Czujniki barwy optek-Danulat

Czujniki do pomiaru barwy niemieckiej firmy optek-Danulat są światowym liderem w tej dziedzinie. Dzięki wysokiej precyzji i indywidualnemu doborowi pod dany proces wykazują wysoką niezawodność w wielu gałęziach przemysłu, zwłaszcza w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym.

Czujniki barwy- Zasada działania

Do identyfikacji kolorów cząstek wykorzystuje się zachowanie widmowe światła.
Aby wyznaczyć absorpcję fal monochromatycznych przez ośrodek  przez które fale przechodzą zastosowanie ma prawo Lambertza-Beera. Prawo Lambertza-Beera można opisać poniższym wzorem.

CU = -log(T) = ε · c · d
T = I1 / I0
T – transmitancja
ε – molowy współczynnik absorpcji [l/mol•cm]
c – stężenie absorbenta [mol/ l]
d – droga optyczna (OPL) [cm]

Ogólnie rzecz biorąc, można uzyskać dwa główne wyniki: wartość dla pochłoniętego lub dla światła przechodzącego.
Absorpcja światła podczas przechodzenia przez próbkę zależy głównie od składu / struktury próbki i częstotliwości światła (długości fali). Zgodnie z prawem Lamberta-Beera natężenie światła przechodzącego przez próbkę jest proporcjonalne do współczynnika absorpcji i długości ścieżki optycznej (grubości próbki). Jeśli próbka pochłania większość światła, dokładność wykrywania śladów chemikaliów jest coraz gorsza, ponieważ krzywa absorpcji jest bardziej płaska i nie można wiarygodnie wykryć małych zmian. W takim przypadku rozcieńczenie próbki lub mniejsza długość ścieżki optycznej (grubość próbki) może pomóc w uzyskaniu wyższych wartości absorpcji i dokładniejszych wyników. Na drugim końcu skali absorpcyjnej zbyt dużo światła przechodzącego przez próbkę może również powodować niewiarygodne wyniki. Wtedy większa ścieżka optyczna (grubość) może pomóc zmniejszyć absorpcję do niższych poziomów, gdzie detektor może lepiej poradzić sobie z ilością światła.

Energię źródła światła można scharakteryzować na podstawie długości fali. Im mniejsza długość fali, tym więcej energii dociera z falami elektromagnetycznymi do próbki i albo wzbudza elektrony do wyższych poziomów energii, albo zmusza części cząsteczki do ruchu. Czujniki optyczne optek wykorzystują zakresy długości fal UV lub VIS lub NIR w różnych konfiguracjach, aby uzyskać optymalną wydajność w pomiarach optycznych.

Gdy próbka z substancjami chemicznymi jest umieszczana w źródle światła o energii, np. o długości fali od 200 do 700 nm, cząsteczki pochłaniają pewne światło o określonych długościach fal. Tego rodzaju widmo może być wynikiem. W zależności od charakterystyki substancji chemicznej, aby zidentyfikować obszar długości fali, gdzie kształty / piki w widmach mogą być wykorzystane do analizy np. Koloru, stężenia lub zmętnienia. Wykrywanie światła przechodzącego przez próbkę można wykonać w różnych kierunkach. Najczęstszą techniką jest pomiar przepuszczalności światła (lub absorpcji wzajemnej). Kąt detekcji wynosi 0°.

Czujnik barwy AF16-F

Czujnik AF16-F do pomiaru barwy jest czujnikiem jednokanałowym zaprojektowanym do pracy ciągłej. Czujnik ten może być stosowany do pomiaru barwy lub zmian barwy  nawet w bardzo trudnych warunkach, przy bardzo wysokiej temperaturze i agresywnych medium procesowych.

Czujnik AF16-F wykorzystuje lampę wolframową do generowania światła z zakresu długości fal od 385 nm do 1000 nm. Światło przechodząc przez medium procesowe ulega osłabieniu spowodowane przez absorpcję części światła emitowanego. Absorpcja zostaje zmierzona przez hermetycznie zabudowaną fotodiodę krzemową.

Absorpcja zmierzona za pomocą czujników optek może zostać poddana korelacji ze skalami barw Hazen, APHA, ASTM, EBC, Gardner, Saybolt i inne. Pomiar barwy umożliwia także ustalenie,stężenia kolorowych substancji rozpuszczonych w cieczach. Przykładowo pomiar zawartości niklu lub żelaza powodujący zabarwienie cieczy na żółto.

Specjalne okienka z monokryształów szafiru zapewniają odporność na media o własnościach ściernych i agresywnych. Dzięki właściwemu połączeniu komór pomiarowych i okienek dostępnych w różnych długościach, można dopasować odległość między okienkami, czyli długość drogi optycznej (OPL) zgodnie z wymaganiami pomiarowymi, tak że przy najwyższej rozdzielczości objęte zostaną małe lub duże zakresy pomiarowe.

Dane techniczne

• długość fali pomiarowej:  385 nm, 400 nm, 430 nm, 470 nm, 525 nm, 620 nm, 670 nm, 750 nm, 1000 nm 
• detektor: 1 krzemowa fotokomórka
• zakres pomiarowy: 0 - 0,05 do 2,8 CU (w zależności od zastosowanego filtra) oraz w innych skalach mieszczące się w podanym zakresie CU
• długość drogi optycznej:  1 - 1000 mm 
• kalibracja: CU
• źródło światła: żarówka wolframowa 5,0 V DC, 970 mA (3-5 lat żywotności)
• rozdzielczość: <±0,05% dla poszczególnych zakresów pomiarowych
• powtarzalność: <±0,5% dla poszczególnych zakresów pomiarowych
• liniowość: <±1% dla poszczególnych zakresów pomiarowych(w zależności od aplikacji)
• stopień ochrony elementów optycznych: IP65 lub wyższy
• temperatura procesowa:
  0°C - 120°C
  -30°C - 260°C - wersja HT
• temperatura otoczenia: 0°C - 40°C
• ciśnienie procesowe: 0 - 100 bar - może być wyższe w zależności od temperatury medium procesowego, materiału wykonania oraz przyłącza procesowego
• materiał wykonania komory przepływowej:
  Stal nierdzewna 1.4435 (SS 316L), 1.4539 (904 L), 1.4571 (SS 316Ti), 1.4462 (318 LN)
  Tytan 3.7035 (Grade 2)
  Hastelloy 2.4602 (C22)
  Plastic TFM™ 4215
• rozmiary komór: 1/8 cala do 6 cali (DN6 do DN150)
• przyłącze procesowe:
  Kołnierzowe (ASME, DIN, EN, JIS)
  Clamp (TC, ISO, DIN)
  gwint wewnętrzny(NPT, DIN)
  gwint sanitarny (DIN 11851)
  Varivent (DIN, IPS, OD)
• materiał wykonania szkieł: Szafir, Pyrex, Szafir Biotech
• materiał wykonania uszczelnień: Silikon (FDA), Viton^® (FDA), EPDM / Kalrez^® 6230 (FDA / USP Class VI), Kalrez^® 4079

Zastosowanie fotometru AF16-F

• monitorowanie koloru produktu/medium oraz zmian koloru
• pomiar zawartości metali w medium np. niklu lub żelaza powodujących zabarwienie
• kontrola ścieków przemysłowych
• pomiar hemoglobiny w medycynie