Glossar

Absorption

Durchstrahlt man eine Probe mit Licht einer geeigneten Wellenlänge, so wird ein Teil der Energie an die Moleküle übertragen, so dass der austretende Strahl eine kleinere Leistung aufweist als der eintretende.

Das Ausmass der Absorption folgt in der Regel dem Lambert-Beer’schen Gesetz und ist somit proportional zur Anzahl der absorbierenden Moleküle und zur durchquerten Schichtdicke.

Enthält das Medium Trübstoffe, so tritt zusätzlich Abschwächung durch Lichtstreuung auf.

Bandbreite

Breitbandiges Licht erscheint weisslich, schmalbandiges farbig.

Dichromatisches Verfahren

Verfahren zur Messung der Absorption, welches gestattet, Störeinflüsse durch die abwechselnde Erfassung des Absorptionsmasses bei zwei verschiedenen Wellenlängen zu eliminieren.

Bei der Absorptionsmessung im kontinuierlichen Strom können verschiedene Störeinflüsse auftreten, denen angepasste Verfahren aus dem Sigrist-Sortiment entgegenwirken: das Differenzmessverfahren kompensiert die Auswirkungen der Reflexionsverluste an den Messzellenfenstern, die Absorption des Lösungsmittels oder die Fensterverschmutzung; die Freifallmesszelle löst das Problem durch Abwesenheit jeglichen Kontaktes der Flüssigkeit mit Fenstern. Das dichromatische Verfahren gestattet es, nicht nur diese Störungen, sondern auch Veränderungen in der Messflüssigkeit selbst zu kompensieren. So haben z.B. veränderliche Trübung, Luftblasen oder andere absorbierende Substanzen keinen Einfluss auf den Messwert.

Dies wird dadurch erreicht, dass man die gleiche Probe abwechselnd mit Licht zweier verschiedener Wellenlängen misst. Die "Messwellenlänge" muss an einer Stelle des Spektrums liegen, an der die gesuchte Substanz absorbiert, und die "Vergleichswellenlänge" an einer Stelle, an der sie nicht absorbiert. In dem in der Abbildung dargestellten Beispiel erfolgt die Messung der Farbe von Wasser bei 390 nm und die Referenzmessung bei 650 nm. Die erste Wellenlänge erfasst die Summe der Absorptionen (Total) der Farbe und der Trübung, während die zweite nur diejenige der Trübung misst (30 ppm Sio2). Eine elektronische Auswerteeinheit berechnet die Färbung (50 HAZEN) durch Subtraktion. Der Trübungswert kann ebenfalls als zweites Messresultat ausgegeben werden.

Einstrahlverfahren

Photometrisches Konzept, bei dem nur eine Lichtquelle und nur ein Photoempfänger eingesetzt werden.

Farbe

Als Farbe oder Färbung von Flüssigkeiten im Sinne der photometrischen Analysentechnik bezeichnet man ihre optische Eigenschaft, die spektrale Zusammensetzung des sichtbaren Lichts zu verändern. Infolge der Absorption bestimmter Wellenlängen des durchscheinenden Lichts weist die Flüssigkeit die entsprechende Komplementärfarbe auf.

Bei der Spektralanalyse interessiert vor allem die durch gelöste Stoffe hervorgerufene Färbung. Ungelöste feindisperse Stoffe können aber infolge des Streulichts ebenfalls eine Färbung verursachen.

Grundaufhellung

Bestimmte Anwendungen der Trübungsmessung wie z.B. die Überwachung des Eisenoxidgehaltes im Wasserkreislauf von Kernkraftwerken, die Kontrolle der Filtration von Trinkwasser oder die Messung von Staubpartikeln in Abgasen erfordern die Erfassung extrem kleiner Feststoffkonzentrationen.

Die Intensität des von den wenigen Partikeln gestreuten Lichts ist sehr klein, und es zeigen sich hier die Grenzen der Möglichkeiten der Streulichtintensitätsmessung. Es ist aus den nachfolgend aufgeführten Gründen nicht möglich, den Nullwert, also die gänzliche Abwesenheit von Licht, zu erhalten. Einerseits entsteht im gemessenen Medium immer eine kleine Lichtmenge wegen der Molekularstreuung und der Anwesenheit von Restpartikeln, und anderseits bildet sich in der Messzelle das sogenannte Gerätestreulicht. Störlicht

In-line

Englische Bezeichnung für die Messung im Hauptfluss. Die Messzelle ist direkt im Prozess, als Bestandteil einer Leitung eingebaut.

Licht

In der Physik betrachtet man das Licht als elektromagnetische Welle, die sich (im Vakuum) mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Befindet sich die Welle in einem Medium, so wird die Ausbreitung durch eine Materialkonstante (den komplexen Brechungsindex) bestimmt. Zwei Grössen charakterisieren die elektromagnetische Welle: die Wellenlänge, sie bestimmt die Farbe des Lichts, und die Strahlungsleistung, sie bestimmt die Leistung, die pro Flächeneinheit von der Welle transportiert wird. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts reicht von 400nm (violett) bis 700nm (rot). Mit normalen Photodetektoren wird meist ein grösserer Bereich erfasst (250..800nm).

Licht, welches nur eine Wellenlänge enthält, nennt man monochromatisch (Monochromasie). Polychromatisches Licht besteht aus mehreren Wellenlängen (Polychromasie).

Mehrfachstreuung

Die einfache Streulichtintensitätsmessung ohne Farbkompensation zeigt bei hohen Trübungswerten vorerst eine Verminderung der Empfindlichkeit und, nach dem Durchlaufen eines Maximums, ein Absinken des Messwerts bei steigender Konzentration (Kurve a). Dies ist auf das Phänomen der Mehrfachstreuung zurückzuführen: einerseits schirmen die der Lichtquelle näher liegenden Partikel das einfallende Licht ab, und anderseits kann sich das Streulicht nicht mehr frei ausbreiten.

Durchqueren aber zwei Strahlen das Medium, so werden beide durch die Mehrfachstreuung abgeschwächt und es findet keine Umkehrung der Kennlinie statt (Kurve b). Dies hat den Vorteil, dass die Kurve eindeutig bleibt, und somit keine niedrigen Anzeigen für hohe Konzentrationen auftreten.