Dissertation

2. Grundlagen 23
voraus. Doch selbst die Kenntnis der Partikelkonzentration ermöglicht keine eindeutige
Bestimmung der Partikelgröße. Die Extinktion bei gleicher Volumenkonzentration
hängt laut Gleichung 2.47 von C ext /x 3 ab, dessen Verlauf beispielhaft
in Bild 2.3 dargestellt ist. Da sich kein eindeutiger Partikeldurchmesser ergibt,
ist die Messung mindestens eines weiteren unabhängigen Signalparameters erforderlich.
2.3.2.2. Spektrale Extinktionsmessung
Eine Möglichkeit, die Partikelgröße und -konzentration einer Suspension zu bestimmen
ist die spektrale Extinktionsmessung. Dabei werden Messungen bei verschiedenen
Wellenlängen durchgeführt und ins Verhältnis gesetzt, weshalb man
auch von Trübungsverhältnissen spricht. Für monodisperse Systeme gilt dann
und für polydisperse Systeme
τ λ1
τ λ2
= Q ext,λ 1
Q ext,λ2
(2.49)
x max ∫
x 2 Q ext,λ1 q 0 dx
τ λ1 x
=
min
x
τ max
. (2.50)
λ2
∫
x 2 Q ext,λ2 q 0 dx
x min
Dieser Ansatz führt nur zum Ziel, wenn die Extinktionseffizienzen bei den verschiedenen
Wellenlänge unterschiedlich sind. Bild 2.9 zeigt die Trübungsverhältnisse
bei verschiedenen Wellenlängenverhältnissen in Abhängigkeit der Partikelgröße.
Mit zunehmender Partikelgröße strebt Q ext gegen zwei und das Trübungsverhältnis
nimmt für jede Wellenlängenkombination einen Wert von eins an, so
dass keine Schlüsse über die Partikelgröße und die Partikelkonzentration gezogen
werden können. Als obere Grenze ergeben sich Partikelgrößen von ca. 2-3 µm [7].
Trübungsverhältnis t 1 /t 2
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
400 nm/600 nm
600 nm/800 nm
600 nm/1000 nm
800 nm/1000 nm
0 1 2 3 4 5
Partikeldurchmesser in µm
Bild 2.9.: Trübungsverhältnisse.