Фотоэлектроколориметры-нефелометры типа ФЭК

(ФЭК, ФЭКН, ФЭК-М, ФЭК-52, ФЭК-56, ФЭК-56М, ФЭК-60).

Фотоэлектрические колориметры-нефелометры типа ФЭК предназначены для определения концентрации жидких окрашенных растворов путем сравнения световых потоков, проходящих через эталонную и испытуемую жидкости. Приборы относятся к типу объективных приборов, в основу которых положен принцип уравнивания двух световых потоков - измерительного и компенсационного - при помощи переменной щелевой диафрагмы.

На рис. 6.3 приведена принципиальная схема большинства приборов типа ФЭК (кроме ФЭК-56 и ФЭК-60).

Световые пучки от лампы Л, отразившись от зеркал З₁ и З₂, проходят через светофильтры С₁ и С₂, кюветы А₁ и А₂ и попадают на фотоэлементы Ф₁ и Ф₂. Фототок фотоэлементов Ф₁ и Ф₂ усиливается усилителем постоянного тока (на схеме не изображен), работающим по дифференциальной мостовой схеме; в диагональ моста включен гальванометр. Баланс моста достигается перемещением движка сопротивления, включенного в плечи моста. Сопротивления, шунтирующие гальванометр, позволяют изменять чувствительность схемы.

Щелевая диафрагма Д при вращении связанного с нею барабана меняет свою ширину и, тем самым, меняет интенсивность светового потока, падающего на фотоэлемент Ф₂.

Схема работы прибора следующая: в правый световой пучок помещают кювету с исследуемым раствором, в левый - кювету с растворителем. Щелевая диафрагма при этом полностью открыта (левый барабан устанавливается на 100 делений светопропускания). Так как на барабане деление "100", когда диафрагма открыта, и "0", когда диафрагма полностью закрыта, совпадает (на приборе ФЭК56М деления 0 и 100 разведены), то, чтобы правильно установить барабан на 100, а не на 0, сначала устанавливают его на любом делении меньше 100 (например, на делении 70 или 80) и, поворачивая барабан в сторону возрастания делений, останавливают его на делении 100.

Вследствие поглощения света раствором на фотоэлемент Ф₂ будет падать поток света меньшей интенсивности, чем на фотоэлемент Ф₁, и стрелка гальванометра будет отклоняться. Чтобы уравнять интенсивности обоих световых потоков, в левый пучок вводят фотометрический клин К. Затем в правый пучок вместо кюветы с раствором помещают кювету с растворителем. При этом фотометрическое равновесие вновь нарушается, так как увеличивается интенсивность светового потока, падающего на фотоэлемент Ф₂.

Ослабление светового потока производится уменьшением ширины щелевой диафрагмы Д; величину ослабления показывает связанный с ней отсчетный барабан. По отсчету на барабане определяют величину светопропускания К (черные цифры шкалы барабана) или оптическую плотность раствора (красные цифры). Интенсивность рассеянного света на этом приборе определяется по разности между величинами интенсивности падающего и прошедшего через систему светового потока.

Такие измерения будут достаточно точны только при отсутствии избирательного поглощения света данной системой (то есть для неокрашенных коллоидных растворов) и при малых концентрациях дисперсной фазы.

При нефелометрических измерениях рукоятка со стрелкой на передней панели прибора переключается на надпись "нефелометр". При этом в оптическую систему прибора вводятся специальные диафрагмы, создающие узкий поток и исключающие влияние на фотоэлементы света, рассеянного коллоидной системой.

Некоторые из вариантов приборов типа ФЭК различаются в основном числом светофильтров; в таблице 6.2 приведены длины волн l, соответствующие максимуму коэффициента пропускания светофильтров приборов ФЭК-52 и ФЭК-56М.

Таблица 6.2 – Длины волн l, соответствующие максимуму

коэффициента пропускания светофильтров

приборов ФЭК-52 и ФЭК-56М