Densi La Meter on lihtne optiline instrument, mis on loodud bakterisuspensiooni hägususe kiireks määramiseks. Seade võimaldab standardida bakterisuspensiooni optilist tihedust mikroorganismide tuvastamisel ja nende antibiootikumitundlikkuse määramisel. Seade töötab bakterisuspensiooni lahust läbiva valgusvoo intensiivsuse muutuse mõõtmise põhimõttel, mõõdetud väärtusi tõlgendatakse hägususe ühikutes vastavalt McFarlandile. Seade võimaldab McFarlandi järgi mõõta lahuste hägusust laias vahemikus (0,0-15).

Densi-La-Meter sisaldab: programmeeritav optiline seade katseklaasidele, juhtpaneel nuppudega instrumendi sisse- ja väljalülitamiseks "SISSE VÄLJA", nupp kalibreerimiseks STANDARD/KASUTAJA ja nupp instrumendi hooldamiseks kalibreerimise ajal "CALIBRATION", kaks digikuvarit, ühendus toiteallikaga, sisend seadme kalibreerimiseks tootja poolt.

Optilise üksuse osa on mehaaniline osa, mis pöörab toru mõõtmisprotsessi ajal.

• Nupp "SISSE VÄLJA"

See nupp lülitab seadme sisse ja välja. Pärast sisselülitamist on seade mõõtmiseks valmis vastavalt viimase kalibreerimise parameetritele ( STANDARD või "USER"). Sisselülitatud seadme ekraanil - sümbol "00".

Märge: Kui seade äkitselt välja lülitatakse (voolukatkestus), kuvatakse ekraani taaskäivitamisel nupuga "SISSE VÄLJA" vilgub. See võib järgmisel päeval korduda, kuid see ei ole tingitud seadme rikkest.

• Nupp "KALIBREERIMISE VALIK"

Lülitab "STANDARD" kalibreerimise sisse(tootja määratud) sisse lülitatud "USER"(kasutaja enda määratud kalibreerimisparameetrid). LED-tuli näitab valitud režiimi. Kui kalibreerimine on lõppenud, ilmub ekraanile sümbol. "00". Kui kalibreerimist pole tehtud, kuvatakse ekraanil «--» . See on võimalik ainult uue seadmega režiimis "USER". Kalibreerimine STANDARD valmistanud instrumendi tootja enne saatmist. enda kalibreerimine "USER" saab teha iga kasutaja ja mõlemad kalibreerimisväärtused salvestatakse instrumendi mällu, kuni need uuesti kalibreeritakse.

• Nupp "CALIBRATION"

See nupp teostab ise kalibreerimise. "USER". Kalibreerimine tuleb läbi viia vähemalt kolme kalibreerimislahusega. Kui kalibreerimisväärtusi on vähem, loeb seade kalibreerimise mittetäielikuks. Kuni kalibreerimise lõpetamiseni vilguvad ekraanil kalibreerimiseks pakutud väärtused järjest.

Anname nõu– teostada kalibreerimine vahemikus, mis hõlmab kogu teostatud mõõtmisvahemiku spektrit (kalibreerimine tuleks läbi viia võimalikult kiiresti suur kogus katseklaasid, mille optilise tiheduse väärtused on mõõdetud vahemikus ühtlaselt jaotunud).

Instrumendi mikroprotsessor juhib oma kalibreerimise protsessi "USER", mis säilivad ka pärast seadme väljalülitamist.

Seadme tagaküljel on kaks sisendit. Üks sisend võrguadapteriga ühendamiseks, teine ​​arvutiga ühendamiseks (kalibreerimiseks STANDARD). See sisend on ainult tootja jaoks.

Instrumentide tarkvara

Seadme tarkvara võimaldab valida vajaliku mõõtmisvahemiku. Mõõtmine toimub toru automaatse pöörlemise ajal, mis vähendab mõõtmisviga toru ebaühtlase seina paksuse korral ja ekraan näitab üksikute väärtuste aritmeetilist keskmist McFarlandi ühikutes.

Tehnilised andmed

Teave: hälve viitab vastava kalibreerimislahusega määratud kalibreerimispunkti väärtusele.

Teave: seade peab olema märgistatud CE-märgisega

Tähelepanu

Mõõtmiseks on kõige parem kasutada katseklaase, mille jaoks seade on režiimis kalibreeritud STANDARD(kat. nr 50001530). Seade võimaldab kasutada 15-18 mm (max 18,5 mm) läbimõõduga katseklaase.

Kalibreerimine

Seadme kalibreerimine on vajalik ainult PLIVA-Lahema Diagnosticsi tarnitavatest erinevat tüüpi torude vahetamisel või kalibreerimise tühistamisel. AT sel juhul režiim on valitud "USER".

a) Kasutatavatel katseklaasidel peavad olema järgmised parameetrid:

• Tootja deklareeritud standardsuurus
• Materjal - klaas või läbipaistev plastik
• Läbimõõt - min. 15 mm, max. 18,5 mm (kaasa arvatud kõrvalekalded)

b) Valmistage Escherichia coli suspensiooni konkreetne kontsentratsioon, mis vastab vähemalt kolmele valitud McFarlandi väärtusele (nt 0,5, 1,0, 3,0) vastavalt tabelile

c) Mõõtke optiline tihedus spektrofotomeetril lainepikkusel 540 mm ja teepikkusel 10 mm.

Kalibreerimise järjekord:

Kasutaja poolt uue kalibreerimise sisestamiseks on vaja kalibreerida vähemalt kolm kalibreerimispunkti. Soovitame teil järgida ülaltoodud kalibreerimisreegleid (nupu kirjeldus "CALIBRATION").

a) Ühendage seade vooluvõrku.

b) Lülitage seade nupuga sisse "SISSE VÄLJA" esipaneelil.

c) Kalibreerimise alustamiseks vajutage nuppu "CALIBRATION". Ekraanil kuvatakse väärtus 0,0 McF, mis vastab põhilahuse optilisele tihedusele (destilleeritud vesi või soolalahus), mida kasutatakse bakterisuspensiooni valmistamiseks.

d) Kui kasutaja ei soovi seda väärtust kalibreerimiseks kasutada, vajutage lühidalt nuppu "CALIBRATION" liigub edasi järgmisele kalibreerimisväärtusele. Järgmised kalibreerimisväärtused on 0,5 McF, seejärel 1,0 McF, seejärel sammuga 1 McF kuni 15 McF. Saadaval on 8 kalibreerimisväärtust, arvestamata 0 McF ja 15 McF. Kui kasutaja edastab 8 väärtust - seade soovitab väärtust 15 McF, olenemata sellest, milline väärtus peaks omakorda olema.

e) Kui kasutaja sisestab seadmesse katseklaasi valitud väärtusele vastava kalibreerimislahusega, mõõdab seade hägusust ja kinnitab selle valitud väärtusele. Mõõtmise ajal ei kuvata ekraanil andmeid. Pärast mõõtmist kuvatakse see väärtus uuesti ekraanil ja kui kalibreerimine viidi läbi vähem kui kolmes punktis, ei vilgu. Pärast viaali eemaldamist soovitab instrument kalibreerimiseks teist väärtust.

f) Jätkake protsessi punktist b) punktini c), kuni pakutakse viimast kalibreerimisväärtust, mille väärtus on 15 McF, kui kasutaja ei soovi kalibreerimist varem lõpule viia.

g) Kalibreerimise saab igal ajal lõpetada, hoides nuppu all "CALIBRATION" kuni ekraanile ilmub sümbol «--» või "8.8." Kui on mõõdetud vähemalt kolm väärtust, loetakse kalibreerimine kehtivaks ja kalibreerimiskõver arvutatakse uuesti. Arvutamise ajal näitab instrument "8.8." Pärast ümberarvutamise lõpetamist ja uue kalibreerimiskõvera arvutamist naaseb seade mõõtmisrežiimi ja ekraanile kuvatakse sümbol "00" . Kui vähemalt kolm punkti pole mõõdetud, kuvatakse ekraanil sümbol «--» ja seade naaseb mõõtmisrežiimi ilma eelnevalt seadistatud kalibreerimist muutmata. Kui kalibreerimisel mõõdetakse kolm proovi ja kasutaja soovib kalibreerimise tühistada, siis tuleb vajutada nuppu. "SISSE VÄLJA" mis lülitab seadme välja.

Mõõtmine

1) Ühendage seade vooluvõrku.

2) Lülitage seade nupu abil sisse "SISSE VÄLJA" esipaneelil.

3) Nupuga "KALIBREERIMISE VALIK" valige vajalik mõõtmisrežiim STANDARD või "USER".

4) Sisestage bakterisuspensiooni toru, mida soovite mõõta, ja lugege väärtust ekraanilt.

5) Lülitage seade nupu abil välja "SISSE VÄLJA" esipaneelil.

Hoiatus:
Suspensiooni minimaalne maht mõõtmiseks kaasasolevates katseklaasides on 2 ml. Seadme konstruktsioon võimaldab kasutada ainult ümara põhjaga katseklaase.

Hoolitsemine

Seade ei vaja erilist hoolt ja hooldust. Mõõtmise ajal olge ettevaatlik, et vedelikku ei satuks mõõteavasse, kuna see võib põhjustada seadme optika saastumist ja mõõtmiste moonutamist või seadme kahjustamist. Kui seadet mõnda aega ei kasutata, on soovitatav kaitsta seadme mõõteava tolmu ja vedeliku sissetungimise eest. Soovitatav on kontrollida instrumendi kalibreerimist kord aastas, kasutades värskelt valmistatud baariumsulfaadi standardite seeriat 0,5–5,0 McFarland.

MIKROBIOLOOGIAS KASUTUSEL JÄLGIGE NAKKUSLIKU MATERJALIGA TÖÖTAMISE PÕHIMÕTEID!

Garantiiperiood: 24 kuud alates kliendile üleandmise kuupäevast

Garantii ja garantiijärgne teenindus

Kui avastatakse defekt, tagastage seade tarnijale. Kui seade on saastunud bakterisuspensiooni või muuga ohtlik aine, puhastage või desinfitseerige see enne teeninduskeskusesse saatmist.

McFarlandi hägususstandardit (baariumsulfaati) kasutatakse spetsiifilise hägususega bakterisuspensiooni valmistamisel.

McFarlandi (McF) hägususstandardi ettevalmistamine:

Valmistage lahendused:

• BaCl 2 x 2H 2 O - 1%
• H2SO4 - 1%

Valmistage ette sama läbimõõduga katseklaasid, mida kasutatakse bakterisuspensioonide valmistamiseks.

Lisage tabelis 1 näidatud lahused näidatud kogustes, et saada kogumaht 10 ml, BaSO 4 sade koos loksutamisega tekitab bakterisuspensioonide hindamiseks vajaliku hägususe.

Sulgege torud hoolikalt.

Standardne stabiilsus McF (baariumsulfaat) – 6 kuud, kui seda hoitakse pimedas.

