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Diplomarbeit Abendschule: Photometer

Diplomarbeit Abendschule: Photometer

Ziel war die Entwicklung eines Photometer-Prototyps zur Feststellung
der Konzentration eines Stoffes wie z.B. Nitrat in einer Flüssigkeit,
nach Zugabe von Indikatorlösungen. Das Photometer soll den Wert
der Konzentration auf einem Bildschirm ausgeben. Optional soll eine
Datenbank erstellt werden, die die gemessenen Konzentrationen als
Referenz für zukünftige Messungen speichert.

Betreuer: DI Reinhold Hallwachs
Teilnehmer: Josip Gugic, Manuel Lengl, Matthias Weissenböck

 

Projektziel

Ziel war die Entwicklung eines Photometer-Prototyps zur Feststellung der Konzentration eines Stoffes wie z.B. Nitrat in einer Flüssigkeit, nach Zugabe von Indikatorlösungen. Das Photometer soll den Wert der Konzentration auf einem Bildschirm ausgeben. Optional soll eine Datenbank erstellt werden, die die gemessenen Konzentrationen als Referenz für zukünftige Messungen speichert.

Messverfahren

Beim Messverfahren wurde auf eine Kombination aus transmissiver und reflektiver Messung gesetzt, wobei die zu prüfende Flüssigkeit durchleuchtet und das Restlicht über eine Projektionsfläche mit dem Detektor aufgenommen wird. Der Detektor (CCD Chip) war dabei in einem doppelten Boden verbaut und wurde in einem Winkel von 45 Grad befestigt.

 

 

Lichtquelle

Die Lichtquelle sollte eine möglichst gleichmäßige Abdeckung des sichtbaren Spektrums ermöglichen. Durch Messungen mit einem Spektrometer wurde eine solche Lichtquelle ausgewählt. Die Wahl fiel auf ein LED-Leuchtmittel mit einem speziellen Herstellungsverfahren, welche ein breites Spektrum bietet.

Auswertung

Die Auswertung erfolgte mit Zuhilfenahme eines Raspberry Pi in der Programmiersprache Python. Dabei wurde auf eine Datenbank zurückgegriffen, welche zuvor eingemessene Referenzwerte enthält. Dabei kann der User über die GUI wählen welche Indikatorlösung ausgewertet werden soll. Es wurden vorsorglich bereits Referenzwerte einer Rotlösung als Blutersatzmittel, von Nitrat (NO3) und von Phosphat (PO4) eingelernt, die Werte anderer Lösungen können über ein gesondertes Programm von einem Admin nachträglich der Datenbank zugeführt werden.

Prototyp

Der Prototyp wurde aus Holz gefertigt. Ein Design mit vielen Nuten sollte dabei das Umgebungslicht vom Innenraum trennen. Der Innenteil (Messstrecke) des Photometers wurde herausnehmbar designt um den Prototypen möglichst Wartungsfreundlich zu gestalten. Die schwarzen, federgelagerten Küvettenspanner sorgen dafür, dass sich die Küvetten immer an derselben Position befinden.