Ein Kolorimeter ist ein lichtempfindliches Instrument, das misst, wie viel Farbe von einem Objekt oder einer Substanz absorbiert wird. Es bestimmt die Farbe basierend auf den roten, blauen und grünen Komponenten des vom Objekt oder der Probe absorbierten Lichts, ähnlich wie das menschliche Auge es tut. Wenn Licht ein Medium durchdringt, wird ein Teil des Lichts absorbiert, wodurch die Menge des vom Medium reflektierten Lichts abnimmt. Ein Kolorimeter misst diese Änderung, damit Benutzer die Konzentration einer bestimmten Substanz in diesem Medium analysieren können. Das Gerät arbeitet auf der Grundlage des Lambert-Beer-Gesetzes, das besagt, dass die Absorption von Licht durch ein Medium direkt proportional zur Konzentration des Mediums ist.
Arten
Es gibt viele verschiedene Arten von Kolorimetern, darunter das Farbdensitometer, das die Dichte von Primärfarben misst, und das Farbphotometer, das die Reflexion und Transmission von Farbe misst. Zu den Stilen gehören digital, auch Labor genannt, und tragbar. Digitale Versionen werden am häufigsten in einer Laborumgebung für Probenahmen oder im Klassenzimmer zu Bildungszwecken verwendet. Tragbare Versionen können unabhängig von den Umgebungsbedingungen überall hin mitgenommen werden, um beispielsweise Wasser- und Bodenproben vor Ort zu testen.
Das Spektralfotometer, eine Art Fotometer, das die Lichtintensität misst, wird oft zusammen mit Kolorimetern gruppiert, ist aber technisch gesehen ein anderes Gerät. Beide stützen sich auf das Lambert-Beer-Gesetz, um die Konzentration eines Stoffes in einer Lösung zu berechnen, aber sie tun dies auf unterschiedliche Weise. Ein Kolorimeter misst nur rote, grüne und blaue Lichtfarben, während ein Spektralfotometer die Intensität jeder Wellenlänge des sichtbaren Lichts messen kann. Im Allgemeinen sind Spektralfotometer komplizierter und weniger robust als die meisten Kolorimeter; sie sollten mit größter Sorgfalt behandelt werden und erfordern eine regelmäßige Neukalibrierung.
Wie ein Kolorimeter funktioniert
Im Grunde funktioniert ein Kolorimeter, indem es eine bestimmte Wellenlänge des Lichts durch eine Lösung leitet und dann das Licht misst, das auf der anderen Seite durchkommt. Je konzentrierter die Lösung ist, desto mehr Licht wird in den meisten Fällen absorbiert, was sich am Unterschied zwischen dem Licht an seinem Ursprung und nach dem Durchgang durch die Lösung ablesen lässt. Um die Konzentration einer unbekannten Probe zu ermitteln, werden zunächst mehrere Proben der Lösung mit bekannter Konzentration hergestellt und getestet. Diese werden dann in einem Diagramm mit der Konzentration auf einer Achse und der Extinktion auf der anderen aufgetragen, um eine Kalibrierungskurve zu erstellen; Wenn die unbekannte Probe getestet wird, wird das Ergebnis mit den bekannten Proben auf der Kurve verglichen, um die Konzentration zu bestimmen. Einige Arten von Kolorimetern erstellen automatisch eine Kalibrierungskurve basierend auf einer anfänglichen Kalibrierung.
Verwendung
Ein Kolorimeter kann in einer Vielzahl von Branchen und Umgebungen eingesetzt werden. Kleine, tragbare Geräte können verwendet werden, um den Farbkontrast und die Helligkeit auf einem Fernseh- oder Computerbildschirm zu analysieren, sodass der Benutzer dann die Einstellungen anpassen kann, um die beste Bildqualität zu erhalten. In der Druckindustrie ist ein Farbmessgerät ein Grundelement eines Farbmanagementsystems. Andere Anwendungen in der Druckindustrie sind die Überprüfung der elektronischen Komponenten und der Qualität von Zellstoffpapier und die Messung der Qualität der Druckfarbe.
Diamanthändler verwenden Kolorimeter, um die optischen Eigenschaften von Edelsteinen zu messen. In der Kosmetik wird das Gerät zur Messung des Lichtschutzfaktors von Produkten verwendet, die auf die Haut aufgetragen werden. Kolorimeter können Hauttöne und Zahnfarbe analysieren, um bei der Diagnose bestimmter Krankheiten zu helfen, und Krankenhäuser verwenden sogar einige dieser Geräte, um die Konzentration von Hämoglobin im Blut zu testen.