Troebelheid

Inhoudsopgave

		Meettechnieken
		IJking

Onopgeloste deeltjes in een vloeibare hoofdfase veroorzaken troebelheid wanneer de refractie-index van deze deeltjes verschillend is van die van de hoofdfase. Daarom kunnen deze deeltjes het volgende zijn:

Vast (bijv. troebele appelsap of gistcellen in bier)
Vloeibaar (geëmulgeerde oliedruppels in water, bijv. melk)
Gasbelletjes (bijv. onopgeloste CO₂ in dranken)

Troebelheidsmeters stellen de concentratie van deze gesuspendeerde deeltjes met optische metingen vast. Als het tijdens het produceren wordt opgemeten, wordt de deeltjesconcentratie gebruikt voor het monitoren en optimalisatie van het proces.

Meettechnieken

Alle troebelheidsmeters hebben gemeen dat een lichtstraal door de vloeistof schijnt. Wanneer deze lichtstraat deeltjes raakt, wordt het licht in alle richtingen verstrooid (Fig.1). De intensiteit van het verstrooide licht wordt gemeten door fotodiodes en de geproduceerde fotostroom wordt als informatie over de concentratie van gesuspendeerde deeltjes gebruikt. Hoe hoger de concentratie, hoe hoger de lichtverstrooiing. Als licht van de nabij-infrarooddeel van het elektromagnetische spectrum door de vloeistof wordt gebracht (bijv. 880 nm), wordt de invloed van verschillende kleuringen van de vloeistof, die gecreëerd zijn door opgeloste materialen, geminimaliseerd. De intensiteit van het verstrooide licht wordt niet alleen beïnvloed door de concentratie van de deeltjes zelf. Deeltjesgroottedistributie, oppervlakteruwheid en golflengte van het licht dat door de vloeistof heengaat, leveren ook een bijdrage aan de verstrooiingsefficiëntie van een proef. Verder hangt de intensiteit van het verstrooide licht af van de hoek vanwaar gemeten wordt. In praktijk worden verschillende optische opstellingen gebruikt:

• Achterwaarts 180°C verstrooid licht
• Voorwaarts verstrooide licht
• 90°C verstrooide licht

(Fig.1: Verstrooiing van licht als een lichtstraal door een vloeistof met gesuspendeerde vaste stoffen gaat)

De selectie van de meest geschikte sensorplaatsing hangt af van de toepassing en de meettaak. Bv. voor middelmatige tot hoge troebelheid laten achterwaarts verstrooid licht-sensoren een betere lineaire respons zien met hogere concentratie dan andere sensorplaatsing.

Een 12 mm sonde staat installatie toe in intrekbare omhulsels, wat sensorijking en reiniging mogelijk maakt zonder het proces te stoppen. Verder maakt de 12 mm sonde integratie van optische fibers mogelijk: het licht straalt uit één van de fibers in de procesvloeistof en de volgende verstrooiing van het licht wordt via een tweede fiber overgebracht (Fig.2).

Daarom kunnen de lichtbron zowel als de elektronische componenten in een enkele toestel worden geïnstalleerd – als het noodzakelijk mocht zijn, op een veilige afstand van de passieve sensor.

(Fig.2: Voorbeeld fiberopstelling in een 12 mm achterwaarts verstrooid licht-sensor)

IJking

Vanwege het feit dat het verstrooid-lichtsignaal afhankelijk is van vele parameters, zijn troebelheidsmetingen altijd relatieve metingen. Voorbeeldijking is vereist als een directe samenhang tussen deeltjesconcentratie (bijv. in g/l) en troebelheidssignaal vastgesteld moet worden.
De uitvoer- en meetstabiliteit van een troebelheidsmeter kunnen gecontroleerd worden met troebelheidsstandaards. De meest gebruikte standaard is Formazin, een waterachtige polymeersuspensie. Het bevat een zeer consistente verdeling van onregelmatig gevormde deeltjes en produceert een herproduceerbare verstrooiing van licht. De meeste fabrieksgeijkte troebelheidsmeters zijn gebaseerd op het gebruik van Formazinstandaards. Meeteenheden gebaseerd op Formazin zijn bijvoorbeeld FTU (Formazin Turbidity units), NTU (Nephelometric Turbidity Units) en EBC (European Brewery Convention).

Naam:
Email:
Functie:
Bedrijf:

Naam:		Email:
Functie:		Bedrijf: