浊度传感器:水质探头

为什么要测量浊度?

浊度表示通过水柱的光量。清澈的水浑浊度低;悬浮固体含量高的水浑浊度高。

测量浊度有几个原因。首先,浊度是水体美学价值的一个重要指标–浊度高的河流看起来浑浊、变色。高浊度是列入 TMDL 的一个主要原因。

其次,低浊度可最大限度地传输光合生产力所需的阳光–清澈的湖泊将具有更高的生物生产力,因为悬浮颗粒阻挡了最少的阳光。

第三,高浑浊度会降低鱼类等高等生物的觅食和繁殖能力。另一方面,低浊度会使较小的鱼类更容易被捕食。

长期浊度趋势的变化可能预示着需要对水质及其污染源进行更详细的化学研究。

如何测量浊度?

在自然水域中,浊度最常用的测量方法是根据 ISO 7027 标准使用光学传感器测量悬浮颗粒与红外光束成 90 度时的散射光量。在非常干净的水域中,散射光很少,浊度读数很低。在浑浊的水域中,悬浮颗粒会散射很多光线,浊度读数就会很高。

浊度测量至少存在五个问题:

  • 浊度没有分析定义,因此无法确定浊度读数是否 “正确”。
  • ISO 7027 的设计规范有很大的自由度,因此即使是符合 ISO 7027 标准的传感器也会给出不同的读数。
  • 有几种方法可以使传感器输出线性化,包括匹配 Hach 2100 浊度仪、匹配甲臢稀释液和匹配聚合物珠标准稀释液。
  • 有几种校准溶液,包括甲臢、聚合物珠和一些由个别制造商配制的定制溶液。
  • 浊度测量单位有十几种,包括 NTU(浊度单位)、FTU(甲臢浊度单位)、NTMU(浊度多波束单位)、FAU(甲臢衰减单位)和 FNU(甲臢浊度单位)等,这使得浊度数据库的比较变得复杂。

大多数多参数仪器采用 ISO 7027 标准,以 FNU 或 NTU 为单位进行报告。还有一种称为光学反向散射的技术,有时会用来代替 ISO 7027,因为它可以测量高达 7000 NTU 或更高的浊度,而 ISO 7027 传感器只能测量约 3000 NTU。

浊度采用两点校准法;一点为零(无浊度水),另一点应为近似于要监测的水的浊度标准。校准过程中必须小心谨慎,确保将外部影响降至最低,并确保有足够的校准标准覆盖传感器的 “光学体积”–想象一下将网球卡在传感器的末端;确保球所代表的体积内除了校准溶液外没有任何东西。

Solinst Eureka推荐聚合物珠校准溶液和甲臢标准溶液。

Solinst Eureka 浊度传感器

用于
水质探测仪的浊度传感器

    • 范围
      0 至 4000 FNU
    • 精度
      ±.3 FNU 或读数的 ±2%(以实际值计),0 – 1000 FNU
      读数的 ±4%,1000 – 4000 FNU
    • 分辨率
      0.01
    • 单位
      FNU(可选 NTU)
    • 校准
      两个点,使用实验室合格的样品、Formazin、
      或聚合物珠溶液
    • 维护
      清洁和校准
      偶尔更换刮水器元件
    • 传感器寿命
      3 年
    • 传感器类型
      ISO 7027 标准,带集成雨刷

    关于浊度测量,我应该知道些什么?

    浊度测量不会受到其他水质条件(如温度)的强烈影响。不过,浊度传感器光学表面上积聚的任何物质(藻类、沉积物等)都无法与水中的物质区分开来;这就是为什么大多数浊度传感器都有清洁窗。除了清洁、偶尔更换雨刷和校准之外,浊度传感器无需定期维护。还应定期检查传感器窗口是否有可能影响读数的划痕。

    Solinst Eureka 浊度传感器的特点

    所有 ISO 7027 浊度传感器的工作原理类似,但本质上都是非线性的。Solinst Eureka 的浊度传感器输出已经用甲硫氨酸线性化,之所以选择甲硫氨酸作为线性化介质,是因为它在浊度定量中的作用。

    即使两个不同制造商生产的 ISO 7027 浊度传感器使用相同的甲臢标准进行校准,每个传感器的量程都是线性的,但在同一现场水域中并排测量时,它们仍可能报告出不同的浊度值。差异的大小因水的成分而异。这两种传感器都没有对错之分,只是因为浊度的定义不同,以及使用的线性化和过滤方法不同。Eureka 有一个 “校正 “解决方案。可以修改 Eureka 浊度传感器的输出,使其数据与您使用以前使用过的传感器(或仍在使用的模型)收集的数据具有可比性。这可以通过 Manta 软件的 “自定义参数 “功能来实现。应用校正因子(通过并排现场测试确定)来纠正轻微偏移。虽然预计不会出现明显偏移,但这确实提供了一种根据历史浊度数据报告预期值的方法。

    Solinst Eureka 的浊度传感器采用了适度的过滤功能,以去除气泡和树叶碎屑等相对较大的物体造成的数据峰值(包括正值和负值),这些物体通常不被视为浊度颗粒,其峰值也不应出现在浊度数据中。过滤周期(5 秒)很短,可确保准确保留自然水域的真实浊度趋势。

    索林斯特-尤里卡公司浊度传感器的雨刷元件就像擦窗机的刮板一样;而其他制造商的雨刷通常是吸水垫或刷子,更容易吸附砂砾,划伤传感器的光学窗口。Eureka 的浊度传感器刮水器易于更换,只需支付象征性的费用。

    总悬浮固体 (TSS)

    由于悬浮固体 (SS) 颗粒的大小、形状和颜色多种多样,因此没有直接测量 TSS 的方法。不过,如果您的悬浮固体情况相对稳定,也就是说,您的悬浮固体不是前一天还是微小的粘土颗粒,后一天就变成了大块的有机颗粒,那么您就可以绘制一张有关总悬浮固体和浊度数据的图表。

    测量一升 “典型 “水的浊度,然后通过常规实验室方法测定其 TSS。然后,用 50% 的去离子水稀释原始水样,并重复浊度-TSS 分析。最后,将稀释后的水样再稀释 50%,重复浊度-TSS 分析。现在您有了三个浊度读数,每个读数都有一个相应的 TSS 数值。如果幸运的话,您会发现浊度和 TSS 之间存在线性关系。否则,您可能需要根据浊度读数确定更复杂的关系来估算 TSS,例如使用 Excel 的趋势线功能。

    上述步骤使用了连续稀释(50%)法来获得三个数据对,但您也可以使用任意一组稀释液和任意数量的稀释液。

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