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光學(xué)法在線濁度測定儀的系統(tǒng)組成及工作原理

閱讀：314      發(fā)布時間：2025-11-24
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　　光學(xué)法在線濁度測定儀是一種用于實(shí)時監(jiān)測水體濁度的儀器，它基于光與水中懸浮顆粒的相互作用原理，通過檢測光學(xué)信號的變化來定量計(jì)算濁度值。
 
　　系統(tǒng)組成
 
　　流通池：多采用石英玻璃材質(zhì)，內(nèi)部有擾流結(jié)構(gòu)和排氣口，能避免氣泡產(chǎn)生，保證水樣流速穩(wěn)定。
 
　　光源模塊：按照預(yù)設(shè)頻率發(fā)射穩(wěn)定的單色光，常見的光源為 860nm 的近紅外 LED 燈。
 
　　光電檢測器：具有高靈敏度和抗干擾能力，能快速捕捉光信號的微小變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，如硅光電池、光電二極管等。
 
　　核心控制模塊：一般為 MCU，對電信號進(jìn)行濾波處理，剔除異常脈沖信號，并通過內(nèi)置溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，將處理后的電信號換算為濁度數(shù)值，并通過多種方式輸出。
 
　　工作原理
 
　　光散射法：這是應(yīng)用廣泛的測量原理。儀器內(nèi)置近紅外 LED 燈作為光源，發(fā)射的單色光遇到水樣中的懸浮顆粒時會發(fā)生散射。顆粒直徑小于光波長時發(fā)生瑞利散射，大于等于光波長時發(fā)生米氏散射。儀器在與光源發(fā)射方向呈 90° 的位置安裝光電檢測器，接收散射光并將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放大后依據(jù)校準(zhǔn)曲線換算為濁度值。該方法適用于 0.01~4000 NTU 的寬濁度范圍。
 
　　光透射法：其原理是光線穿過水樣時，部分被懸浮顆粒吸收、散射，透射光強(qiáng)度與濁度負(fù)相關(guān)。光源和檢測器呈直線對稱分布在水樣兩側(cè)，當(dāng)水樣濁度很低時，透射光強(qiáng)度接近純水電平，隨著濁度升高，透射光強(qiáng)度逐漸減弱。通過計(jì)算純水電信號與水樣電信號的比值，結(jié)合校準(zhǔn)曲線得出濁度值。該方法靈敏度高，適用于 0~10 NTU 的低濁度場景。
 
　　散射 - 透射結(jié)合法：部分儀器采用雙信號檢測原理，同時安裝兩個檢測器，分別接收 90° 角的散射光和 180° 角的透射光，通過內(nèi)部算法對兩個信號進(jìn)行加權(quán)融合。低濁度時以透射光信號為主，高濁度時以散射光信號為主，中濁度時兩者協(xié)同，適用范圍可覆蓋 0.01~10000 NTU。

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