Trübungsmessung

Die Trübung einer Flüssigkeit ist ein subjektiver optischer Eindruck. Die Trübung wird durch kleine Partikel in transparenten Festkörpern, in einer Flüssigkeit oder einem Gas verursacht, die eine vom Trägerstoff abweichende Brechzahl besitzen oder eine Absorption verursachen. Es handelt sich bei der Trübung nicht um eine physikalische Größe.

Historisches

Eine Trübungssichttafel

Früher wurde die Trübung einer Flüssigkeit mit einem durchsichtigen Behälter gemessen, auf dessen Rückseite eine Sichttafel war (ähnlich dem Sehtest beim Augenarzt), die man durch die Flüssigkeit betrachtet hat. Die Zahl, die gerade noch lesbar war, entsprach der gemessenen Trübung. Dieses Verfahren war jedoch sehr ungenau und auch noch vom subjektiven Empfinden der Testperson abhängig.

Messung in Flüssigkeiten

Um Trübungen vergleichbar messen zu können, wurde die Trübungsstandardflüssigkeit Formazin geschaffen. Alle Trübungseinheiten beziehen sich auf Verdünnungen der Flüssigkeit Formazin. Die gebräuchlichsten Trübungseinheiten sind wie folgt definiert:

• FAU Formazine Attenuation Units – Durchlichtmessung (Winkel 0°) gemäß den Vorschriften der Norm ISO 7027
• FNU Formazine Nephelometric Units – Streulichtmessung (Winkel 90°) gemäß den Vorschriften der Norm ISO 7027
• FTU Formazine Turbidity Unit – in der Wasseraufbereitung verwendete Einheit
• NTU Nephelometric Turbidity Unit – Messung bei 90° gemäß den Vorschriften der USA, identisch mit FTU^[1]
• TE/F Trübungseinheit/Formazin – deutsche Einheit, die in der Wasseraufbereitung verwendet wird

FAU=FNU=FTU=NTU=TE/F dieses gilt jedoch nur für Formazin. Alle anderen Flüssigkeiten liefern bei den unterschiedlichen Messwinkeln unterschiedliche Werte. Beispielsweise liefert Milch, deren Fetttropfen eine ähnliche Partikelgröße wie Formazin haben (zirka 1 µm), bei 0° Durchlichtmessung und 90° Streulichtmessung einen Unterschied von bis zu 50 %.

Messverfahren

Heutzutage wird die Trübung einer Flüssigkeit zwar immer noch optisch ermittelt, jedoch mittels elektronischer Auswertung gemessen. Die Wellenlänge der Mess-Strahlung liegt üblicherweise im Infrarotbereich bei 860 nm (nach ISO 7027).

In der Regel unterscheidet man zwischen zwei Messverfahren:

• Die Schwächung der durchgehenden Lichtstrahlung (Durchlicht)
• Die Seitwärtsstreuung der Lichtstrahlung (Streulicht)

Generell lassen sich kleine Trübungen im Streulicht am besten detektieren und größere Trübungen im Durchlicht.

Typische Trübungswerte

Medium	Trübungswert (NTU)
Sauberstes Wasser	0,02
Trinkwasser	0,05–0,5
Abwasser	100–2000
Formazin	4000
Milch (1,5 % Fett)	50000

Trübungswerte unter 0,016 sind optisch nicht messbar, da bereits die reinen Wassermoleküle einen Einfluss auf die Lichtstrahlung haben.

Trübung in Gasen

Siehe unter anderem Abgasuntersuchung. Die Trübung von Abgasen wird oft in HSU (Hartridge Smoke Units, ohne Einheit oder als %) oder als Trübungswert K in m^-1 angegeben.

Gemessen wird der Transmissionsgrad T von Licht einer bestimmten Wellenlänge über eine Messlänge l anhand der Extinktion E des Lichtes

E = ln 1/T

mit T - Transmissionsgrad (Verhältnis von hindurchtretendem zu eingestrahltem Licht)

Die Extinktion E hängt für eine gegebene Wellenlänge folgendermaßen mit der Rauchdichte und der Messlänge zusammen

E = K x l

mit l – Messlänge in m und K – Extinktionskoeffizient, Trübungswert bzw. Rauchdichte in m^-1.

Die Abgastrübung in Hartridge Smoke Units ist die Opazität O in %, bezogen auf eine Messwellenlänge von 430 mm bei Atmosphärendruck und 100°C ^[2]

O [%] = 100 (1 - T)

Gemessen wird mit grünem Licht (520nm) ^[3].

Siehe auch

• Nephelometrie
• Nephelometer
• Formazin
• Trübungsmessgerät

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.warensortiment.de/messtechnik/messgeraete/truebungsmessgeraete.htm
2. ↑ http://www.freepatentsonline.com/4066364.html
3. ↑ http://www.indusscientific.com/oms103.htm