Enne bakterisuspensiooni valmistamist loksutage hoolikalt McF standardtorusid, et tekiks homogeenne hägusus. Võrrelge visuaalselt bakterisuspensiooni hägusust kavandatud McF-i standardtuubi hägususega (või hägususele kõige lähemal olevate katsutite, st bakterisuspensiooni valmistamiseks, milles on 6x108 mikroobikeha / ml, võrrelge neid McF-i katsutitega nr 1, 2, 3, jne) .

KESKKONNAOBJEKTIDE ANALÜÜSI TURBIDIMEETRILISED JA NEHELOMEETRILISED MEETODID

Sissejuhatus

Analüütilises keemias kohtab sageli ainete väikeste koguste (jälgede) määramist. Näiteks puhaste metallide lisandite sisaldus arvutatakse protsendi tuhandikes. Sellise ainekoguse sisaldust ei saa keemiliste meetoditega määrata, sellistel juhtudel on vaja kasutada optilisi analüüsimeetodeid. Levinuim on absorptsioonianalüüs, mida saab teha spektrofotomeetria, fotokolorimeetria ja kolorimeetria abil.

Optilised meetodid hõlmavad turbodimeetriat ja nefelomeetriat - analüüs põhineb kiirgusenergia neeldumisel ja hajumisel analüüdi hõljuvate osakeste poolt, samuti fluoromeetria - põhineb sekundaarse kiirguse mõõtmisel, mis tekib kiirgusenergia interaktsioonist analüüsitava ühendiga. , jne.

Minu kursusetöö on pühendunud teoreetilised alused turbidimeetria ja nefelomeetria ja nende praktilise rakendamise objektianalüüsis keskkond.

Peatükk 1. NEHELOMEETRIA JA TURBIDIMETRIA

Nefelomeetrilisi ja turbidimeetrilisi meetodeid kasutatakse suspensioonide, emulsioonide, erinevate suspensioonide ja muude häguste keskkondade analüüsimiseks. Sellist keskkonda läbiva valgusvihu intensiivsus väheneb heljuvate osakeste valguse hajumise ja neeldumise tõttu.

Nefelomeetriline kontsentratsiooni määramise meetod põhineb hõljuvate osakeste poolt hajutatud valguse intensiivsuse mõõtmisel. Hajutatud valguse intensiivsus järgib Rayleighi seadust:

kus I n ja I 0 on hajuva ja langeva valguse intensiivsused; n 1 ja n 2 - osakeste ja keskkonna murdumisnäitajad; N on valgust hajutavate osakeste koguarv; x on ühe osakese maht; l on langeva valguse lainepikkus; r on kaugus hajutatud valguse vastuvõtjast; c on langeva ja hajutatud valguse vaheline nurk. Nefelomeetrilise määramise tingimustes jääb hulk suurusi konstantseks ja võrrand (V.1) muutub

Tegur 1/n 4 näitab hajutatud valguse intensiivsuse kiiret suurenemist langeva valguse lainepikkuse vähenemisega. Kuna punane tuli hajutab vähem kui ükski teine ​​tuli, siis kui muud tegurid on võrdsed, on erinevad signaaltuled (stopptuled, märgutuled jne) punased.

Tõsine raskus nefelomeetria praktikas on see, et hajutatud valguse intensiivsus sõltub osakeste mahust. Suur tähtsus sellega seoses omandab suspensiooni valmistamise meetodi ühtlustamine - kontsentratsiooni- ja temperatuuritingimuste range järgimine, lahuste segamise järjekord ja kiirus, kaitsekolloidide kasutuselevõtt jne. range järgimine Nendes tingimustes saadakse ligikaudu samad suspensiooniosakeste mahud ja nende suurust reprodutseeritakse katsest katsesse üsna rahuldavalt.

Kontsentratsiooni saab väljendada osakeste arvuna ruumalaühiku kohta:

kus V on suspensiooni maht; N A – Avogadro konstant.

Asendades (V.3) väärtusega (V.2), saame:

Konstandil V, x, l, on võrrand (V.4) järgmine:

Võrrand (V.6) näitab, et hajutatud valguse intensiivsuse ja langeva valguse intensiivsuse suhe on võrdeline hõljuvate osakeste kontsentratsiooniga. Kalibreerimisgraafik koordinaatides I n /I 0 C funktsioonina on lineaarne. Sellegipoolest võib mõnikord leida soovituse koostada kalibreerimisgraafik koordinaatides Dapp - C, kus Dapp on nn suhteline või näiv optiline tihedus, arvutatuna Dapp = -lg (I n / I 0) Selline soovitus on antud näiteks mõne nefelomeetri (NFM jne) tehasekirjeldustes.

(V.6) järeldub, et

need. Dapp väheneb kontsentratsiooni suurenemisega, mis on täiesti arusaadav, kuna kontsentratsiooni suurenemisega suureneb hajuvate osakeste arv ja hajutatud valguse intensiivsus.

Vastavalt võrrandile (V.7) on graafik koordinaatides D app - lg C lineaarne, erinevalt graafikust koordinaatides D app - C.

Turbidimeetrilised meetodid põhinevad analüüsitud suspensiooni läbinud valguse intensiivsuse mõõtmisel. Piisava lahjenduse korral järgib läbiva valguse intensiivsus võrrandit

kus l on kihi paksus ja k nimetatakse mõnikord lahuse molaarseks hägususteguriks.

Turbidimeetria kasutab lahuse fotomeetrias tavaliselt kasutatavaid tehnikaid ja instrumente, kõige sagedamini kalibreerimiskõvera meetodit. Samuti on teada mitmed turbidimeetrilised tiitrimismeetodid. Turbidimeetrilised määratlused tavaliselt tehakse fotoelektriliste kolorimeetrite-nefelomeetrite abil (FEK-56-2, FEK-60 jne).

Nefelomeetriliste ja turbidimeetriliste meetodite peamine eelis on nende kõrge tundlikkus, mis on eriti väärtuslik elementide või ioonide puhul, mille puhul värvireaktsioonid puuduvad. Praktikas näiteks kloriidi ja sulfaadi nefelomeetriline määramine looduslikud veed ja sarnased objektid. Täpsuse poolest jäävad hägusus ja nefelomeetria fotomeetrilistele meetoditele alla, mis on peamiselt tingitud raskustest saada sama suurusega osakesi, stabiilsust ajas jne suspensiooni omadustega.

Peatükk 2. Hägususe mõõtmise teooria ja praktika. Turbidimeetria ja nefelomeetria

2.1 Hägususe mõõtmise ajaloost

Praktilised katsed hägusust kvantifitseerida pärinevad aastast 1900, mil Whipple ja Jackson töötasid välja suspensioonistandardi, mis sisaldas destilleeritud vees 1000 miljondikosa (ppm) diatomiitmulda. Selle suspensiooni lahjendamine võimaldas luua nn "ränidioksiid" hägususe skaala, mis põhines mitmetel standardsetel suspensioonidel tollaste hägususmõõturite kalibreerimiseks.

Jackson kasutas seda skaalat tollal olemasoleva diafanomeetri instrumendiga töötamiseks ja lõi nn Jacksoni küünla turbidimeeter. See koosnes spetsiaalsest küünlast ja lamedapõhjalisest kolvist. Jackson kalibreeris selle ppm ühikutes suspendeeritud ränidioksiidi hägususe suhtes. Hägususe määramiseks valati proov aeglaselt kolbi, kuni ülalt vaadeldav leegi kujutis muutus vormituks kumaks (joonis 1).

Riis. 1. Küünla hägususmõõtur Jackson

Kujutise väljasuremine leidis aset, kui hajutatud valguse intensiivsust võrreldi läbiva valguse intensiivsusega. Seejärel muudeti vedeliku kõrgus kolvis ränidioksiidi skaala ühikuteks ja hägusus määrati Jacksoni hägususühikutes (JTU). Stabiilse standardite koostise saavutamine oli aga keeruline, kuna need valmistati erinevatest looduslikest materjalidest - täidlasemast savist, kaoliinist, põhjasetetest.

2.2 Nefelomeetria kui hägususe mõõtmise meetod

Aja jooksul on väga peeneid suspensioone sisaldavate proovide madalate hägususväärtuste täpne määramine nõudnud hägususte mõõtjate jõudlust. Jacksoni põlemishägususmõõtur oli tõsiselt piiratud, kuna seda ei saanud kasutada hägususe määramiseks alla 25 JTU. Hägusust oli väga raske täpselt määrata ja väljasuremispunkti määramine sõltus suuresti inimesest. Lisaks, kuna Jacksoni aparaadi valgusallikaks oli küünlaleek, oli langev valgus enamasti spektri pika lainepikkuse piirkonnas, kus väikeste osakeste hajumine ei ole efektiivne. Sel põhjusel ei olnud seade väga peente osakeste suspensioonide suhtes tundlik. (Peened ränidioksiidi osakesed ei kustutanud Jacksoni leegi hägususmõõturis leegi kujutist.) Mustade osakeste, näiteks tahma tekitatud hägusust ei saa leegi hägususmõõturiga määrata, kuna selliste osakeste valguse neeldumine on palju suurem kui hajumine. et vaateväli muutus mustaks enne väljasuremispunkti saavutamist.

Täiustatud valgusallikate ja võrdlustehnikatega on välja töötatud mitmeid ekstinktsiooni hägususmõõtureid, kuid inimlik viga on toonud kaasa täpsuse puudumise. Fotodetektorid on tundlikud vähimagi valguse intensiivsuse muutuse suhtes. Neid on laialdaselt kasutatud fikseeritud mahuga proovi läbiva valguse sumbumise mõõtmiseks. Seadmed olid varustatud teatud tingimused palju suurema täpsusega, kuid siiski ei suutnud määrata suurt või ülimadalat hägusust. Madala hajumisastme korral on ühes punktis mõõdetud läbiva valguse intensiivsuse muutus nii väike, et seda ei tuvasta praktiliselt mitte miski. Tavaliselt kadus signaal lihtsalt müras elektroonilised osad. Kõrgete kontsentratsioonide korral suhtles mitmekordne hajumine lihtsa hajutamisega.

Probleemi lahenduseks on määrata langeva valguse suhtes nurga all hajutatud valguse hulk ja seejärel seostada nurga all hajutatud valguse hulk proovi tegeliku hägususega. Arvatakse, et 90° nurk tagab osakeste hajumise suhtes suurima tundlikkuse. Enamik tänapäevaseid instrumente mõõdab 90° hajumist (joonis 2). Selliseid instrumente nimetatakse nefelomeetriteks või nefelomeetrilisteks turbidimeetriteks, et eristada neid tavapärastest hägususmõõturitest, mis mõõdavad läbiva ja neeldunud valguse hulga suhet.

Riis. 2. Nefelomeetrilistel mõõtmistel määratakse hägusus valguse abil, mis on hajutatud 90 ° nurga all.

