Duļķainībai, ko definē kā šķidruma duļķainību vai miglainību, ko izraisa liels skaits tajā suspendētu atsevišķu daļiņu, ir izšķiroša nozīme ūdens kvalitātes novērtēšanā.Duļķainuma mērīšana ir būtiska dažādiem lietojumiem, sākot no droša dzeramā ūdens nodrošināšanas līdz vides apstākļu uzraudzībai.Duļķainības sensorsir galvenais šim nolūkam izmantotais instruments, kas piedāvā precīzus un efektīvus mērījumus.Šajā blogā iedziļināsimies duļķainības mērīšanas principos, dažāda veida duļķainības sensoros un to pielietojumos.
Pielāgots duļķainības sensors: duļķainības mērīšanas principi
Duļķainības mērīšana balstās uz gaismas un suspendēto daļiņu mijiedarbību šķidrumā.Šo mijiedarbību regulē divi galvenie principi: gaismas izkliede un gaismas absorbcija.
A. Pielāgots duļķainības sensors: gaismas izkliede
Tyndall efekts:Tyndall efekts rodas, ja gaismu izkliedē mazas daļiņas, kas suspendētas caurspīdīgā vidē.Šī parādība ir atbildīga par lāzera stara ceļa redzamību dūmu telpā.
Mie izkliede:Mie izkliede ir vēl viens gaismas izkliedes veids, kas attiecas uz lielākām daļiņām.To raksturo sarežģītāks izkliedes modelis, ko ietekmē daļiņu izmērs un gaismas viļņa garums.
B. Pielāgots duļķainības sensors: gaismas absorbcija
Papildus izkliedei dažas daļiņas absorbē gaismas enerģiju.Gaismas absorbcijas apjoms ir atkarīgs no suspendēto daļiņu īpašībām.
C. Pielāgots duļķainības sensors: saikne starp duļķainību un gaismas izkliedi/absorbciju
Šķidruma duļķainība ir tieši proporcionāla gaismas izkliedes pakāpei un apgriezti proporcionāla gaismas absorbcijas pakāpei.Šīs attiecības veido duļķainuma mērīšanas metožu pamatu.
Pielāgots duļķainības sensors: duļķainības sensoru veidi
Ir pieejami vairāki duļķainības sensoru veidi, katram ir savi darbības principi, priekšrocības un ierobežojumi.
A. Pielāgots duļķainības sensors: nefelometriskie sensori
1. Darbības princips:Nefelometriskie sensori mēra duļķainību, kvantitatīvi nosakot gaismu, kas izkliedēta noteiktā leņķī (parasti 90 grādu leņķī) no krītošā gaismas stara.Šī pieeja nodrošina precīzus rezultātus zemākam duļķainības līmenim.
2. Priekšrocības un ierobežojumi:Nefelometriskie sensori ir ļoti jutīgi un nodrošina precīzus mērījumus.Tomēr tie var nedarboties labi pie ļoti augsta duļķainuma un ir jutīgāki pret piesārņojumu.
B. Pielāgots duļķainības sensors: absorbcijas sensori
1. Darbības princips:Absorbcijas sensori mēra duļķainību, kvantitatīvi nosakot absorbētās gaismas daudzumu, kad tā iet caur paraugu.Tie ir īpaši efektīvi augstākam duļķainības līmenim.
2. Priekšrocības un ierobežojumi:Absorbcijas sensori ir izturīgi un piemēroti plašam duļķainības līmeņu diapazonam.Tomēr tie var būt mazāk jutīgi pie zemākiem duļķainības līmeņiem un ir jutīgi pret parauga krāsas izmaiņām.
C. Pielāgots duļķainības sensors: citi sensoru veidi
1. Divu režīmu sensori:Šie sensori apvieno gan nefelometriskos, gan absorbcijas mērīšanas principus, nodrošinot precīzus rezultātus plašā duļķainības diapazonā.
2. Lāzera sensori:Lāzera sensori izmanto lāzera gaismu precīziem duļķainības mērījumiem, nodrošinot augstu jutību un izturību pret piesārņojumu.Tos bieži izmanto pētniecībā un specializētos lietojumos.
Pielāgots duļķainības sensors: duļķainības sensoru pielietojumi
Duļķainības sensorsatrod pielietojumu dažādās jomās:
A. Ūdens apstrāde:Droša dzeramā ūdens nodrošināšana, uzraugot duļķainības līmeni un atklājot daļiņas, kas var liecināt par piesārņojumu.
B. Vides monitorings:Novērtēt ūdens kvalitāti dabiskajās ūdenstilpēs, palīdzot uzraudzīt ūdens ekosistēmu veselību.
C. Rūpnieciskie procesi:Duļķainuma uzraudzība un kontrole rūpnieciskos procesos, kur ūdens kvalitāte ir kritiska, piemēram, pārtikas un dzērienu rūpniecībā.
