[发明专利]一种门限式激光液体浊度测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种门限式激光液体浊度测量装置和测量方法，属于环境监测技术领域。

背景技术

随着我国工业、农业的发展，大量的工农业废水、污水向江河湖海排放，同时，我国城市生活污水中约有80%未经处理直接排放，小城镇及广大农村生活污水更是处于无序排放状态，这使得许多地区的水质恶化。这些已经威胁到人们身体健康，成为困扰中国经济可持续发展的主要环境问题之一。因此亟需对水质进行实时在线监测，为环境治理部门提供依据和参考。浊度是水质五参数之一，是监测水污染和水体富营养化的一项重要指标。因此，水体浊度的精确测量，对于水环境监测、水产养殖业的发展以及饮用水安全等都具有非常重要的意义。

国外液体浊度的测量从上世纪30年代就已经开始，已经形成了相当大的研发、生产规模及产业链。例如美国HACH公司于80年代末推出的2100A型实验室浊度仪，运用钨卤灯作为光源，测量范围为0-1000NTU，测量精度到0.01，90年代末公司又推出四款新型实验室浊度仪，均采用了多个用于接收光束的硅光二极管，从不同角度接收散射光信号，从而提高了测量范围【1-4】；德国E+H公司推出的CUS31/41型浊度仪是在线高端浊度探头，内部设计有两探测光通道，一通道测量90度散射光，另一通道测量前向散射光，测量范围为0-9999NTU,精度可达0.01【5】；英国ABB KENT公司的7997系列浊度仪具有四种类型：7997—200型为流通式，90度散射原理，最大量程为0—250NTU，最小为0—25NTU，7997—201&202（202无清洗器）型为流通式，90度散射原理，低浊度测量，最大量程为0—30NTU，最小为0—1NTU，一般可用于测浊度小于1NTU的纯净水；7997—300型为流通式，透射中浊度测量.最大量程为0—500NTU；7997—400（405）型为浸入式，透射高浊度测量，适用于敞开式管道和容器安装使用，最大量程为0—1000NTU【6】。国内浊度检测技术的研究起步较晚，技术性能与国外浊度仪相比有着非常大的差距，经过近10年的技术攻关和引进国外先进技术经验，国产浊度仪各项参数指标已有很大的提高。例如厦门飞华仪器公司推出了TSZ系列的实验室浊度仪采了多硅光二极管同时探测多角度的散射光，提高了测量范围（0-4000NTU）和测量精度（0.001），在国内实验室浊度仪中测量范围较高，但其采用钨灯作光源，光学设计复杂【7】；武汉沃特公司的WT—OT3系列在线浊度仪以红外单色光为光源，采用后向散射测量原理，并运用光纤实现光的传输和检测，消除了光路中的干扰；测量范围为10—2000NTU，，测量精度为3%，用于流管道通式和插入式安装。采用的接收后向散射光信号，所以测量下限受到限制（不符合ISO7027标准），并且没有测量悬浮固体的功能，测量精确度和灵敏度相比国外较低【8】。

目前，国内外的各种浊度测量系统体积比较大，难以实现狭小空间特别是恶劣条件下的在线浊度测量，再有在国产浊度计中，测量的精度和灵敏度都很难与国外的产品相比，因此设计一种高精度、高灵敏度的液体浊度测量系统是本发明的一个关键内容。

参考文献：

[1]Hach Company,2100-N laboratory turbidimeter application instruction.

[2]Hach Company,2100-AN laboratory turbidimeter application instruction.

[3]Hach Company,2100-NIS laboratory turbidimeter application instruction.

[4]Hach Company,2100-ANIS laboratory turbidimeter application instruction.

[5]E+H Company,Cus31/41online turbidimeter application instruction.

[6]ABB-KENT Company,7997-200online turbidimeter application instruction.

[7]厦门飞华仪表有限公司，TSZ系列实验室浊度仪说明手册.

[8]武汉沃特仪表公司，WT—OT3系列在线浊度仪说明手册.

发明内容