аккумуляторном устройстве.

Большинство устройств предназначены для эксплуатации в пределах температур 0-40°С. Если же требуется проводить сравнение цветов на морозе, то требуется подобрать прибор рассчитанный на это. Нельзя путать рекомендуемую температуру эксплуатации и температуру хранения. Последняя всегда выше. Она показывает, при какой температуре колориметр гарантированно не сломается, но только в выключенном состоянии.

По уровню портативности колориметры бывают мобильные и стационарные. Последние питаются от электросети. Они устанавливаются на одном месте. В основном они представлены устройствами лабораторной точности. Однако среди них встречаются и бюджетные приборы, стоимость которых в разы ниже мобильных. Как правило, они представлены оборудованием с аналоговой шкалой, вместо ЖК-дисплея.

Многие устройства не только делают анализ 2-х цветов сканируемых подряд, но и позволяют пользоваться данными заложенными в их памяти. Однажды сохранив эталонные цвета, можно в дальнейшем проводить сравнения с ними без повторного сканирования.  В данном смысле под эталонным цветом понимается не идеальный цвет, а тот, который нужно повторить.

Похожие темы:

• Сканер. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
• Спектрограф. Виды и устройство. Применение и особенности
• Спектрометр. Разновидности и применение. Особенности
• Хроматограф. Виды и устройство. Работа и применение