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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Эти же уравнения могут быть решены в отношении единич­ ных цветов X, У, Z для перехода от данных МКО к системе изме­

рений колориметра

ГОИ.

К о л о р и м е т р

Д о н а л ь д с о н а основан на том же прин­

ципе, что и колориметр ГОИ. Оптическая схема прибора изобра­ жена на рис. 28. Прибор имеет два осветителя 1 и 5 для освеще­ ния светофильтров и образца. Светофильтры 4 выполнены в ви­ де плоских пластин красного, зеленого и синего цветов, перекры-

Рис. 28. Колориметр Дональдсона.

1 и 5 — осветители; 2 — светофильтр

разбавления; 3 — зеркало;

4 — свето­

фильтры

с диафрагмами;

6 — конденсатор; 7 — шаровой фотометр; 8 —

окуляр;

9 — фотометрический кубик;

10 — поворотная призма;

11 — про­

 

зрачная

пластинка; 12 — образец.

 

ваемых плоскими диафрагмами. За светофильтрами расположен шаровой фотометр 7, куда излучение направляется при помощи конденсатора 6. Второй источник освещает образец 12, световой

поток от которого направляется в окуляр 8, проходя

по пути

фотометрический

кубик 9 и заполняя половину поля

окуляра.

Вторая половина

заполняется световым потоком от

фотомет­

ра 7. Прибор снабжен системой разбавления цвета, состоящей из светофильтра 2, зеркала 3 и полупрозрачной пластинки И.

2. Монохроматические колориметры основаны на синтезе цве­ та, тождественного измеряемому, из белого и спектрального цве­ тов. При этом цвет характеризуется доминирующей длиной вол­ ны, чистотой цвета и яркостью. Из колориметров такого типа наибольшей известностью пользуется колориметр Неттинга, оптическая схема которого представлена на рис. 29. Излучение от лампы накаливания 1 проходит призмы Николя 2 и попадает в монохроматор. По углу поворота призмы Николя определяют

47


яркость проходящего через них излучения. Призма монохрома­ тора 3 вращается барабаном, снабженным шкалой длин волн. Пройдя диск 4, излучение попадает в фотометрический кубик 8 и направляется в окуляр 9, заполняя половину его поля зрения. Излучение от источника А (В или С) попадает на зеркало 6 и па­ раллельно на образец 7, отразившись от них, проходит измери­ тельные призмы Николя 5 и направляется в окуляр 10 после отражения соответственно от диска 4 или от призм фотометри­ ческого кубика 8.

Рис.

29. Оптическая схема

колориметра Неттинга.

/ — осветитель;

2 — отсчетный барабан

призмы; 3 — призма монохроматора;

4 — стеклянный

диск с

посеребренными

секторами; 5 — измерительные приз­

мы Николя; б — зеркало;

7 — образец; 8 — фотометрический кубик; 9 — окуляр.

При работе смешивается одно из монохроматических излуче­ ний с излучением белого цвета, отразившимся от зеркала 6, и яркости их изменяют так, чтобы цвет смеси был тождествен цвету образца. Измерение соотношения яркостей белого и спект­ рального излучений производится при помощи гетерохромного фотометра мигающего типа, одной из основных частей которого служит диск 4. Этот диск состоит из ряда секций попеременно прозрачных пластин и зеркал. При изменении цвета диск оста­ ется неподвижным и устанавливается в таком положении, чтобы монохроматическое излучение из монохроматора попадало в фо­ тометрический кубик. При определении соотношения яркостей диск 4 приводится в движение электромотором, тогда в объектив попеременно попадают излучения белого и спектрального цветов. Изменяя положение призм Николя, добиваются прекращения мигания, что соответствует равенству яркостей сравниваемых излучений.

48

3. В субтрактивных колориметрах цвета сравнения получают вычитанием излучений красного, синего и зеленого цветов из из­ лучения «белого» цвета. Вычитание производится при помощи грех оптических клиньев, что дает возможность одновременно измерять также количества вычитаемых цветов.

Рис. 30. Схема субтрактивного колориметра (а)

и его

цветовой

треугольник на графике МКО (б).

I -осветитель;

2 — линза;

3 — цветные

оптические

клинья;

4 ••••- фотометрический кубик;

5 — образец;

6 --источник

света;

7 — окуляр.

На рис. 30 изображена принципиальная схема субтрактивно­ го колориметра. Излучение от источника 1 проходит линзу 2 и три светофильтра 3, выполненные в виде .оптических клиньев, после чего поступает в фотометрический кубик 4 и далее в. оку­

ляр 7 для сравнения

с цветом измеряемого

образца. Вводя

в прибор один из

клиньев, получают цвета,

соответствующие

ощущению желтого, пурпурного и сине-зеленого цветов. Цвет­ ности для рассматриваемого случая представлены на цветовом графике в виде точек Ж, П и СЗ. Уменьшая толщину каждого из оптических клиньев, изменяем цветности так, что они с точек их на цветовом графике начинают передвигаться к точке белого цвета Б. Используя одновременно два клина, получают точки

4 208',

49



Цветности в Пределах следующих четырехугольников: для С и К — в четырехугольнике Б, Ж, 3, СЗ; для С и 3 — в четырех­

угольнике Б, Ж, К, П; для 3

и К — в четырехугольнике Б, СЗ, С,

П, что позволяет перекрыть весь цветовой треугольник.

