Mirk, M. (2012). Optical correlations inside a water quality measuring prototype [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/160353
Eine kontinuierliche Kontrolle bzw. Messung der Qualität des Abwassers ist heute in Industriebetrieben, Fabriken, Abwasser- Behandlungsanlagen, usw. unerlässlich. Die Abwasserqualität muss hoch genug gehalten werden, um den lokalen Gesetzen und Vorschriften zu entsprechen. Diese Qualitätsstandards begrenzen die maximalen oder minimalen Mengen von Chemikalien, Metallen, toxischen Stoffen, Bakterien, usw. innerhalb des Wassers. Das Ziel dieses Projektes ist es, die gesamte Menge von Bakterien im behandelten Abwasser festzustellen durch Messung nur einer Art von Bakterien, unter der Annahme, dass sich alle vorhandenen Arten von Bakterien im Reinigungsprozess ähnlich verhalten. Ein Prototyp eines Messgerätes wird vorgestellt, welches die optischen Eigenschaften von Wasserproben - Fluoreszenz und Absorption - misst. Ziel dieser Arbeit ist es, das Funktionsprinzip des Prototyps zu analysieren und ein Modell zur Beschreibung der Abhängigkeit zwischen der Intensität des Fluoreszenzsignals und der Geometrie der Messzelle zu erstellen. Drei verschiedene mathematische Modelle werden erläutert und miteinander verglichen. Die Modelle können die Fluoreszenzintensität am Detektor bei unterschiedlichen Längen der Glasröhre und verschiedenen Proben simulieren. Mit einer geringfügigen Modifikation der mathematischen Beschreibung können auch Mischungen als Materialien verwendet werden. Das komplexeste Modell berücksichtigt auch die unterschiedlichen Radien der Messzelle. Es wird gezeigt, dass grundsätzlich alle drei Modelle verwendet werden können, um die Änderung der Fluoreszenz-Werte in Abhängigkeit von der Länge der Messzelle zu beschreiben. Experimentell wird die Gültigkeit der Modelle durch Messungen mit gewöhnlicher Druckertinte verifiziert. Das Projekt wurde im Auftrag der Firma Dipl. Ing. Wolfgang Vogl, Zwerndorf/NÖ, durchgeführt.
Water quality has to be constantly measured by production companies, factories, sewage treatment facilities, etc. in order to keep their waste-water quality high enough to meet local laws. These quality standards are limiting the maximum or minimum amount of chemicals, metals, toxic materials, bacteria, etc. within the water. The goal of this project is to measure the total amount of bacteria by measuring only the amount of one type of bacteria assuming that all types of bacteria present in the water are behaving similarly in the cleaning process. A prototype of a measuring device is introduced which measures the optical properties of water samples: fluorescence and absorption. It is assumed that a higher amount of bacteria in the sample will result in lower transmittance and higher fluorescence signals. The goal of this thesis is to show the basic principles behind the prototype, and to create a model describing the correlation between the fluorescence intensity and the geometry of the measuring cell. Three different models are explained and compared to each other. The models are capable of simulating the fluorescence intensity at the detector for different lengths of the glass tube and different samples. Mixtures can be used as materials with a slight modification in the mathematical description. The most complex model is able to handle different radius values of the measuring cell as well. It is shown that any of the models can be used to describe the changes in the fluorescence values as a function of the length of the measuring cell. Experimentally, the validity of the models is proven by measurements using ordinary printer ink. The project was conducted on behalf of Dipl. Ing. Wolfgang Vogl, Zwerndorf/NÖ.