6.2. Оптические методы

Оптическими называют методы и средства измерения, в осно-ву которых положена зависимость оптических свойств самой анали-зируемой среды или свойств проходящего через нее электромагнит-ного излучения от количества анализируемого компонента в анали-зируемой пробе. Они основаны на использовании свойств анали-зируемого материала, облучаемого потоком излучения, поглощать, отражать и пропускать извне излучение, а также излучать энергию.

Первые три характеристики зависят как от условий облучения (спектральный состав, степень поляризации падающего излучения), так и от состояния и свойств облучаемого вещества. Последняя же характеристика определяется только состоянием и свойствами материала. К этим свойствам относятся: преломление, поляризация, интенсивность окраски и свечения, цвет и многие другие. Несмотря на такое многообразие используемых для измерения свойств, все анализаторы состоят из трех основных узлов: излучателя, кювет с анализируемой пробой и приемника. Оптические анализаторы подразделяются на монохроматические, когда используется излучение с определенной длиной волны, и полихроматические, когда используется поток интегрального, т. е. с широким спектром длин волн, излучения, а также на анализаторы видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной частей спектра излучения.

Пищевые продукты по своим физико-химическим свойствам и структуре относятся к группе капиллярно-пористых коллоидных тел. Они характеризуются сложностью микроструктуры и большой оптической плотностью. Поглощение и рассеяние в этих материалах определяются главным образом следующими четырьмя процессами:

– резонансным поглощением излучения молекулами одного вещества (всеми компонентами, образующими данное вещество) и молекулами структурной и связанной с материалом воды;

– рассеянием, обусловленным флюктуациями плотности или концентрации вещества, а также рассеянием на молекулах (например, на молекулах белков, крахмала и других) или ионах;

– рассеянием излучения на взвешенных коллоидных частицах (зернах крахмала, растительных клетках, частицах пигмента и т. д.);

– рассеянием на других оптических неоднородностях – капил-лярах и порах в капиллярно-пористых коллоидных телах, порах в пе-нистых и шлаковых материалах и т. д.

Оптические методы используются прежде всего для анализа состава продукта, а также для измерения давления, температуры, влажности, уровня, массы и силы, перемещения и распознавания объектов.