Individualus drumstumo jutiklis: esminė vandens kokybės stebėjimo priemonė

Drumstumas, apibrėžiamas kaip skysčio drumstumas arba miglotumas, kurį sukelia didelis skaičius jame suspenduotų atskirų dalelių, vaidina labai svarbų vaidmenį vertinant vandens kokybę. Drumstumo matavimas yra būtinas įvairioms reikmėms – nuo ​​saugaus geriamojo vandens užtikrinimo iki aplinkos sąlygų stebėjimo.Drumstumo jutiklisyra pagrindinis šiam tikslui naudojamas instrumentas, užtikrinantis tikslius ir efektyvius matavimus. Šiame tinklaraštyje aptarsime drumstumo matavimo principus, įvairių tipų drumstumo jutiklius ir jų taikymą.

Individualus drumstumo jutiklis: drumstumo matavimo principai

Drumstumo matavimas remiasi šviesos ir suspenduotų dalelių sąveika skystyje. Šią sąveiką lemia du pagrindiniai principai: šviesos sklaida ir šviesos absorbcija.

A. Individualus drumstumo jutiklis: šviesos sklaida

Tyndallo efektas:Tyndallo efektas atsiranda, kai šviesą išsklaido mažos dalelės, suspenduotos skaidrioje terpėje. Šis reiškinys lemia, kad lazerio spindulio kelias dūminėje patalpoje tampa matomas.

Mie sklaida:Mie sklaida yra kita šviesos sklaidos forma, taikoma didesnėms dalelėms. Jai būdingas sudėtingesnis sklaidos modelis, kuriam įtakos turi dalelių dydis ir šviesos bangos ilgis.

B. Individualus drumstumo jutiklis: šviesos absorbcija

Be sklaidos, kai kurios dalelės sugeria šviesos energiją. Šviesos sugerties laipsnis priklauso nuo suspenduotų dalelių savybių.

C. Individualus drumstumo jutiklis: drumstumo ir šviesos sklaidos / absorbcijos ryšys

Skysčio drumstumas yra tiesiogiai proporcingas šviesos sklaidos laipsniui ir atvirkščiai proporcingas šviesos sugerties laipsniui. Šis ryšys sudaro drumstumo matavimo metodų pagrindą.

Individualus drumstumo jutiklis: drumstumo jutiklių tipai

Yra keletas drumstumo jutiklių tipų, kurių kiekvienas turi savo veikimo principus, privalumus ir apribojimus.

A. Individualus drumstumo jutiklis: nefelometriniai jutikliai

1. Veikimo principas:Nefelometriniai jutikliai matuoja drumstumą kiekybiškai įvertindami tam tikru kampu (paprastai 90 laipsnių) nuo krintančio šviesos spindulio išsklaidytą šviesą. Šis metodas suteikia tikslius rezultatus esant mažesniam drumstumo lygiui.

2. Privalumai ir apribojimai:Nefelometriniai jutikliai yra labai jautrūs ir siūlo tikslius matavimus. Tačiau jie gali neveikti gerai esant labai dideliam drumstumo lygiui ir yra labiau jautrūs užsiteršimui.

B. Individualus drumstumo jutiklis: Absorbcijos jutikliai

1. Veikimo principas:Absorbcijos jutikliai matuoja drumstumą kiekybiškai įvertindami sugeriamos šviesos kiekį, kai ji praeina pro mėginį. Jie ypač veiksmingi esant didesniam drumstumo lygiui.

2. Privalumai ir apribojimai:Absorbcijos jutikliai yra tvirti ir tinkami įvairiems drumstumo lygiams. Tačiau esant mažesniam drumstumo lygiui jie gali būti mažiau jautrūs ir yra jautrūs mėginio spalvos pokyčiams.

C. Pasirinktinis drumstumo jutiklis: kiti jutiklių tipai

1. Dviejų režimų jutikliai:Šie jutikliai sujungia nefelometrinius ir absorbcinius matavimo principus, todėl pateikia tikslius rezultatus plačiame drumstumo diapazone.

2. Lazeriniai jutikliai:Lazeriniai jutikliai naudoja lazerio šviesą tiksliems drumstumo matavimams, pasižymi dideliu jautrumu ir atsparumu užsiteršimui. Jie dažnai naudojami tyrimuose ir specializuotose srityse.

Individualus drumstumo jutiklis: drumstumo jutiklių taikymas

Drumstumo jutiklisranda pritaikymą įvairiose srityse:

A. Vandens valymas:Užtikrinti saugų geriamąjį vandenį stebint drumstumo lygį ir aptinkant daleles, kurios gali rodyti užterštumą.

B. Aplinkos monitoringas:Vandens kokybės vertinimas natūraliuose vandens telkiniuose, padedantis stebėti vandens ekosistemų sveikatą.

C. Pramoniniai procesai:Drumstumo stebėjimas ir kontrolė pramoniniuose procesuose, kuriuose vandens kokybė yra labai svarbi, pavyzdžiui, maisto ir gėrimų pramonėje.

