散射式濁度儀的原理

時(shí)間：2021/1/27閱讀：1331

?濁度，即水的混濁程度，由水中含有微量不溶性懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)所致，ISO標(biāo)準(zhǔn)所用的測(cè)量單位為FTU(濁度單位)，F(xiàn)TU或NTU(濁度測(cè)定單位)致。制酒行業(yè)用EBC單位，4FTU=1EBC。

用途
可供水廠、電廠、食品業(yè)、制藥業(yè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)水樣渾濁度的測(cè)定，還可用于監(jiān)測(cè)天然水，業(yè)廢水和污水濁度測(cè)定。

儀器作原量
用束紅光激光穿過含有待測(cè)樣品的樣品池,光源為發(fā)射強(qiáng)度紅外LED,個(gè)檢測(cè)器接收散射光光量,另個(gè)檢測(cè)器接收直透光光量.再同時(shí)入電路,經(jīng)電路處理將數(shù)值轉(zhuǎn)換成NTU值.

測(cè)試原理

式中:Ir-散射光強(qiáng)度;

I0-人射光強(qiáng)度;

n1，n2-分別為微粒和水的折射率;

λ-人射光的波長(zhǎng);

υ-單個(gè)微粒的體積;

N-單位體積水中的微粒數(shù);

θ-散射光與人射光的夾角;

r-微粒到散射光強(qiáng)測(cè)試點(diǎn)的距離。

根據(jù)(1)式，單位體積水的散射光強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度。微粒子半徑的6次方及微粒的個(gè)數(shù)成正比，與如入射光波長(zhǎng)的4次方成反比。散射式濁度儀的檢測(cè)角θ般采用90°，微粒到散射光強(qiáng)測(cè)試點(diǎn)的平均距離r、折射率n1、n2視作不變，λ和υ當(dāng)作常數(shù)，則(1)式可以簡(jiǎn)化為:

Ir=KNI0 (2)

式中K為比例系數(shù)。當(dāng)水中懸浮顆粒的半徑大于等于光波長(zhǎng)時(shí)，由粒子表面的反射及粒子內(nèi)的折射都會(huì)使光線改變方向，此時(shí)90°方向上測(cè)得的光強(qiáng)度服從米氏(Mie)定理，與入射光的強(qiáng)度、微粒子的截光面積A和粒子的個(gè)數(shù)濃度N成正比，可以簡(jiǎn)化為(3)式:

Ir=K'ANI0 (3)

式中K'為比例系數(shù)。實(shí)際上，濁度儀90°方向上測(cè)得的是不同大小的顆粒對(duì)入射光的散射、折射、反射和吸收等綜合作用的結(jié)果，入射光的波長(zhǎng)、粒子色和水色會(huì)影響讀數(shù)，使儀器對(duì)濁度的水不適用，但在0-100NTU范圍內(nèi)可以得到線性結(jié)果。

只有保證入射光的強(qiáng)度I0不變，才能使散射光的強(qiáng)度與水中濁度物質(zhì)的數(shù)量線性相關(guān)。

此系列濁度儀采用了*的電子發(fā)光組件作為光源，僅發(fā)出恒定波長(zhǎng)的單色紅光，譜帶寬度較窄，發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定，入射光不被水中色度物質(zhì)吸收，可以避免色度對(duì)測(cè)量的影響。發(fā)光組件電耗少，長(zhǎng)期使用不過熱，儀器可以連續(xù)使用，不需要經(jīng)常調(diào)整零點(diǎn)和重新用標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定。而且，光源的價(jià)格低廉，作壽命達(dá)到十幾小時(shí)以上，般不須更換。同時(shí)，XZ系列濁度儀配備有*的閉環(huán)恒光源控制電路，在使用過程中監(jiān)測(cè)發(fā)光強(qiáng)度，當(dāng)發(fā)光強(qiáng)度過時(shí)，通過積分放大式電路自動(dòng)減小光源的輸入電流，降低發(fā)光強(qiáng)度，反之亦然，從而保證入射光的強(qiáng)度I0恒定不變。

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散射式濁度儀的原理

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