超低浊度测定方法的研究

饮用水水质检测有利于提高水质管理效率。作为水质重要指标,浊度的准确测定至关重要。根据标准HJ 1075-2019《水质浊度的测定浊度计法》,采用入射光为860nm±30nm光源,将检测器放置与入射光呈90°的位置上测定待测样品的浊度,该方法的检出限只能达到0.3NTU,无法满足饮用水检测需求。为准确测定更低浓度的浊度,基于HJ 1075-2019和ISO 7027标准中浊度测量原理,本文研究出新型的浊度在线检测装置,创新型的设计光源调节系统,并将多个检测器固定在与入射光呈90°的平面上,形成一个检测圈,提高了信噪比,降低了测量检出限,将浊度的测定下限降低到0.02NTU,且具有较好的准确度与稳定性。该低量程浊度检测仪可较好的适用于饮用水中浊度测定,有利于推进饮用水浊度在线监测领域国产化设备的进程。值得一提的是,该装置为光学法检测设备信噪比提高和在线检测设备开发提供了参考价值。

一种超低量程浊度传感器设计与实现

针对饮用水浊度检测,设计了一种超低量程浊度传感器。该浊度传感器采用独特结构环形的光电转换器,极大程度增加了信噪比。同时对光源镜片温度进行控制,消除了透光镜片起雾与光源不稳定引起的检测误差,进一步保证了浊度检测的准确性。最后,采用卡尔曼滤波算法对采集数据进行处理,消除高斯噪声对传感器的影响。

一种在线式超低量程浊度高精度测量传感器研制

本文基于浊度90°散射检测原理,设计并制备了在线式超低量程浊度检测传感器。采用发散角为±4°、波长为850nm的高亮红外LED作为光源,以LED前端透镜结构替代原传感器所需光源准直结构,降低传感器复杂度、缩小体积并提高稳定性;采用灵敏度高、噪声低、体积小的硅光电倍增管作为光敏探测元件;配合所设计的后端微弱信号采集、处理电路对浊度信号进行准确采集。经检测,传感器的在0-1NTU范围内线性度达0.999,检测限低至0.01NTU,实现在线式浊度检测传感器具备超低量程的同时,具有小型化、易集成的特点,可应用于浊度指标的微量在线监测。