Tänu oma tundlikkusele, täpsusele ja rakendatavusele paljudes osakeste suurustes ja kontsentratsioonides on nefelomeeter tunnistatud standardmeetodites eelistatud hägususe mõõtmiseks. Nefelomeetrilised hägususühikud (NTU) on muutunud ka eelistatud hägususühikuteks. USA Keskkonnakaitseagentuuri avaldatud meetodites keemiline analüüs vesi ja reovesi, defineerib nefelomeetriline meetod ka nefelomeetria kui hägususe määramise meetodit.

2.3 Kaasaegsed hägususmõõturid

Kuigi nüüdseks on välja töötatud palju meetodeid vees leiduvate saasteainete tuvastamiseks, on hägususe määramine siiski oluline, sest hägusus on lihtne ja vaieldamatu veekvaliteedi muutuse näitaja. Hägususe järsk muutus võib viidata täiendavale saasteallikale (bioloogiline, orgaaniline või anorgaaniline) või anda märku probleemidest veepuhastusprotsessis.

Kaasaegsed instrumendid peavad määrama väga suure kuni äärmise madala hägususe erinevatest proovides, mille osakeste suurus ja koostis on erinevad. Seadme võime määrata hägusust laias vahemikus sõltub seadme konstruktsioonist. Selles jaotises käsitletakse nefelomeetri kolme põhikomponenti (valgusallikas, hajuva valguse detektor ja optiline geomeetria) ja seda, kuidas nende komponentide erinevused mõjutavad seadme hägususe määramist. Enamik mõõtmisi tehakse vahemikus 1NTU ja alla selle. Selleks on seadme stabiilne töö, väike kogus kõrvalist valgust ja suurepärane tundlikkus.

Valgusallikad nefelomeetrites

Praegu kasutatakse hägususmõõturites erinevaid valgusallikaid, kuid levinuim on hõõglamp. Nendel lampidel on lai valik Need on lihtsad, odavad ja usaldusväärsed. Lambi valgust kvantifitseeritakse selle värvitemperatuuri järgi, mis peab olema täiuslikult mustal korpusel, et sama värvi hõõguda. Valge soojuse värvustemperatuur ja sellest tulenevalt ka lambi kiirgusspekter sõltub lambile rakendatavast pingest. Stabiilse valge lambi jaoks on vaja hästi reguleeritud toiteallikat.

Juhtudel, kui proov sisaldab sama tüüpi osakesi või kui on vaja teadaolevate omadustega valgusallikat, võib nefelomeetria jaoks kasutada monokromaatilist valgusallikat. Selline valgus kiirgab näiteks LED-i. LED kiirgab väga kitsas spektripiirkonnas võrreldes valge kuuma hõõgniidiga. Kuna LED-id on nähtavas piirkonnas tõhusamad kui hõõglambid, vajavad nad sama intensiivsusega valguse tekitamiseks vähem energiat. Kitsa spektraalreaktsiooniga valgusallikate kasutamine laieneb. Muid valgusallikaid, nagu laserid, elavhõbedalambid ja lambi ja filtri kombinatsioonid, kasutatakse nefelomeetrias harva.

Detektorid

Pärast seda, kui nõutavate omadustega valgus interakteerub prooviga, tuleb tulemus registreerida detektori abil. Kaasaegsetes nefelomeetrites kasutatakse nelja tüüpi detektoreid: fotokordisti toru (PMT), vaakumfotodiood, ränifotodiood ja kaadmiumsulfiidil põhinev fotoelement (fototakisti).

Detektorite tundlikkus on erinevates lainepikkuste vahemikes erinev. Nefelomeetrites kasutatavatel fotokordistidel on spektri tundlikkuse tipp spektri sinises piirkonnas ja ultraviolettkiirguse lähedal.

Hea stabiilsuse tagamiseks vajavad need stabiliseeritud kõrgepingeallikat. Vaakumfotodioodil on sarnane spektraalne reaktsioon, kuid see on stabiilsem kui fotokordisti toru.

2.4 Nefelomeetrite optiline geomeetria

Kolmas komponent, mis mõjutab nefelomeetri näitude kvaliteeti, on optiline geomeetria, mis hõlmab seadme disaini parameetreid, nagu näiteks hajutatud valguse tuvastamise nurk. Nagu on selgitatud hajumise teooria osas, põhjustavad erinevused osakeste struktuuris erinevat nurkhajumisi intensiivsust.

Peaaegu kõigi vee- ja reoveeanalüüsis kasutatavate nefelomeetrite analüüsinurk on 90°.

Lisaks sellele, et õige nurk on osakeste suuruse muutuste suhtes vähem tundlik, tagab see lihtsa optilise süsteemi vähese hajuva valgusega.

Disaini parameeter, mis määrab nii seadme tundlikkuse kui ka lineaarsuse, on optilise tee pikkus.

Optilise tee suurenemisega tundlikkus suureneb, kuid mitmekordse hajumise ja neeldumise tõttu näitude lineaarsuse arvelt.

Ja vastupidi, optilise tee pikkuse vähenemisega lineaarsus suureneb, kuid seadme tundlikkus väheneb madalate kontsentratsioonide piirkonnas (probleemi saab lahendada optilise tee muutuva pikkusega).

Lühike optiline tee suurendab ka kokkupuudet hajuva valgusega. USEPA ja ISO nõuavad, et optilise tee pikkus ei ületaks 10 cm (hõõgniit detektorini).

HACH's ratio™ hägususmõõturid kasutavad maksimaalse stabiilsuse saavutamiseks optiliste seadmete kombinatsiooni: 90° detektor, läbiva valguse kombinatsioon, edasi- ja tagasihajumise detektorid ning ainult IR-peeglid.

Lisateabe saamiseks vaadake selle artikli jaotist Suhe ™ hägususmõõturid.

2.5 Hägususe määramise praktilised aspektid

2.5.1 Hägususmõõturite kalibreerimine ja kalibreerimise kontrollimine

Hägususmõõturi (nefelomeetri) kalibreerimise ja kalibreerimise kontrollimise protsess madala hägususe vahemikus on väga tundlik nii meetodi kui ka keskkonna suhtes. Kui mõõdetud hägususe tase langeb 1 NTU-ni, võivad mullidest ja saastumisest tulenevad häired, millel on kõrgel hägusustasemel vähe mõju, viia positiivsete vigade ja valede testitulemusteni.

Korrelatsiooni hägususe ja nefelomeetrilise valguse hajumise vahel kirjeldab hästi lineaarne seos vahemikus 0, 012 kuni 40, 0 NTU. See sõltuvus hõlmab ka äärmiselt madalate hägususväärtuste piirkonda 0,012 kuni 1,0 NTU. Puhta vee hägusus on suurusjärgus 0,012 NTU, mis võimaldab saavutada madalamaid väärtusi kasutades vesilahused võimatu. Lineaarne seos võimaldab kasutada ühte kalibreerimispunkti kogu vahemikus 0,012 kuni 40,0 NTU. On hädavajalik, et standardid koostatakse suure täpsusega.

Kõrge kalibreerimistäpsuse saavutamiseks selles lineaarses vahemikus kasutavad enamik HACH hägususmõõtureid 20,0 NTU formasiinstandardit. See kontsentratsioon valiti, kuna:

1. Sellist standardit on lihtne täpselt valmistada tööstuslikust kontsentreeritud standardist;

2. See standard püsib piisavalt kaua stabiilsena, et tagada kalibreerimise täpsus;

3. Selle standardi kontsentratsioon on lineaarse vahemiku keskel;

4. Saaste- ja mullivead mõjutavad kalibreerimise täpsust 20 NTU juures vähem kui kalibreerimisstandardi madalate hägususväärtuste korral. Tubidimeetrit ei ole vaja ülimadala hägususe standardite abil kalibreerida, kuid oluline on kinnitada näitude täpsust ja lineaarsust madalas otsas. Mõõtevahemiku alumises otsas instrumendi jõudluse kontrollimiseks kasutatakse ülimadala hägususega kalibreerimisstandardeid.

Stabiliseeritud Formazin StabCal™ hägususstandardid valmistatakse ette madala hägususega, et neid saaks kasutada kalibreerimise kontrollimiseks mõõtevahemiku alumises otsas. Need standardid koostatakse ja pakendatakse hoolikalt kontrollitud tingimustes, et tagada suurim võimalik täpsus. Lisaks on standardid hoolikalt pakendatud, et minimeerida välistest allikatest pärinevat saastumist.

Sellised erakorralised meetmed on vajalikud kalibreerimise kõige täpsema kontrolli saavutamiseks madala hägususe vahemikus. Üksik tolmuosake võib põhjustada piigi üle 0,030 NTU. See võib kaasa tuua rohkem kui 10 protsendi suuruse vea.

2.5.2 Hajuva valguse probleem hägususe määramisel

Kõrvaline valgus on madala hägususe määramisel oluliste vigade allikas. Kõrvaline valgus siseneb optilisse süsteemi, kuid ei pärine proovist. Seade reageerib võrdselt nii proovi poolt hajutatud valgusele kui ka kõrvaliste allikate valgusele.

Kõrvalist valgust tuleb erinevatest allikatest: kriimustatud või ebatäiuslike seintega mõõteelemendid, töötlemiskambri sisesed peegeldused, lahknevat valgust väljastav lamp, läätsed ja vähesel määral ka elektroonikast. Seadme disainis on kasutatud ainult IR-kiirgust peegeldavaid läätsi, pilusid, peegleid ja erinevaid valguslõkse, et vähendada kõrvalise valguse mõju. Siiski on kõrvalvalguse allikas, mida ei saa struktuurselt kõrvaldada - see on tolm, mis siseneb mõõtekambrisse, seadme töökambrisse. Aja jooksul suureneb hajuva valguse hulk hägususes, kuna tolmu saastumine suurendab valguse hajumist. Üldiselt on tööstuslikes hägususmõõturites vähem hajuvat valgust, kuna nende konstruktsioonis puudub mõõtelahter.

Erinevalt spektrofotomeetriast ei saa hajutatud valguse säritust lähtestada. Mõned tootjad soovitavad kasutajal asetada mõõtekambrisse "nullhägususega" veeproov ja mõõteseade näidu reguleerimise teel nullida. Selle protseduuri läbiviimine jätab hägususe määramisel välja mitmed olulised aspektid. Esiteks, vees, isegi läbi parimate filtrite filtreerituna, on osakesed alati olemas. Lisaks hajutavad veemolekulid ise valgust. Molekulaarne hajumine ja väikeste osakeste olemasolu soodustavad mis tahes vesiproovi hägusust. Kui proov asetatakse 1-tollisse ümmargusse kambrisse, on madalaim mõõdetud hägusus vahemikus 0,010–0,015 NTU, olenevalt kasutatavast optilisest süsteemist. Mõõteelement ise mängib üsna keerukat rolli, hajutades valgust kriimustustele ja pinna ebatäiuslikkusele ning mõjutades langevat kiirt. Mõõteelement võib aidata ka kiiret fokuseerida, mis omakorda vähendab hajuva valguse hulka. Teine oluline tegur on muutujate kogum, mis sisestatakse mitme lahtri kasutamisel. Teisel mõõtelahtril võib (ja tõenäoliselt on) olla täiesti erinev hajumine kui sellel, mida kasutati instrumendi nullimiseks. Kõiki neid kaalutlusi instrumendi nullimisel eiratakse. Märkimisväärset osa mõõdetud väärtusest ei võeta arvesse eeldusel, et see viitab puhtale veele, kuigi tegelikkuses on pilt palju keerulisem. Sel juhul toimub ülekorrektsioon ja instrumendi näidud on ekslikult alahinnatud.

