초고농도의 탁도 측정

초고도 탁도 측정

아주 높은 수준의 탁도 측정은 샘플 내의 입자 농도를 판단하는 데 사용하는 빛의 산란을 이용한 탁도 측정 방식을 적용할 수 없습니다. 측정 경로의 길이가 1인치 정도인 샘플 내에서 혼탁한 빛의 산란 신호는 2,000 NTU를 초과하는 탁도에서 감소하기 시작합니다. 이 시점에서 탁도가 증가하면 혼란 신호는 감소하는 결과를 불러올 것입니다.

또한 색상은 아주 높은 수준의 탁도 측정에 대한 주요 신호입니다. 샘플 색상의 영향으로 인하여, 음료, 식품 생산, 세포 배양, 물에 분산된 기름을 포함한 산업 공정에서 특히 혼탁한 탁도의 적용이 엄격하게 제한되었습니다.

하지만 이러한 샘플의 탁도를 측정하기 위하여 다른 방법이 적용될 수 있습니다. Transmitted Scatter, Forward Scatter, Back Scatter 방법 등 세가지가 그것입니다. Transmitted Scatter 및 Forward Scatter 신호는 탁도 증가에 반비례하며, 4,000 NTU에 대한 좋은 응답을 줍니다. 4,000 NTU를 초과하면 (1인치 경로의 스탠다드 사용시) Transmitted 및 Forward Scatter 신호가 너무 낮아 기기 소음이 주요 방해 요인이 됩니다. 반면 Back Scatter 신호는 탁도가 증가함에 따라 비례하여 증가합니다. Back Scatter 측정은 특히 1,000 에서 10,000 NTU (이상) 범위의 탁도를 판단하는 데 매우 효과적인 것으로 확인되었습니다. 1,000 NTU 보다 낮은 수준에서는 Back Scatter 신호 수준이 매우 낮으며 기기 소음이 측정을 방해하기 시작합니다. 디텍터 간 조합으로 탁도를 아주 낮은 수준에서 높은 수준까지 측정할 수 있습니다.

이러한 측정 방식은 비탁법으로 알려져 있습니다. 비탁법의 광학적인 구성은 여러 성능 특성의 핵심 요소입니다. 그 중에는 우수한 안정성, 선형성, 감도, 낮은 미광 및 색상에 대한 거부 반응 등이 있습니다. 비탁법 기반의 측정기에서 대형 투과광 디텍터는 샘플을 통과하는 빛을 측정합니다. 중간의 밀도 필터는 디텍터에 입사되는 빛을 감쇠하고, 결합기는 입사광에 대해 45도 기울여지므로 필터 및 디텍터 표면의 반사가 샘플 셀 영역으로 들어가지 않습니다. Forward Scatter 디텍터는 투과된 방향으로부터 30도에서 산란된 빛을 측정합니다. 전방 90도로 향한 디텍터는 입사광에 수직인 샘플에서 산란된 빛을 측정합니다. 네번째 Back Scatter 디텍터는 투과된 방향으로부터 138도로 산란된 빛을 측정합니다. 이 디텍터는 다른 디텍터가 더 이상 선형 신호를 생성하지 않을 때 매우 탁한 샘플에 의해 산란된 빛을 "인식"합니다. 그런 다음 각 디텍터의 신호를 수학적으로 결합하여 샘플의 탁도를 게산합니다.

다양한 분야에서 아주 높은 수준의 탁도 측정이 활용되고 있습니다. 우유의 지방함량, 이산화 티타늄과 같은 페인트 수지 성분, 펄프 및 제지 공정의 알코올 성분 용액, 광석 슬러리 공정 등의 모니터링을 위하여 사용되고 있습니다.