Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los instrumentos de medición del color también evolucionan constantemente. Los diferentes tipos de instrumentos de medición de color varían en sus principios de trabajo y precisión de la medición. Actualmente, los dispositivos de medición de color se dividen principalmente en dos tipos: colorímetros y espectrofotómetros. Aunque ambos instrumentos se utilizan para medir el color de las muestras, difieren en términos de principios de trabajo, rangos de longitud de onda, sensibilidad, costo y aplicaciones. Este artículo proporciona una breve introducción a las diferencias entre los colorímetros y los espectrofotómetros en los instrumentos de medición de color.
¿Qué son los espectrofotómetros y los colorímetros?
Los contaminantes comunes en el agua del grifo incluyen gases, enzimas (como nucleasas y proteasas), microorganismos (como bacterias y virus), materia orgánica, coloides e iones inorgánicos. El diseño de los sistemas de purificación de agua tiene como objetivo eliminar de manera efectiva los tipos específicos de contaminantes para aplicaciones particulares. Las diferencias clave entre varios sistemas de purificación también incluyen la capacidad del tanque, la tasa de producción de agua, los estándares de calidad del agua, la escalabilidad del sistema, la frecuencia de mantenimiento y si se admite la extracción remota de agua.
¿Cuáles son los contaminantes más comunes en el agua de laboratorio?
¿Qué es un colorímetro?
Un colorímetro es un instrumento que mide la intensidad del color de una muestra comparándolo con los colores estándar. Su principio implica la luz brillante de una longitud de onda específica sobre la muestra y mide la cantidad de luz absorbida o transmitida por la muestra. El colorímetro luego compara la intensidad de la luz de la muestra con la de la luz estándar para determinar el color de la muestra. Un colorímetro utiliza una fuente de luz interna para iluminar la superficie de la muestra. Cuando la luz se refleja en el dispositivo, pasa a través de tres filtros: rojo, verde y azul. Después de pasar por los filtros de tres colores (RGB, filtros de color azul rojo-verde), los filtros pueden extraer los valores de tres estímulos (RGB), que coinciden con los colores percibidos por el ojo humano.
¿Qué es un espectrofotómetro?
Un espectrofotómetro es un instrumento utilizado para el análisis de muestras físicas a través de la medición de color de espectro completo. Ofrece una precisión extremadamente alta y proporciona una amplia gama de datos. Su principio es similar al de un colorímetro, excepto que los filtros de color RGB se reemplazan con un mayor número de filtros para obtener datos de espectro completo. Al brillante luz de diferentes longitudes de onda en la muestra, el instrumento mide la cantidad de luz absorbida o transmitida. Los espectrofotómetros permiten mediciones de color más complejas y pueden capturar un mayor detalle del color.
Tipos de colorimetros y espectrofotómetros
Tipos de colorimetros
Los colorímetros son esenciales para medir el color de manera objetiva y precisa. Los diferentes tipos de colorimetros pueden medir el color a profundidades e intensidades variables. Los tipos incluyen:
Medidores de brillo:
Se utiliza para evaluar el brillo superficial de materiales como recubrimientos, plásticos y metales, lo que ayuda a determinar su calidad y apariencia.
Colorímetro de benchtop:
Los fotómetros de color miden cómo se transmite y refleja el color.
Colorímetro de la altura
Integrando el tamaño de la esfera: φ154 mm
Fuente de luz: 360 nm a 780 nm
Espectrofotométrico: rejilla cóncava de modo
Sensor: 256 elemento de imagen Sensor de imagen CMOS de doble matriz
Fotómetros: los fotómetros de color miden cómo se transmite y refleja el color.
Tipos de espectrofotómetros
Hay varios tipos de espectrofotómetros:
Espectrómetros de absorción atómica:
Estos analizan elementos metálicos en materiales midiendo la absorción de radiación de vapores atómicos.
Espectrofotómetro con doble haz
Rango de longitud de onda (NM): 185-900 nm
Precisión de longitud de onda (NM): 0.15 nm
Repetibilidad de la longitud de onda (NM): ≤0.05 nm
Espectrofotómetros de fluorescencia:
Estos espectrofotómetros escanean los espectros de fluorescencia de las etiquetas fluorescentes líquidas, típicamente utilizadas en investigación científica, pruebas clínicas y pruebas de alimentos.
Espectrómetro infrarrojo:
Esta máquina mide el nivel de absorbancia de materiales a longitudes de onda por debajo de 760 nm.
Espectrofotómetro NIR
Rango de longitud de onda: 900 nm-2500 nm
Precisión de la longitud de onda: ≤0.2
Reproducibilidad de la longitud de onda: ≤0.05
Espectrofotómetro UV VIS:
Este dispositivo analiza los materiales utilizando longitudes de onda visibles y ultravioletas, que miden cuantitativamente la absorbancia.
Microvolumen
Rango de longitud de onda: 190-850 nm
Capacidad de muestra: 0. 5-2μl
Ancho de banda espectral: 2 nm
Espectrofotómetro Vis:
Este dispositivo analiza longitudes de onda visibles, mide la absorbancia y realiza un análisis cuantitativo.
