分析仪器

浊度测定

流体的浑浊度是在反射的基础上测量的。在没有反射损耗的情况下,当一束微弱的光通过介质样品时,降低透射光束强度的两个主要过程是吸收和散射。

由于散射而使透射光强度降低的现象称为样品的浊度。灭绝了
吸收和散射的影响。比尔-朗伯定律或朗伯定律描述了吸收和浊度对透射强度的影响。本法如下:

其中,IT =通过样品的光强,I 0 =入射到样品上的光强,
a=单位长度的吸收系数,t =单位长度的浊度,l =样品中光路的长度。

浑浊:不吸收介质中的颗粒

假设电磁辐射入射到随机定位的粒子组成的介质板上,探测到的透射辐射如下图所示:

假定源和探测器都在介质中。探测器接收到的辐射将比入射到平板上的辐射要小,因为介质中存在粒子,这些粒子造成了光束的消光(或衰减)。辐射的消光取决于散射和吸收两个物理过程,而浊度只取决于散射。

散射时,辐射的总能量没有变化;相反,一些入射辐射被重新分配,远离入射方向。在吸收过程中,入射光束的一些能量转化为其他形式的能量。光束的消光是相当复杂的;一般来说,它取决于粒子的化学成分、大小、形状、数量和方向;介质的化学成分;以及入射辐射的频率和偏振。

浊度测量的单光束仪器:光学

单光束仪器的基本光学设计如下图所示:

光源为低功率(1 ~ 5mw)垂直偏振He-Ne激光器。使用偏振激光器是很重要的。非偏振激光的偏振方向会漂移,这将导致仪器中不同表面的反射系数随时间变化,从而降低性能。光束通过一个激光强度稳定器。该装置将激光功率的长期漂移减少到<= 0.1%,从而允许单光束操作。

为了减少由于吸收而对样品产生的任何可能的加热,然后光束通过一个中性密度过滤器,它将光束进一步衰减到50至100μW的水平。光束线中的下一项取决于探测方案。对于交流操作,一个光斩波器被插入到光束线,而对于直流检测,在样品之前不需要其他任何东西。

接着是样品室。这个腔室需要一个输入和一个输出端口,以及一个排除任何光束与其他反射光束的干扰的设计。其他的设计细节是由要研究的材料和任何需要控制的外部因素决定的。光束通过样品后,它通过一个针孔或透镜-针孔组合。

这使得探测器的接收角度很小,从而减少了到达探测器的传输光束以小角度散射的光。然后,一个探测器完成了光学序列。对于大多数应用来说,pin光电二极管是一种优秀、廉价的探测器;然而,在某些应用中,其他类型的探测器可能更优越。

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