Колориметр – прибор для измерения цвета в одной из трёхмерных колориметрических систем, то есть в системе, в которой предполагается, что любой цвет может быть представлен как результат оптического сложения определённых количеств трёх цветов, принимаемых в ней за основные.

В визуальных колориметрах эти количества – так называемые координаты цвета – подбираются наблюдателем так, чтобы получить цвет, неотличимый на глаз от измеряемого цвета Ц. Результаты подбора фиксируются на измерительных шкалах К. В простейшем визуальном колориметре – диске Максвелла – оптическое смешение основных цветов происходит во времени, при быстром попеременном восприятии их наблюдателем одного за другим. Внешнее кольцо этого диска разделено на 3 сектора. Регулировкой величины каждого сектора, окрашенного в один из основных цветов, добиваются того, чтобы при быстром вращении диска воспринимаемый цвет кольца не отличался от цвета образца, помещаемого в центр диска. Более распространены визуальные колориметры, в которых оптическое смешение осуществляется в пространстве – одновременным освещением белой поверхности тремя световыми потоками различной цветности; вклад в получаемый цвет каждого потока регулируется изменением его интенсивности. Оптическая схема одного из лучших колориметров этого типа (системы Л. И. Дёмкиной) приведена на рис. 1.

Результаты измерений могут быть представлены в виде

Ц = к'К + з'З + с'С, (1)

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 другими основными цветами); для этого достаточно знать координаты цветов К, З и С в этой другой системе. Чаще всего калориметры градуируют для пересчёта результатов измерений в международную систему XYZ.

Фотоэлектрические колориметры (называют также объективными) составляют другой класс колориметров. В проводимых с их помощью измерениях используются соотношения, позволяющие рассчитать координаты цвета измеряемого излучения по его спектральному составу I (интенсивности излучения как функции длины волны). Эти соотношения представляют собой интегралы от произведений I на так называемые удельные координаты цвета – известные функции длины волны (в международной системе XYZ это функции x, y, z). Фотоэлектрические калориметры подразделяются на спектроколориметры и приборы с селективными приёмниками. Во–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 x, y и z и интегрируются по всему видимому спектру; результаты интегрирования представляют собой координаты измеряемого излучения. В калориметрах 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 x, y, z. Если это осуществлено, значения трёх фототоков пропорциональны координатам цвета х, у и z.

Колориметры – приборы для измерения цвета в какой–либо цветовой шкале или для сравнения интенсивности окраски исследуемого раствора со стандартным. Используются как составная часть автомата для смешивания красок из нескольких основных цветов.

Колориметр позволяет сравнивать оптические плотности различных веществ.

В колориметрии существуют три метода измерения цвета

• Визуальный метод – привлекаются обученные колористы-наблюдатели. Данный метод сегодня используется редко.

• Расчетный (спектрофотометрический) метод – требует измерения спектральных коэффициентов отражения образца и знания функций сложения цветов в совокупности со спектральным распределением энергии в источнике света. Самый популярный метод.

• Объективный метод – измерение отношения координат цвета испытуемого образца цвета покрытия и образца сравнения с известными координатами цвета. Объективный метод получил широкое распространение в промышленности.

Принципиальная схема фотоэлектрического компенсационного колориметра типа ФЭК-М показана на рис.1. Свет от источника 1 проходит в левом плече прибора (цифры без штрихов) через измеряемый раствор, в правом плече (цифры со штрихами) - через стандартный; разность сигналов селеновых фотоэлементов 9 и 9' регистрируется гальванометром 14. Неградуированные фотометрические клинья 10, 11 служат для установки гальванометра на нуль в отсутствие растворов. Оптическая компенсация, т. е. сведение разности сигналов приёмников 9 и 9' к нулю после установки кювет с растворами 6 и 6', осуществляется щелевой диафрагмой 12 с отсчётным барабаном (шкалой) 13, 2, 2' - конденсоры; 3, 3' - зеркала; 4, 4' - светофильтры; 5, 5' и 7, 7' - линзы; 8, 8' - призмы.

Оптическая схема визуального химического колориметра типа КОЛ-1М показана на рис.1. Уравнивание по цвету двух полей, соответствующих измеряемому и стандартному растворам и наблюдаемых в окуляр 6, осуществляется изменением толщины 1 слоя измеряемого раствора при перемещении плунжера (стеклянного столбика) 3, с которым связана шкала прибора. 1 - источник света, 2 и 2' - кюветы с измеряемым и стандартным растворами; 3, 3' - плунжеры; 4 - призма; 5 - сменные цветные светофильтры.