散射式濁度儀
當平行光束透射到被測液體時,由于懸浮物的存在而發生發射,其散射光的強度與懸浮顆粒的數量和體積即濁度成正比,也就是說散射光強度越高,則濁度越高。這類濁度儀常用的濁度標準物質是Formazine標準液,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,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構來解決。
按照國際標準規定,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應為860nm;
2.入射光的譜帶寬度Δλ應≤60nm;
3.入射光應為無發散的平行光,其聚焦度不應超過1.5°;
4.入射光光軸和90°散射光測量軸之間的測量角θ應為90°±2.5°;
5.在水樣中的孔徑角Ωθ'應在20°~30°之間。
還應注意,用860nm的入射光測量比在較短波長下測量的散射光強度低。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果也不能與860nm波長下獲得的結果相比較。
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。因散射光的強度反比于入射光波長的四次方,故藍光比紅光的散射程度高。散射光強與濁度的關系通常由實驗確定。圖6-10為直角散射式濁度計示意圖。通常情況下,這種濁度儀結構簡單,造價低廉,小型化,易于普及。但測量時必須使用濁度標準物質,現標現測,并在測量前儀器需短時預熱,以免儀器讀數浮動。儀器的最小讀數可達0.01NTU。設計這種儀器時除應滿足國際標準的要求外,還應遵循以下設計標準:
1.白色光源--鎢燈的操作色溫應達2000~3000K。
2.取樣管內入射光和散射光的穿孔距離不應超過10cm;
3.探測器和濾光系統的峰值響應要在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。