水質(zhì)濁度,直觀反映了水中懸浮顆粒物(如泥沙、微生物、膠體、有機(jī)物等)對(duì)光線透過(guò)所產(chǎn)生的阻礙程度。它是評(píng)估水質(zhì)潔凈度、判斷水處理工藝效率、保障飲用水安全的關(guān)鍵指標(biāo)。水質(zhì)濁度自動(dòng)分析儀,正是替代人工目視比濁或?qū)嶒?yàn)室手動(dòng)測(cè)量的高效自動(dòng)化工具,能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)、精確地監(jiān)測(cè)水體濁度變化。其核心工作原理基于光學(xué)散射原理,具體過(guò)程如下:當(dāng)一束光線穿過(guò)待測(cè)水樣時(shí),水中的懸浮顆粒會(huì)與光線發(fā)生相互作用:部分光線遇到顆粒后,會(huì)改變?cè)瓉?lái)的傳播方向,向各個(gè)角度散開(kāi)。這種向各個(gè)方向偏離原光路的現(xiàn)象就是散射。 濁度自動(dòng)分析儀的核心任務(wù),就是探測(cè)和量化由懸浮顆粒引起的散射光強(qiáng)度。散射光的強(qiáng)度與水樣中顆粒物的濃度、大小、形狀和折射率直接相關(guān)。在顆粒特性相對(duì)穩(wěn)定的條件下,散射光強(qiáng)度與水樣的濁度值成正比關(guān)系。濁度越高,散射光越強(qiáng)。 主流測(cè)量方法:90°散射光法(Nephelometry) 目前絕大多數(shù)工業(yè)在線和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)濁度儀采用的標(biāo)準(zhǔn)方法是 90°散射光法。儀器內(nèi)置一個(gè)穩(wěn)定的光源,通常是高亮度、長(zhǎng)壽命的紅外LED(發(fā)光二極管) 或特定波長(zhǎng)的激光二極管。使用紅外光(如860nm)的主要優(yōu)勢(shì)在于能有效避免水樣顏色(色度)的干擾,因?yàn)榇蠖鄶?shù)天然水體中的有色溶解性有機(jī)物對(duì)紅外光的吸收很弱。 光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)精密的光學(xué)系統(tǒng)(如透鏡、光闌)進(jìn)行準(zhǔn)直,形成一束強(qiáng)度穩(wěn)定、方向集中的平行光。 待測(cè)水樣通過(guò)泵或重力流,被連續(xù)或間歇地引入一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的測(cè)量室(流通池)。這個(gè)測(cè)量室通常由光學(xué)性能優(yōu)異的玻璃或石英制成,具有光滑的內(nèi)壁,并設(shè)計(jì)成能減少氣泡滯留和避免光線在壁上反射干擾的結(jié)構(gòu)。 信號(hào)處理與計(jì)算:探測(cè)器產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)被送入精密的信號(hào)放大電路進(jìn)行放大。放大后的電信號(hào)(模擬信號(hào))通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。儀器的微處理器(CPU) 根據(jù)預(yù)設(shè)的算法(基于90°散射光原理和標(biāo)定曲線),結(jié)合接收到的散射光信號(hào)強(qiáng)度(以及參比信號(hào)、補(bǔ)償信號(hào)等),計(jì)算出水樣的實(shí)時(shí)濁度值。計(jì)算過(guò)程中會(huì)考慮儀器的校準(zhǔn)系數(shù)(由標(biāo)準(zhǔn)濁度液標(biāo)定得出)。 結(jié)果顯示、輸出與清洗:計(jì)算得出的濁度值(通常以NTU - 濁度單位或FNU - 福爾馬肼濁度單位顯示)顯示在儀器的屏幕上。同時(shí),儀器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口(4-20mA模擬信號(hào)、RS232/RS485、Modbus、以太網(wǎng)等) 將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給上位機(jī)控制系統(tǒng)(如PLC、DCS、SCADA)或數(shù)據(jù)記錄儀。 自動(dòng)清洗(關(guān)鍵維護(hù)功能): 為防止測(cè)量池內(nèi)壁和光學(xué)窗口被水樣中的污染物、生物膜或水垢附著而影響測(cè)量精度,儀器會(huì)按照預(yù)設(shè)程序(定時(shí)或根據(jù)測(cè)量值變化觸發(fā))啟動(dòng)自動(dòng)清洗功能。 濁度儀的準(zhǔn)確測(cè)量高度依賴定期校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)福爾馬肼濁度液(Formazin) 作為基準(zhǔn)物質(zhì),在多個(gè)濃度點(diǎn)(如0、20、100、800 NTU)對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定,建立散射光強(qiáng)度與濁度值的精確對(duì)應(yīng)關(guān)系(校準(zhǔn)曲線)。日常維護(hù)還包括定期檢查清潔測(cè)量池、更換消耗品(如清洗液、進(jìn)樣管路)、檢查光源和探測(cè)器的狀態(tài)等。
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