Hajuvalgust on hägususmeetris väga raske mõõta. Üks meetod on teadaoleva kontsentratsiooniga formatsiini vähese hägususega suspensiooni valmistamine. Proov lisatakse ettevaatlikult ja kontsentreeritakse mitu korda, määrates pärast iga lisamist hägusust. Standardlisandite meetod määrab tõeline väärtus hägusus esialgses standardis. Mõõdetud väärtuse ja teoreetilise väärtuse erinevus vastab praktiliselt kõrvalise valguse hulgale. See hajuva valguse määramise meetod on äärmiselt keeruline ja nõuab maksimaalset puhtust ja täpset mõõtmistäpsust. Siiski see tõhus meetod hajuva valguse tuvastamine. Kui madalad hägususväärtused on olulised, tuleb määramisel arvestada hajutatud valgusega. Seda meetodit kasutades saate kõrvaldada kõrvalise valguse mõju mõõtmistele. Tabelis 1 on toodud HACH hägususe mõõturites arvutatud hajuva valguse väärtused.

Hajuvalguse vähendamiseks on mitu võimalust. Esimene on hoida instrument ja mõõteelemendid puhtad. Saastumise vähendamiseks tuleb instrumenti hoida puhtas, tolmuvabas keskkonnas. Seadet tuleb regulaarselt puhastada. Rakke tuleb põhjalikult puhastada nii väljast kui seest. Kui rakke ei kasutata, peavad need olema suletud, et vältida tolmu sissepääsu. Lisaks tuleb need väljast katta silikoonõliga, mis täidab väikesed kriimud, mis põhjustavad ka valguse hajumist.

Tabel 1. Kummalise valguse iseloomustus HACH hägususmõõturites

seade	Vahemik	Tähendus
	0 kuni 100, 0 kuni 1000 NTU
SS6/SS6SE
Ratio™ , Ratio™ XR	0 kuni 200, 0 kuni 2000 NTU
		< 0.008 NTU *
2100N/AN
2100 ANIS
2100NIS	0 kuni 10 000 NTU/FNU
Pocket Turbidimeter™

2.5.3 Äärmiselt madalate väärtuste määramine

Nefelomeetria põhiülesanne on äärmiselt madalate hägususväärtuste määramine. See on tavaliselt proovide hägususe määramine, mis on väiksem kui 1 NTU puhas vesi. Sellistes proovides ei ole lisandid palja silmaga nähtavad. Selline on näiteks joogivesi või pooljuhtide tootmises või elektrijaamades kasutatav vesi.

Madala hägususe väärtuste määramisel on kaks veaallikat: hajuv valgus (vt eespool) ja proovi saastumine osakestega. Võõrosakeste saastumine toob kaasa suure mõõtmisvea. Meetmed, mis aitavad reostusest tulenevat viga vähendada, on järgmised:

1. Mõõtelahtrid tuleb põhjalikult puhastada.

a) Peske rakku seebi ja deioniseeritud veega.

b) Kastke kohe 1:1 lahusesse vesinikkloriidhappest ja hoidke vähemalt tund aega. Samuti võite rakud asetada ultrahelivanni, et aidata eemaldada klaaspinnalt osakesi.

c) Seejärel loputage koheselt ultrafiltreeritud deioniseeritud veega (pöördosmoosfiltreerimine või läbi 0,2 µm filtri). Loputage vähemalt 15 korda.

d) Kohe pärast rakkude loputamist sulgege need, et vältida tolmu sattumist ja kuivamist rakkude sisemusse.

Mõõtelahtrite puhtuse hindamiseks tehke lihtne test. Täitke kamber ultrafiltreeritud deioniseeritud veega. Lase paar minutit seista. Poleerige rakk silikoonõliga ja määrake hägusus. Pärast seda asetage rakk 5 sekundiks ultrahelivanni. Poleerige uuesti ja määrake hägusus. Kui muutusi pole, võib lahtri puhtaks lugeda. Kui hägusus suureneb pärast ultraheliga kokkupuudet, sisaldavad siseseinad lisandeid, mis võivad proovi siseneda. Teine võimalus hinnata on mürataset. Ultrapuhta veega täidetud ülipuhtad rakud annavad väga ühtlase hägususe taseme alla 0,03 NTU.

2. Rakud peavad olema märgistatud.

Pärast rakkude puhastamist täitke need ultrafiltreeritud veega. Las ma seista. Et mullidest välja saada. Seejärel poleerige rakud räniõliga ja määrake hägususe väärtused rakkude erinevatel suundadel. Leidke suund, mis vähendab hägusust, ja märkige see. Mõõtmiste tegemiseks järgige seda suunda.

3. Eemaldage mullid.

Mikromullid võivad hägususe määramisel olla positiivse vea allikaks. Parim viis nendest vabanemiseks on lasta proovil mõni minut seista, et mullid saaksid tõusta. Kui proovi on vaja segada, keerake see mitu korda aeglaselt ümber. See segab proovi, ilma et proovisse tekiks õhumulle, mis mõjutavad mõõtmist.

Tõhus on ka proovide evakueerimine. Siiski tuleb jälgida, et vaakumpumbast pärit saaste proovi ei satuks. Mullide eemaldamiseks võib kasutada ultrahelivanni, kuid esmalt tuleb veenduda, et rakk on täiesti puhas. Samuti võib ultrahelivann põhjustada muutusi osakeste suuruses ja kujus või eraldada need seintelt, suurendades proovi hägusust.

4. Hoidke rakke poleeritud.

Välispinna poleerimine silikoonõliga aitab vältida osakeste kleepumist. Silikoonõli aitab vähendada ka hajuvat valgust, kuna see täidab väikesed kriimud, mis muidu valgust hajuksid.

5. Võimalusel kasutage ainult ühte lahtrit.

Ideaalis on kõigi proovide jaoks soovitatav kasutada puhast rakku. Paigaldades raku samasse suunda, kaob raku enda mõju ja saab täpselt võrrelda erinevate proovide hägusust. Kui vaja on mitut lahtrit, tuleb teha kohandusi. Parandusteks kasutage parimat lahtrit. Salvestage see madalaima hägususega proovide jaoks.

2.5.4 Turbidimeetri (nefelomeetri) täpsus madalas vahemikus

Madala hägususe vahemikus töötades on hädavajalik kontrollida hägususe analüsaatori täpsust. Nende hägususväärtustega tavapäraseid standardeid on raske valmistada ja need on stabiilsed väga lühikest aega.

Praegu on instrumendi täpsuse kontrollimiseks madalas vahemikus kaks meetodit. Lihtne hõlmab stabiliseeritud formasiinil põhinevate testistandardite kasutamist. Standardid on vahemikus 0,10 kuni 1,00 NTU. Need valmistatakse ette ja pakendatakse kõige rangemates tingimustes, et saavutada võimalikult suur täpsus. Üksikasjalikud juhised selgitada, kuidas standardit käsitleda, et instrumenti ja tehnikat madalas vahemikus õigesti ja täpselt iseloomustada. Teine viis instrumendi toimivuse hindamiseks madala hägususega piirkonnas on lahjendada uuritavat proovi teadaoleva koguse stabiilse standardiga. Sellise testi läbiviimiseks vajate järgmist:

ülimadala hägususega vesi, eelistatavalt puhastatud pöördosmoosi või filtreerimisega läbi 0,2 µm membraani

väga puhtad klaasnõud, sealhulgas üks kõrge optilise kvaliteediga mõõteelement

värskelt valmistatud formasiin hägususe standard 20,0 NTU

Täpne automaatne pipett, tüüp TenSette ® Pipet ® või samaväärne

Kasutades loetletud seadmeid, saab kasutaja määrata, kuidas instrument reageerib standardsetele lisadele. Allpool on näide testi läbiviimisest:

1. Asetage pipeti abil puhtasse mõõtekambrisse 25 ml pöördosmoosiga puhastatud vett. Lahter peab olema kuiv. Sulgege kast kohe.

2. Poleerige rakk ja asetage see ettevaatlikult hägususmõõturisse, jälgides suunda.

3. Oodake, kuni näidud muutuvad stabiilseks. Tavaliselt kulub mullide kerkimiseks 1–5 minutit

4. Salvestage näidud

5. Kasutades 0-1,0 ml TenSette® pipetti või samaväärset ja puhast tila, lisage 0,5 ml 20,0 NTU standardit. Standard tuleb enne kasutamist põhjalikult segada. Hägususe juurdekasv peaks olema 0,39 NTU.

6. Sulgege kamber ja pöörake sisu segamiseks õrnalt 10 korda ümber.

7. Poleerige rakk uuesti. Asetage hägususmõõturisse, jälgides orientatsiooni.

8. Oodake uuesti 1-5 minutit, et näidud stabiliseeruksid.

9. Salvestage näidud.

Etapis 9 saadud väärtuse ja 4. etapis saadud puhta vee hägususe väärtuse erinevus on instrumendi reaktsioon 20,0 NTU formasiini standardi lisamisele. Teoreetiliselt peaks hägusus muutuma (antud proovis) 0,39 NTU võrra Instrumendi reaktsiooni ja teoreetilise väärtuse vahe on instrumendi viga selles piirkonnas töötamisel. Suurem osa sellest veast tuleneb instrumendist ja mõõteelemendist tulenev hajuv valgus. Hägususe määramisel saab vea väärtuse lahutada. See protseduur töötab kuni: 1) kasutatud klaasnõud on põhjalikult pestud; 2) lisatud proov on värske (mitte rohkem kui 30 minutit); 3) lisand on valmistatud täpselt; 4) iga kord, kui kasutatakse sama lahtrit samas asendis; 5) seadme optika on puhas, seadet hoitakse puhtas ruumis; ja 6) proovi käitlemiseks kasutatakse sama lahtrit.

2.5.6 Definitsioon suured väärtused hägusus

Ülisuure hägususe määratlus on tavaliselt mõõtmine, mille puhul ei ole võimalik osakeste kontsentratsiooni nefelomeetrilise meetodiga määrata. 1-tollise prooviteega instrumentides hakkab nefelomeetrilise anduri signaal vähenema, kui hägusus jõuab 2000 NTU-ni. Alates sellest tasemest põhjustab hägususe suurenemine nefelomeetrilise detektori signaali vähenemist.

