Som leverantör av turbidimeter har jag stött på många frågor från kunder om hur olika faktorer påverkar mätningar av turbidimeter. Idag ska jag gräva ner mig i en viktig faktor som ofta flyger under radarn: provets viskositet.
Låt oss börja med en snabb uppfräschning om vad grumlighet och viskositet är. Grumlighet mäter grumligheten eller grumligheten hos en vätska som orsakas av ett stort antal enskilda partiklar som vanligtvis är osynliga för blotta ögat. Det är en viktig parameter inom olika branscher som vattenrening, livsmedels- och dryckesproduktion och miljöövervakning. Å andra sidan hänvisar viskositet till en vätskas motstånd mot flöde. Tänk på hur honung flyter mycket långsammare än vatten - det beror på att honung har en högre viskositet.
Nu kanske du undrar hur viskositeten för ett prov faktiskt stör med turbidimeteravläsningar? Tja, allt handlar om hur partiklarna i provet beter sig i vätskan, och hur turbidimetern mäter spridningen och absorptionen av ljus av dessa partiklar.
Partikelrörelse och sedimentering
I en vätska med låg viskositet som vatten kan partiklar röra sig relativt fritt. När en turbidimeter lyser genom provet sprider dessa fritt rörliga partiklar ljuset i alla riktningar, och detektorn i turbidimetern mäter detta spridda ljus för att beräkna grumlighet.
Men i en högviskös vätska är historien annorlunda. Vätskans tjocka konsistens begränsar rörelsen av partiklar. De rör sig inte lika fritt som de skulle göra i en vätska med låg viskositet. Detta kan leda till ojämn fördelning av partiklar i provet. Vissa partiklar kan klumpa ihop sig och andra kan sedimentera snabbare till botten av provkammaren.
När partiklar klumpar sig ändras det övergripande spridningsmönstret. Turbidimetern är kalibrerad för att mäta spridningen utifrån antagandet att partiklarna är jämnt fördelade och verkar oberoende. Klumpade partiklar kan sprida ljus på olika sätt, vilket leder till felaktiga grumlighetsavläsningar. Till exempel kan större klumpar sprida mer ljus i en viss riktning, vilket ger ett felaktigt intryck av högre grumlighet.
Att bosätta sig är också en stor fråga. Om partiklar sedimenterar för snabbt i ett prov med hög viskositet ökar koncentrationen av partiklar nära botten av provkammaren, medan koncentrationen nära toppen minskar. Eftersom turbidimetern mäter ljusspridning på en specifik plats i provkammaren, kan denna ojämna fördelning orsaka betydande fel i mätningen.
Ljusförökning
Viskositeten kan också påverka hur ljuset färdas genom provet. I en högviskös vätska kan ljuset absorberas eller spridas mer på grund av det tätare mediet. Vätskan i sig kan fungera som ett ytterligare hinder för ljuset, vilket gör att det tappar intensitet innan det når detektorn.
Denna förändring i ljusintensitet kan misstolkas av turbidimetern som en ökning av grumlighet. Grumlighetsmätningen baseras på jämförelsen mellan det infallande ljuset och det spridda eller genomsläppta ljuset. Om ljusintensiteten påverkas av vätskans viskositet snarare än av det faktiska antalet partiklar, kommer avläsningen att vara avstängd.
Skjuveffekter
När ett prov förs in i en turbidimeter sker ofta någon form av blandning eller flöde. I högviskösa vätskor är skjuvkrafterna som genereras under denna process olika jämfört med lågviskösa vätskor. Skjuvkrafter kan bryta upp partikelaggregat, vilket i sin tur förändrar partikelstorleksfördelningen.
Turbidimeterns mätning är känslig för partikelstorlek. Mindre partiklar sprider ljus annorlunda än större. Så om skjuvkrafterna i ett prov med hög viskositet bryter upp stora partikelaggregat till mindre, kan grumlighetsavläsningen förändras avsevärt. Detta är ett annat sätt som viskositet kan kasta en skiftnyckel i exakta turbidimetermätningar.
Hanterar viskösa prover
Som turbidimeterleverantör förstår jag att många av våra kunder behöver mäta grumligheten hos viskösa prover. Så vad kan man göra för att få korrekta avläsningar?
För det första är korrekt provberedning nyckeln. Detta kan innebära att man späder ut provet med en kompatibel vätska med låg viskositet. Genom att späda provet kan du minska dess viskositet samtidigt som du bibehåller en representativ koncentration av partiklar. Det är dock viktigt att se till att utspädningen inte ändrar partiklarnas natur eller introducerar nya föroreningar.
Ett annat tillvägagångssätt är att använda en turbidimeter som är speciellt utformad för viskösa prover. Några av våraTurbiditetsanalysatormodeller har funktioner som en större provkammare eller förbättrade blandningsmekanismer som kan övervinna några av de utmaningar som vätskor med hög viskositet utgör.
Regelbunden kalibrering är också avgörande. Vid hantering av viskösa prover bör kalibreringsprocessen ta hänsyn till viskositetens effekter på mätningen. Detta kan innebära att du använder kalibreringsstandarder med liknande viskositet som de prover du ska mäta.
Real - World Impact
Den felaktiga mätningen av grumlighet i viskösa prover kan få allvarliga konsekvenser i olika branscher. Inom livsmedels- och dryckesindustrin används till exempel grumlighet som en indikator på produktkvalitet. Om grumlighetsmätningen är avstängd på grund av hög viskositet kan det leda till att en produkts kvalitet missbedöms, vilket potentiellt kan resultera i produktåterkallelser eller missnöje hos kunder.
I vattenreningsverk är grumlighet en kritisk parameter för att säkerställa dricksvattnets säkerhet. En felaktig mätning i ett visköst avloppsvattenprov kan leda till felaktiga reningsprocesser, vilket utsätter folkhälsan för risker.
Slår ihop det
Så där har du det. Viskositeten hos ett prov kan ha en betydande inverkan på turbidimetermätningar genom olika mekanismer som att påverka partikelrörelser, ljusutbredning och skjuvningseffekter. Som enturbidimeter leverantör, vi är fast beslutna att hjälpa våra kunder att övervinna dessa utmaningar. Oavsett om du behöver enVattenturbiditetsmätareför grundläggande applikationer eller enOnline turbiditetssensoranalysatorför kontinuerlig övervakning har vi en lösning för dig.
Om du har att göra med grumlighetsmätning i viskösa prover och vill säkerställa korrekta resultat, tveka inte att höra av dig. Vi kan ge dig expertråd, rätt utrustning och löpande support för att möta dina specifika behov. Låt oss arbeta tillsammans för att göra dina grumlighetsmätningsuppgifter så smidiga som möjligt!
Referenser
- APHA, AWWA, WEF. (2017). Standardmetoder för undersökning av vatten och avloppsvatten. 23:e upplagan.
- ASTM International. (2019). Standardpraxis för bestämning av grumlighet i vatten. ASTM D1889 - 19.
- Bartels, M. (2015). Turbiditetsmätning i industrin: principer och tillämpningar. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21, 20 - 26.