Troebelheid is lange tijd een van de belangrijkste indicatoren geweest voor het bepalen van de waterkwaliteit. Binnen de industrie wordt echter algemeen erkend dat verschillende instrumenten verschillende resultaten kunnen geven voor hetzelfde monster vanwege het effect van het ontwerp van het instrument op de aflezingen. Hier zijn een aantal redenen voor, waarvan sommige te maken hebben met de detectiehoek van het invallende licht en het verstrooide licht en andere met de manier waarop het monster aan het instrument wordt aangeboden.

Troebelheid kan een complexe meting zijn, vooral bij de zeer lage niveaus die nodig zijn voor de productie van drinkwater in het Verenigd Koninkrijk. De meting kan beïnvloed worden door de grootte en vorm van het materiaal dat het licht verstrooit, de kleur van het monster en de verdeling van het materiaal in het monster.

Om deze problemen op te lossen is er een nieuw troebelheidsinstrument, de PTV1000, ontwikkeld door een deskundig team onder leiding van de wereldberoemde troebelheidsexpert Mike Sadar. Het online instrument dat ze ontwierpen probeerde de veelvoorkomende problemen met de presentatie van de steekproef aan het instrument aan te pakken.

De uitdagingen van troebelheidsmeting:

Er is een nieuwe manier ontwikkeld om troebelheid te meten, de PTV1000 van Lovibond, die gebruik maakt van de expertise van een team met meer dan 100 jaar ervaring in troebelheidsmeting.

Bellen zijn de vloek van troebelheidsmetingen en fabrikanten hebben in de loop der jaren een aantal methoden geprobeerd om ze voor de meting uit het monster te verwijderen. Om te voorkomen dat luchtbellen de meetkamer binnendringen, bevat het nieuwe instrumentontwerp een integraal gepatenteerd bellenvangmechanisme, dat zowel horizontale als verticale stroming gebruikt om zelfs microbellen op te vangen en uit het instrument te verwijderen voorafgaand aan de meting.

Zijaanzicht

Elk oppervlak dat tussen het invallende licht en de detector komt, is niet ideaal. Troebelheidsmeting op een werkbank is inherent gevoelig voor defecten op de cel veroorzaakt door reiniging en gebruik, deze veroorzaken vals-positieve troebelheidsresultaten, dus waarom zou je ze in online instrumenten gebruiken als dat niet nodig is. Glazen cellen zijn gevoelig voor krassen en vervuiling.

Daarbij komt nog het probleem van condensatie, een bijzonder probleem bij het gebruik van glazen cellen, maar ook bij online instrumenten die geen glazen cellen gebruiken, wanneer condensatie optreedt rond de lichtbron.

Om deze problemen te voorkomen, gebruikten de experts simpelweg geen glazen cellen en namen ze een temperatuurgeregelde lichtbron op om condensatie op de optiek te voorkomen.

Strooilicht is een ander probleem dat kan worden verminderd door een goed doordacht instrumentontwerp. In wezen is dit het licht dat door het instrument wordt gedetecteerd en dat niet wordt geassocieerd met verstrooiing door de deeltjes in het monster op dat moment. Nogmaals, het meten van troebelheid op zeer laag niveau is gevoelig voor fouten door zelfs de kleinste hoeveelheden licht die door de monsterkamer stuiteren.

De nieuwe PTV1000 is ontworpen om strooilicht naar beneden te leiden, weg van de detector en in de richting van een 'strooilicht dump'. Dit speciaal ontwikkelde onderdeel vangt strooilicht op en voorkomt dat het door de meetkamer kaatst en vals-positieve resultaten veroorzaakt.

In de PTV1000 worden speciaal ontworpen onderdelen gebruikt die met vloeistof in aanraking komen en het ontwerp van de meetkamer is volledig glad zodat er zo min mogelijk plaatsen zijn waar zich sediment kan ophopen. Bovendien is de meetkamer zo ontworpen dat hij eenvoudig toegankelijk is, omdat het reinigen voor operators de sleutel is tot het voorkomen van verontreinigingsproblemen.

Door het gebruik van een LED-lichtbron biedt de PTV1000 langdurige en stabiele prestaties.  Om het optische systeem te verifiëren is een solide standaard ontwikkeld waarmee operators hun systeem kunnen controleren, maar het expertteam wilde nog een stap verder gaan en kalibratie mogelijk maken op de primaire kalibratieoplossing voor troebelheidsinstrumenten, formazine.

Troebelheidskalibratie is gebaseerd op de respons van het instrument op formazine. Formazine is speciaal ontwikkeld voor de kalibratie van troebelheidsinstrumenten en is een polymeer met relatief consistente lichtverstrooiingseigenschappen. Het is de ENIGE echte primaire kalibratiestandaard die beschikbaar is, elke andere standaard die je kunt krijgen voor een troebelheidsinstrument is een secundaire standaard die teruggaat op formazine en eigenlijk alleen gebruikt moet worden voor verificatie. Helaas heeft formazine twee grote nadelen: het is niet erg prettig om mee om te gaan en ten tweede is het niet erg stabiel in een verdunde oplossing. Aangezien drinkwaterbedrijven werken onder 1NTU moeten de oplossingen die je gebruikt om te kalibreren vers worden aangemaakt voor gebruik.

Er kan echter weinig gedaan worden aan de absorptie van licht door kleur, omdat dit meestal van invloed is op instrumenten die een golflengte onder 800 nm gebruiken. Aangezien de meeste troebelheidsinstrumenten die in het Verenigd Koninkrijk worden gebruikt zijn ontworpen om te voldoen aan de ISO 7027 standaard, die specificeert dat een nabij-infrarode golflengte moet worden gebruikt, is dit minder een probleem.

Ook hier kan niet veel worden gedaan aan de manier waarop de instrumenten omgaan met de verschillende verstrooiingseigenschappen van deeltjes van verschillende grootte en dichtheid. De gebruiker moet beslissen of hij kleinere deeltjes wil kunnen detecteren door een kortere golflengte te gebruiken. (en dus het risico lopen op kleurinterferentie) of de ISO-conforme versie van het instrument met langere golflengte gebruiken. Het nieuwe instrument is er in beide vormen. Wat betreft de deeltjesbezinking kan er opnieuw niet veel gedaan worden aan het ontwerp van het instrument, maar het is de moeite waard om op te merken wanneer online en draagbare instrumentatieresultaten vergeleken worden. 

Tot slot is er een nieuwe manier ontwikkeld om troebelheid te meten, de PTV 1000 van Lovibond, waarin de expertise van een team met meer dan 100 jaar ervaring in troebelheidsmeting is verwerkt.  

Terwijl veel van de technische problemen in verband met troebelheidsmeting werden opgelost, ontwierp het team de PTV1000 ook met de operator van de waterzuiveringsinstallatie in gedachten. Dit betekende dat er slechts kleine hoeveelheden monster nodig waren om het waterverbruik te verminderen en dat er een App-gebaseerde interface werd geïntroduceerd voor bediening op een smart device waar dit wenselijk is. 

Met de PTV1000 is een nieuwe standaard voor troebelheidsmeting ontwikkeld.