5-Лабаратория машғулоти. Мавзу: нам материалларнинг спектрал характеристикасини анализ қилиш

Нам материалларнинг спектрал характеристикаларини тадқиқ қилиш.
Сув таркибига кирувчи атомлар қутибланиш жараёнида мураккаб харакатларни амалга оширади қайсики уч стандарт тебраниш белгиланган: абсолют симметрик бурчакли, абсолют симметрик эластиклик, асимметрик эластиклик. Ушбу тебранишлар ютиш оралиғи қуйдагиларга тенг 2.74; 6.27 ва 2.66 мкм. Бу тўлқин узунликларида ютиш кўрсатгичи жуда юқори лекин юқори стабилли кичик хажимли нур манбаи ва фотоприёмникларнинг йўқлиги учун улар саноат асбобларини лойихалашда ишлатилмайди. Шунинг учун кўпироқ этибор яқин инфрақизил тўлқин узунлиги сохасига қаратилган.
Жадвалдан кўриниб турибдики тўлқин узунлиги камайиши билан ютиш кўрсатгичининг қиймати хам камайиб боради.
Амалиётда намлик миқдорини назорат қилувчи қурилмаларда 1.49 мкм тўлқин узунлик оптимал хисобланади чунки тўлқин узунликнинг бу сохаси сув молекуласи атомининг индуциялашген тебранишина мос келади шунинг учун бундай жараёнлар атомлар қутубланиши хисобланади.
Сув бирон бир жисим таркибига қўшилганда албатта унинг спектрал характеристикасини ўзгартиради.
Шунинг учун агар назорат қилинаётган объект 1.94 мкм тўлқин узунликдаги нур билан нурлантирилса у орқали ўтаётган ёки унинг юзасидан қайтаётган нур интенсивлиги назорат объектининг намлигига боғлиқ бўлади.



Қуруқ (1) ва нам (2) моддаланинг спектрал характеристикалари.
Лекин фақат битта тўлқин узунлигда ўлчаш ўтказилса бир қатор хатоликлар келиб чиқади. Бундай хатоликларни келиб чиқишига собаб назорат объекти орқали ўтаётган ёки уни юзасидан қайтаётган нур интенсивлигига назорат объекти юзасининг нотекислиги хамда унинг қалинлиги ва зичлиги жуда катта таъсир кўрсатади.
Шунинг учун юқоридаги хатоликларни компенсациялаш учун назорат объекти яна қўшимча иккинчи нур яни таянч нури билан нурлантирилади. Таянч нурининг тўлқин узунлиги сув ва назорат объектининг ютиш оралиғида ётмайди.
Ўлчаш ва таянч нур оқимларининг тўлқин узунликлари намликнинг ўлчаниш оралиғи, назорат қилинаётган объектнинг спектрал характеристикаси ва бошқа талаблар асосида оптпмал қилиб танланиши мумкин.
Намлик ўлчагичларни қуришда спектрал характеристика асосий хисобланади. Чунки спектрал характеристика ёрдамида ўлчаш ва таянч нур оқимларининг тўлқин узунликлари танланади.
Модда ва буюмларнинг спектрал характеристикалари махсус оптик асбоб-спектрофотометр ёки дискрет интенференцион фильтрлар ёрдамида олинади.
Дискрет интенференцион фильтрлар ёрдамида буюмларнинг спектрал характеристикасини тадқиқ қилувчи қурилма схемаси кўрсатилган.

Тегишли коэффициентнинг қайтиши ва сузувчанлигини тадқиқ қилиш қурулмаси схемаси:
1- нурлатгич; 2-параболоид қайтаргич; 3-модулятор; 4-нур филтр кассеталари; 5-эталон материал; 6-тадқиқ қилинувчи материал;
Бу қурилмада тўлқин узунлиги 1 дан 2.5 мкм оралиғида бўлган 20 дона тор сохали интерференцион фильтрлар ишлатилади. Тор сохали интерференцион фильтрлар қуйдаги параметрларга эга:
- ярим ўтказиш сохасининг кенглиги 0.08-0.3 мкм;
- нур ўтказиш кўрсатгичи 38-60 %;
- фон ўтказиш кўрсатгичи 0.5-1 %;
Қурилма чиқишида текширилувчи ва эталон материалларга мос келувчи сигналлар қуйдагига тенг.
U_и =k₁Р_и ; U_э=k₂Р_э,
Бу ерда: k1, k2 – нур филтири, фотоприёмник ва нурланиш системасининг ўзгартириш коэффициенти. Ўлчаш натижалари бир хил шароитда ўтказилганлиги сабабли, К₁=К₂ тенг бўлади ва унга тегишли коэффициент:
Р₀ = Р_н/Р_э = U_н/U_э
Агар сезувчанлик белгиланган намлик интервалида доимий бўлса, уни ўзгаришдаги нисбий коэффициент қайтиш дейиш мумкин ва бунда келтирилган намлик ўзгариши 1% га тенг:
S=(ρ_и1 - ρ_и2)*100/ρ_и1(ω₁ - ω₂)
Бу ерда : ρ_и1, ρ_и2 – материалнинг намлигидаги (ω₁) (ω₂) қайтиш коэффициенти .
Чиқиш сигналининг намлик ва тўлқин узунлигидан боғлиқлик графиги кўрсатилган.

Чиқиш сигналининг намлик ва тўлқин узунлигидан боғлик графиги.
1-калий хлорид; 2- аммоний сульфат; 3- карбамид; 4- амиякли селитра; 5- суперфосфат II; 6- суперфосфат;
Стандарт спектрафотометр ва ясама мосламаларда оптик коэффициентнинг қайтишини аниқлашда текширилаётган намунани ИК нурланиш глобари билан қизишга йўл қўймаслик керак. Акс холда бу текширилаётган намунадаги спектрал чизиқларнинг ўзгаришига олиб келади.
Нурларнинг қайтиш спектри 1 дан 2 мкм гача 0.03 мкм оралиғида олинади.
Бу эгри чизиқнинг етарлича аниқ бўлишини қаноатлантиради.
Спектрофотометрияда эталон сифатида оқлик даражаси, магнит оксиди, магний корбанат ёки барий сульфат ишқорларини олиш мумкин ва бунда уларнинг кам ёки кўп миқдорда намлик ютиш натижасида қайтиш нурининг узунлиги эканлигини назарда тутиш керак.


Назорат саволлари
1. Материалларнинг хар хил тузилиши нимага таъсир қилади?
2. Материалларнинг спектрал характеристикасига қараб уларни аниқ система асосида
неччига бўлиш мумкин?
3. Сув бирон бир жисм таркибига қўшилганда албатта унинг спектрал характеристикасига
қандай таъсир кўрсатади?
4. Нурланишнинг эгри чизиғи қандай пайтларда сувнинг миқдори етарлича бўлганда
камаяди?