根據(jù)濁度測(cè)量理論推導(dǎo)出液體濁度的散射光測(cè)量公式,選用波長(zhǎng)>800nm的紅外發(fā)光管和硅光電池作為光電變換元件非常完善,并采用間歇式靜態(tài)測(cè)量方法設(shè)計(jì)了分析流程性能穩定,消除了色度和氣泡對(duì)測(cè)量的影響全面革新。
濁度測(cè)量原理
水中的渾濁粒子受到光照射時(shí),如其粒度遠(yuǎn)小于入射光波長(zhǎng)(約為入射光波長(zhǎng)的1/10~1/20以下)情況正常,粒子對(duì)光的作用主要是散射線上線下。與透射式不同,散射式
濁度儀的檢測(cè)元件與入射光成90°醒悟,如圖1所示。
式中k為散射系數(shù)高質量,h為樣品的吸收系數(shù)也逐步提升。對(duì)式(1),Ix從I0到IT註入了新的力量,x從0到L積分得透射光強(qiáng)IT重要的作用,公式為
散射光強(qiáng)公式為
從公式(4)可知,散射光與濁度并非嚴(yán)格的線性關(guān)系去創新;要使儀器滿足2%的精度足夠的實力,需對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定。先以零濁水調(diào)整儀器零點(diǎn)結構,再以100更適合、400、1000NTU的標(biāo)準(zhǔn)水樣作三點(diǎn)標(biāo)定溝通協調,求出三段的斜率要素配置改革,存入微機(jī)。測(cè)量時(shí)以所測(cè)值乘以相應(yīng)的斜率得出濁度值高效節能。
發(fā)光光源的選擇
光源的穩(wěn)定性關(guān)系到儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性影響力範圍,直接決定了儀器的整機(jī)性能。
選用波長(zhǎng)為800nm的紅外發(fā)光二管作為光源新創新即將到來,并以恒流源穩(wěn)定光源邁出了重要的一步,以峰值波長(zhǎng)為820nm的硅光電池作為光電檢測(cè)元件,電路如圖2設施。紅外LED壽命長(zhǎng)需求、發(fā)射光強(qiáng)度穩(wěn)定,波峰值>800nm規模設備,即使樣品濃度很低仍能保證有足夠的散射光強(qiáng)度真諦所在,并且減少色度的干擾,可以測(cè)量各種顏色的樣品的濃度競爭力。
根據(jù)測(cè)量原理設(shè)計(jì)了測(cè)量電路如圖3所示充分。儀器放大電路選用了美信公司的MAX412芯片構(gòu)成精密的匹配電路。由于兩個(gè)硅光電池特性相同集聚,電路相匹配競爭力,使得測(cè)量光電池和參比光電池的漏電流在電路中相互抵消調整推進,電路中的共模信號(hào)也得到了抑制,具有較高的共模抑制比機製性梗阻。
中央處理器采用了C8051F020機製。測(cè)量信號(hào)經(jīng)放大后由C8051F020片內(nèi)的交叉開關(guān)選通,調(diào)節(jié)增益后送ADC0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)集成應用。UART0工作在方式3探討,UART0TX和RX分別接C8051F020的P0.0、P0.1高效流通,測(cè)量的濁度和溫度值以UART0串行方式送液晶顯示器顯示調解製度。
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的濁度測(cè)量中,不可避免的有氣泡存在功能,當(dāng)氣泡通過測(cè)量光路時(shí)散射光強(qiáng)發(fā)生波動(dòng)應用的因素之一,造成虛假的高濁度讀數(shù),影響了測(cè)量的準(zhǔn)確性預期。為了消除氣泡的影響敢於監督,本儀器采用間歇式靜態(tài)測(cè)量法設(shè)計(jì)了分析流程,如圖4所示結構。電磁閥開通注入待測(cè)水樣推進一步,啟動(dòng)延時(shí)程序。延時(shí)結(jié)束關(guān)閉電磁閥強大的功能,靜置水樣使氣泡逸出實際需求,測(cè)量水樣的濁度。測(cè)量結(jié)束重新開通電磁閥優勢,排出已測(cè)水樣并注入新水樣善謀新篇。C8051F020單片機(jī)的指令執(zhí)行速度是8051單片機(jī)的10倍,因此測(cè)量時(shí)間非常短便利性,可以滿足在線實(shí)時(shí)測(cè)量的要求方法。濁度檢測(cè)器底部設(shè)有機(jī)械攪拌式清洗器,用于光窗的定期自動(dòng)清洗提供有力支撐。
在線間歇式
濁度儀的軟件系統(tǒng)包括測(cè)量子程序切實把製度、按鍵處理子程序、串行通信子程序自行開發、量程校正子程序進行部署、主菜單處理子程序。主程序流程如圖5所示應用情況。在沒有按鍵按下的情況下保護好,進(jìn)樣閥開注入水樣,經(jīng)延時(shí)后,判斷定時(shí)器T2是否溢出特點。T2溢出深刻變革,經(jīng)過定時(shí)間,對(duì)檢測(cè)器光窗進(jìn)行自動(dòng)清洗和諧共生;反之質生產力,程序進(jìn)入測(cè)量子程序。儀器設(shè)有主菜單技術交流、增加先進的解決方案、減少、確定創造更多、取消助力各行、復(fù)位共六個(gè)面板控制鍵。當(dāng)有鍵按下時(shí)程序進(jìn)入按鍵處理子程序自主研發,對(duì)鍵值進(jìn)行判斷處理。主菜單鍵按下時(shí)顯示主菜單界面更加廣闊,包括測(cè)量不同需求、歷史曲線查詢、暗電流校正和量程校正選擇保持穩定。量程校正選擇分為0~100NTU總之、100~400NTU、400~1000NTU三段支撐作用,以100NTU研學體驗、400NTU、1000NTU標(biāo)準(zhǔn)水樣標(biāo)定出三段的斜率最為突出。
儀器標(biāo)定后投入運(yùn)行落實落細,測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定,線性誤差±2%FS高效化,表明基于間歇式靜態(tài)測(cè)量方法設(shè)計(jì)的分析流程能夠消除氣泡對(duì)濁度測(cè)量的影響製高點項目。采用C8051F020單片機(jī)使得儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,并以機(jī)械攪拌式清洗器定時(shí)清洗光窗範圍和領域,滿足了在線實(shí)時(shí)測(cè)量的要求有所增加,可供水廠、電廠更高要求、食品加工廠越來越重要的位置、制藥工業(yè)對(duì)水樣渾濁度的測(cè)定,也可用于監(jiān)測(cè)天然水共同學習,廢水處理終值測(cè)定順滑地配合,制酒行業(yè)EBC濁度測(cè)量。