Colorimeter مقابل مقياس الطيف: ما هو الفرق

مع تطوير العلوم والتكنولوجيا ، تتطور أدوات قياس الألوان أيضًا. تختلف أنواع مختلفة من أدوات قياس الألوان في مبادئ عملها ودقة القياس. حاليًا ، تنقسم أجهزة قياس الألوان بشكل أساسي إلى نوعين: مقاييس الألوان ومقاييس الطيف. على الرغم من استخدام كلا الصكين لقياس لون العينات ، إلا أنهما يختلفان من حيث مبادئ العمل ونطاقات الطول الموجي والحساسية والتكلفة والتطبيقات. توفر هذه المقالة مقدمة موجزة عن الاختلافات بين مقاييس الألوان ومقاييس الطيف في أدوات قياس الألوان.

ما هي أجهزة قياس الطيف ومقاييس الألوان؟

تشمل الملوثات الشائعة في مياه الصنبور الغازات ، والإنزيمات (مثل النيوكليز والبروتياز) ، والكائنات الحية الدقيقة (مثل البكتيريا والفيروسات) ، والمواد العضوية ، والغرويات ، والأيونات غير العضوية. يهدف تصميم أنظمة تنقية المياه إلى إزالة أنواع محددة من الملوثات بشكل فعال لتطبيقات معينة. تشمل الاختلافات الرئيسية بين أنظمة التنقية المختلفة سعة الخزانات ، ومعدل إنتاج المياه ، ومعايير جودة المياه ، وقابلية التوسع في النظام ، وتردد الصيانة ، وما إذا كان يتم دعم استخراج المياه عن بُعد.

ما هي الملوثات الأكثر شيوعًا في مياه المختبر

ما هو مقياس الألوان

مقياس اللون هو أداة تقيس شدة لون العينة من خلال مقارنتها بالألوان القياسية. يتضمن مبدأه تسليط الضوء على طول موجي معين على العينة وقياس كمية الضوء الممتصة أو نقلها بواسطة العينة. ثم يقارن مقياس اللون شدة ضوء العينة مع الضوء القياسي لتحديد لون العينة. يستخدم مقياس اللون مصدر ضوء داخلي لإلقاء الضوء على سطح العينة. عندما ينعكس الضوء مرة أخرى إلى الجهاز ، يمر عبر ثلاثة مرشحات: الأحمر والأخضر والأزرق. بعد المرور عبر المرشحات ذات الألوان الثلاثة (RGB ، المرشحات ذات اللون الأحمر والأخضر) ، يمكن للمرشحات أن تستخرج قيم المحفزات الثلاثة (RGB) ، والتي تتطابق مع الألوان التي تتصورها العين البشرية.

ما هو مقياس الطيف

مقياس الطيف هو أداة تستخدم لتحليل العينة المادية من خلال قياس لون الطيف الكامل. إنه يوفر دقة عالية للغاية ويوفر مجموعة واسعة من البيانات. يشبه مبدأها مستوى المتر ، باستثناء أن مرشحات ألوان RGB يتم استبدالها بعدد أكبر من المرشحات للحصول على بيانات الطيف الكامل. عن طريق تسليط الضوء من الأطوال الموجية المختلفة على العينة ، يقيس الأداة مقدار الضوء الممتص أو إرساله. تتيح أجهزة قياس الطيف القياسات الأكثر تعقيدًا للألوان ويمكن أن تلتقط تفاصيل ألوان أكبر.

أنواع مقاييس الألوان والمقاييس الطيف

أنواع مقاييس الألوان

أجهزة قياس الألوان ضرورية لقياس اللون بموضوعية ودقة. يمكن أن تكون أنواعًا مختلفة من مقاطع الألوان قياس اللون في أعماق وكثافة متفاوتة. تشمل الأنواع:

عدادات لمعان:

تستخدم لتقييم اللمعان السطحي للمواد مثل الطلاء والبلاستيك والمعادن ، مما يساعد على تحديد جودتها ومظهرها.

Colorimeter Benchtop:

قياس الأوعية الضوئية للألوان يتم نقل اللون وانعكاسه.

أجهزة القياس الضوئي: أجهزة قياس الضوئي للألوان تقيس كيف ينتقل اللون وانعكاسه.

أنواع مقاييس الطيف

هناك عدة أنواع من أجهزة قياس الطيف:

مطياف الامتصاص الذري:

هذه تحلل العناصر المعدنية في المواد عن طريق قياس امتصاص الإشعاع من الأبخرة الذرية.

مقاييس الطيف الفلوري:

تقوم أجهزة قياس الطيف هذه بمسح أطياف مضان من الملصقات الفلورية السائلة ، والتي تستخدم عادة في البحث العلمي ، والاختبارات السريرية ، واختبار الطعام.

مطياف الأشعة تحت الحمراء:

يقيس هذا الماكينة مستوى امتصاص المواد بأطوال موجية أقل من 760 نانومتر.

مقياس الطيف UV VIS:

يحلل هذا الجهاز المواد باستخدام أطوال موجية مرئية وعلى فوق البنفسجي ، وقياس الامتصاص الكمي.

مقياس الطيف المضيء:

يحلل هذا الجهاز الأطوال الموجية المرئية ، ويقيس الامتصاص ، ويقوم بتحليل كمي.