D. Pētniecība un attīstība:Atbalstīt zinātniskos pētījumus, nodrošinot precīzus datus pētījumiem, kas saistīti ar daļiņu raksturojumu un šķidruma dinamiku.
Viens no ievērojamākajiem duļķainuma sensoru ražotājiem ir Shanghai BOQU Instrument Co., Ltd. Viņu novatoriskie produkti ir bijuši noderīgi ūdens kvalitātes uzraudzībā un pētniecībā, atspoguļojot nozares apņemšanos uzlabot duļķainuma mērīšanas tehnoloģiju.
Pielāgots duļķainības sensors: duļķainības sensora sastāvdaļas
Lai saprastu, kā darbojas duļķainuma sensori, vispirms ir jāsaprot to pamatkomponenti:
A. Gaismas avots (LED vai lāzers):Duļķainības sensori parauga apgaismošanai izmanto gaismas avotu.Tas var būt LED vai lāzers atkarībā no konkrētā modeļa.
B. Optiskā kamera vai kivete:Optiskā kamera vai kivete ir sensora sirds.Tas notur paraugu un nodrošina, ka gaisma var iziet caur to mērījumu veikšanai.
C. Fotodetektors:Fotodetektors, kas atrodas pretī gaismas avotam, uztver gaismu, kas iet cauri paraugam.Tas mēra saņemtās gaismas intensitāti, kas ir tieši saistīta ar duļķainību.
D. Signālu apstrādes vienība:Signālu apstrādes iekārta interpretē fotodetektora datus, pārvēršot tos duļķainības vērtībās.
E. Displeja vai datu izvades saskarne:Šis komponents nodrošina lietotājam draudzīgu veidu, kā piekļūt duļķainuma datiem, bieži tos parādot NTU (Nefelometriskās duļķainības vienībās) vai citās atbilstošās vienībās.
Pielāgots duļķainības sensors: kalibrēšana un apkope
Duļķainuma sensora precizitāte un uzticamība ir atkarīga no pareizas kalibrēšanas un regulāras apkopes.
A. Kalibrēšanas nozīme:Kalibrēšana nodrošina, ka sensora mērījumi laika gaitā saglabājas precīzi.Tas nosaka atskaites punktu, ļaujot precīzi nolasīt duļķainību.
B. Kalibrēšanas standarti un procedūras:Duļķainības sensori tiek kalibrēti, izmantojot zināmu duļķainības līmeņu standartizētus risinājumus.Regulāra kalibrēšana nodrošina, ka sensors nodrošina konsekventus un precīzus rādījumus.Kalibrēšanas procedūras var atšķirties atkarībā no ražotāja ieteikumiem.
C. Tehniskās apkopes prasības:Regulāra apkope ietver optiskās kameras tīrīšanu, gaismas avota funkcionalitātes pārbaudi un sensora pareizas darbības pārbaudi.Regulāra apkope novērš mērījumu novirzes un pagarina sensora kalpošanas laiku.
Pielāgots duļķainības sensors: faktori, kas ietekmē duļķainuma mērījumus
Duļķainuma mērījumus var ietekmēt vairāki faktori:
A. Daļiņu izmērs un sastāvs:Paraugā esošo suspendēto daļiņu izmērs un sastāvs var ietekmēt duļķainības rādījumus.Dažādas daļiņas izkliedē gaismu atšķirīgi, tāpēc ir svarīgi izprast parauga īpašības.
B. Temperatūra:Temperatūras izmaiņas var mainīt gan parauga, gan sensora īpašības, potenciāli ietekmējot duļķainuma mērījumus.Lai to atrisinātu, sensori bieži ir aprīkoti ar temperatūras kompensācijas funkcijām.
C. pH līmeņi:Ekstrēmi pH līmeņi var ietekmēt daļiņu agregāciju un līdz ar to arī duļķainības rādījumus.Precīzu mērījumu veikšanai ir ļoti svarīgi nodrošināt, lai parauga pH ir pieņemamā diapazonā.
D. Paraugu apstrāde un sagatavošana:Parauga ievākšana, apstrāde un sagatavošana var būtiski ietekmēt duļķainuma mērījumus.Pareizas paraugu ņemšanas metodes un konsekventa paraugu sagatavošana ir būtiska uzticamiem rezultātiem.
Secinājums
Duļķainības sensorsir neaizstājams līdzeklis ūdens kvalitātes un vides apstākļu novērtēšanai.Izpratne par duļķainības mērīšanas principiem un dažādiem pieejamiem sensoru veidiem ļauj zinātniekiem, inženieriem un vides speciālistiem pieņemt apzinātus lēmumus attiecīgajās jomās, tādējādi veicinot planētas drošāku un veselīgāku izveidi.
Publicēšanas laiks: 19. septembris 2023
