散射式濁度儀
當(dāng)平行光束透射到被測液體時,由于懸浮物的存在而發(fā)生發(fā)射,其散射光的強(qiáng)度與懸浮顆粒的數(shù)量和體積即濁度成正比,也就是說散射光強(qiáng)度越高,則濁度越高。這類濁度儀常用的濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是Formazine標(biāo)準(zhǔn)液,常用的濁度顯示單位NTU和FNU.
散射式濁度儀測定法比透射式濁度測定法能獲得較好的線性,靈敏度可相對提高,濁液色度的影響也較小,故在低濁度測量中多采用散射式濁度儀。
按照被測散射光與入射光的角度不同,可分為直角散射式、向前散射式和向后反射式三種。圖6-9為散射是濁度測定法的示意圖。圖6-9a為直角散射式,光源與探測器垂直放置,測量入射光垂直方向的散射光量。圖6-9b為向前散射式,光源與探測器放置于試樣槽的兩邊,測量濁液向前散射的光量。圖6-9c為向后散射式,光源與探測器放置于試樣槽的同一側(cè),測量濁液向后散射的光量。
散射法于透射法一樣,試樣槽上都有測量窗,所以易受窗口污染的影響。因此同樣可以采用自動清洗和落流式結(jié)構(gòu)來解決。
按照國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,任何散射式濁度計都必須滿足以下要求:
1.入射光的波長λ應(yīng)為860nm;
2.入射光的譜帶寬度Δλ應(yīng)≤60nm;
3.入射光應(yīng)為無發(fā)散的平行光,其聚焦度不應(yīng)超過1.5°;
4.入射光光軸和90°散射光測量軸之間的測量角θ應(yīng)為90°±2.5°;
5.在水樣中的孔徑角Ωθ'應(yīng)在20°~30°之間。
還應(yīng)注意,用860nm的入射光測量比在較短波長下測量的散射光強(qiáng)度低。對于某些儀器來說,由于雜散光和噪聲(背景光)的影響,不能測量很低濁度,所以最好使用波長550nm、帶寬30nm的儀器。但在這種情況下,水必須無色,而且在不同波長下獲得的結(jié)果也不能與860nm波長下獲得的結(jié)果相比較。
在三種散射式中,通常采用直角散射式測量濁度。它允許采用很強(qiáng)的光源,從而能獲得較高的靈敏度。檢測的極限取決于測量放大器噪聲電平。因散射光的強(qiáng)度反比于入射光波長的四次方,故藍(lán)光比紅光的散射程度高。散射光強(qiáng)與濁度的關(guān)系通常由實(shí)驗確定。圖6-10為直角散射式濁度計示意圖。通常情況下,這種濁度儀結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,小型化,易于普及。但測量時必須使用濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),現(xiàn)標(biāo)現(xiàn)測,并在測量前儀器需短時預(yù)熱,以免儀器讀數(shù)浮動。儀器的最小讀數(shù)可達(dá)0.01NTU。設(shè)計這種儀器時除應(yīng)滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的要求外,還應(yīng)遵循以下設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):
1.白色光源--鎢燈的操作色溫應(yīng)達(dá)2000~3000K。
2.取樣管內(nèi)入射光和散射光的穿孔距離不應(yīng)超過10cm;
3.探測器和濾光系統(tǒng)的峰值響應(yīng)要在400~600nm之間。
4.測量槽和測量管要使用無色玻璃或塑料制成,并保持清潔無劃痕。