При практическом осуществлении субтрактивных колоримет­

ров невозможно подобрать светофильтры,

которые вычитали бы

 

 

 

 

только один красный, зеленый или

 

 

 

 

синий цвет, поэтому положение то­

 

 

 

 

чек К,

3 и С

на

цветовом графике

 

 

 

 

будет зависеть от толщины введен­

 

 

 

 

ного

клина.

Это обстоятельство

 

 

 

 

сильно осложняет расчет данных ко-

 

 

 

 

лориметрирования, и поэтому на

 

 

 

 

практике субтрактивные колоримет­

 

 

 

 

ры используются крайне редко.

 

 

 

 

В качестве примера субтрактив­

 

 

 

 

ного колориметра на рис. 31 приве­

 

 

 

 

дена

схема

колориметра Джадда,

 

 

 

 

используемая для определения раз­

 

 

 

 

ности координат цветов, близких

 

 

 

 

друг к другу по ощущению. Излуче­

 

 

 

 

ние лампы накаливания 4 направля­

Рис.

31.

Субтрактивный коло­

ется на образец 3, затем в фотомет­

 

риметр Джадда.

рический кубик 2 и окуляр 1. Второй

1 — окуляр;

2 — фотометрический

поток отражается

от сравниваемого

кубик;

3 — образец;

4 — освети­

тель;

5 — цветные

клинья.

образца и проходит в цветные кли­

 

 

 

 

нья 5,

после чего направляется фо­

тометрическим кубиком в окуляр 1. Цветные клинья подбирают­ ся в соответствии с измеряемыми цветами. Перед работой прибор калибруется при помощи светофильтров, спектральные коэффи­ циенты которых известны.

Объективные колориметры. В объективных колориметрах приемником излучений служит фотоэлемент. Спектральная чув­ ствительность фотоэлемента отличается от спектральной чув­ ствительности глаза человека, но введением специальных свето­ фильтров можно добиться их тождественности. Более того, чув­ ствительность фотоэлементов к монохроматическим излучениям можно изменить так, чтобы она соответствовала кривым сложе­ ния цветов, и находить благодаря этому координаты цвета непос­ редственным измерением.

Независимо от вида фотоэлемента сила тока его равна

 

i = j> (X) kxdX,

. (21)

где k\ характеризует спектральную чувствительность фотоэле­ мента.

На рис. 32 представлены кривые спектральной чувствитель­ ности различных фотоэлементов и для сравнения приведена кри­ вая видности. Наиболее полно кривая видности перекрывается

50


5!
а —- коррегирующий светофильтр; б — селеновый фотоэлемент; 1 — полупрозрачный слой золо­ та; 2 — слой кристаллической модификации желе­ за; 3 — железная подложка; 4 — контактное коль­ цо; 5 — корпус из пластмассы; в — гальванометр.
Рис. 33. Принципиальная схема объектив­ ного колориметра с одним фотоэлементом.
Коррегирующий светофильтр для координат У и Z имеет один максимум и сравнительно легко выполняется. Светофильтр же для X имеет два максимума, и выполнить его практически труд­ но. В четырехфильтровых ^ колориметрах такой фильтр заменяют двумя светофильтрами, каждый из которых имеет один максимум. Сложение та­ ких светофильтров дает в сумме коррегирующий
светофильтр для X. В трехфильтровых прибо­ рах используется корре­ гирующий фильтр ХПР, спектральная кривая ко­ торого линейно связана с координатами цвета X,
У и Z.
На рис. 33 представле­ на принципиальная схема
ix = [ х (Xx)kx<? (X) d X = \ x (X) <р(X) d\ = X , iy = J ' (xy) kx ?(X) dX = j у (X) cp (X) d\ = Y, iz =!j\(X*)&® (X) AfX='Jz(X) cp (X)dX = Z.

кривой спектральной чувствительности селенового фотоэлемента вентильного типа. Поэтому этот тип фотоэлемента чаще всего используется в колориметрах.

Сопоставляя уравнение

(21)

с уравнениями

,Y = JxP*(X) dX-

 

 

 

Y = fyPb(X)d\;

 

 

 

Z = j' zPx (X) dX,

 

 

 

 

нетрудно

заметить,

что

 

 

если

каким-либо спосо­

 

 

бом

величину

kx

сделать

 

 

равной X

или Z), то

 

 

сила

тока

фотоэлемента

Рис. 32. Спектральная чувствительность

будет соответствовать

ко­

 

фотоэлементов.

ординате

цвета.

Этого

/ — селеновый с запирающим слоем; 2 — вакуум­

можно достигнуть

введе­

ный

кислородно-цезиевый; 3 — вакуумный висму­

то-серебряно-цезиевый; 4 — вакуумный сурьмяно­

нием

перед

фотоэлемен­

 

цезиевый; 5 —• кривая видности.

том коррегирующих свето­

 

(соответственно так же для У

фильтров так, чтобы x(X\)kx=X

и Z),

тогда