Kalorimetriya va ranglarni o’lchash Kalorimetriya

Kalorimetriya va ranglarni o’lchash
Kalorimetriya (lot. calor — issiqlik va ... metriya) — turli fizik, kimyoviy va biologik jarayonlarda sodir boʻladigan issiklik effektlari (issiqlik miqdorlari)ni oʻlchash usullari majmui. Xususan, K. usullari bilan jismlarning issiqlik sigʻimi, fazaviy oʻtishlar issiqligi (erish, qaynash va b.), kimyoviy reaksiyalarda ajraladigan issiqlik effektlari, radioaktiv yemirilishlar, tirik organizmlarda moddalar almashinuvi va b. aniklanadi.
Turli jarayonlarda jism sarflaydigan yoki yutadigan issiqlik miqdorini bevosita oʻlchash uchun ishlatiladigan asboblar kalorimetrlar deyiladi. 400 K va undan yuqori temperaturalardagi issiklik oʻlchashlarini oʻz ichiga olgan K.ni yuqori temperaturalar K.si, suyuq azot, vodorod va geliy temperaturalari sohasini (-77 K va undan pastda) past temperaturalar K.si deyiladi.
K.ni oʻlchash usullari issiqlik texnikasida, metallurgiyada, kimyo texnologiyasida keng ishlatiladi. Turli texnologik jarayonlarda jismlarning qizishi, erishi yoki bugʻlanishi uchun sarflanadigan issiqlikni hisoblashda; kimyoviy reaksiyalarning borishi chegarasini aniqlashda va ularning sodir boʻlish shartlarini belgilashda K.dan foydalaniladi. Maye, grafitdan sintetik olmos olish mumkin boʻlgan bosim va temperatura sohasini shu moddalarning issiqlik sigʻimlarini va yonish issiqliklarini kalorimetrik oʻlchashlar orqali aniklangan. Biologiyada K. (biokalorimetriya) yordamida organizmda boʻlib turadigan kimyoviy va fizik jarayonlar [endotermiklik yutilishi) va ekzotermiklik chikarish)]dagi issiqlik effektlari aniklanadi. Maye, bir soatda ichak tayoqchasi mikrobi ~10~9 kal, odam 5-104 kal issiqlik chiqarishini K. usuli bilan aniqlangan. Organizmdan ajralib chikadigan issiqlik miqdorini aniqlash uchun, odatda, hayvon yoki odam kalorimetr (devorlari orasida suv oqib turadigan kamera)ga joylashtiriladi. Bunda organizmdan chiqayotgan issiqlikni suv yutadi. Suv massasi va uning temperatura oʻzgarishidan qancha issiklik ajralishi bilib olinadi. Agar bunday bevosita oʻlchash mumkin boʻlmasa, u holda bilvosita usullardan foydalaniladi (mas, organizm vaqt birligida yutgan O2 va chiqargan SO2 nisbatidan oqsil, yogʻ, uglerodlarning oksidlanishi uchun sarflagan O2 miqdori aniqlanadi. Ok-sidlanish reaksiyalaridagi issiklik effektlariga qarab organizmda xreil boʻladigan issiqlik miqdorini hisoblab chiqsa boʻladi). K. fiziologik tadqiqotlar va diagnostikada katta ahamiyatga ega

Rangni o'lchashning asosiy vazifasi - rangni stimulyatsiya qilish funktsiyasini (l) o'lchash. Nur manbaini o'lchash uchun yorug'lik manbasining nisbatan spektrli kuchlanish taqsimoti P (l) aslida aniqlanadi; ob'ekt rangini o'lchash uchun ob'ektning spektral nurlanish xususiyati o'lchanadi. Masalan, aks etuvchi ob'ektning b (l) spektr nurlari omili va spektral yansıtıcı R (l), transmissiv ob'ektin spektral transmitans t (l) va shunga o'xshash. Rangni stimulyatsiya qilish funktsiyasi ph (l) o'lchanadi, o'lchanadigan rangning CIE tristimulus qiymatlari X, Y va Z qiymatlari rang asosli uchta asosiy tenglamaga muvofiq olinadi va tanlangan standart yoritgichning Y qiymati o'rnatiladi. 100 ga.