D. Moksliniai tyrimai ir plėtra:Remti mokslinius tyrimus teikiant tikslius duomenis tyrimams, susijusiems su dalelių charakterizavimu ir skysčių dinamika.

Vienas žymių drumstumo jutiklių gamintojų yra „Shanghai BOQU Instrument Co., Ltd.“. Jų novatoriški produktai buvo labai svarbūs vandens kokybės stebėjimo ir tyrimų srityje, atspindint pramonės įsipareigojimą tobulinti drumstumo matavimo technologijas.

Pasirinktinis drumstumo jutiklis: drumstumo jutiklio komponentai

Norint suprasti, kaip veikia drumstumo jutikliai, pirmiausia reikia suprasti jų pagrindinius komponentus:

A. Šviesos šaltinis (LED arba lazeris):Drumstumo jutikliai mėginiui apšviesti naudoja šviesos šaltinį. Tai gali būti LED arba lazeris, priklausomai nuo konkretaus modelio.

B. Optinė kamera arba kiuvetė:Optinė kamera arba kiuvetė yra jutiklio širdis. Joje laikomas mėginys ir užtikrinama, kad pro jį galėtų praeiti šviesa matavimui.

C. Fotodetektorius:Priešais šviesos šaltinį esantis fotodetektorius fiksuoja pro mėginį praeinančią šviesą. Jis matuoja gautos šviesos intensyvumą, kuris yra tiesiogiai susijęs su drumstumu.

D. Signalų apdorojimo įrenginys:Signalų apdorojimo blokas interpretuoja fotodetektoriaus duomenis ir paverčia juos drumstumo vertėmis.

E. Ekrano arba duomenų išvesties sąsaja:Šis komponentas suteikia patogų būdą pasiekti drumstumo duomenis, dažnai rodydamas juos NTU (nefelometriniais drumstumo vienetais) arba kitais atitinkamais vienetais.

Individualus drumstumo jutiklis: kalibravimas ir priežiūra

Drumstumo jutiklio tikslumas ir patikimumas priklauso nuo tinkamo kalibravimo ir reguliarios priežiūros.

A. Kalibravimo svarba:Kalibravimas užtikrina, kad jutiklio matavimai laikui bėgant išliktų tikslūs. Jis nustato atskaitos tašką, leidžiantį gauti tikslius drumstumo rodmenis.

B. Kalibravimo standartai ir procedūros:Drumstumo jutikliai kalibruojami naudojant standartizuotus žinomo drumstumo lygio tirpalus. Reguliarus kalibravimas užtikrina, kad jutiklis pateiktų nuoseklius ir tikslius rodmenis. Kalibravimo procedūros gali skirtis priklausomai nuo gamintojo rekomendacijų.

C. Priežiūros reikalavimai:Reguliarus techninis aptarnavimas apima optinės kameros valymą, šviesos šaltinio veikimo patikrinimą ir jutiklio tinkamo veikimo patikrinimą. Reguliarus techninis aptarnavimas apsaugo nuo matavimų poslinkio ir pailgina jutiklio tarnavimo laiką.

Individualus drumstumo jutiklis: veiksniai, darantys įtaką drumstumo matavimui

Drumstumo matavimus gali paveikti keli veiksniai:

A. Dalelių dydis ir sudėtis:Mėginyje esančių suspenduotų dalelių dydis ir sudėtis gali turėti įtakos drumstumo rodmenims. Skirtingos dalelės skirtingai išsklaido šviesą, todėl labai svarbu suprasti mėginio savybes.

B. Temperatūra:Temperatūros pokyčiai gali pakeisti tiek mėginio, tiek jutiklio savybes, o tai gali turėti įtakos drumstumo matavimams. Jutikliai dažnai turi temperatūros kompensavimo funkcijas, kad tai būtų išspręsta.

C. pH lygiai:Per didelis pH lygis gali turėti įtakos dalelių agregacijai ir dėl to drumstumo rodmenims. Norint atlikti tikslius matavimus, labai svarbu užtikrinti, kad mėginio pH būtų priimtiname diapazone.

D. Mėginio tvarkymas ir paruošimas:Mėginio surinkimo, tvarkymo ir paruošimo būdas gali turėti didelės įtakos drumstumo matavimams. Tinkami mėginių ėmimo metodai ir nuoseklus mėginio paruošimas yra būtini norint gauti patikimus rezultatus.

Išvada

Drumstumo jutiklisyra nepakeičiamos priemonės vandens kokybei ir aplinkos sąlygoms įvertinti. Drumstumo matavimo principų ir įvairių jutiklių tipų supratimas suteikia mokslininkams, inžinieriams ir aplinkosaugininkams galimybę priimti pagrįstus sprendimus savo atitinkamose srityse, galiausiai prisidedant prie saugesnės ir sveikesnės planetos.