كيف يعملون؟

مقياس اللون

تعمل مقاييس الألوان وفقًا لقانون Beer-Lambert ، حيث يتناسب تركيز المذاب مع الامتصاصية. يمر الضوء المنبعث من مصدر الضوء من خلال مرشح ليصبح طول موجة محددة ، ثم يمر من خلال محلول العينة. يقيس كاذب ضوئي على الجانب الآخر من الحل مقدار الضوء الذي تم امتصاصه ، ويتم عرض النتائج على شاشة رقمية عبر معالج.

مقياس الطيف

يعمل مقياس الطيف الضوئي عن طريق قياس امتصاص الضوء في أطوال موجية مختلفة بواسطة مادة. يصدر مصدر الضوء الضوء الأبيض ، والذي ينقسم بعد ذلك إلى أطوال موجية مختلفة بواسطة أحادي اللون. يمر الطول الموجي المحدد للضوء من خلال محلول العينة ، مع امتصاص بعض الضوء بواسطة المحلول. يتم التقاط الضوء الذي يمر عبر المحلول بواسطة كاشف ضوئي ونقله إلى معالج لحساب الامتصاص ، مع عرض النتائج في النهاية. يمكن حساب تركيز المادة في المحلول بناءً على الامتصاص.

مقاييس الألوان مقابل المقاييس الطيف: إيجابيات وسلبيات

مقاييس الألوان

المزايا:

تركز مقاييس الألوان على قيم tristimulus ، وتجنب بيانات الطيف غير الضروري.

إنها أكثر قابلية للحمل ، ولها بنية بسيطة ، وسهلة التحرك أو استخدامها في الموقع.

تعمل مقاييس الألوان بسرعة وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب استجابة سريعة ، مثل خطوط التجميع.

عيوب:

لا يمكن أن توفر مقاييس الألوان بيانات شاملة ولا يمكنها قياس المعلومات الطيفية أو شدة اللون.

الوظيفة محدودة ، وتستخدم في المقام الأول للمقارنة مع العينات المحددة مسبقا ، غير مناسبة للبحث أو تطوير المنتج.

لا يمكنهم تحديد الميتاميرية ، مثل تغييرات الألوان في ظل ظروف الإضاءة المختلفة.

مقاييس الطيف

المزايا:

مقاييس الطيف شاملة للغاية ، قادرة على قياس البيانات الطيفية التي لا يمكن أن تلتقط مقاييس الألوان.

إنها متعددة الاستخدامات ، مما يسمح بتعديل مصادر الضوء وإعدادات المراقب لتلبية الاحتياجات المختلفة.

عند إقرانها ببرامج قوية ، فإنها توفر تحليل بيانات أكثر شمولاً.

مناسبة لمختلف أنواع العينات ، بما في ذلك المساحيق والسوائل والمواد الشفافة ، مع وجود إصدارات محمولة متاحة.

يوفر النتائج بسرعة ، مع بعض النماذج تستغرق أربع ثوانٍ فقط.

يساعد على تحقيق لون ثابت ، وضمان اتساق العلامة التجارية والتحكم في العملية.

مثالي للتحليل الدقيق ، مناسبة لبيئات البحث مع المتطلبات الدقيقة عالية.

عيوب:

أكثر تعقيدًا للعمل ، وليس مثاليًا لبيئات المصنع.

مقاييس الطيف ، مع نطاق المعلومات الدقيق والاستمتاع ، عادة ما تكون أغلى من أجهزة قياس الألوان.

الفرق الرئيسي بين مقياس الألوان ومقياس الطيف

هناك العديد من أوجه التشابه بين مقاييس الألوان ومقاييس الطيف ، ولكن لا تزال هناك اختلافات كبيرة بين الاثنين. يكمن الفرق الأكبر في وظائفها وتطبيقاتها. أجهزة قياس الطيف هي أدوات قوية يمكن أن توفر قياسات ألوان متعمقة أكثر من مقاييس الألوان ، مثل البيانات الطيفية. لذلك ، يتم استخدامها في المقام الأول للقياسات الدقيقة في البحث والتطوير أو الإعدادات المختبرية. على النقيض من ذلك ، فإن مقاييس الألوان أبسط في العمل وتستخدم بشكل أكثر شيوعًا في التصنيع والإنتاج ، مثل مراقبة الجودة.

	مقياس الطيف	colorimeter
مبدأ	يقيس شدة الضوء الممتص أو نقله بواسطة عينة على طول موجة واحدة.	يقيس كمية الضوء الممتص أو إرساله بواسطة عينة بأطوال موجية متعددة
نطاق الطول الموجي	النطاق الضيق ، عادة 400-700 نانومتر	نطاق الطول الموجي عادة 200-800 نانومتر أو أوسع
دقة	دقة أقل ، عادة +1-0.02	دقة أعلى ، عادة ± 0.001-0.005
يكلف	رخيص	غالي
قابلية النقل	أكثر محمولة	أقل محمولة
نوع العينة	يمكن فقط قياس العينات الصلبة أو السائلة في المحلول.	يمكن قياس عينات الصلبة أو السائلة أو الغاز.

خاتمة

بشكل عام ، تعد مقاييس الألوان مناسبة لقياس الألوان السريع والسهل ، في حين توفر أجهزة قياس الطيف الدقة أعلى وشاملة للبيانات. يعتمد اختيار المعدات على متطلبات التطبيق والميزانية ودقة البيانات المحددة. يمكن أن يساعدك فهم الاختلافات بينهما في اتخاذ قرارات أكثر ملاءمة في إدارة الألوان.