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TECHNICAL ARTICLES對(duì)于高濁度且含有大量氣泡的廢水(如污水處理廠曝氣池、工業(yè)廢水排放口等場(chǎng)景),選擇濁度傳感器時(shí)需重點(diǎn)解決兩個(gè)核心問題:
高濁度(通常>100 NTU,甚至達(dá)數(shù)萬 NTU)的準(zhǔn)確測(cè)量;
氣泡對(duì)光學(xué)信號(hào)的干擾(氣泡會(huì)散射 / 反射光線,導(dǎo)致測(cè)量值虛高)。
綜合來看,透射 - 散射對(duì)比法傳感器(或帶氣泡補(bǔ)償功能的透射法傳感器)是更優(yōu)選擇,具體原因及特性如下:
一、核心選擇:透射 - 散射對(duì)比法傳感器
1. 原理適配性
該方法同時(shí)測(cè)量透射光(光線穿過水樣后的剩余強(qiáng)度,與濁度成反比,適用于高濁度)和散射光(光線被顆粒物散射的強(qiáng)度,與濁度成正比),通過兩者的比值或差值計(jì)算濁度。
優(yōu)勢(shì):
高濁度下,透射光信號(hào)更穩(wěn)定(散射法在高濁時(shí)易因光線被過度散射而信號(hào)飽和);
對(duì)比算法可部分抵消氣泡的干擾(氣泡的散射特性與固體顆粒物存在差異,通過透射與散射的關(guān)聯(lián)性分析可區(qū)分)。
2. 抗氣泡設(shè)計(jì)
部分膏端型號(hào)會(huì)結(jié)合以下技術(shù)優(yōu)化:
流通池結(jié)構(gòu):采用紊流設(shè)計(jì)或傾斜安裝,減少氣泡在測(cè)量光路中的滯留(如讓水流快速?zèng)_刷測(cè)量區(qū)域,避免氣泡附著);
多波長(zhǎng)光源:通過紅外光(氣泡對(duì)紅外光的散射較弱)與可見光的對(duì)比,過濾氣泡的散射信號(hào);
動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法:內(nèi)置氣泡識(shí)別模型(如檢測(cè)信號(hào)突變、波動(dòng)頻率等),對(duì)疑似氣泡干擾的信號(hào)進(jìn)行修正。
二、次選方案:帶特殊抗氣泡功能的透射法傳感器
透射法(僅測(cè)透射光)本身適用于高濁度,但單獨(dú)使用時(shí)易受氣泡干擾(氣泡會(huì)遮擋光線,導(dǎo)致透射光強(qiáng)度下降,誤判為濁度升高)。
若選擇此類傳感器,需滿足:
配備氣泡剔除裝置:如在測(cè)量池前加裝消泡器(物理消泡)或脫氣裝置;
內(nèi)置信號(hào)濾波算法:通過分析信號(hào)的穩(wěn)定性(氣泡干擾通常表現(xiàn)為瞬時(shí)波動(dòng)),剔除異常峰值。
三、不推薦的類型及原因
單純散射法傳感器(如 90° 散射、前向散射):
缺陷:氣泡的散射特性與顆粒物相似,會(huì)導(dǎo)致散射光信號(hào)大幅增強(qiáng),測(cè)量值嚴(yán)重偏高,且高濁度下易因散射飽和而失效。
積分球法或多角度散射法:
缺陷:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高,且對(duì)氣泡的敏感性更高(氣泡會(huì)全芳位散射光線,干擾積分球內(nèi)的光能量分布),不適合現(xiàn)場(chǎng)高干擾場(chǎng)景。
四、額外關(guān)鍵特性要求
光路短且粗壯:高濁度水樣中光線衰減快,短光路(如 5~20 mm)可減少光能量損失;粗壯光路(大口徑測(cè)量池)可降低氣泡堵塞或附著的概率。
自清潔功能:配備超聲波清洗或機(jī)械刮刀,避免高濁度水體中的顆粒物、藻類在測(cè)量窗口沉積(沉積會(huì)加劇信號(hào)衰減,且可能吸附氣泡)。
材質(zhì)耐腐蝕性:高濁度廢水常含酸堿或油污,傳感器的測(cè)量池、光學(xué)窗口需采用 316L 不銹鋼、藍(lán)寶石玻璃等耐腐材料。
總結(jié)
在高濁度且多氣泡的廢水場(chǎng)景中,透射 - 散射對(duì)比法傳感器憑借對(duì)高濁度的適應(yīng)性和抗氣泡干擾能力,是醉優(yōu)選擇。實(shí)際選型時(shí)需優(yōu)先考慮帶氣泡補(bǔ)償算法、優(yōu)化流通池設(shè)計(jì)及自清潔功能的型號(hào),以確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
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