恒(heng)奧(ao)德(de)散射式(shi)濁(zhuo)度(du)儀(yi)用途(tu)升(sheng)優(you)點和應(ying)用

用途(tu)

可供(gong)水(shui)廠(chang)、電廠(chang)、食品(pin)業(ye)、制藥(yao)業(ye)實(shi)驗(yan)室(shi)對水(shui)樣渾濁度(du)的測定，還可用於監(jian)測天(tian)然(ran)水(shui)，業廢(fei)水(shui)和汙水(shui)濁度(du)測定。

儀器(qi)作(zuo)原理(li)

用束(shu)紅(hong)光(guang)激光穿(chuan)過(guo)含(han)有待測樣(yang)品(pin)的樣(yang)品(pin)池(chi),光(guang)源為發(fa)射強度(du)紅(hong)外LED,個(ge)檢(jian)測器(qi)接收散射光(guang)光(guang)量(liang),另(ling)個(ge)檢(jian)測器(qi)接收直(zhi)透光光(guang)量(liang).再同(tong)時入電路(lu),經電路(lu)處(chu)理(li)將數(shu)值(zhi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)NTU值(zhi)

升優(you)點和應(ying)用

常見的濁(zhuo)度(du)儀(yi)均為光(guang)電(dian)式，主(zhu)要有透射光(guang)式(shi)、散射光(guang)式(shi)、表面(mian)散射光(guang)式(shi)和(he)積分(fen)(散射+透射)式(shi)等(deng)。采(cai)用波(bo)長860mm的激(ji)光光源的透射光(guang)式(shi)濁(zhuo)度(du)儀(yi)，入射光(guang)不(bu)會(hui)被(bei)水(shui)體所吸收(shou)，能避免(mian)色(se)度(du)幹(gan)擾;濁度(du)用透射光(guang)與入射光(guang)比(bi)值(zhi)的負對數(shu)表示(shi)，因(yin)透射光(guang)相(xiang)對於入射光(guang)的變化量(liang)較(jiao)小(xiao)，低(di)濁度(du)的場(chang)合般不(bu)適(shi)用。積(ji)分(fen)(散射+透射)式(shi)濁(zhuo)度(du)儀(yi)，同(tong)時測定散射光(guang)和(he)透射光(guang)，濁(zhuo)度(du)用散射光(guang)與透射光(guang)(或(huo)散射光(guang)+透射光(guang))的比(bi)值(zhi)表示(shi)，具有較(jiao)的靈(ling)敏度(du)，但(dan)儀(yi)器(qi)復雜(za)，價格(ge)偏(pian)貴(gui)。目(mu)前(qian)，低(di)濁度(du)值(zhi)的測量(liang)般采(cai)用散射光(guang)式(shi)濁(zhuo)度(du)儀(yi)[1-3]。

本(ben)文(wen)介紹該儀器(qi)的分(fen)實驗研究和(he)運(yun)用的結果。

測試(shi)原(yuan)理(li)

式中(zhong):Ir-散射光(guang)強度(du);

I0-人(ren)射光(guang)強度(du);

n1，n2-分(fen)別(bie)為微(wei)粒(li)和水(shui)的折射率(lv);

λ-人(ren)射光(guang)的波(bo)長;

υ-單(dan)個(ge)微(wei)粒(li)的體積;

N-單(dan)位體積水(shui)中(zhong)的微(wei)粒(li)數(shu);

θ-散射光(guang)與人射光(guang)的夾角(jiao);

r-微(wei)粒(li)到散射光(guang)強測試(shi)點的距(ju)離。

根據(ju)(1)式，單(dan)位體積水(shui)的散射光(guang)強度(du)與入射光(guang)的強度(du)。微(wei)粒(li)子(zi)半徑(jing)的6次(ci)方(fang)及微(wei)粒(li)的個(ge)數(shu)成(cheng)正(zheng)比，與如入射光(guang)波(bo)長的4次(ci)方(fang)成反(fan)比。散射式(shi)濁(zhuo)度(du)儀(yi)的檢(jian)測角(jiao)θ般采(cai)用90°，微(wei)粒(li)到散射光(guang)強測試(shi)點的平(ping)均距(ju)離r、折射率(lv)n1、n2視(shi)作(zuo)不變，λ和υ當(dang)作常數(shu)，則(1)式可以簡(jian)化為:

