Измерение мутности – что это такое?

Категория: Уровень

16.01.2017


Одним из самых важных интегральных показателей в области аналитической практики является величина мутности. Данный показатель получил применение в различных сферах, таких как водоподготовка, деятельность по водоочистке, химическая и пищевая промышленности.

Мы уже 10 лет производим и поставляем оборудование для определения мутности воды

Данный метод анализа развивался постепенно и включал в себя различные направления, стоит отметить, что величина мутности обладает разносторонними свойствами, также, существуют различные отраслевые стандарты, которые, в свою очередь, имеют узкую специализацию и ориентацию на какую-то определенную технологию (следствием всего вышеперечисленного стало появление большого множества единиц измерения мутности. Что значительно затрудняет выбор нужного анализатора мутности).

Мутномеры и их разновидности

Рассмотрим термины (а также, пояснения к некоторым из них), которые употребляются в контексте данной тематики:
Английская литература по тематике Российская литература по тематике

1. Турбидиметр (прибор, анализирующий мутность, по фотометрическому принципу, который определяет поглощение в слое вещества, подвергаемого анализу, с условием, что источник, от которого исходит излучение, также как детектор, располагаются на одной оси)

2. Турбидиметрия – метод анализа

1. Мутномер

2. Нефелометр (устройство работает по принципу светорассеяния, которое определяется под углом 90° по отношению к источнику)

3.анализатор взвешенных частиц

В данной публикации возьмем за основу термин "мутномер", так как в конструкциях наибольшего количества устройств для анализа, используются детекторы (они отстроены для проходящего и рассеянного под различными углами относительно источника излучения).

Классификации единиц мутности и ее особенности

Конечной целью всех анализов является получение информации о содержащихся в анализируемой субстанции взвешенных веществ (размер, концентрация), обуславливающих мутность, отсюда появляется необходимость узнать единицы измерения.

От чего же зависят результаты проводимых измерений? Рассмотрим их:

  • условия, в которых проводятся измерения,
  • природа образца,
  • конструкция оборудования.
Основные признаки для классификации единиц измерения мутности:
  • калибровочные стандарты оборудования,
  • источник, производящий излучение,
  • количество детекторов и то, как они располагаются.
Классификационная диаграмма изображена на рисунке ниже:

Классификации единиц мутности и ее особенности

Формазиновые стандарты являются наиболее распространенными, так как формазиновая сусупензия обладает уникальными свойствами (предоставляет возможности долгого хранения и воспроизводимость), которые привели к ее широкому использованию как первичного стандарта в калибровочном процессе мутномеров. Единицы мутности на основе формазина:

FTU (ЕМФ - единицы мутности по формазину) – данная единица измерения практически имеет соответствие с концентрацией формазиновой суспензии (в мг/л).

Группа единиц мутности №2 – сюда попали единицы, которые выражают уровень концентрации конкретных веществ, таких как каолин, кремнезем, а может отобразить уровень других стандартов, которые характеризуют тип производства, о котором идет или происходит обеспечение наилучшей корреляции.

Говоря о выше перечисленных единицах мутности, стоит указать, что их регламентируют только используемые стандарты, но не разновидность источника, или метод детектирования.

Нефелометрия: источники излучения

Рассмотрим классификацию по виду источника излучения и методу детектирования (данная классификация относится к группам формазиновых единиц мутности):

Применение различных единиц мутности на практике

Говоря об индексах, относящихся к обозначениям единиц, стоит отметить, что они опускаются, а это означает, что важно изучить технические спецификации оборудования, чтоб иметь достоверную информацию о методе измерения. Если рассматривать факты формально, то значения FNU, которые были получены, невозможно приравнивать к NTU, так как характерные особенности рассеяния белого света имеют значительные отличия от рассеяния монохроматического излучения в ближней ИК-области. Также, стандарты USEPA и ISO в значительной степени отличаются друг от друга.

Источник излучения Детектирование (способы)

1. Вольфрамовая лампа (наиболее широкое применение)

2. Источник монохроматического излучения (ближняя ИК-область, где длина волны 860-890 нм – это может быть ИК-светодиод)

3. Источник белого света (при использовании данного вида излучения применяются светофильтры разных видов, так как они могут компенсировать воздействие окраски компонента, который анализируется. Здесь единица турбидиметрической мутности не может существовать, из-за присутствия окраски, привносящей погрешности в результаты измерений.)

