Etusivu > Akvaario > Fotometri

Fotometri

Vapaa käännös Itävaltalaisen Anton Gabrielin sivuilta:
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo1.htm
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo2.htm
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo3.htm
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo4.htm
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo5.htm
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo6.htm
http://members.telering.at/anton.gabriel/photo7.htm
Hänen luvallaan (kaikki tekijänoikeudet hänellä)

Rakentelut ja kokeilut kunkin omalla vastuulla. Anton ja minä emme ota mitään vastuuta laitteen rakentamisesta ja käytöstä!

Mahdollisimman yksinkertaisin välinein rakennettavissa oleva fotometri. Tarvitaan vain joitakin käsityökaluja, pora ja juotoskolvi.

?
Tältä laite valmiina näyttää. Periaate on sama kuin valotusmittarissa. On ratkaistava nollaus ja vakiona toistettava numeronäyttö.

Periaatekaavio
?
Tonin tekemä kytkentäpiirros:
?
Armin Richterin Tonille lähettämä piirros:
?
Kytkennän selostus vasemmalta oikealle:
Jännitteen säädin
Aivan vasemmalla on kosketin pienelle suoraan verkkovirtaan kytkettävälle 12 voltin tasavirtaa (tai sykkivää tasavirtaa) antavalle muuntaja-tasasuuntaajalle. Jotta väärinpäin kytkettäessä ei tapahtuisi mitään, on plus-puolella diodi 1N4007 tai vastaava. Lisäksi on 470 mikrofaradin/40 voltin elektrolytyyttikondensaattori, joka tasaa mahdollisesti sykkivää tasavirtaa. Ennen ja jälkeen 8-voltin 3-piste-jännitteensäädintä (pienin koko) on vielä 47 nanofaradin kondensaattori plussan ja miinuksen välissä. Ennen jännitteensäädintä on vielä 650 ohmin etuvastuksella punainen ledi (valodiodi) ilmaisemassa laitteen päälläoloa (pistokemuuntaja on seinässä ja laite kytketty siihen - "Päällä").

Kaikki tähän mennessä on jännitteensäätöä ja ilmoitus kytkettynäolosta - nyt seuraa varsinainen mittapiiri:

Mittapiiri
Valoa lähettävänä diodina on pieni 2,7 läpimittainen vihreä ledi. Osoittautui edulliseksi ja kaikinpuolin sopivaksi. Punertavia ja sinertäviä tutkittavan veden värjäyksiä mitattaessa osoittautui vihreä ledi paremmaksi kuin keltainen tai punainen ledi. Etuvastus on 330 ohmia ja vähintään yhden watin kuormitteinen, jolloin vastuksen arvo ei muutu käytössä ja ledi antaa vakioitua valoa. Ledin ikä on 15 milliampeerin virralla muutamia vuosikymmeniä!

Kyvetin pidike, josta myöhemmin lisää on "mittausvälissä". Sen toisella puolella on "LDR" valovastus, jolla vihreän ledin valossa (täydellisen laitteen sisällä mitattuna) on noin 10 kilo-ohmin vastus. LDR jakaa 8 voltin jännitteen 10 kilo-ohmin etuvastuksen kanssa. Keskellä on piste (A1) eli pistoke digitaalivolttimittarille. Toinen piste (A2) muodostuu jännitteenjakajasta, joka alhaalta ylös koostuu 650 ohmin etuvastuksesta ja kahdesta lineaarisesta potentiometristä: 10 kilo-ohmia (GROB, karkea) ja 470 ohmia (FIN, hieno). Pistoke A2 on 10 kilo-ohmi-potentiometrin "liukurissa?", 470-ohmin potentiometrillä säädetään näyttö nollaan.

Käyttö: Laite kytketään päälle, ja potentiometreillä (karkea ja hieno) säädetään 0-arvo. Sitten lisätään värjätty näyte ja LDR:n vastus nousee ja jännite kasvaa plus-suuntaan - mittarin näyttö nousee nollasta johonkin arvoon, jota verrataan aiemmin tehtyyn vertailukäyrään.

Osat rakenteluun:
Lukumäärä Nimike   Huomautuksia
1 Kotelo   noin. 8x8x14 cm (leveys,korkeus,pituus)
1 Muovinen puutarhatyökalun jatkovarsi
Merkki: Gardena
Kombifix
  Kyvetinpidike
(Sisäläpimitta 16 mm)
2 naaras-pistokkeet   Digitaaliselle yleismittarille
1 Digitaalinen yleismittari Mahdollisimman halpa -
EI ANALOGINEN
2 Linenaarinen potentiometri 10 Kiloohmia und 470 ohmia
2 Kierrettävät nupit edellisiin
2 Valodiodit (ledit) vihreä ja punainen
1 LDR Valoherkkä vastus
valovastus
7 vastukset ja
kondensaattorit
kytkennän mukaisesti
5 metriä Kytkentälankaa
1 Verkkomuuntaja 12 volttinen - halvin
1 8-Voltin kolmipiste jännitteensäädin schwächste Ausführung?
heikoin esitys??
1 Diodi 1 N 4007 tai vastaava
1 Virtalähteen pistoke
Kyvetin pidike on laitteen suurin ongelma, sen mukana seisoo tai kaatuu laitteen tarkkuus. Jos kyvetti ei ole tukevasti telineessä, vaan heiluu, ovat tulokset käyttökelvottomia ja heiluvat prosentteja, mikä vaikeuttaa varsinkin nollapisteen asetusta.

