فتومتر و رنگ سنج کیفیت آب

فتومتر و رنگ سنج کیفیت آب ابزارهایی هستند که برای تعیین غلظت یک محلول از چگالی رنگ آن طراحی شده اند.

نمایش تمام تولیدکنندگان فتومتر و رنگ سنج کیفیت آب

آنالیز رنگ سنجی

رنگ سنجی روشی پرکاربرد و موثر برای آزمایش کیفیت آب است. این فرآیند شامل افزودن یک معرف شیمیایی به نمونه آبی است که باید اندازه گیری شود. از آنجایی که جذب رنگ به طور متناسب به مواد شیمیایی موجود در نمونه بستگی دارد، غلظت برخی از مواد شیمیایی را می توان با مقایسه نمونه رنگی با رنگ مرجع تعیین کرد.

نمونه های مرجع نشان دهنده غلظت های مختلف آمونیاک، نیتریت و نیترات.

ماهیت متناسب جذب و انتقال نور که در بالا مورد بحث قرار گرفت توسط قانون بیر-لامبرت توضیح داده شده است که در واقع ادغام دو قانون جداگانه است. قانون بیر ادعا می کند که مقدار نور تک رنگی که از یک محلول رنگی عبور می کند به طور تصاعدی در نتیجه افزایش غلظت ماده رنگی کاهش می یابد:

کجا:

I t = شدت نور عبوری

I o = شدت نور فرود

e = پایه لگاریتم طبیعی

K = یک ثابت

C = غلظت

طبق قانون لامبرت، مقدار نور عبوری با افزایش ضخامت محلول رنگی به صورت تصاعدی کاهش می یابد:

که در آن همه متغیرها با معادله فوق یکسان هستند و T نشان دهنده ضخامت محلول است. بنابراین، با ترکیب قانون بیر - که با جذب متناسب با غلظت نمونه سروکار دارد - و قانون لامبرت، که با جذب متناسب با ضخامت نمونه سروکار دارد، می توانیم با استفاده از قانون بیر-لامبرت، هم ضخامت و هم غلظت را بررسی کنیم:

که در آن I E شدت نور در حال ظهور است و همه متغیرهای دیگر مانند بالا تعریف می شوند. بنابراین با دانستن ضریب جذب مولی و طول موج منحصر به فرد یک ماده در آب، می توان نمونه ناشناخته را مقایسه کرد و غلظت آن را تعیین کرد.

رنگ سنج

تصویر زیر عملکرد ساده یک رنگ سنج معمولی را نشان می دهد. در این مثال، نور با طول موج مخصوص ماده از محلول حاوی ماده عبور داده می شود. (این طول موج یکی از شناخته شده است که به شدت توسط ماده جذب می شود.) نور عبوری به فوتوسل برخورد می کند که مقدار نور جذب شده را اندازه گیری می کند و این رقم را به عنوان جذب تولید می کند. با مقایسه شکل با منحنی مرجع، اپراتور می تواند غلظت ماده را در محلول تعیین کند.

فرآیند رنگ سنجی 

فتومترها

فتومترها وسایل الکترونیکی هستند که به عنوان رنگ سنج دیجیتال عمل می کنند. با حذف عنصر ذهنی (یعنی چشم انسان) و شرایط نور متغیر مرتبط با رنگ سنج‌های بصری، فتومترها می‌توانند اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق‌تری را ارائه دهند.

همه فتومترها از پنج عنصر اساسی تشکیل شده اند:

• یک منبع نور سفید

• نوعی کنترل طول موج

• یک محفظه نمونه

• یک آشکارساز

• یک متر

یک فتومتر عامل از میان این اجزا به صورت متوالی حرکت می کند. منبع نور نور سفید ساطع می کند که سپس با استفاده از کنترل طول موج فیلتر می شود. طول موج‌های حاصل از نمونه عبور می‌کنند و توسط آشکارساز حس می‌شوند، که در ارتباط با متر، درصد عبور یا درصد جذب را نشان می‌دهد.

در حالی که همه فتومترها عملکرد ذکر شده در بالا را انجام می دهند، بسته به روش کنترل نور ساطع شده، می توان آنها را به دو گروه محصول مختلف طبقه بندی کرد:

• الکتروفتومترها از یک فیلتر نوری ساده برای بدست آوردن طول موج های خاص استفاده می کنند. این فیلترها به طور خاص برای اجزای تشکیل دهنده اندازه گیری شده طراحی شده اند. بنابراین تغییر اجزای مورد نظر نیاز به تغییر به یک فیلتر جداگانه دارد. الکتروفتومترها معمولاً برای اندازه‌گیری اجزای منفرد، معمولاً کلر باقیمانده و نیترات‌ها استفاده می‌شوند.

• اسپکتروفتومترها از منشور یا توری پراش برای فیلتر کردن طول موج ها استفاده می کنند. با تغییر زاویه منشور، می توان طول موج ارسالی را بر این اساس تغییر داد. این ویژگی اسپکتروفتومترها را بسیار متنوع‌تر از الکتروفتومترها می‌سازد، زیرا آنها قادر به اندازه‌گیری چندین جزء مختلف با استفاده از یک منشور یا فیلتر هستند.

عملکرد اولیه فوتومتر

معیارهای انتخاب دستگاه

رنگ سنج ها و فتومترها هر دو به طور منحصر به فردی برای برنامه های مختلف تجزیه و تحلیل کیفیت آب مناسب هستند. برخی از عواملی که هنگام انتخاب دستگاه باید در نظر گرفته شوند در زیر ذکر شده است.

• دقت مورد نیاز : نورسنج ها دقیق تر از رنگ سنج ها هستند، زیرا جنبه ذهنی انسانی رنگ سنجی را حذف می کنند.

• مهارت کاربر : رنگ سنج ها معمولاً به کارکنان مجرب برای مقایسه و تطبیق نمونه ها با رنگ های مرجع نیاز دارند. فتومترهای دیجیتال برای کارکردن به مهارت کمی نیاز دارند.

• عملکرد : رنگ سنج ها علیرغم دقت کمتری نسبت به نورسنج ها، قوی و کاربر پسند هستند.

اجزای کیفیت آب

تجزیه و تحلیل کیفیت آب شامل اندازه گیری حضور و مقدار برخی از اجزاء یا مواد شیمیایی است که در یک نمونه وجود دارد. جدول زیر چندین ترکیب و گروهی از اجزای تشکیل دهنده رایج را فهرست می کند. توجه داشته باشید که برخی از اینها - مانند فلزات سنگین - برای عملکرد بیولوژیکی در مقادیر کم، اما در مقادیر بیشتر سمی هستند.

استانداردها

رنگ سنج ها و فتومترهای کیفیت آب ممکن است بر اساس استانداردهای مختلف منتشر شده تولید، آزمایش و استفاده شوند. چند نمونه استاندارد در زیر ذکر شده است.

• CIE 53 - روش های مشخص کردن عملکرد پرتو سنج ها و فتومترها

• BS ISO 11352 - کیفیت آب: برآورد عدم قطعیت اندازه گیری بر اساس داده های اعتبار سنجی و کنترل کیفیت

  منبع

   

• globalspec