Rangni o'lchash ikkita toifani o'z ichiga oladi: yorug'lik manbai rangini o'lchash va ob'ekt rangini o'lchash. Ob'ektni rangini o'lchash, shuningdek, floresan ob'ekt o'lchash va floresan bo'lmagan ob'ektni o'lchashga bo'linadi. Haqiqiy ishlab chiqarish va kundalik hayotda juda ko'p miqdordagi lyuminestsent ob'ektni rang o'lchashda qo'llaniladigan usullar ikkita toifaga bo'linadi: vizual rang o'lchami va asbob ranglarini o'lchash. Ularning orasida asbob ranglarini o'lchash zichlik uslubini, fotoelektrlarni integratsiya qilish va spektrofotometriyani o'z ichiga oladi.

Birinchidan, ingl. Usuli

Vizual tekshirish an'anaviy rang o'lchov usuli hisoblanadi. Bu mutlaqo sub'ektiv baholash usuli va eng oddiy usuli. U to'g'ridan-to'g'ri bosilgan materiyani standart dalillar bilan taqqoslaydi, bosma materiya va standart dalillar o'rtasidagi rang farqini baholaydi, shuningdek, har bir rang nuqta shaklini va bosib chiqarish holatini juda yaxshi kuzatib borish uchun magnitafon oynadan foydalanadi va sifat ko'rsatkichini sifat jihatidan baholaydi. nuqta. Mazmuni, ingl. Fotometriyadir, printsipi noaniq rangni ifodalash uchun har bir komponentning noma'lum ranglarini birlashtirish uchun qo'shimchak rang aralashmasi qonunini qo'llashdir. Rangni baholashning eng ishonchli usuli inson ko'zidan foydalanishdir va u oddiy va moslashuvchan bo'lsa-da, kuzatuvchilar tajribasi va psixologik va fiziologik omillarning ta'siri tufayli uslub juda ko'p o'zgaruvchiga ega va shuning uchun miqdoriy jihatdan ta'riflanmaydi. baholanishning to'g'riligi va ishonchliligiga ta'sir qiladi.

Ikkinchidan, zichlikni aniqlash usuli

Zichlik o'lchovi, aslida zichlik qiymatini bevosita o'lchamaydi, faqat yansıtılan nur miqdorini va voqea yorug'lik miqdorini o'lchaydi. Yansıtılan yorug'lik va densitometre tomonidan taqdim etilgan yorug'lik orasidagi farq, yutilgan yorug'lik miqdori, ya'ni, bosilgan yuzaga siyoh qatlamining emilmesidir. Nur miqdori. Zichlik o'lchovi butun aks ettirish spektrining umumiy yorug'lik koeffitsientlarini hisobga oladi, aslida rangning qat'iy bo'lishidan qat'i nazar, bosilgan yuzaning har bir rangining yorqinligi faktori hisoblanadi. Rangli chop etishda, bosma siyoh rangi aslida siyohning yuqori yoritilganligi bilan oq qog'ozga chop etilganligi va to'lqin uzunligi nurining bir qismini nurli yorug'likdan bir qismini shimib oladi va qolgan nurni aks ettiradi. Bu zichlik nurli to'lqinlardagi siyohning emilim xususiyatlarini aks ettiradi. "Rang zichligi" odatda, sariq, qirmizi va ko'k siyohlarning zichligi navbati bilan qizil, yashil va ko'k rangdagi uch xil rangli filtrlar bilan o'lchanadi. Zichlik faqat jismoniy absorbsiyon xususiyatlarining o'lchovidir va faqat qora yoki kulrang darajasini ifodalaydi. Shu ma'noda, ranglarning zichligi o'lchami, faqat bir xil murakkab to'yingan nisbiy qiymatining aksi bo'lgan, faqat qora rang o'lchovidir. Zichlik o'lchovlarida ishlatiladigan densitometrlar transmisyon va ko'zguga ega. Transmissiya densitometri film orqali yuborilgan yorug'lik yoki transmitans miqdorini o'lchaydi. Ko'zgu densitometresi sinov yuzasidan yansıtılan yorug'lik yoki yansıtıcılığı o'lchaganini ko'radi. Asosiy ish printsipi 1-rasmda ko'rsatilgan. Nopokdagi quruq jarayondan nashr etilgan plyonka zichligi boshqacha bo'lsa, o'lchovning zichligi muayyan xatolarga ega va polarizatsiya filtri bilan zichlik o'lchaganini ko'rsatsa, namlik va quruqlik tufayli yuzaga keladigan zichlik o'zgarishini engillashtirishi mumkin murakkab filmning . Rangni aks ettiruvchi densitometr matbaa sexida ajralmas vosita bo'ldi. U C, M, Y, K to'rt rangli bosimni, nuqta foizini, siyohni bosib chiqarish tezligini va boshqalarni zichligini aks ettiradi va rang va siyoh qatlamlari qalinligini nazorat qilish uchun keng qo'llaniladi. orasida.

