Крім коливань яскравості лампи принцип співвідношень компенсує забруднення і помутніння оптики, а також температурні коефіцієнти детекторів і підсилювачів.
Прилад, що працює на співвідношенні сигналів настільки стабільний, що постійна стандартизація приладу не потрібно.
Мал. 5. Залежність сигналу приладу від концентрації частинок при різної оптичної геометрії
При високих рівнях каламутності загальна характеристика однопроменевих нефелометрія стає нелінійної, і прилад "сліпне", оскільки загасання світла переважає над розсіюванням. Такої ситуації відповідає крива C на рис. 13. Можна припустити, що використання простого співвідношення розсіяного і проходить світла розширить область лінійної залежності, оскільки світло проходить більш-менш однакову відстань всередині зразка і повинен затухати однаково, до у випадку з пофарбованим зразком. Однак, при високому значенні каламутності, світло зазнає множинне розсіювання. Множинне розсіювання скорочує відстань, яку проходить світлом, який уловлює Нефелометричний датчик, і збільшує відстань дистанцію всередині зразка для проходить наскрізь світла. В результаті світло, що проходить наскрізь, виявляється більш ослаблений, ніж розсіяний в сторони. В результаті, прилад завищує свідчення (лінія A на рис. 5).
Мал. 6. джерела стороннього світла в турбідиметрії
У турбідиметрії 2100N, 2100AN і 2100AN IS для лінеаризації показань при високій мутності застосований детектор прямого розсіювання. Значення сигналу цього детектора варто в знаменнику відносини. При малих значеннях каламутності його сигнал малий і не впливає на результат. При високих значеннях каламутності сигнал детектора прямого розсіювання зростає і компенсує загасання світла, що проходить, в результаті показання приладу відповідають прямій лінії B на рис. 13. При правильному виборі кута установки детектора прямого розсіювання і величини поправки показання приладу будуть лінійні в широкому діапазоні, що і потрібно для виведення показань відразу в одиницях NTU.
Малюнок 7. Розташування детектора поза площиною в турбідиметрії ratio ™ зменшує вплив стороннього світла.
Алгоритми роботи Мутноміри HACH
У Мутноміри HACH закладені різні алгоритми обчислення результату: з використанням співвідношення сигналів і без використання співвідношення (наведені алгоритми останніх моделей). Алгоритми описані в наступних розділах.
Алгоритм, що використовує співвідношення сигналів - Ratio ™ Turbidity (Four Point Ratio ™ Turbidity *)
Величина каламутності обчислюється за формулою:
T = I90 / (d0 * It + d1 * Ifs + d2 * Ibs + d3 * I90),
Де T - каламутність в одиницях NT d1, d2, d3, d4 - калібрувальні коефіцієнти I90 - ток нефелометріческого детектора It - струм детектора світла, що проходить Ifs - струм детектора переднього розсіювання Ibs - струм детектора заднього розсіювання * U.S. Patent 5,506,679.
Оптична схема і система співвідношення сигналів мають ряд переваг.
1. У звичайних нефелометрія, як і в інших оптичних приладах, лампи і детектори є основними джерелами шуму і дрейфу. Застосування поліпшених кремнієвих фотодетекторов виключає проблеми з детектором. Робота на співвідношеннях компенсує такі ефекти, як помутніння скла і запиленість оптики, температурну залежність детекторів і підсилювачів. Завдяки тому, що прилад стабільний довгий час, регулярна калібрування приладу не потрібно.
2. Система екранів забезпечує чудову ізоляцію нефелометріческого детектора від стороннього світла, що дозволяє домогтися більшої точності при роботі з пробами малої каламутності.
3. Детектор переднього розсіювання дозволяє забезпечити лінійність показань в широкому діапазоні без шкоди чутливості приладу в області малих значень. Лінійна характеристика дозволяє представляти результати в цифровому вигляді з усіма наслідками, що випливають перевагами - легкістю роботи, відсутністю помилок при знятті показань, більш високою роздільною здатністю і можливістю оцінки шумів.
4. Робота на співвідношенні сигналів обумовлює нечутливість приладів до фарбування. Оскільки проходить світло і розсіяний проходять приблизно однакову відстань через пробу, то їх ослаблення викликане забарвленням розчину або частинок, однаково. При роботі по співвідношенню сигналів вплив ок Раскі сильно зменшується.
5. Детектор зворотного розсіювання має лінійну характеристику при дуже високих рівнях каламутності, що дозволяє працювати в діапазоні 4000 - 10000 NTU.
Новітні підходи до визначення каламутності в промислових процесах. Промислові Мутноміри.
В даний час в підходах до вимірювання каламутності в умовах промислового виробництва відбуваються значні зміни. Процес вимірювань каламутності повинен бути безперервним. Результати повинні видаватися негайно, і на їх основі повинні вироблятися керуючі сигнали, що забезпечують зворотний зв'язок. Інженери Hach підійшли до проблеми з декількох сторін. Один з головних - це відмова від вимірювальної комірки та зменшення або повне усунення контакту між пробою і оптичними компонентами Мутноміри
Мал. 11. Схема промислового турбідиметрії 1720D
Прилади для роботи в області малих значень каламутності
На малюнку 11 представлений Мутномір 1720Е, сконструйований для роботи в області малих значень. В даному приладі ефективно видаляються бульбашки і досягається висока точність показань. У турбідиметрії 1720Е бульбашки видаляються до того, як потраплять в робочий об'єм. Перед тим, як потрапити в основну порожнину, потік омиває ряд перегородок, які направляють його в камери, сполучені а атмосферою. Чим довше дистанція між екранами і вимірювальної порожниною - тим менш імовірно, що бульбашка потрапить в вимірювальну порожнину і викличе відхилення показань
Мал. 12 Схема промислового турбідиметрії Hach Surface Scatter®