Файл: Ершов, А. П. Цвет и его применение в текстильной промышленности.pdf

В справочных таблицах приводятся данные относительной спектральной плотности потока излучения (ср (Я)) для источников А, В и С, а также произведение этой величины и ординат кривых сложения (х, у, z). Величины этих произведений подобраны так, чтобы сумма ф(л)у по всему спектру была равна 1 0 0 и соответ­ ствовала максимальному значению коэффициента яркости (У). При пользовании этими таблицами значение координаты цве­

вой спектрального отражения, полученным при помощи спектро­ фотометра. Эти значения при расчетах по формуле (16) умножа­ ются на значение произведения фхх для каждого из участков, на которые разбит спектр.

Вычисления координат цвета можно производить упрощен­ ным методом «избранных ординат», предложенным П. Л. Чебы­ шевым. Видимый спектр делится на п участков, для каждого из которых коэффициент отражения (рх) или пропускания (тх ) принимается постоянным на протяжении всего участка. Для

где n — число участков, на которые разделен спектр (10 или 30). Значения подынтегральных величин можно определить заранее и привести их в виде табличного множителя. Суммируя средние значения рДт;) для всех избранных длин волн, умножаем полу­ ченное число на табличный множитель, в результате чего полу­ чаются величины координат цвета.

Расчеты координат цвета проводятся при помощи специаль­ ных приборов, носящих название интеграторов цвета. Такие при­ боры служат приставками к спектрофотометрам. Их интегриру­ ющие устройства сопрягаются с механической или оптической частью спектрофотометра, и после снятия спектральной харак­ теристики на шкале счетчика появляются сразу значения коор­ динат цвета тела.

42

§ 2. КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Колориметрическими называются приборы, предназначенные для измерения цвета. Они делятся на визуальные и объективные колориметры. В первых для установления тождества цвета используется визуальное наблюдение, во вторых цвет измеряется без участия зрительного анализатора человека.

Визуальные колориметры основаны на смешении цветов для получения цвета, тождественного измеряемому. В зависимости от метода смешения они делятся на аддитивные и субтрактивные.

Объективные колориметры основаны на непосредственном определении координат цвета коррегированием тока фотоэле­ мента так, чтобы его величина была пропорциональна координа­ там цвета, или на интегрировании произведений ординат кривых сложения для какого-либо источника освещения и величины отражения (пропускания). Первые приборы носят название фотоэлектрических колориметров, вторые — интеграторов цвета.

Визуальные колориметры. 1. Аддитивные трехцветные коло­ риметры основаны на смешении трех единичных цветов данного колориметра до получения цвета, тождественного с измеряемым. Так, если обозначить основные цвета какого-либо колориметра через К, 3, С, а через К, 3, С — количества, в которых они взяты для смешения, то можно составить следующее цветовое тожде­ ство:

Ц= КК + 33 + сс.

Уразных колориметров величины единичных цветов различ­ ны, и чтобы измерения носили универсальный характер, данные, полученные на практике, переводят в единицы системы МКО. Ниже рассматриваются три системы колориметров: Максвелла, ГОИ и Дональдсона. Первый из них наиболее простой, второй относится к числу наиболее известных у нас визуальных коло­ риметров, а третий — один из визуальных приборов, распростра­ ненных за границей.

К о л о р и м е т р М а к с в е л л а имеет малую точность, но весьма прост, нагляден и благодаря этому широко используется в учебной работе. Принцип работы прибора состоит в том, что при быстром вращении диска с разноцветными секторами изо­ бражение одного сектора накладывается на другое и происходит аддитивный синтез цвета на сетчатке глаза. За единичные цвета принимаются цвета трех дисков, обычно красного, зеленого и си­ него цветов, вращающихся в тех же условиях, при которых про­ водится измерение.

Диск освещается каким-либо стандартным источником, и его поверхность рассматривается через небольшую зрительную труб­ ку. На рис. 26 изображен внешний вид колориметра Максвелла. На оси электромотора 1 укреплен диск 2, имеющий по окруж­ ности лимб, разделенный на 100 равных частей. На этот диск

43

накладывается диск эталонных цветов 3 и диск меньшего раз­ мера 4, цвет которого измеряется. Диски прижимаются шай­ бой 5, на которой нанесен лимб со ста делениями. Диски эталон­

замеряют доли единичных цветов, которые были взяты для полу­ чения суммарного цвета, и составляют цветовое уравнение:

Если при измерении вместе с единичными цветами использо­ ван черный круг, то его не учитывают. При этом соответственно уменьшается величина измеряемого цвета. Белый круг измеря­ ется отдельно при помощи единичных цветов и учитывается при составлении цветового уравнения.

Чтобы перейти от координат цвета колориметра Максвелла к системе измерения цвета МКО, необходимо знать значения единичных цветов колориметра в системе МКО:

и заменить единицы цвета уравнения (17) на новые, используя данные уравнения (18). Получение данных для перехода от од­ ной системы измерений к другой носит название градуировки

колориметра и рассматривается подробнее при описании коло­ риметра ГОИ.

44

цвета трех излучений, полученных от источника А с помощью трех стеклянных светофильтров: красного, зеленого и синего. Светофильтры снабжены диафрагмами, степень раскрытия кото­ рых измеряется по стоградусной шкале отсчетного барабана. После прохождения светофильтров излучение поступает в смеси­ тель, а затем в окуляр, освещая одну половину его поля зрения. Вторая половина освещается источником А, излучение которого отражено от измеряемого образца.

4

На рис. 27, а изображена оптическая схема прибора. В при­ боре используются две лампы накаливания 1 и 7 по 300 Вт каж­ дая, рассчитанные на напряжение 127 В, но работающие при 120 В, чтобы излучение их отвечало источнику А. Одна из ламп освещает образец, вторая — светофильтры. Пройдя светофиль­ тры 11, излучение направляется конденсатором на белую пла­ стинку 8, отражается от нее и попадает в фотометрический ку­ бик 9, а оттуда — в окуляр. Измеряемый образец устанавлива­ ется в окне коробки 3 и прижимается к нему заслонкой.

45

Прозрачные образцы устанавливаются в коробке S в пазах дер­ жателя 11, а вместо образца укрепляется белая пластинка. В той же коробке можно поместить светофильтры 6 для получения источника В или С.

Излучение источника 1, отразившись от образца 4, попадает в фотометрический кубик и направляется в окуляр 12. Измене­ ние яркости образца достигается передвижением источника 1 вдоль оптической скамьи. На рис. 27,6 представлен цветовой треугольник колориметра, и ряд цветов имеет одну из координат цвета отрицательной. Чтобы измерять цвет и в этих случаях, колориметр снабжен системой разбавления измеряемого цвета. Эта система состоит из небольшого зеркальца, расположенного на барабане светофильтра, отражающего небольшую часть излу­ чения осветителя 7 на светофильтр барабана 2. Далее излучение отражается от небольшого зеркальца и полупрозрачной пла­ стинки и смешивается с излучением источника 1, отраженного от образца. При длительной работе колориметра излучение ламп несколько изменяется, поэтому время от времени необходимо проверять соответствие источников 1 и 7 источнику А. Для этого проще всего использовать белую пластинку, координаты цвета которой известны. Точность измерения на колориметре ГОИ до­ стигает 0,03 единицы.

Для перехода от системы измерения колориметра ГОИ к си­ стеме измерения МКО необходимо иметь данные градуировки колориметра. Чаще всего градуировку колориметра проводят при помощи трех светофильтров, имеющих линейно-независимые цвета. Светофильтры должны быть снабжены паспортом с ука­ занием значений спектрального пропускания (тх). Координаты

46