Uchinchidan, fotoelektrik integratsiya usuli

Uzoq vaqt davomida zichlik uslubi rangni o'lchashda yuqori pozitsiyani egalladi, lekin CIE1976L *, * * * * * ilovasi bilan keng tarqalgan bo'lib, bosimdan tortib to bosimgacha bo'lgan barcha ish oqimi ishlatilgan va zichlik o'lchami etarli emas. Bosma yoki boshqa soha ehtiyojlarini qondirish uchun odamlar rang-baranglikning ahamiyatini tobora ko'proq xabardor qilishadi va zamonaviy rang-o'lchov vositalarining jadal rivojlanishi fotoelektrlarni integratsiya qilish vositalari yordamida rangni obyektiv baholash uchun asos yaratdi.

Fotoelektrik integratsiya 1960-yillarda asbob ranglarini o'lchashda ishlatiladigan keng tarqalgan usul. Bu ma'lum bir to'lqin uzunlikning rangli ogohlantiruvchi qiymatini o'lchash emas, balki butun o'lchov to'lqin uzunligi oralig'ida integral o'lchov bilan namunaning xristian, y va z o'lchovlarini o'lchash va keyinchalik namunali koordinatalarni va shunga o'xshashlarni hisoblash. Filtrni detektorning S (l) ga nisbatan spektrli sezgirligini CIE tomonidan tavsiya etilgan spektral tristimulus qiymatlari x (l), y (l), z (l) ga solishtirish uchun detektorga odatda yopiladi. Bunday uch fotodetektor tomonidan yorug'lik ruxsati qabul qilinganda, namunaning x, y va z o'lchovlari bir integral bilan o'lchanadi. Filtrni fotodetektorga to'liq mos kelish uchun Lyuter sharoitiga moslashtirish kerak. Lyuterning shartlari quyidagicha:

Ushbu turdagi asbobning rang o'lchovi to'g'ridan-to'g'ri asbob Lyuter holatiga qanchalik mos kelishiga bog'liq va yuqoridagi shartlarga to'la mos kelish qiyin. Haqiqiy rang filtri tuzatilishida, cheklangan rangli oynalar tufayli asbob Lyuter holatini to'liq qondira olmaydi va faqat x (l) va z (l) egrilarining mos keladigan integral xatosini taxminan mumkin. 2% dan kam, y (l) egriligining mos keladigan integral xatosi 0,5% dan kam.

Fotoelektrik integral asboblari mukammal manbalardagi tristimulus qiymatlari va kromatiklik koordinatalarini aniq o'lchash imkoniga ega emas, biroq rang farqlari hisoblagichi deb ataladigan ikkita ranglar o'rtasidagi rang farqini aniq o'lchash mumkin. Chet el rangidagi farqlar hisoblagichi 1960-yillardan boshlab, masalan, Yaponiya Minolta ish stoli rangli o'lchagichi CR-400/410 va rang-rang farqi CR-321 kabi ommaviy ishlab chiqarilgan. Xitoy 1980-yillardan buyon bunday vositalarni ishlab chiqmoqda. Endilikda u Pekin Optik asboblari fabrikasi tomonidan ishlab chiqarilgan TG-PIIG avtomatik rang o'lchash kolorimetridan foydalangan. Biroq, xorijiy mamlakatlar bilan taqqoslaganda, Xitoyda ishlab chiqarilgan turli xil rang farq o'lchovlari izchil. Jinsiy aloqada etarli emas. Rang yoritgichi o'lchagich, shuningdek, teleskop tizimi orqali uzoq masofali maqsadlarda rang parametrlarini o'lchashni amalga oshiradigan fotoelektrik integral vosita.

To'rtinchidan, spektrofotometriya

Rangsimetrik spektrofotometr sifatida ma'lum bo'lgan spektrofotometriya, har bir to'lqin uzunlikdagi namunaning spektral yansıtmasıdır, shu bilan bir xil sharoitlarda namunadir nurli energiyani namuna sifatida standart yansıtma (etkazish) bilan taqqoslash yo'li bilan yansıtılarak (iletilir). CIE tomonidan taqdim etilgan standart kuzatuvchi va standart yorug'lik manbai X, Y, Z ning tristimulus qiymatlari olinadi va X ning xromatiklik koordinatalari CIE Yxy, CIE Laboratoriya va boshqa formulalar. y, CIELAB kolorimetrik parametrlari va boshqalar.