Kuid selliste proovide hägususe määramiseks on muid meetodeid: läbiva valguse, edasi- ja tagasihajumise abil. Läbiva valguse ja ettepoole hajutatud valguse hulk on pöördvõrdeline hägususe suurenemisega ja annab toredaid tulemusi kuni väärtuste suurusjärgus 4000 NTU. Hägususväärtuste puhul, mis on suuremad kui 4000 NTU (kasutades standardset 1-tollist lahtrit), on läbiva või ettepoole hajutatud valguse signaal nii väike, et see on võrreldav müratasemega, st. instrumentide müra muutub peamiseks häirete allikaks. Teisest küljest suureneb tagasihajumissignaal proportsionaalselt hägususe suurenemisega. Tagasihajutuse tuvastamine on osutunud tõhusaks hägususe määramisel vahemikus 1000–1000 NTU (ja rohkem). Alla 1000 NTU on tagasihajumisanduri signaal väga väike ja kaob instrumendimüra tõttu. Detektorite kombinatsiooniga on võimalik määrata hägusust minimaalsest ülikõrgeteni.

Ülikõrge hägususe määramist kasutatakse laialdaselt näiteks piima rasvasisalduse, selliste komponentide sisalduse kontrollimiseks nagu titaandioksiid värvides, muda kivimites, vesi reoveepuhastite tagasivoolusettes.

Ülisuure hägususe määramisel mõjutab mõõtelahter suuresti täpsust. Lahter ei ole täiesti ümmargune ja seina paksus ei ole konstantne. Need kaks tegurit mõjutavad oluliselt hägususe määramist ja eriti tagasihajumise määramist. Rakkude mõju vähendamiseks tuleb teha mitu mõõtmist erinevates rakkude orientatsioonides. Soovitatavad asendid on märgi suhtes 0, 90, 180 ja 270 kraadi. Mõõtmised tuleb läbi viia sama proovi ettevalmistamise protseduuriga. Mõõtmiste maksimaalse reprodutseeritavuse saavutamiseks tuleks pärast proovi segamist teha mõõtmisi korrapäraste ajavahemike järel. Saadud väärtused tuleb keskmistada ja keskmist väärtust võtta tõeliseks väärtuseks.

Protsessi juhtimiseks kasutatakse tavaliselt ülikõrge hägususe määramist. Kasutaja peab esmalt looma seose hägususe ja erinevaid tingimusi protsessi käik.

Sõltuvuse määramiseks proov lahjendatakse ja iga lahjenduse korral määratakse hägusus. Joonistage hägusus versus lahjendus. Lähendava sirge kalle näitab sõltuvuse olemust. Kui kalle on suur (suurem kui 1), on sobivus hea ja potentsiaalne segamine mõõtmistega on minimaalne. Kui kalle on väike (alla 0,1), siis on mõõtmist mõjutav müra. Sel juhul tuleks proovi lahjendada, kuni kalle hakkab suurenema.

Kui kalle on nullilähedane või negatiivne, on hägusus liiga suur või interferents liiga tugev. Proovi tuleks uuesti lahjendada.

Ülisuure hägususe määramisel võib värv olla suureks takistuseks. Võimalik lahendus värvihäirete korral lahjendab see proovi oluliselt. Alternatiivne viis on proovide neeldumisspektri paljastamine ja hägususe määramine nendel lainepikkustel, mida proov ei neela. Lainepikkuse 800...860 nm kasutamine on efektiivne, kuna enamik looduses leiduvaid värvilisi ühendeid neelavad sellel lainepikkusel valgust kergelt.

Võimalus määrata hägusust ülikõrges vahemikus annab lihtsa füüsikalise iseloomustuse suur hulk proovid ja protsessid.

Üldiselt on iga protsess ainulaadne ja proovi ja selle omaduste täpseks iseloomustamiseks turbidimeetriliste (nefelomeetriliste) mõõtmiste abil on vaja teha pingutusi.

2.5.7 Hägusus ja heljumid ( tahked osakesed)

Traditsiooniline heljumi analüüs lõpeb tavaliselt gravimeetriaga, mis on aeganõudev ja katsetehnika suhtes tundlik. Tavaliselt kulub analüüsi tegemiseks kaks kuni neli tundi. Seega, isegi kui probleem leitakse, on selle lahendamise aeg sageli juba kadunud. See toob kaasa kulukaid seisakuid ja remonditöid. Hägusust saab aga kasutada pikkade gravimeetriliste analüüside asendajana. Tuleb kindlaks teha suhe hägususe ja proovi tahkete ainete (hõljuvate ainete) kogusumma vahel. Sõltuvuse olemasolul saab hägususmõõturiga (hägususmõõturiga) kontrollida heljumi sisaldust ja saada kiiret tulemust. Hägususmõõturi kasutamine võimaldab lühendada tulemuse ooteaega tundidelt sekunditeks. Hägususe ja tahkete ainete summaarse seose määramiseks on välja töötatud protseduur. Selle sõltuvuse määramisel tehakse mõned eeldused.

· Proov ei sisalda hõljuvaid osakesi.

· Proov peab olema piisavalt vedel, et muutuda segamisel ühtlaseks ja seda saab hoolikalt lahjendada.

· Proov sisaldab samu tahkeid osakesi kui käideldavad proovid.

· Proovi koostis peab olema hästi teada.

· Sõltuvuse määramise protseduur peaks olema võimalikult lühike.

· Proovi tuleb lahjendamiseks või mõõtmiseks põhjalikult segada.

· Proovi ettevalmistamise ja mõõtmiste teostamise protseduur peaks olema sama nii seose uurimisel kui ka proovide uurimisel protsessi juhtimisel.

· Proovi temperatuur peab ühtima huvipakkuva protsessi temperatuuriga. Edaspidi peaksid kõikide proovide temperatuurid olema samad, nii hägususe määramisel kui ka proovide gravimeetriliseks analüüsiks filtreerimisel.

Sõltuvuse määramise protseduur on jagatud neljaks etapiks. Allpool on Lühike kirjeldus igaüks neist.

1. Proovi lahjendamine

Kogu võimaliku kuivainesisalduse vahemiku katmiseks on vaja mitut proovi lahjendamisetappi. Proovide lahjendamiseks tuleb kasutada nullhägususega vett. Mittevesilahustid peavad olema värvitud, ilma osakesteta, lahusti peab vastama keemilisele ja füüsikalised omadused proovid.

2. Proovi kuivainete üldsisalduse määramine igas lahjenduses.

3. Hägususe määramine igal lahjendusel

Määrake iga proovi hägusus. Kõigi proovide hägususe määramisel tuleb järgida sama protseduuri. Näiteks keerake iga näidist sama palju kordi, hoidke segamise ja lugemise vahet jne.

4. Hägususe ja gravimeetrilise analüüsi tulemuste vahelise seose määramine

Koostage vahel sõltuvusgraafik üldine sisu tahked ained ja hägusus. Korrelatsiooni leidmiseks kasutatakse vähimruutude meetodit (LSM). OLS on statistiline meetod sõltuvuste määramiseks. Korrelatsioonikoefitsient 0,9 või rohkem näitab hägususe ja kuivainete üldsisalduse vahelise leitud seose rakendatavust. Graafiku joonistades saate määrata leitud korrelatsiooni tundlikkuse. Mida järsem on kalle, seda suurem on hägususe mõõtmise tundlikkus ja parem sõltuvus kirjeldab tõelist näidist. Kirjeldatud protseduuri koopia (meetod 8366) on saadaval firmast Hach.

Peatükk 3. Kaasaegne varustus. Täiustatud hägusustehnikad: Ratio™ instrumendid. HACH hägususmõõturid

Riis. Joonis 3. Signaalisuhtel töötavate Hachi hägususmõõturite optiline paigutus.

HACH hägususmõõturite optiline paigutus

Signaalisuhte hägususmõõturite optiline disain on mitmete tehniliste kirjelduste võtmeelement. Nende hulka kuuluvad hea stabiilsus, lineaarsus, tundlikkus, vähene hajuv valgus ja värvitundlikkus. Joonisel 11 on kujutatud laboratoorsetes hägususmõõturites kasutatav optiline disain 2100N, 2100AN , 2100AN IS ja 2100N IS(sisse 2100N tagasihajumise detektor puudub). Instrument 2100P on ainult 90° detektor ja valgusdetektor. 2100NIS on ainult 90° detektor.

Hägususmõõturite tööpõhimõtte alus 2100N ja 2100AN peitub põhimõte proportsionaalne sõltuvus hajutatud valguse hulga ja aines hõljuvate osakeste hulga vahel. 2700 K juures töötava halogeenlambi valgust koguvad kolm polükarbonaatläätse. Polükarbonaat on vastupidav selle lambi tekitatud temperatuurimõjudele. Objektiivid on selliselt disainitud. Koguda võimalikult palju valgust ja projitseerida hõõgniidi kujutis mõõtelahtrisse. Sinine infrapunafilter nihutab vastavalt EPA nõuetele detektori tipptundlikkuse 400-600 nm piirkonda. AT 2100AN sinise IR-filtri asemel saab kvaasi-monokromaatilise valguse hägususe määramiseks kasutada interferentsvõre. Läätsede ja rakulõksu vahel olevad deflektorid hajutavad läätsede pinnale ja takistavad hajutatud valguse jõudmist detektorini. Igal järgmisel partitsioonil (v.a viimane) on väiksem vahe kui eelmisel. Viimasel deflektoril on suur auk, et valgusvihk ei saaks valgustada augu serva ja kõrvalist valgust ei paistaks.

Riis. 4. Valguse hajumise ja hägu seos.

Räni fotodioodid tuvastavad proovi läbiva ja proovi poolt hajutatud valguse hulga muutuse. Suur läbiva valguse detektor tuvastab proovi läbiva valguse hulga. Optiline neutraaltihedusfilter nõrgendab detektorit tabavat valgust. Filtrit ja detektorit pööratakse langeva valguse suhtes 45°, et vältida filtri ja detektori pinnalt peegelduste sattumist rakku. Ettepoole suunatud hajumise detektor tuvastab langeva kiire suuna suhtes 30° nurga all tekkiva hajutatud valguse intensiivsuse.

Kiire suuna suhtes 90° nurga all asuv detektor määrab valguse hajumise mööda langeva valguse normaaljoont. See detektor on paigaldatud väljapoole langeva kiire ja detektorite moodustatud tasapinda. Nurga all olev kinnitus ja täiendav ekraani stoppvalgusti on rakuseintelt hajutatud, kuid võimaldavad proovi hajutatud valguse läbimist. Detektori signaale töödeldakse matemaatiliselt ja hägususe väärtus tuletatakse suhte põhjal. AT 2100AN paigaldatakse neljas tagasihajumisdetektor, mis määrab nimisuuna suhtes 138° nurga all hajuva valguse intensiivsuse.

See detektor tajub väga häguste proovide poolt hajutatud valgust, kui teised detektorid ei anna enam lineaarset signaali. Selle detektori kasutamine laiendab mõõtmisvahemikku kuni 10 000 NTU-ni. Joonisel fig. 4 näitab seost valguse hajumise ja hägususe vahel, mis on määratud erinevate Hachi hägususe detektoritega.

