[发明专利]一种水体浑浊度连续监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及水体浑浊度监测技术，特别涉及一种适用于对野外水体浑浊度长期连续监测的监测方法及装置。

背景技术

浑浊度用于表示水的清澈或浑浊程度，是水样光学性质的一种表达术语，与悬浮物的质量浓度、颗粒的大小、形状、折射指数等有关，悬浮物越多则浑浊度越大。浑浊度大小在相当程度上可以反映出水体的污染程度，是目前衡量水质状况的重要监测指标之一。

自来水的浑浊度应以散射浊度单位NTU表示，不超过3NTU，特殊情况下也不应超过5NTU。许多生产用水的浑浊度也颇重要。应用地面水的饮料厂、食品加工厂以及水处理厂，一般依靠混凝、沉淀和过滤来保证提供满意的水产品。

常用的测量水体浑浊度的方法主要有透射法和散射法两种。透射法的基本原理是根据比尔一朗伯定律，以透过光的强度来确定水样的浑浊度，水样浑浊度与透光率的负对数呈线性关系，浑浊度越高，透光率越小。

目前适用于透射原理的测定方法有分光光度法和目视法，但两种方法都存在不同缺陷。分光光度法需要采集水体样本，并且配制浊度标准液进行比对，所需时间较长且操作复杂。而目视法多以自然光为光源，其很宽的波长范围会造成测定误差，同时还受检测者主观因素影响较大，精度较低，重现性差。

目前适用于透射法的透射式水浊度检测仪，由于电路和传感器自身特性的原因，不仅在水浊度较小的情况下误差很大，而且很难完成长期连续监测要求。又由于受到天然水中存在的黄色的干扰，湖泊、水库水还因含有藻类等有机吸光物质，对测定也有干扰。

散射法也是应用较多的浑浊度测定方法，其原理是瑞利(Rayleigh)散射原理，瑞利散射原理中散射光的强度与入射光的波长的四次方成反比，波长愈短，散射愈强烈，散射法测定浑浊度根据散射光的强度与水样中浊度颗粒间的正比关系，以达到测定水样浑浊度的目的。当颗粒物粒径为入射光波长1/15～l/20的时被散射，强度符合瑞利公式，但当粒径大于l/2波长时则不起作用。应用于散射法的测定仪器中，污浊的玻璃器皿、水中气泡和水中溶解性物质等因素都可使测定数据偏低，出现负干扰。虽然一般认为这对处理过的净化水测定结果影响不大，但野外水体多未进行过净化处 理，因此，该法在野外高浑浊度水体中应用有一定的局限性。

散射-透射式法是结合了散射和透射两种方法，应用Ir/It＝KD或Ir/(Ir+It)＝KD(Ir为散射光强度，It为透射光强度，K为比例常数，D为光程，即光在液体中穿过的距离)，测定透射光和反射光的强度之和，来对样品浑浊度进行测定。因同时测定了透射和散射光的强度，所以在入射光强度相同的情况下具有较高的灵敏度。专利号为201320300650.9的实用新型专利公开了一种在线自校准的浊度仪系统，该系统由光源、测量用光探测器、校准用光探测器、反射透射部件、待测液体等组成；上述部件的位置满足以下关系：光源发出的光线通过反射透射部件后，部分沿原光线方向透射过去，进入待测浊度的液体，被散射后进入测量用光探测器；光源发出的光通过反射透射部件后，部分被反射透射部件反射，反射光线进入校准用光探测器。该浊度仪解决传统浊度仪在使用过程中需要定期或不定期地对光源进行离线人工校准的问题。

因此整体来讲，目前尚没有能够在线实时、长期、连续的测量野外水体浑浊度的仪器和相应的监测方法。

发明内容

本发明是针对目前监测装置不能适用于在野外水下长期连续测量的问题，据此提供一种水体浑浊度连续监测方法及监测装置。该装置能够长期放置在野外水体中连续测定野外水体的浑浊度。测定过程中可以根据水体浑浊度的变化实时调节光源位置或光源强度，真实反映水体的实际变化状况，监测过程更准确、合理，为掌握水体质量的变化提供重要基础数据。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种水体浑浊度连续监测方法，根据比尔-朗伯定律表达式，

c＝-[ln(I`/I)]/kd

其中，I`：水体中光强传感器接收光强，I：光源发射光强，c：水体浑浊度，d：光源与光强传感器之间的距离，k：比例常数，通过使用前与标准浊度溶剂对比而测量校正得到，

以下列调节步骤：

1)首先调节光源与传感器间的距离d，

2)然后调节光源发射光强I，

而维持光强传感器接收光强I`回归为初始设定值，从而计算得出水体浊度值c；

其中，光强传感器接收光强的初始设定值的确定方法为：