Rang parametrini namunaning spektr kompozitsiyasini aniqlab, X, Y, Z mutlaq qiymatini va △ E rang farqining qiymatini berishi bilan emas, balki ob'ektning spektral yansıtıcı qiymatini ham berishi mumkin ob'ekt rangi rang spektri. Reflektorning egri. Shu sababli, u ranglarni moslashtirish va ranglarni tahlil qilishda keng qo'llaniladi. Bunday asboblarni qo'llash orqali yuqori aniqlikdagi rangni o'lchashni amalga oshirishi mumkin. Fotoelektrning integratsiya rangli o'lchash vositalarini sozlash va rangli standartni sozlash mumkin. Shuning uchun, ajratish vositasi rang. O'lchashdagi vakolatli vosita.

V. Mavjud rang o'lchash usullarini cheklash

Rang o'lchash usullari bo'yicha ko'plab ilmiy ma'ruzalar mavjud, ammo ko'pchilik odamlar rang me'yorlarining afzalliklarini, ishlatish qulayligi, o'lchash natijalarini inson ko'zi bilan birlashtirib, bir necha marta rang-barang o'lchov vositalarining nuqsonlari haqida gapiradilar. Shuning uchun, ushbu maqolaning oxirgi oddiy misoli rang o'lchamlarini yanada rivojlantirishni rag'batlantirish uchun tegishli shaxslarning diqqatini jalb qilmoqchi bo'lib, hozirda ishlatiladigan o'lchash vositalarining kamchiliklarini keltirib chiqaradi.

Mehnat printsipida nuqsonlar

Fotoelektrik integral asbobining rangni o'lchash aniqligi asbobning Lyuter holatiga mos keladigan darajada to'g'ridan-to'g'ri bog'liqligi bilan bog'liq, ammo mutlaq aniq chiziqqa erishilmaydi va o'lchov natijasi xatolarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, turli modellar va turli ishlab chiqaruvchilarning kolorimetri Lyuter holatini simulyatsiya qilishda turli farqlarga ega bo'ladi, shuning uchun taqqoslash kuchi kuchli emas.

Spektrofotometrik usuli bo'yicha spektrofotometrenin spektrofotometrlari har bir to'lqin uzunligida namunaning r (l) ni to'g'ridan-to'g'ri olish uchun ishlatiladi va keyin CIE tomonidan taqdim etilgan standart x kuzatish x (x), y (x), z (x) ishlatilgan. X, Y, Z ni olish uchun standart nur manbai S (l) bilan hisoblangan. Ushbu usul bo'yicha har bir to'lqin uzunligining yansıtıcılığının r (l) qiymati olinadi. Qurilmaning spektroskopik qismi nisbatan qimmat bo'lib, operatsiya va xizmat ko'rsatish juda nochor. Chop sifatiga ijobiy ta'sir ko'rsatmaydigan joylarda boshqarish. Bunga qo'shimcha ravishda, bunday vositalar asosan hisoblash yo'li bilan amalga oshirilganligi sababli, ayrim yorug'lik manbalarida (D65 kabi) hisoblangan ma'lumotlar amaldagi kuzatilgan ma'lumotlarga mos kelmasligi mumkin. D65 yorug'lik manbai aslida foydalanilmaganda.

2. O'lchov nuqsonlari

2.1 Fonni hisobga olgan holda vaziyat.

Matbaa sifatini boshqarish jarayonida, ba'zan fonning rangga ta'siri ko'rib chiqilishi kerak. Biroq, fonni hisobga olganda, hozirgi vaqtda ranglarni to'g'ri sozlash mumkin emas. Misol uchun, agar qizil rang namunasi yashil fonga va oq fonga o'rnatilgan bo'lsa, o'lchash spektrofotometr (yoki rang o'lchagich) bilan amalga oshirilsa, u holda qizil misollarning qizil ogohlantiruvchi qiymatlari ikkita fon rangi teng, ya'ni rang. Ular bir-biriga mos keladi. Biroq, aslida, bu butunlay ikki xil rang. Shu sababli, mavjud rang o'lchov asboblari fon rangi ta'sirini miqdoriy baholashga imkon bermaydi, bu esa uning qo'llanish sohasiga to'sqinlik qiladi.