Traditsioonilistes nefelomeetrites ja muudes optilistes instrumentides on lambid ja detektorid sageli peamised müra ja triivi allikad. Täiustatud detektori disaini kasutamine kõrvaldab mõned probleemid ja signaali suhte kasutamine kompenseerib lambi mõju. Hägususe väärtus tuletatakse nefelomeetrilise detektori signaali väärtuse ja edastatud valguse ja edasisuunas hajumise detektori signaalide kaalutud summa suhtest.

(Madala kuni mõõduka hägususe korral on ettepoole suunatud hajumise signaal tühine ja tulemus arvutatakse nefelomeetrilise detektori signaali ja edastatud valgusdetektori signaali suhtena.)

Signaalisuhe (millest on tuletatud seeria nimi – suhe) on võtmeelement, mis annab instrumentidele suurepärase stabiilsuse pika aja jooksul.

Lisaks lambi heleduse kõikumisele kompenseerib suhtarvu põhimõte optika saastumist ja hägustumist, samuti detektorite ja võimendite temperatuurikoefitsiente.

Signaalisuhtega töötav instrument on nii stabiilne, et seadme pidevat standardimist pole vaja.

Riis. Joonis 5. Instrumendi signaali sõltuvus osakeste kontsentratsioonist erineva optilise geomeetria korral

Kõrge hägususe korral üldised omadusedÜhekiire nefelomeetrite puhul muutub mittelineaarseks ja seade "pimestab", kuna valguse sumbumine on ülekaalus hajumise üle. See olukord vastab kõverale C joonisel fig. 13. Võib eeldada, et hajutatud ja läbiva valguse lihtsa suhte kasutamine laiendab lineaarse seose pindala, kuna valgus liigub proovi sees enam-vähem samale kaugusele ja peaks sama palju nõrgendama. värvilise proovi puhul. Suure hägususe korral läbib valgus aga mitmekordset hajumist. Mitmekordne hajumine lühendab nefelomeetrilise anduri poolt kogutava valguse läbitavat vahemaad ja suurendab proovis valguse läbimise kaugust. Selle tulemusena on läbiv valgus pigem nõrgenenud kui külgedele hajutatud. Selle tulemusena hindab seade näitu üle (joon A joonisel 5).

Riis. 6. Kõrvalised valgusallikad hägususmõõturis

Hägususmeetrites 2100N, 2100AN ja 2100 ANIS näitude lineariseerimiseks suure hägususe korral kasutati ettepoole hajumise detektorit. Selle detektori signaali väärtus on suhte nimetajas. Madala hägususe väärtuste korral on selle signaal väike ega mõjuta tulemust. Kell kõrged väärtused hägususe korral suureneb edasisuunalise hajumise detektori signaal ja kompenseerib läbiva valguse sumbumist, mille tulemusena vastavad instrumendi näidud joonisel fig. 13. Eessuunalise hajumise detektori paigaldusnurga ja parandusväärtuse õige valiku korral on instrumendi näidud lineaarsed laias vahemikus, mis on vajalik näitude koheseks kuvamiseks NTU ühikutes.

Joonis 7. Tasapinnaväline detektori paigutus ratio™ hägususmõõturites vähendab hajuva valguse kokkupuudet.

HACH hägususmõõturi algoritmid

HACH hägususmõõturitel on tulemuse arvutamiseks erinevad algoritmid: kasutades signaalide suhet ja ilma suhet kasutamata (viimaste mudelite algoritmid on toodud). Algoritme kirjeldatakse järgmistes osades.

Signaalisuhte algoritm – Ratio ™ hägusus (Four Point Ratio ™ hägusus *)

Hägususe väärtus arvutatakse järgmise valemi abil:

T = I 90 / (d 0 * I t + d 1 * I fs + d 2 * I bs + d 3 * I 90),

kus T on hägusus NT ühikutes d 1 , d 2 , d 3 , d 4 on kalibreerimistegurid I 90 on nefelomeetrilise detektori vool I t on läbiva valguse detektori vool I fs on edasisuunas hajumise detektori vool I bs on tagasihajumisdetektori vool * U.S. Patent 5 506 679.

Optilisel disainil ja signaalisuhte süsteemil on mitmeid eeliseid.

1. Tavalistes nefelomeetrites, nagu ka teistes optilistes instrumentides, on lambid ja detektorid peamised müra ja triivi allikad. Täiustatud ränifotodetektorite kasutamine kõrvaldab detektoriprobleemid. Suhtarvude kallal töötamine kompenseerib selliseid mõjusid nagu klaasi hägustumine ja optika tolmustumine, detektorite ja võimendite temperatuurisõltuvus. Tänu sellele, et seade on stabiilne pikka aega, pole instrumendi regulaarne kalibreerimine vajalik.

2. Varjestussüsteem tagab nefelomeetrilise detektori suurepärase isolatsiooni hajuva valguse eest, mis võimaldab madala hägususega proovidega töötamisel suuremat täpsust.

3. Edasisuunaline hajumise detektor tagab näitude lineaarsuse laias vahemikus, ilma et see kahjustaks seadme tundlikkust väikeste väärtuste piirkonnas. Lineaarne karakteristik võimaldab esitada tulemusi digitaalsel kujul koos kõigi sellest tulenevate eelistega - kasutuslihtsus, näitude võtmisel vigade puudumine jne. kõrgresolutsiooniga ja võime hinnata müra.

4. Signaalide suhte kallal töötamine muudab instrumendid värvide suhtes tundetuks. Kuna läbiv valgus ja hajutatud valgus läbivad proovi ligikaudu sama kaugele, on nende lahuse või osakeste värvist põhjustatud sumbumine sama. Signaalide suhtega töötades väheneb värvuse mõju oluliselt.

5. Tagasihajumisdetektoril on lineaarne reaktsioon väga kõrge hägususe taseme korral, mis võimaldab töötada vahemikus 4000–10 000 NTU.

Uusimad lähenemisviisid hägususe määramiseks tööstusprotsessides. Tööstuslikud hägususmõõturid.

Tööstuslikud hägusemõõtjad

Praegu on tööstustootmise hägususe mõõtmise lähenemisviisides olulisi muudatusi. Hägususe mõõtmise protsess peab olema pidev. Tulemustest tuleb viivitamatult teatada ja nende alusel genereerida tagasisidet andvad juhtsignaalid. Hachi insenerid lähenesid probleemile mitme nurga alt. Üks peamisi on mõõteelemendi tagasilükkamine ning proovi ja hägususmõõturite optiliste komponentide vahelise kontakti vähendamine või täielik kõrvaldamine.

	Riis. 11. Tööstusliku hägususe mõõtja 1720D skeem
Instrumendid töötamiseks madala hägususe väärtuste piirkonnas Joonisel 11 on kujutatud hägususmõõturit 1720E, mis on loodud töötama madalas vahemikus. See seade eemaldab tõhusalt mullid ja saavutab kõrge täpsus tunnistus. 1720E hägususmõõturis eemaldatakse mullid enne töömahu sisenemist. Enne põhiõõnde sisenemist peseb vool rea deflektoreid, mis suunavad selle atmosfääriga suhtlevatesse kambritesse. Mida pikem on ekraanide ja mõõteõõne vaheline kaugus, seda väiksem on tõenäosus, et mull satub mõõteõõnde ja põhjustab näidu kõrvalekalde.
		Riis. 12 Hach Surface Scatter ® tööstusliku turbidimeetri skeem

Laia hägususe mõõtmise mõõteriistad Laia hägususvahemiku mõõteriistad Joonis 12 illustreerib teist lähenemisviisi tööstuslikule hägususe mõõtmisele. Surface Scatter ® ja Surface Scatter SE (agressiivsete keskkondade jaoks) kasutatakse pinnahajumismeetodit - Surface Scatter ® -, mis on mõeldud kasutamiseks laias vahemikus. Patenteeritud disain välistab täielikult kontakti proovi ja instrumendi optiliste komponentide vahel.

Valgusallikas ja detektor on paigaldatud turbidimeetri korpuse kohale ja on seega proovist isoleeritud. Sellise optiliste sõlmede paigutusega ei vaja need praktiliselt hooldust. Proov siseneb keha keskele, tõuseb üles ja läbi seinte voolab kanalisatsiooni. Voolukiirust juhitakse ja voolav vedelik moodustab optiliselt tasase pinna.

Valgusvihk langeb pinnale teravnurk. Kui see tabab osakesi, hajub valgus osaliselt, murdub ja peegeldub. Hajutamata valgus murdub ja läheb alla, kus see neeldub või peegeldub pinnalt ja neeldub korpuse seintesse. Hajutatud valgust salvestab fotodetektor ja detektori signaal suunatakse juhtmoodulisse. Hägususe suurenedes langeva valgusega kokkupuutuva proovi kogus väheneb, mis muudab optilise tee pikkust, et kompenseerida suurt hägusust ja võimaldada instrumendil töötada peaaegu kuue suurusjärgu vahemikus 0,01 kuni 9999 NTU.

Lisaks isoleeritud optika eelistele kasutatakse suure läbimõõduga torusid, et vähendada hooldusvajadust, et vältida ummistumist häguste proovidega töötamisel. Hägususmõõturi kaldkorpus toimib püüdurina osakeste settimiseks, mis võivad mõõtmisvea põhjustada, ja põhjas olev äravool võimaldab seadet perioodiliselt kogunenud setetest puhastada. Kui tahkeid osakesi on palju, võib äravoolu lahti jätta, suurendades vedeliku voolu, et setet seadmest pidevalt välja pesta.

Pesuvee hägususmõõtur

Veeanumasse on sukeldatud spetsiaalne andur, mis annab kiireid andmeid pesuvee läbipaistvuse kohta. Mõõtmiseks juhitakse LED-kiir läbi pideva vedelikuvoo, mis voolab läbi detektori keskosa. Läbiv valgus tabab salvestavat fotosilti. Hõljuvad osakesed neelavad ja hajutavad valgust, vähendades detektorini jõudva valguse hulka. Tsükli alguses võetakse läbiva valguse koguseks 100%, mis vastab filtrite pesemiseks kasutatud puhtale veele. Kui vesi saastub filtrilt maha pestud osakestega, väheneb valguse läbilaskvus järsult. Kui sete filtrilt maha pestakse, muutub vesi selgeks ja valguse läbilaskvus suureneb. Võrreldes läbiva valguse hulka puhta vee puhul saadud väärtusega, saab määrata, millal filter on loputatud. Seega on võimalik oluliselt vähendada filtripesule kuluvat aega ja vähendada veekulu miinimumini, saavutades maksimaalse filtripesu efektiivsuse.

