Sensor för turbiditet: Sond för vattenkvalitet
Solinst Eureka
2113 Wells Branch Pkwy, Suite 4400
Austin, TX, USA
78728
Tel: +1 512-302-4333
Fax: +1 512-251-6842
email: [email protected]
Varför mäta turbiditet?
Turbiditet är en indikation på hur mycket ljus som passerar genom en vattenpelare. Klart vatten har låg turbiditet, medan vatten med mycket suspenderat material har hög turbiditet.
Turbiditet mäts av flera skäl. För det första är turbiditet en grov indikator på det estetiska värdet av en vattenförekomst – en flod med hög turbiditet ser lerig och missfärgad ut. Hög turbiditet är en viktig orsak till att en TMDL-lista upprättas.
För det andra maximerar låg grumlighet transmissionen av det solljus som behövs för fotosyntetisk produktivitet – klara sjöar kommer att ha högre biologisk produktivitet eftersom ett minimum av solljus blockeras av suspenderade partiklar.
För det tredje minskar hög grumlighet möjligheten för högre livsformer, som fisk, att söka föda och föröka sig. Å andra sidan gör låg grumlighet de mindre fiskarna mer utsatta för predation.
Förändringar i långsiktiga trender för turbiditet kan signalera behovet av mer detaljerade kemiska studier av vattnet och dess föroreningskällor.
Hur mäts turbiditet?
I naturliga vatten mäts turbiditeten oftast med en optisk sensor enligt standarden ISO 7027 – mängden ljus som sprids av suspenderade partiklar i 90 graders vinkel mot en infraröd ljusstråle. I mycket rena vatten sprids lite ljus och turbiditetsavläsningen är låg. I grumliga vatten sprids mycket ljus av suspenderade partiklar och turbiditetsvärdet är högt.
Det finns minst fem problem med turbiditetsmätning:
- Turbiditet har ingen analytisk definition, så det finns inget sätt att fastställa om en turbiditetsavläsning är ”korrekt”.
- Designspecifikationen ISO 7027 har ett betydande handlingsutrymme, så även sensorer som uppfyller ISO 7027 kan ge olika mätvärden.
- Det finns flera sätt att linjärisera sensorutgången, bland annat genom att matcha turbidimetern Hach 2100, matcha utspädningar av formazin och matcha utspädningar av polymerpärlstandarder.
- Det finns flera olika kalibreringslösningar, bland annat formazin, polymerpärlor och ett fåtal anpassade lösningar som formulerats av enskilda tillverkare.
- Det finns ett dussintal eller fler enheter för turbiditetsmätning, inklusive NTU (nefelometrisk turbiditetsenhet), FTU (formazinturbiditetsenhet), NTMU (nefelometrisk turbiditetsenhet för multibeam), FAU (formazindämpande enhet) och FNU (formazinnefelometriska enheter) etc., som komplicerar jämförelser av turbiditetsdatabaser.
De flesta multiparameterinstrument använder ISO 7027 och rapporterar i FNU eller NTU. Det finns en annan teknik, som kallas optisk backscatter, som ibland används i stället för ISO 7027, eftersom den kan mäta grumligheter som motsvarar upp till 7000 NTU eller mer, där ISO 7027-sensorn är begränsad till cirka 3000 NTU.
Turbiditet använder en tvåpunktskalibrering; en punkt är noll (turbiditetsfritt vatten) och den andra punkten bör vara en standard som approximerar turbiditeten i det vatten du avser att övervaka. Vid kalibreringen måste man se till att externa effekter minimeras och att tillräckligt med kalibreringsstandard täcker sensorns ”optiska volym” – tänk dig en tennisboll som sitter fast i änden på sensorn; se till att det inte finns något annat än kalibreringslösningen i den volym som bollen representerar.
Solinst Eureka rekommenderar både kalibreringslösningar med polymerpärlor och formazinstandarder.
Turbiditetssensor för
Sond för vattenkvalitet
- Område
0 till 4000 FNU - Noggrannhet
±.3 FNU eller ±2% av avläst värde m.a.o., 0 – 1000 FNU
±4% av avläst värde, 1000 – 4000 FNU - Upplösning
0,01 - Enheter
FNU (NTU som tillval) - Kalibrering
två punkter med laboratoriekvalificerat prov, Formazin,
eller lösning med polymerpärlor - Underhåll
rengöring och kalibrering
tillfälligt byte av torkarelement - Sensorlivslängd
3 år - Typ av sensor
ISO 7027-standard med integrerad torkare
Vad bör jag veta om turbiditetsmätning?
Turbiditetsmätningar påverkas inte nämnvärt av andra vattenförhållanden (t.ex. temperatur). Material (alger, sediment etc.) som ansamlas på turbiditetssensorns optiska ytor går dock inte att skilja från material i vattnet; det är därför de flesta turbiditetssensorer har torkare för att rengöra fönstren. Turbiditetssensorer kräver inget regelbundet underhåll, förutom rengöring, byte av torkare ibland och kalibrering. Sensorfönstret bör också inspekteras regelbundet för att upptäcka repor som kan påverka avläsningarna.