UV urug'lari bilan chop etilgan 2,2 juft print.

UV-siyohlar ham matbaa sanoatida keng qo'llaniladi. Ushbu siyohning UV tarkibi boy va turli yorug'lik manbalari bilan o'lchanadigan natijalar sezilarli darajada farq qiladi. Bunday ranglarni o'lchashni qanday standartlashtirish xalqaro miqyosda yaxshi emas. Usul bilan muammo, ideal nur manbai yo'qligi. CIE D65 ni UV siyoh bosimlari uchun kalibrlash sifatida tavsiya qiladi, chunki manbaaning UV qismi boy. Biroq, yorug'lik manbasining spektral energiya egri juda murakkab bo'lgani uchun sun'iy simulyatsiya qo'llash qiyin.

2.3 Partiküllü mürekkeplerle bosilgan bosim uchun.

Partikulyar moylar ham qadoqlash va poligrafiya sanoatida keng qo'llaniladi. Bunday nashrlarning eng katta xususiyati, ularning turli burchaklardagi namunalarni ko'rib chiqayotganingizda turli xil ranglarga ega bo'lishidir. Shubhasiz, bunday namunalarni joriy rang o'lchash asboblari bilan sozlash maqsadga muvofiq emas (bu faqat bir yo'nalishda o'lchanishi mumkin). Eng yaxshi echim - barcha ranglardan barcha yo'nalishlarni sozlash uchun rang o'lchagichning barcha yo'nalishlarida nurli qabul qiluvchini o'rnatish. Bunday asboblar juda katta bo'lishi kerak va narx ayniqsa qimmat bo'lishi kerak.

Shaffof media uchun 2.4 bosish.

Bunday nashrlarga nur qo'llanganda, chiroqni yo'qotish va yorug'likning ta'siri tufayli yuzaga keladigan chayqovchilik yuzaga keladi. Shu nuqtada, bunday namunani to'g'ri o'lchash uchun maxsus yoritish va qabul qilish tizimi talab etiladi, ya'ni yoritish maydoni qabul qiluvchi maydondan ancha katta bo'lishi kerak, ammo mavjud rang o'lchash asboblari bunday optik tizimlar bilan jihozlanmagan.

2.5 kamchiliklarning boshqa jihatlarida.

Ranglar bosimlarning sifatini baholashda muhim omil hisoblanadi, ammo bu yagona omil emas. Bosib chiqarishni ob'ektiv baholashda ranglarning, qo'l teginishni, to'qimalarning va ranglarning chuqurligi tengligini kompleks baholash kerak. Biroq, hozirda shunday aqlli rang o'lchash vositasi yo'q.

3. Zichlik o'lchash asboblari bilan taqqoslash

So'nggi paytlarda, ayrim mahalliy olimlar, rangli asboblarni zichlik o'lchagichni to'liq almashtirish uchun ishlatilishi mumkin, deb ishonishadi. Dansitometrda sariq, qirmizi va siyish siyohlarining qiymatlarini o'lchash uchun uchta rangli filtr ham ishlatilgan, ammo bu qiymat rang o'lchagich tomonidan berilgan qiymatdan mutlaqo boshqacha ma'noga ega. Zichlik bevosita bosilgan materiya va filmdan aks ettirilgan nur miqdorini bevosita aks ettiradi. Shuning uchun qiymat to'g'ridan-to'g'ri rangi chuqurligini, siyohning qalinligini va hokazolarni to'g'ridan-to'g'ri aniqlaydi, bu ishlab chiqarish boshqaruvchisini tarmoqni to'g'ri aniqlashtirish, siyoh miqdorini va ta'sir qilish miqdorini aniqlaydi. Inklar balansi va boshqalar juda muhimdir. Aksincha, har qanday rang o'lchash vositasi buni qilolmaydi. Shuning uchun, rang o'lchov vositasi va zichlik o'lchaganini ko'radi bosim ishlab chiqarishning ikki bosqichida muhim rol o'ynashi va bir-birining o'rnini bosa olmasligi mumkin. Ya'ni, zichlik o'lchagichning roli haqiqiy ishlab chiqarish jarayoni orqali o'tadi va rang o'lchov vositasi bosilgan mahsulotni boshqarishda muhim rol o'ynaydi.