Угол позиционирования детекторов:

1 80°, то есть детектор позиционируется той же самой оси, что и источник излучения, с анализом проходящего света (турбидиметрия). Данный детектор должен иметь возможность применения в анализе растворов, которые неокрашены, также возможен вариант с окрашиванием, когда используется ИК-источник (диапазон 5-1000 FTU);

2. 90° - расположение детектора под углом 90° относительно источника излучения, при этом происходит анализ света, который рассеян под прямым углом - нефелометрия. Когда производится анализ низких, а также сверхнизких значений мутности, детектор способен иметь наилучший отклик;

3. 90°+ХХ° - в данном случае, дополнительно применяются несколько (либо один) детекторов, располагающихся под углами 180°, 45°, 135°, если не считать нефелометрический детектор, который расположен под углом 90°. Данная цепочка детекторов дает возможность охвата большого диапазона измерений, а также, происходит частичная компенсация цветности. Существует особый алгоритм обработки сигналов детекторов – здесь происходит разделение на «ноу-хау» различных производителей, результат, по итогу, проявляется в нефелометрических единицах (появляется пометка R или ratio);

4. Если применяются другие углы для расположения детекторов по отношению к источнику излучения, обеспечивается максимальная точность в заложенном диапазоне измерения. Широкую известность получил детектор обратного рассеяния или детектор 260-285°, в данном случае, происходит добавление суффикса BS к единице измерения; зависимость отклика разнообразных детекторов от величины мутности можно отследить на рисунке ниже (используемый для снятия данных нефелометрический детектор может применяться только в ограниченном диапазоне и, обязательно, с турбидиметрическим детектором, что сможет привести к использованию диапазона измерения до 1000 - 1100 FTU. Прибор может использоваться с несколькими установленными на нем детекторами, но здесь стоит учитывать зависимость от режима и измеряемого диапазона, поэтому возможно использование лишь одного или нескольких, а это ведет к получению результатов в различных единицах.

Применение различных единиц мутности на практике

Говоря об индексах, относящихся к обозначениям единиц, стоит отметить, что они опускаются, а это означает, что важно изучить технические спецификации оборудования, чтоб иметь достоверную информацию о методе измерения. Если рассматривать факты формально, то значения FNU, которые были получены, невозможно приравнивать к NTU, так как характерные особенности рассеяния белого света имеют значительные отличия от рассеяния монохроматического излучения в ближней ИК-области. Также, стандарты USEPA и ISO в значительной степени отличаются друг от друга.


USEPA 180.1 ISO 7027
Спектральный диапазон Вольфрамовая лампа с температурой цвета 2200 - 3000°К 860 НМ
Ширина спектральной линии Нет определения 60 нм (конус расхождения не более, чем 1,5 градуса)
Угол измерения 90° (± 30°) 90° (± 2.5°)
Апертурный угол Нет определения 20° - 30°
Расстояние, которое было пройдено испускаемым и рассеянным излучением (в образце) 10 сантиметров Нет определения
Стандарты калибровки Формазин, либо AEPA-1 Формазин

Рассмотрим одно из самых важных преимуществ стандарта ISO:

- дополнительное включение нормативов измерения мутности, при использовании нескольких детекторов (например, детектора проходящего света).

Единицы мутности и их сопоставление

В данной части статьи мы рассмотрим самые часто применяемые единицы измерения мутности. Технологии не стоят на месте, а это означает, что многие стандарты перестают использоваться, примером служит JTU. Появляются новые стандарты, которые способны отвечать современным требованиям. Сопоставляя единицы мутности, важно помнить, что:

1) Знак «=» между разными формазиновыми единицами мутности (FTU) возможно установить лишь в точках калибровки (применимо для формазиновой суспензии).

2) Результаты, которые были получены на приборах с разной конструкцией, сравнению не подлежат.

3) Выбор мутномера должен основываться на:

- государственный стандарт,

- отраслевой стандарт,

- корпоративный стандарт.

Либо, необходимо ориентироваться на конкретные задачи.


Всё оборудование сертифицировано на территории РФ и имеет межповерочный интервал до 5-ти лет

Отправить заявку


Поиск Полтраф СНГ Просмотров: 368






Санкт-Петербург
8 (812) 640-36-69

Москва
8 (495) 647-05-62

Звонок по России бесплатный

8 (800) 333-65-54

customer@poltraf.ru


Сайт не является публичной офертой и носит информационный характер.

Copyright © Полтраф
ПОЛТРАФ СНГ - дочерняя компания швейцарского завода-производителя Trafag: контрольно-измерительные приборы от известных европейских производителей.
© Все права защищены 2006-2016