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TECHNICAL ARTICLES除了低濁度傳感器(散射法為主)和高濁度傳感器(透射法、透射 - 散射對比法為主),濁度傳感器還可根據(jù)測量原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計或應(yīng)用場景分為以下幾類,每種類型針對特定需求優(yōu)化了測量精度和抗干擾能力:
一、按核心測量原理分類
1. 散射法傳感器(細分類型)
90° 散射法(最長用):
原理:光源與接收器呈 90° 垂直,測量側(cè)向散射光強度(顆粒物對光線的垂直散射),適用于中低濁度(0.1~100 NTU),如飲用水、地表水監(jiān)測。
優(yōu)勢:散射光強度與濁度線性關(guān)系好,受水體顏色干擾?。ǔS眉t外光源)。
前向散射法(低濁度專用):
原理:接收器與光源呈小角度(如 10°~30°),捕捉顆粒物前向散射光(更貼近入射光方向),適用于超低濁度(0.001~1 NTU),如純水、制藥用水。
優(yōu)勢:前向散射光在低濁時信號更強,精度更高(避免環(huán)境光干擾)。
多角度散射法:
原理:同時測量多個角度(如 0° 透射、90° 側(cè)向、135° 后向)的散射光,通過算法擬合濁度值,適用于復(fù)雜水體(如含藻類、不同粒徑顆粒物的水)。
優(yōu)勢:減少單一角度測量的誤差(如藻類的非球形顆??赡軐?dǎo)致 90° 散射偏差),常用于科研級監(jiān)測。
2. 表面散射法(濁度極低場景)
原理:光源照射水樣表面,測量水面反射的散射光(而非水體內(nèi)部散射),適用于超純水(0.0001~0.01 NTU) 或高純度液體(如電子級水)。
特點:避免水體中微量顆粒物在流通池內(nèi)沉積的干擾,測量更穩(wěn)定,但僅適用于極低濁度場景。
3. 積分球法(高精度實驗室用)
原理:水樣置于內(nèi)壁涂有高反射材料的 “積分球" 內(nèi),光源照射后,散射光在球內(nèi)多次反射并被全芳位接收,通過總散射光能量計算濁度。
優(yōu)勢:消除角度偏差,測量精度及高(可達 0.001 NTU 以下),是實驗室標(biāo)準(zhǔn)方法(如 ISO 7027 標(biāo)準(zhǔn)推薦),但體積大、成本高,不適合在線監(jiān)測。
二、按結(jié)構(gòu)與應(yīng)用場景分類
1. 在線式濁度傳感器(實時監(jiān)測)
結(jié)構(gòu):多為流通池式(直接接入管道)或浸入式(插入水體),配備自清潔裝置(如超聲波清洗、刮刀)和溫度補償功能。
應(yīng)用:自來水廠過濾工藝監(jiān)控、污水處理廠出水監(jiān)測、工業(yè)循環(huán)水在線控制等,需連續(xù)輸出數(shù)據(jù)(4~20 mA 或 RS485 信號)。
特點:抗干擾設(shè)計強(防污染、防氣泡),適應(yīng)惡劣環(huán)境(如高溫、腐蝕性水體)。
2. 便攜式濁度傳感器(現(xiàn)場快速檢測)
結(jié)構(gòu):小型化設(shè)計,手動取樣后注入測量池,內(nèi)置光源和探測器,一鍵讀數(shù)。
應(yīng)用:環(huán)境監(jiān)測人員現(xiàn)場抽檢(如河流、湖泊)、應(yīng)急水質(zhì)評估(如污染事故),濁度范圍通常覆蓋 0~1000 NTU。
特點:輕便、易操作,精度略低于實驗室設(shè)備,但滿足快速篩查需求。
3. 實驗室臺式濁度儀(高精度校準(zhǔn))
結(jié)構(gòu):高精度光學(xué)系統(tǒng)(如積分球、激光光源),需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法(如用福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)液校準(zhǔn))操作。
應(yīng)用:實驗室水質(zhì)分析、傳感器校準(zhǔn)基準(zhǔn)、科研實驗,測量范圍廣(0.0001~10000 NTU)。
特點:精度最高(誤差<1%),但需專業(yè)人員操作,不適合現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測。
三、特殊功能型傳感器
1. 抗顏色干擾型
設(shè)計:采用雙波長光源(如紅外光 + 可見光),通過差值計算消除水體顏色(如藻類、腐殖質(zhì))對散射光的影響,適用于有色水體(如湖泊、景觀水)。
2. 防爆型濁度傳感器
結(jié)構(gòu):外殼符合防爆標(biāo)準(zhǔn)(如 Ex dⅡCT6),適用于易燃易爆環(huán)境(如石油化工廢水、煤化工循環(huán)水),避免電火花引發(fā)危險。
3. 多參數(shù)集成傳感器
功能:在測量濁度的同時,集成 pH、溶解氧、電導(dǎo)率等參數(shù)監(jiān)測,通過同一探頭輸出多指標(biāo)數(shù)據(jù),簡化安裝和維護(如污水處理廠綜合監(jiān)測)。
總結(jié)
濁度傳感器的類型劃分本質(zhì)是 **“原理適配場景":低濁度用前向 / 90° 散射,高濁度用透射 / 對比法,超純水用表面散射,實驗室用積分球;在線監(jiān)測側(cè)重抗干擾和連續(xù)性,便攜設(shè)備側(cè)重靈活性,特殊場景則依賴定制化設(shè)計(防爆、抗顏色等)。選擇時需結(jié)合濁度范圍、水體特性(顏色、雜質(zhì))、使用環(huán)境(在線 / 便攜)** 三大核心因素。
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