浊度计
检测目标：液体中悬浮颗粒物浓度（浊度）。
原理：通过测量特定角度（90°或180°）的光散射强度，量化颗粒物对光的散射效应，反映浊度高低。
1. 工作原理
- 光源发射：
采用稳定光源（如LED或激光），通常为近红外光（约860 nm），避免样品颜色干扰。 - 光与颗粒相互作用：
入射光穿过样品时，悬浮颗粒会导致散射（部分光改变方向）和吸收（光能被颗粒吸收）。- 散射强度：与颗粒浓度、粒径（>0.1 μm）、形状及折射率相关。
- 检测角度选择：
- 90°散射（侧向散射）：对细小颗粒（如胶体、细菌）敏感，符合国际标准NTU（Nephelometric Turbidity Units）。
- 180°散射（透射/背向散射）：适用于大颗粒或高浊度样品，常用于FNU（Formazin Nephelometric Units）。
- 多角度检测：高端仪器结合多个角度（如0°、90°、180°），提升复杂样品的准确性。
2. 仪器组成
| 组件 | 功能 |
|---|---|
| 光源 | 发射单色光，减少色度干扰。 |
| 样品池 | 透明容器（玻璃或石英），确保光路稳定。 |
| 检测器 | 在特定角度（90°、180°等）接收散射光信号。 |
| 信号处理器 | 将光强转换为电信号，计算浊度值（NTU/FNU）。 |
| 校准系统 | 内置标准曲线（如Formazin标准液），确保量值溯源。 |
3. 关键参数与影响因子
- 颗粒特性：
- 粒径：大颗粒散射更多前向光（小角度），小颗粒侧向散射（90°）显著。
- 形状与折射率：不规则颗粒或高折射率物质（如矿物颗粒）增强散射强度。
- 环境干扰：
- 颜色干扰：有色样品吸收特定波长光，需通过近红外光源或算法补偿。
- 气泡：引起异常散射，需静置或消泡处理。
- 温度波动：影响颗粒布朗运动与光路稳定性。
4. 校准与标准
- 标准物质：
- Formazin悬浊液：国际通用标准（1 NTU ≈ 1 FTU），模拟自然颗粒物。
- 微球标准液：聚苯乙烯微球提供稳定粒径分布，用于高精度校准。
- 校准步骤：
- 用零浊度水（超纯水）调零。
- 使用系列标准液（如0.1/10/100 NTU）建立线性响应曲线。
- 验证中间点，确保仪器线性误差<±2%。
5. 应用场景
- 水质监测：
- 饮用水处理：控制过滤效果（目标<1 NTU）。
- 污水处理厂：监测进出水浊度，优化絮凝剂投加。
- 工业过程：
- 制药：注射用水浊度检测（符合USP/ChP标准）。
- 食品饮料：果汁、啤酒的澄清度控制。
- 环境科学：
- 河流/湖泊泥沙负荷评估，关联悬浮物浓度与浊度（经验公式转换）。
6. 注意事项
- 样品处理：
- 避免剧烈摇动产生气泡，静置后测量。
- 高浊度样品需稀释至线性范围内（如<1000 NTU）。
- 仪器维护：
- 定期清洁样品池，防止划痕或污染。
- 校准频率：每日使用前或样品性质变化时校准。
- 干扰规避：
- 油性样品需特殊溶剂清洗管路。
- 强吸光物质（如染料）选择多波长补偿模式。
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