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Trübungswert

Mit dem Trübungswert wird das qualitative Phänomen der Trübung quantitativ erfasst. Das Ziel der Trübungsmessung ist es, Aussagen über den Gehalt an streuenden Partikeln zu erhalten (Feststoffkonzentration). Dies kann durch zwei grundsätzlich verschiedene Messmethoden erreicht werden: die Bestimmung des Lichtverlusts des transmittierten Strahls (Streukoeffizient) und die Messung der Intensität des seitlichen Streulichts. Der Streukoeffizient entspricht der Gesamtheit des Streulichts, das dem einfallenden Strahl entzogen wurde, während die Streuintensität angibt, wieviel Streulicht unter einem bestimmten Winkel abgelenkt wird.

Bestimmung des Lichtverlusts des transmittierten Strahls
Abb. 53: Bestimmung des Lichtverlusts des transmittierten Strahls

Messung der Intensität des seitlichen Streulichts
Abb. 54: Messung der Intensität des seitlichen Streulichts

Beide Grössen sind proportional zur Konzentration der Partikel und damit zur Trübungsmessung geeignet. Sie unterscheiden sich durch ihre Anwendbarkeit in verschiedenen Konzentrationsbereichen. Die Messung der Streuintensität gestattet die Erfassung kleiner Konzentrationen, während die Transmissionsmessung den hohen Konzentrationen vorbehalten ist. Der Grund hierfür ist das Phänomen der Mehrfachstreuung: bei kleinen Konzentrationen kann sich das gestreute Licht jedes einzelnen Teilchens frei fortsetzen (Einfachstreuung); bei höheren Konzentrationen hingegen schirmen einerseits die der Lichtquelle näher liegenden Partikel das einfallende Licht ab, und anderseits kann sich das Streulicht nicht mehr frei ausbreiten. Somit nimmt die Streuintensität nicht mehr proportional zur Konzentration zu.

Die Grenze der Einfachstreuung liegt bei ca. 10 FNU. Praktisch wird jedoch die Streuintensitätsmessung dank elektronischer Linearisierung für wesentlich höhere Messbereiche (bis zu 4000 FNU) angewandt. Der niedrigste messbare Wert hängt vom Störlicht ab.

Die Messung des Lichtverlustes des transmittierten Strahls gestattet die Erfassung hoher Konzentrationen, ist aber gegen unten beschränkt, da eine messtechnisch erfassbare Verminderung des Durchlichts eine grosse Anzahl Partikel erfordert. In der Praxis deckt die Transmissionsmessung einen Bereich von 50 bis 20,000 FNU ab.

Zur praktischen Interpretation des Trübungswerts dient der Vergleich mit einer Standardsuspension, d.h. die Trübungsmessgeräte werden mit einer Vergleichslösung (meist Formazin) kalibriert. Ein mit Formazin kalibriertes Instrument misst jede Formazinkonzentration korrekt. Bei anderen trüben Medien kann man aus dem Trübungswert nicht direkt auf die Feststoffkonzentration schliessen, da der Messwert auch von der Korngrösse und dem Brechungsindex der Partikel gegenüber dem Medium beeinflusst wird.

Sollen Messwerte verschiedener Geräte miteinander verglichen werden, so ist das nur dann zulässig, wenn diese die gleichen Eigenschaften aufweisen bezüglich der Wellenlänge des Lichts, des Streuwinkels, der optischen Anordnung, der Kalibrierung und der Farbkompensation. Für viele Anwendungen gibt es deshalb Normen, z.B. im Trinkwasser Norm ISO 7027. Für kontinuierliche Messungen in industriellen Prozessen ist ausserdem das angewandte Messverfahren (Photometer) wegen der Ansprüche an die Stabilität von grosser Wichtigkeit.

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