Hägususmõõturite tööpõhimõtted

Hajutatud valgust salvestatakse sisselülitatud turbidimeetriliste süsteemide abil erinev põhimõte:

1. Suure ja keskmise hõljuvate osakeste sisaldusega(1 g/l kuni 4000FTU või 250 g/l) kasutab InPro 8050, InPro 8100, InPro 8200 andureid, fiiberoptilist patchkaablit ja saatjat Trb 8300. pindala - 880 nm. Selle lainepikkusega valguse kasutamine võimaldab jätta tähelepanuta kandja värvi. See valgus projitseeritakse läbi fiiberoptilise kaabli läbi turbidimeetrilise anduri mõõdetud keskkonda ja hajutatakse hõljuvate osakeste poolt igas suunas.

180° nurga all peegeldunud valgus salvestab andur (InPro 8050 või InPro 8100) ja sama fiiberoptilise kaabli kaudu anduritelt siseneb saatja, millel on fotodiood, mis muundab valgusvoo elektrit. Praegune väärtus on võrdeline osakeste kontsentratsiooniga keskkonnas ja kuvatakse LCD-ekraanil etteantud ühikutes.

Valguse peegelduse mõõtmise meetodi eelised

Keskmises tuvastusvahemikus töötamiseks kasutatakse kahekiulist süsteemi (InPro 8200). Valgus projitseeritakse keskkonda mööda ühte kiudu ja peegeldunud valgus registreeritakse piki teist kiudu. Mõõtmistulemustes esinevate vigade minimeerimiseks on soovitatav paigaldada andur vähemalt 10 cm kaugusele torujuhtme või reaktori seintest.

See meetod võimaldab teil saada lineaarne sõltuvus signaal suspendeeritud osakeste kontsentratsioonist, võrreldes näiteks absorptsioonimeetodiga. Spetsiaalse CaliCapi kalibreerimiskorgi kasutamine võimaldab väikestes anumates süsteemi reguleerida spetsiaalsete standardite abil.

2. Töötada alumises ja keskmises kontsentratsioonivahemikus Kasutusel on (kuni 400 FTU ehk 1,0 g/l) hägususmõõturid, mis koosnevad anduritest InPro 8400, InPro 8500 ja saatjast Trb 8300 F/S.

Struktuurselt koosnevad need andurid valgusallikast ja ühest või kahest valgusvastuvõtjast. Valgus läbib spetsiaalseid safiiraknaid, mis asuvad valgusallika ja vastuvõtjate juures.

Kuidas 8400 andur töötab

Meetod põhineb "mõõtmise kompenseerimise põhimõttel" - 12° nurga all olevate osakeste poolt hajutatud valgusvoo suuruse ja lahust läbinud hajutamata valgusvoo suhte määramine (vt ülaltoodud joonist). . Nende valgusvoogude eraldamiseks ja eraldi registreerimiseks kasutatakse kahte fotosensorit ja spetsiaalset objektiivi. Mida suurem on hõljuvate osakeste kontsentratsioon, seda suurem on hajutatud valguse voog võrreldes hajutamata valgusega. Nende voolude suhtes hinnatakse hõljuvate osakeste kontsentratsiooni. 8400 anduri töö põhineb sellel põhimõttel.

Kuidas 8500 andur töötab

Pealegi, seda meetodit mõõtmised võimaldavad hinnata hõljuvate osakeste suurusjaotust. Leiti, et osakeste puhul, mis on suuremad kui 0,3 µm, registreeritakse suurim hajutatud valguse intensiivsus 12° nurga all. Osakeste puhul, mis on väiksemad kui 0,3 µm, on valguse hajumise intensiivsus peaaegu kõigis suundades sama. Kui teist valgusvastuvõtjat kasutades registreeritakse 90° nurga all hajunud valgus ja võrreldakse 12° nurga all hajutatud valgusvooga, siis saab hinnata ka osakeste suuruse jaotust analüüsitavas lahuses (vt joonist allpool). Maksimaalset teavet saab, kui jälgida protsessi dünaamikas ja kontrollida osakeste suuruse suurenemist või vähenemist ajas. Võimalus samaaegselt juhtida hajutatud osakeste arvu ja suurust on rakendatud sensorseadmes InPro 8500.

Peatükk 4. Hägususe kasutamine keskkonnaobjektide analüüsimisel GOST 4389-72 Joogivesi. Sulfaatide sisalduse määramise meetodid

TURBIDIMEETRILINE MEETOD

Meetodi olemus -

Meetod põhineb baariumsulfaadi kujul oleva sulfaadiooni määramisel vesinikkloriidhappe keskkonnas, kasutades glükoolreagenti. Baariumsulfaadi sadestamisel reaktsioonisegusse lisatud glükool stabiliseerib tekkivat BaSO 4 suspensiooni ja teeb võimalikuks sulfaatide turbidimeetrilise mikromääramise. Meetodi tundlikkus 2 mg/l SO 4 2-

Seadmed, materjalid ja reaktiivid

1. KFK-2

2. Etüleenglükool

Ettevalmistus analüüsiks

Kaaliumsulfaadi aluselise standardlahuse valmistamine Glükoolreagendi ettevalmistamine

Glükoolreaktiiv - baariumkloriidi lahus glükooli ja etanooli segus. Selle lahuse valmistamiseks segage üks osa 5% baariumkloriidi lahust kolme mahuosa glükooli ja kolme mahuosa 96% etanooliga. Lahuse pH väärtust reguleeritakse vesinikkloriidhappega (1:1) 2? 5-2,8 ja jäta 1-2 päevaks seisma. Lahus on stabiilne 3-6 kuud.

Analüüsi läbiviimine

5 ml uuritavale proovile või veekontsentraadile, mis on võetud 10 ml mahuga mõõtesilindrisse, lisatakse 1-2 ml soolhapet (1:1) ja 5 ml glükoolreaktiivi ja segatakse hoolikalt. Pärast 30-minutilist eksponeerimist mõõdetakse lahuse optiline tihedus fotoelektrilise kolorimeetriga, küvettides l=20mm ja valgusfiltriga lainepikkusega 364nm. Võrdluslahus on ilma baariumkloriidita valmistatud uuritava veeproov, millele on lisatud glükoolreagenti. Sulfaadisisaldus määratakse kalibreerimiskõvera järgi.

Kalibreerimiskõvera joonistamiseks mõõtekolbi seerias. mahuga 50 ml panustab 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 ml kaaliumsulfaadi põhistandardlahust (0,5 mg SO 4 2- 1 ml-s) ja viige maht destilleeritud veega märgini Valmistatud lahused sisaldavad; 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; kümme; 12; JA; 16; kaheksateist; 20 mg/l S0 4 2-. Mõõtke 5 ml igast lahust 10 ml mõõtesilindritesse (või 10 ml kolorimeetrilistesse torudesse).

Igasse võrdluslahusega silindrisse lisatakse 1-2 tilka HC1 (1:1) ja 5 ml glükoolreaktiivi, segatakse põhjalikult, 30 minuti pärast mõõdetakse optiline tihedus. Seejärel koostage kalibreerimisgraafik.

Veel üks näide on turbodimeetriline hägususe määramine vastavalt standardile GOST 3351-74, kus põhisuspensiooni standardlahus valmistatakse kaoliinist või tripolist. Mõõtmine viiakse läbi lainepikkusel 530 nm. Standardlahused sisaldavad 0,1–5,0 mg/l. Proovi analüüs tehakse hiljemalt 24 tundi hiljem. Pärast proovide võtmist. Proovi konserveeritakse 2-4 ml kloroformi lisamisega 1 liitri vee kohta. Hägusus ei tohiks ületada 1,5 mg/l (üleujutusperioodil 2 mg/l).

KIRJANDUS

1. Bulatov M.I., Kalinkin I.P. Praktiline juhend fotomeetriliste analüüsimeetodite kohta - 5. väljaanne, parandatud - L.: Keemia, 1986. - 432 lk.

2. Bulatov M.I., Kalinkin I.P. Fotokolorimeetriliste ja spektrofotomeetriliste analüüsimeetodite praktiline juhend, toim. 4., per. ja lisa., L., "Khiimya", 1976. -376s.

3. Pilipenko A.T., Pjatnitski I.V. Analüütiline keemia. Kahes raamatus: kn..1 - M.: Keemia, 1990. -480ndad.

4. Pilipenko A.T., Pjatnitski I.V. Analüütiline keemia. Kahes raamatus: kn..2 - M .: Keemia, 1990. -480ndad.

5. Vassiljev V.P. Analüütiline keemia. Kell 14.00 2. osa. Füüsika - keemilised meetodid analüüs: Proc. Himko jaoks - tehn. spetsialist. ülikoolid. - M .: Kõrgem. kool, 1989. - 384lk.

6. Toporets A.S. Monokromaatorid. M.: Gostekhteorizdat, 1955. - 264 lk.

7. A. A. Shishlovsky, Applied Physical Optics. M.: Fizmatgiz, 1961. - 811 lk.

8. Optilised spektriseadmed. Leningrad: Energeetika, 1975. - 136 lk.

9. Tolmachev Yu.A. Uued spektriinstrumendid. Tööpõhimõtted. L.: Leningradi Riiklik Ülikool, 1976. - 126 lk.

10. Landsberg G.S. Optika. M.: Nauka, 1976. - 928 lk.

11. A. G. Zhiglinskii, V. V. Kuch ja Iski, Real Fabry-Perot interferomeeter. L.: Mashinostroenie, 1983. - 176 lk.

Hägusus- see on vee suhteline läbipaistvus, mis omakorda sõltub optilise kiirguse hajumisest ja neeldumisest saviosakestele, mustusele, ränile, roostele, aga ka vetikatele ja bakteritele. Kõrge tase hägusust põhjustavad pinnase erosioon, reovee väljavool, vetikapuhangud, kalade tegevus, vihmasajud, häireid põhjustav inimtegevus maa pind(ehituse ajal).

Hägused veed sisaldavad viiruseid või baktereid, mis põhjustavad inimestel gastroenteroloogilisi haigusi, kuna mikroorganismid adsorbeerivad hõljuvaid osakesi; need pärsivad veefauna ja -taimestiku arengut. Päikesekiirgus ei liigu veehoidla sügavatesse kihtidesse, mistõttu vetikate fotosünteetiline aktiivsus on piiratud. Veeelanike poolt toitumisprotsessis kasutatavate taimede arv väheneb. Sinivetikad ja teised liikuvad vetikad vohavad, tarbivad hapnikku ja see pärsib kalade elutingimusi. Kuna hõljuvad osakesed neelavad päikesekiirgust, siis vesi soojeneb; soe vesi sisaldab vähem hapnikku kui külm vesi. Lisaks takistavad hõljuvad osakesed kalade hingamisprotsesse ja segavad marja arengut. Värv mudased veed varieerub peaaegu valgest kuni tumepruuni või roheliseni.

Vee hägususe standardühik on Hägususe nefelomeetriline ühik(NTU, Nephelometric Turbidity Units USA-s ja FNU, Formazin Nephelometric Unit rahvusvahelistes standardites), mis saadakse formaziini polümeeri suspensiooni spetsiifilise kontsentratsiooni (mg/L) kasutamise põhjal. Varem hinnati ühe liitris 1 mg puhastatud räni sisaldava vee hägusust 1 NTU.

