色度計(jì)的工作原理
從發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的光線穿過含有樣本溶液的比色瓶。部分光線被溶液所吸收。后,已被減弱的光線到達(dá)光二極管。
透射率和吸收
光線通過溶液的數(shù)量就叫做透射率。透射比可以定義為通過后的光強(qiáng),It,和初始光強(qiáng),Io,之比,公式為:
T=It/ Io
色度計(jì)以透射率來產(chǎn)生一個(gè)線性變化的輸出電壓,使電腦、計(jì)算器或掌上電腦可以監(jiān)測溶液的透射率。透射率倒數(shù)的對數(shù)(以10為底)是3個(gè)因數(shù)的乘積:ε是溶液的摩爾吸收、b是比色瓶的寬度、C是摩爾濃度。
log (1/T) =εbC
實(shí)際上,許多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成需要一個(gè)相關(guān)的測量(吸收)來使用色度計(jì)的。粗看下,因?yàn)殡S著溶液透射比的增加,吸收成比例的減少,所以透射率和吸收兩者之間可能是簡單的倒數(shù)關(guān)系。但真實(shí)的關(guān)系應(yīng)該為:
A= log (1/T)
結(jié)合上述公式,得到:
A=εbC
這個(gè)公式意味著溶液對光線的吸收取決于溶質(zhì)的吸收能力、光線通過溶液的穿行距離以及溶液的濃度。對給定的溶液,如比色瓶寬度不變,假定ε和b也不變,則:
A=k ● C (比爾定律)
這里k是常量系數(shù)。此公式說明吸收比與濃度有直接的關(guān)系且符合比爾(Beer)定律。關(guān)于比爾定律將在后面作詳細(xì)說明。在本手冊以及在我們一些電腦程序中,透射率以百分比顯示,則有:
A= log (100/%T)或A= 2 – log %T
波長選擇
你可以在色度計(jì)帶的4個(gè)發(fā)光二極管波長燈中選擇:紫色(430 nm)、蘭色(470 nm)、綠色(565 nm)、紅色(635 nm)。你可以使用在色度計(jì)表面上的波長選擇按鈕(如右圖)在這些單色光中進(jìn)行選擇。有以下方法來選擇用哪種波長。
- · 觀察溶液的顏色。不要忘記溶液的顏色就是光能通過的顏色。你也許應(yīng)該選用一個(gè)與透過不同的顏色來來觀察吸收光的顏色,如:藍(lán)色的銅硫酸鹽(CuSO4)溶液使用紅色(635 nm)。
- · 另一個(gè)簡單的方法是:把含有待測溶液的比色瓶放入色度計(jì),并觀察用哪種波長可以得到的吸收比。
- · 對大多數(shù)比色法實(shí)驗(yàn)來說都有推薦波長。請使用接近推薦波長值的波長。甚至波長有點(diǎn)不同,通常都能獲得與推薦波長幾乎相同的波長的比爾定律曲線。
指標(biāo):
范圍: 0到3 (吸收)
有效范圍: 0.05到1.0的吸收(90%到10%的透射率)
波長: 430 nm、470 nm、565 nm、635 nm
(LabPro、ULI II、SBI):0.035 %T
(CBL、CBL 2): 0.14 %T
電壓: 5VDC ?25 mV
電流: 40毫安
功率: 700 ms ()
輸出電壓范圍: 0 – 4 V
預(yù)存刻度值: 斜率:28.571
截距:0