Sinänsä ei olisi mikään ongelma sorvata sopivaa kappaletta, mutta kun normaaliharrastajalla ei ole metallisorvia. Toni löysi sopivan puutarhalapionvarren (merkki Gardena, Kombifix). Aivan hyvin käy jokin vastaava sisäläpimaltaan 16 mm valoa läpäisemätön putki.

Kyvetti ja sen pidike ?
Oikealla on tasapohjainen korkillinen lasiastia, jonka ulko-läpimitta on 16 mm. Näitä tarvitaan kaksi, mutta kalibroinnin ja vertailun vuoksi on hyvä hankkia 4 tai 5, tästä myöhemmin.

Kyvettiputkeen porataan kohtisuora 2,5 mm reikä siten että se tulee noin 2 - 3 senttiä putkeen työnnetyn näyteputken pohjan yläpuolelle. Toselle puolelle reikään työnnetään tiukasti vihreä ledi. Vastakkaiselle puolelle viilataan tasainen alue reiän ympärille. Tarvittaessa voi reikää porata hieman suuremmaksi ja reiän päälle asetetaan LDR. Vähän liimaa, mutta vain vastuksen ympärille.

Putken alapäähän kiinnitetään suorakulmaisiksi taivutetut peltikappaleet, joilla putki M-3-ruuvien ja mutterien avulla kiinnitetään tukevasti alustaan.

?
Mittarin kasaus aloitetaan kiinnittämällä osat (pistokkeet, potentiometrit jne.) koteloon, ja sitten juotetaan loput osat juotoskantoihin ja toisiinsa kytkentäkaavion mukaan.

Tähän tarkat kasausohjeet (vastusten värikoodit jne.)

Yleensä kotelo on kaksiosainen, jolloin alaosaan kiinnitetään kyvetinpidike M-3-ruuveilla ja muttereilla. Mitataan pidikkeen tarkka paikka ja porataan sekä sahataan ja viilataan kansiosaan tarkka reikä josta kyvetinpidike voidaan juuri ja juuri työntää läpi.

Osien sijoittelupiirros
?
Tässä jatkuu osien sijoittelu ja juottaminen sekä laitteen kasaus.

Laitteen käynnistys: Verkkomuuntaja-tasasuuntaaja kytketään sähköverkkoon ja potentiometrit käännetään noin keskelle. Sitten kytketään digitaalimittari (enemmän kuin 5 v ja vähemmän kuin 100 v), jolloin saadaan kaikissa tapauksissa kolminumeroinen näyttö. Nyt käännetään potentiometrillä (GROB, karkea) tarkasti arvoksi nolla. Aivan tarkka nolla säädetään potetiometrillä (FEIN, hieno). Jos toimii näin, on laite valmis, muussa tapauksessa etsitään virhettä.

Kyvettien valinta: Kaikki kyvetit täytetään vedellä ja pannaan toinen toisensa jälkeen pitimeen. Verrataan nolla-näyttöön ja kierretään putkea yksi kierros. ihannetapauksessa näyttö pysyy nollana. Arvo "1" on vielä hyväksyttävissä (aiheutuu valujäljistä putken pinnassa). Kaikki suuremma heitot häiritsevät tulevia mittauksia varsinkin alkupäässä (pienimmillä mitattavilla pitoisuuksilla).

Kun on valittu kaksi tarkkaa kyvettiä, voidaan jatkaa seuraavaan vaiheeseen:

Kalibrointi ja mittaus: Omatekoista laitetta voidaan käyttää kuten kaupallisia mittatestejä, ja usein saadaan mitatuksi pitoisuuksia, joita paljaalla silmällä ei voi havaita. Laite on nyt valmis käyttöön. Tarvitaan mahdollisimman tarkka sarja vertailuliuoksia, jotta vertailukäyrät voidaan laatia.

Nitraattia vatren tarvitaan liuosta, jossa on 1000 mg nitraattia litrassa. Suurinta mitattavaa pitoisuutta (100 mg/l) otetaan 10 millilitaa liosta ja laimennetaan se tislatulla vedellä 100 ml:ksi. 50 mg/l saadaan edelleen laimentamalla 1:1 jne. Samalla periaatteella valmistetaan vertailuliuokset rautaa ja forfaattia varten.

Kun kalibrintiliuokset ovat valmiina, voidaan mittaukset aloittaa joko kemikaaleilla tai kaupallisilla testiliuoksilla.

Mittari nollataan tislatulla vedellä ja kätettävän testin mittaliuoksilla. Mittarin näyttö osoittaa tällöin 0 mg/l (nolla-pitoisuus). Sitten mitataan värjätyt kalibrointipitoisuudet ja tulokset piirretään millimetripaperille (Mittarin lukema/pitoisuus).

Esimerkkejä:
Nitraatin vertailukäyräesimerkki: pystysuoraan mittarin lukema,
vaakasuoraan vastaana pitoisuus mg/l.
?
Rauta: pystysuoraan lukema, vaakasuoraan mg/l.
?
Voidaan siis mitata vielä 0,1 mg/l

Fosfaatti: pystysuoraan lukema,vaakasuoraan mg/l
?
Jopa alle 0,1 mg/l voidaan mitata. Fosfori on tärkeä minimiravinne mm. leville.

Vastaavasti voidaan laatia vertailukäyrät kaikille testeille, joissa saadaan voimistuva värireaktio.
Käyttökokeita

Kuvia:

?
Takimmaisena oleva potentiometri (asteikon-valinta osoittautui tarpeettomaksi)
?
Kyvettejä tai koeputkia, molemmat käyvät
?
Laitteen "sisuskalut"
?
Osat
?
Valmis laite: "prototyyppi,mallia Toni"