Espectrofotómetro visible
Rango de longitud de onda: 320-1100 nm
Precisión de longitud de onda: ± 2 nm
Precisión fotométrica: ± 0.3%t; ± 0.2%t
Espectrofotómetro visible
Rango de longitud de onda: 325-1000 nm, 340-1000 nm
Precisión de longitud de onda: ± 2 nm
Precisión fotométrica: ± 0.5%t
¿Cómo funcionan?
Colorímetro
Los colorímetros funcionan según la ley de Beer-Lambert, por lo que la concentración de soluto es proporcional a la absorbancia. La luz emitida por la fuente de luz pasa a través de un filtro para convertirse en una longitud de onda específica, que luego pasa a través de la solución de muestra. Un fotodetector en el otro lado de la solución mide la cantidad de luz absorbida, y los resultados se muestran en una pantalla digital a través de un procesador.
Espectrofotómetro
Un espectrofotómetro funciona midiendo la absorción de la luz a diferentes longitudes de onda por una sustancia. La fuente de luz emite luz blanca, que luego se divide en diferentes longitudes de onda por un monocromador. La longitud de onda seleccionada de la luz pasa a través de la solución de muestra, con parte de la luz absorbida por la solución. La luz que pasa a través de la solución es capturada por un fotodetector y transmitida a un procesador para el cálculo de la absorbancia, con los resultados finalmente mostrados. La concentración de la sustancia en la solución se puede calcular en función de la absorbancia.
Colorimeters vs. Spectrofotómetros: pros y contras
Colorímetros
Ventajas:
Los colorímetros se centran en los valores de Tristimulus, evitando datos innecesarios de espectro completo.
Son más portátiles, tienen una estructura simple y son fáciles de mover o usar en el sitio.
Los colorímetros funcionan rápidamente y son adecuados para aplicaciones que requieren una respuesta rápida, como las líneas de ensamblaje.
Desventajas:
Los colorímetros no pueden proporcionar datos completos y no pueden medir información espectral o intensidad de colorantes.
La funcionalidad es limitada, se usa principalmente para comparar muestras preestablecidas, inadecuadas para la investigación o el desarrollo de productos.
No pueden identificar el metamerismo, como los cambios de color en diferentes condiciones de iluminación.
Espectrofotómetros
Ventajas:
Los espectrofotómetros son altamente completos, capaces de medir datos espectrales que los colorimetros no pueden capturar.
Son versátiles, lo que permite el ajuste de fuentes de luz y la configuración del observador para satisfacer las diferentes necesidades.
Cuando se combinan con un software potente, proporcionan un análisis de datos más completo.
Adecuado para varios tipos de muestras, incluidos polvos, líquidos y materiales transparentes, con versiones portátiles disponibles.
Proporciona resultados rápidamente, y algunos modelos toman solo cuatro segundos.
Ayuda a lograr un color consistente, asegurando la consistencia de la marca y el control de procesos.
Ideal para un análisis preciso, adecuado para entornos de investigación con requisitos de alta precisión.
Desventajas:
Más complejo de operar, no ideal para entornos de fábrica.
Los espectrofotómetros, con su rango de información preciso y extenso, suelen ser más caros que los colorímetros.
Diferencia principal entre un colorímetro y un espectrofotómetro
Hay muchas similitudes entre los colorímetros y los espectrofotómetros, pero todavía hay diferencias significativas entre los dos. La mayor diferencia radica en sus funciones y aplicaciones. Los espectrofotómetros son herramientas poderosas que pueden proporcionar mediciones de color más profundas que los colorímetros, como los datos espectrales. Por lo tanto, se utilizan principalmente para mediciones precisas en investigación y desarrollo o entornos de laboratorio. En contraste, los colorimetros son más simples de operar y se usan más comúnmente en la fabricación y la producción, como para el control de calidad.
| Espectrofotómetro | de colorímetro |
| Principio | Mide la intensidad de la luz absorbida o transmitida por una muestra a una sola longitud de onda. | Mide la cantidad de luz absorbida o transmitida por una muestra a múltiples longitudes de onda |
| Rango de longitud de onda | Banda estrecha, típicamente 400-700 nm | Rango de longitud de onda típicamente 200–800 nm o más amplio |
| Exactitud | Menor precisión, típicamente +1-0.02 | Mayor precisión, típicamente ± 0.001–0.005 |
| Costo | Barato | Caro |
| Portabilidad | Más portátil | Menos portátil |
| Tipo de muestra | Solo puede medir muestras sólidas o líquidas en solución. | Puede medir muestras sólidas, líquidas o de gas. |
Conclusión
En general, los colorímetros son adecuados para una medición de color rápida y fácil, mientras que los espectrofotómetros ofrecen una mayor precisión y un análisis integral de datos. La elección del equipo depende de los requisitos específicos de la aplicación, el presupuesto y los requisitos de precisión de los datos. Comprender las diferencias entre ellos puede ayudarlo a tomar decisiones más apropiadas en la gestión del color.
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