Ir=KNI0 (2)

式(shi)中(zhong)K為比(bi)例系(xi)數(shu)。當(dang)水(shui)中(zhong)懸(xuan)浮顆(ke)粒(li)的半(ban)徑(jing)大(da)於等(deng)於光(guang)波(bo)長時，由粒(li)子(zi)表面(mian)的反(fan)射及粒(li)子(zi)內的折射都(dou)會(hui)使(shi)光線(xian)改變方(fang)向(xiang)，此時90°方(fang)向(xiang)上(shang)測得(de)的光(guang)強度(du)服從米(mi)氏(Mie)定理(li)，與入射光(guang)的強度(du)、微(wei)粒(li)子(zi)的截光(guang)面(mian)積A和(he)粒(li)子(zi)的個(ge)數(shu)濃(nong)度(du)N成(cheng)正(zheng)比，可以簡(jian)化為(3)式(shi):

Ir=K'ANI0 (3)

式(shi)中(zhong)K'為比(bi)例系(xi)數(shu)。實(shi)際(ji)上(shang)，濁(zhuo)度(du)儀(yi)90°方(fang)向(xiang)上(shang)測得(de)的是(shi)不同(tong)大(da)小的顆(ke)粒(li)對入射光(guang)的散射、折射、反(fan)射和(he)吸(xi)收(shou)等綜合作用的結果，入射光(guang)的波(bo)長、粒(li)子(zi)色(se)和水(shui)色(se)會(hui)影(ying)響(xiang)讀數(shu)，使(shi)儀器(qi)對濁度(du)的水(shui)不適(shi)用，但(dan)在(zai)0-100NTU範(fan)圍(wei)內(nei)可以得(de)到理(li)想的線(xian)性結果。

2 散射式(shi)濁(zhuo)度(du)儀(yi)的改(gai)

2.1 光源

由(1)~(3)式(shi)可知(zhi)，只(zhi)有保(bao)證(zheng)入射光(guang)的強度(du)I0不(bu)變，才能使(shi)散射光(guang)的強度(du)與水(shui)中(zhong)濁度(du)物質的數(shu)量(liang)線性相(xiang)關。

此系(xi)列(lie)濁(zhuo)度(du)儀(yi)采(cai)用了(le)的電(dian)子(zi)發(fa)光組(zu)件(jian)作為光(guang)源，僅發(fa)出恒(heng)定波長的單(dan)色(se)紅光，譜帶寬度(du)較(jiao)窄(zhai)，發(fa)光強度(du)穩(wen)定，入射光(guang)不(bu)被(bei)水(shui)中(zhong)色(se)度(du)物質吸(xi)收(shou)，可以避(bi)免色(se)度(du)對測量(liang)的影(ying)響(xiang)。發(fa)光組(zu)件(jian)電耗少，長期(qi)使(shi)用不(bu)過(guo)熱，儀(yi)器(qi)可以連續使(shi)用，不(bu)需(xu)要(yao)經常調整零(ling)點和重(zhong)新用標(biao)準(zhun)液標(biao)定。而且(qie)，光(guang)源的價(jia)格(ge)低(di)廉(lian)，作壽(shou)命達到十幾小時以上(shang)，般不(bu)須(xu)更換(huan)。同(tong)時，XZ系(xi)列(lie)濁(zhuo)度(du)儀(yi)配(pei)備(bei)有的閉(bi)環恒光源控(kong)制電(dian)路(lu)，在(zai)使(shi)用過(guo)程(cheng)中(zhong)監測發(fa)光強度(du)，當(dang)發(fa)光強度(du)過(guo)時，通(tong)過(guo)積(ji)分放(fang)大(da)式電(dian)路(lu)自動(dong)減小(xiao)光(guang)源的輸(shu)入電，降低發(fa)光強度(du)，反(fan)之亦然(ran)，從而(er)保(bao)證(zheng)入射光(guang)的強度(du)I0恒(heng)定不變。