Tüüpilised hägususe väärtused: joogivesi - 0,02-0,5 NTU; allikavesi - 0,05-10 NTU; heitvesi - 70-2000 NTU.

Niisiis on hõljuvate saviosakestega vett, mis on visuaalselt hägune, hinnanguliselt 10 ühikut; hägusus pinnavesi võib varieeruda vahemikus 10 kuni 1000 ühikut; eriti mudastel jõgedel ulatub hägususe tase 10 000 ühikuni.

Nefelomeeter(või hägususmõõtur)- seade hägususe hindamiseks (kreeka sõnast nephos- pilv). Nefelomeetri tööpõhimõte on mõõta 90 0 nurga all hajutatud valgust madala hägususe ja valguse läbilaskvuse korral kõrge hägususega proovide puhul (joonis 20.2).

Riis. 20.2.

Kuna rasked osakesed settivad kiiresti ja hõljuvad osakesed jäävad alles, annab nefelomeetria ainulaadse võimaluse hinnata hõljuvate ainete kogusumma.

Valgusallikana nefelomeetris kasutatakse lambipirne, mis kiirgavad infrapuna vahemikus (860 nm). Tundlikkus väikeste osakeste suhtes on väiksem kui spektri nähtavas piirkonnas, kuid infrapunapiirkonnas see ei sega vee värvi.

Kaasaegsete nefelomeetrite mõõtmisvahemik on 0,00-50,00 FTU ja 50-1000 FTU.

Nefelomeetri eelisteks on suur täpsus, võimalus mõõta väikeseid (<40 NTU) уровне мутности, его недостаток - высокая стоимость.

Secchi plaat- seade, mis on 23 cm läbimõõduga mustvalgete sektoritega ketas (joonis 20.3). Seda ketast lastakse mudases vees sügavusele, kuni kaob erinevus valgete ja mustade sektorite vahel.

Secchi ketta eelisteks on lihtsus, kiirus ja madal hind. Seadet ei saa aga kasutada madalas vees ja kiiretes vooludes.

Riis. 20.3.

Laserdifraktomeetria seisneb vees hõljuvaid osakesi läbiva laserkiire abil saadud difraktsioonimustri analüüsis. Laserdifraktomeetri skeem on näidatud joonisel fig. 20.4.

Fotodetektor koosneb mitmeelemendilisest rõngakujuliste andurite süsteemist, mis reageerivad hajutatud kiirgusele. Difraktsioonimustri intensiivsus ja olemus sõltuvad osakeste suurusest. Sellist süsteemi saab kasutada kohapeal mageveejõgedes ja -basseinides hõljuvate setete suurusjaotuse mõõtmised.

Riis. 20.4. Laserosakeste difraktsiooni põhimõte

> Vooluvoolu mõõtmine

Jõe ristlõige koosneb paljudest lõikudest (joonis 20.5) – lõikudest üle voolu (lõigud on nummerdatud 1 kuni P).

Riis. 20.5.

Esimest segmenti läbiva vee hulk on väiksem kui vee hulk, mis läbib näiteks neljandat segmenti. Kuid meid huvitab kõigi segmentide kaudu voolava vee koguhulk (1 + 2 + 3 + 4 + .... + P). Seetõttu tuleks vältida kõiki segmente läbivat vee kogust, see tähendab, et kasutage valemit:

Mõõdame vooluhulka kui veehulka, mille vool kannab läbi kanali ristlõike ajaühikus. Vee kogus K, lõigu läbimine on võrdne segmendi murdeala korrutisega, kus w- segmendi laius, D- sügavus. Kuhu siis K- voolukiirus või , kus S- segmendi läbilõikepindala; SL- vee maht, t- aeg. Seega mõõdame segmendi pindala (kuigi seda tehakse ligikaudselt, kuna lähendame selle ristkülikuna), määrame voolu kiiruse (seadme abil), leiname kõigi segmentide tulemusi ja hinnata K.

HI98703 ülitäpne kaasaskantav hägususmõõtur on loodud spetsiaalselt veekvaliteedi mõõtmiseks, pakkudes usaldusväärseid ja täpseid näitu, eriti madala hägususe vahemikus. Seadmel on uusim optiline süsteem, garanteerides täpsed tulemused, mis tagab pikaajalise stabiilsuse ning minimeerib hajuva valguse ja värvihäirete mõju. Perioodiline kalibreerimine kaasasolevate standardite abil kompenseerib kõik volframlambi intensiivsuse kõikumised. Spetsiaalsest optilisest klaasist valmistatud ümarad 25 mm küvetid tagavad korratavad hägususe mõõtmised.

Iseärasused

Mitu töörežiimi– saadaval seadmes järgmised režiimid töörežiim: tavapärased mõõtmised, pidevad mõõtmised või mõõtmised koos signaali keskmistamisega.

EPA nõuetele vastavad mõõtmised – Tehnilised andmed HI98703 vastab ja ületab keskkonnakaitseseaduse (KEÜ) ja hägususe mõõtmise standardsete hägususe mõõtmise meetodite nõudeid. Kui seade on EPA-režiimis, ümardatakse kõik mõõdetud hägususnäidud aruandlusnõuete täitmiseks.

Kalibreerimine– Kalibreerimist saab läbi viia kahe, kolme või nelja punktiga, kasutades kaasasolevaid hägususstandardeid (<0,1, 15, 100 и 750 NTU). Значения калибровочных точек можно изменить, если пользователь изготовит свои стандарты.

AMCO AEPA-1 esmane hägustandard– USA Keskkonnakaitseagentuur (USEPA) tunnustab lisatud AMCO AEPA-1 standardeid peamise viitena. Need mittetoksilised standardid sisaldavad ühtlase suuruse ja tihedusega sfäärilisi polümeeriosakesi, mis on valmistatud stüreeni ja divinüülbenseeni kopolümeerist. Need standardid on korduvkasutatavad ja stabiilsed ning pika säilivusajaga.

Fast Tracker™– Täiustatud rakenduste jaoks on HI98703-l Fast Tracker™ - Tag Identification System (T.I.S.), mis muudab andmete kogumise ja haldamise lihtsamaks kui kunagi varem. Kiireks ja lihtsaks kasutamiseks võimaldab Fast Tracker™-süsteem kasutajatel salvestada iButton®-i siltidele proovivõtupunktide asukoha ja üksikute mõõtmiste või mõõtmiste seeria aja. Iga iButton® sisaldab unikaalse identifitseerimiskoodiga roostevabast terasest ümbritsetud arvutikiipi.

GLP andmed– HI98703-l on täielik GLP (hea laboritava) funktsioon, mis tagab kalibreerimistingimuste jälgitavuse. Andmed sisaldavad kalibreerimispunkte, kuupäeva ja kellaaega.

Andmete logimine– instrumendi mällu saab salvestada kuni 200 mõõtmist ja neid igal ajal tagasi kutsuda.

Taustvalgustusega ekraan- Taustvalgustusega LCD-ekraan pakub hõlpsasti mõistetavat ja kasutajasõbralikku liidest. Kuvatud juhised juhendavad kasutajaid mõõtmiste ja kalibreerimiste läbiviimiseks vajalike sammude kaudu.

Kasutamise tähtsus

Hägusus on üks olulisemaid parameetreid, mida kasutatakse joogivee kvaliteedi määramisel. Algul peeti seda parameetrit peamiselt joogivee esteetiliseks omaduseks, seejärel leiti tõendeid, et hägususe kontroll on usaldusväärne vahend patogeenide eest kaitsmiseks. Looduslikus vees tehakse hägususmõõtmisi, et hinnata vee kvaliteeti ja selle rakendamist veeorganisme puudutavates rakendustes. Varem põhines reovee seire ja puhastamine üksnes hägususe kontrollil. Praegu on vaja pärast reovee puhastamist mõõta hägusust, et tagada saadud väärtuste vastavus regulatiivsetele standarditele.

Vee hägusus on optiline omadus, mis ei põhjusta valguse läbipääsu, vaid hajumist ja neeldumist. Vedelikku läbiva valguse hajumist põhjustavad peamiselt vedelikus olevad hõljuvad ained. Mida suurem on hägususe väärtus, seda rohkem valgus hajub. Isegi väga puhas vedelik hajutab valgust teatud määral, kuna ühelgi lahusel pole hägusust.

Keskkonnakaitseseadus (EPA) nõuab, et joogiveepuhastid, mis ammutavad vett pinnaveest, jälgiksid ja teavitaksid selle hägusust. Pinnaveeallikad on järved ja jõed. EPA meetodil 180.1 on nefelomeetriliste mõõtmiste ja aruandluse jaoks järgmised nõuded.

Vastuvõetav vahemik on 0–40 nefelomeetrilise hägususe ühikut (NTU)


Valgusallikas: Volframlamp töötab värvitemperatuuril 2200-3000 °K.


Näidistorus langeva ja hajutatud valguse läbitud vahemaa: kogukaugus ei tohi ületada 10 cm.


Detektor: tsentreeritud langeva valguse suuna suhtes 90° nurga all ja kõrvalekalle 90°-st ei tohi ületada ± 30°. Detektori ja filtrisüsteemi (kui seda kasutatakse) spektraalreaktsiooni tipp peab olema vahemikus 400–600 nm


Seadme tundlikkus peaks suutma tuvastada hägususe erinevust 0,02 NTU või vähem vetes, mille hägususväärtus on alla 1 ühiku.


Esitage sellised tulemused:

NTU näidud	Ümardades kuni

HI98703 hägususe spetsifikatsioon vastab ja ületab keskkonnakaitseseaduse (EPA) meetodit 180.1 ja standardseid vee ja reovee katsemeetodeid 2130 B.

Tööpõhimõte

Proovi läbiv valguskiir hajub igas suunas. Hajunud valguse intensiivsus ja olemus sõltuvad paljudest parameetritest, nagu langeva valguse lainepikkus, osakeste suurus ja kuju, murdumisnäitaja ja värvus. HI98703 optiline süsteem koosneb volframhõõglambist, hajutatud valguse detektorist (90°) ja läbiva valguse detektorist (180°).

Turbidimeetri proportsionaalses ribas arvutab instrumendi mikroprotsessor kahe detektorini jõudvate signaalide põhjal NTU väärtused, kasutades tõhusat algoritmi, mis korrigeerib ja kompenseerib värvimüra. Optiline süsteem ja mõõtmismeetod kompenseerivad ka juhuslikud kõikumised lambi intensiivsuses, minimeerides vajaduse sagedase kalibreerimise järele.

HI98703-11 AMCO AEPA-1 standardid on loodud tagama, et mõõtmised on seotud esmase standardiga. Neid standardeid kasutatakse hägususmõõturi kalibreerimiseks ja selle toimimise kontrollimiseks.

Kaasas analüüsisertifikaat

• Partii number
• Parim enne kuupäev
• Standardväärtus 25°C juures
• NIST võrdlusmõõtur

Kaasas hoiukonteinerid

• Valguskindel
• Kaitsta juhusliku purunemise eest