Funktioner hos Solinst Eurekas turbiditetssensor
Alla turbiditetssensorer enligt ISO 7027 fungerar på liknande sätt, men alla är till sin natur olinjära. Solinst Eurekas turbiditetssensor har linjäriserats med formazin, som valts som linjäriseringsmedium på grund av dess roll i kvantifieringen av turbiditet.
Även om två olika tillverkares ISO 7027 turbiditetssensorer är kalibrerade med samma formazinstandard, var och en linjär över sensorns mätområde, kan de ändå rapportera olika turbiditetsvärden när de mäter sida vid sida i samma fältvatten. Storleken på skillnaden varierar med vattnets sammansättning. Ingen av sensorerna har rätt eller fel – de är bara olika på grund av det utrymme som finns i definitionen av turbiditet, och även på grund av de olika linjäriserings- och filtreringsmetoder som används. Eureka har en ”korrigeringslösning”. Utdata från Eurekas turbiditetssensor kan modifieras så att dess data blir jämförbara med data som du redan har samlat in med en tidigare använd sensor – eller kanske en sensor från en modell som fortfarande används. Detta görs med hjälp av funktionen ”anpassad parameter” i programvaran Manta. En korrektionsfaktor (fastställd genom fältprovning sida vid sida) tillämpas för att korrigera för den lilla förskjutningen. Även om en märkbar förskjutning inte förväntas, ger detta ett sätt att rapportera förväntade värden, baserat på historiska turbiditetsdata.
Solinst Eurekas turbiditetssensor använder en blygsam filtreringsfunktion för att ta bort datatoppar (både positiva och negativa) som orsakas av relativt stora objekt, t.ex. bubblor och bladrester, som vanligtvis inte betraktas som turbiditetspartiklar och vars toppar inte bör visas i turbiditetsdata. Filtreringsperioden (fem sekunder) är kort, vilket säkerställer att de verkliga trenderna för turbiditet i naturliga vatten bevaras på ett korrekt sätt.
Torkarelementet i Solinst Eurekas turbiditetssensor är byggt som en fönsterputsares gummiskrapa; andra tillverkares torkare är vanligtvis absorberande dynor eller borstar, som är mer benägna att dra med sig grus som repar sensorns optiska fönster. Eurekas torkare för turbiditetssensorn kan enkelt bytas ut till en nominell kostnad.
Totalt suspenderat material (TSS)
Det finns inget direkt sätt att mäta TSS eftersom partiklar med suspenderat material (SS) finns i så många olika storlekar, former och färger. Men om din SS-situation är relativt stabil, dvs. om dina SS inte består av små lerpartiklar ena dagen och tjocka organiska partiklar nästa dag, kan du skapa ett diagram som relaterar TSS- och turbiditetsdata.
Mät turbiditeten i en liter av ditt ”typiska” vatten och bestäm sedan dess TSS med konventionella laboratoriemetoder. Späd sedan ut det ursprungliga vattenprovet med 50% avjoniserat vatten och upprepa analysen av turbiditet och TSS. Späd slutligen det utspädda provet med ytterligare 50 % och upprepa turbiditets-TSS-analyserna. Du har nu tre turbiditetsavläsningar, var och en med ett motsvarande TSS-nummer. Om du har tur hittar du ett linjärt samband mellan turbiditet och TSS. Annars kan du behöva fastställa ett mer komplext samband för att uppskatta TSS från turbiditetsavläsningar, t.ex. med Excels trendlinjefunktion.
I proceduren ovan används metoden med seriell spädning (50%) för att erhålla tre datapar, men du kan använda vilken uppsättning spädningar du vill och vilket antal spädningar du vill.
Relaterade produkter
Vattenkvalitetsprober i Manta-serien
Solinst Eureka erbjuder det största urvalet av sensortekniker för vattenkvalitet i branschen. Så förutom standardkonfigurationer kan varje sond anpassas för din specifika applikation. Välj sensorer för att fylla större sonder eller lägg till ett batteripaket för att omvandla en sond till en loggningsenhet.
Manta Trimeter vattenkvalitetsprov
Trimeter Trimeter innehåller en valfri sensor* från listan Sensorparametrar, plus temperatur- och djupsensorer (båda är valfria). En Trimeter-konfiguration kan t.ex. vara turbiditet, temperatur och djup. Ett annat exempel kan vara DO och temperatur.
Dataloggning av vattennivå, temperatur och konduktivitet
Levelogger Levelogger 5 LTC mäter och loggar vattennivåfluktuationer, temperatur och konduktivitet. Den är programmerad att registrera med intervaller på så ofta som 2 sekunder. Den har ett 8-årigt batteri, minne för 100.000 uppsättningar avläsningar och finns i 6 tryckområden. En PFAS-fri beläggning (in- och utvändigt) ger överlägsen korrosions- och nötningsbeständighet.
TLC-mätare - mät temperatur, nivå och konduktivitet med hög noggrannhet
A TLC-mätare ger noggranna och stabila mätningar av temperatur och konduktivitet, som visas på en praktisk LCD-display för enkel avläsning. Statisk vattennivå och mätdjup avläses från Solinst platt tejp, som är exakt lasermärkt varje mm eller 1/100 ft. Tejplängder finns tillgängliga upp till 300 m (1000 ft).
