29 ноября, 2012 
admin Оптические методы основаны на использовании явления рассеяния света неоднородной системой. Принцип измерения следующий.
Через пробу неоднородной жидкости пропускают пучок параллельных лучей (рис. III-37). Только часть этих лучей пройдет через
Жидкость, остальная часть будет абсорбирована и рассеяна (явление Тиндаля) частицами дисперсной системы.
Можно измерить отношение плотности падающих лучей /0 к плотности лучей I, которые прошли через пробу дисперсной системы, или отношение /0 к плотности 1Г рассеянных лучей (нефелометриче — ский метод). В последнем случае измерение производится на основе сравнения плотности 1Г либо с плотностью /0, либо с плотностью лучей, рассеянных соответствующим эталоном [137].
Зависимость между способностью рассеяния лучей, которой обладает проба, и концентрацией диспергированных частиц или их поверхностью может быть легко выведена при условии полного рассеяния лучей частицами, перекрывающими им путь.
Если сечение пучка света, выходящего из коллиматора, составляет F м2, то относительное изменение этого сечения на пути dl в результате того, что диспергированные частицы будут заслонять путь лучам (при условии, что частицы имеют шарообразную форму), составит [24]L^aFdllF = 1Iiadl (коэффициент V4 определяет отношение поперечного сечения к поверхности шара). Таким образом, изменение плотности света на этом пути
Dl = ^-ladl (111-111)
|
Рис. II1-37. Пояснение принципа оптического измерения межфазной поверхности. |
4
|
|
(III-112)
Где I — длина пути, пройденного лучами; /0, / — плотность изучения света в начале и в конце пути I.
|
П |
|
После интегрирования получим: |
|
Между отношением IJI и диаметром частиц, а также длиной волны рассеянного света (в случае очень малых частиц). Для выполнения измерений в аппаратах с мешалками чаще всего применяются специальные измерительные зонды (рис. III-38), которые имеют встроенный источник света и фотоячейку для снятия показания плотности излучения /. При измерении такими зондами авторы вместо уравнения (III-112) используют собственные эмпирические уравнения [224] либо вводят в это уравнение соответствующий поправочный коэффициент (коэффициент рассеяния) [27]. Зонд обладает, однако, тем недостатком, что он нарушает распределение скоростей жидкости в аппарате с мешалкой, а это отрицательно сказывается на точности измерений. Кроме того, проведение измерения требует, чтобы жидкость была прозрачной [208, 209]. По этим соображениям некоторые авторы [26 ] рекомендуют измерять плотность излучения /г, отраженного от пробы |
Уравнение (III-112) не дает, к сожалению, точных результатов ввиду возможности многократного отражения света от диспергированных частиц и дополнительной зависимости, которая существует
Дисперсной системы. Прибор для такого рода измерений показан на рис. III-39. Результаты этих измерений удовлетворяют уравнению:
|
—/. |
|
К |
|
Г со |
|
Г |
|
L |
|
А |
|
Г |
(III-113)
Где к — постоянная, определяемая опытным путем; /г00 — плотность излучения света, отраженного для случая а = которую можно рассчитать методом экстраполяции измерительных данных на графике в системе (1 /1Г) — (1/а) (величина 1ГОО зависит от коэффициента рефракции и способа измерений).
Опубликовано в рубрике 