对于高浊度且含有大量气泡的废水(如污水处理厂曝气池、工业废水排放口等场景),选择浊度传感器时需重点解决两个核心问题:
高浊度(通常>100 NTU,甚至达数万 NTU)的准确测量;
气泡对光学信号的干扰(气泡会散射 / 反射光线,导致测量值虚高)。
综合来看,透射 - 散射对比法传感器(或带气泡补偿功能的透射法传感器)是更优选择,具体原因及特性如下:
一、核心选择:透射 - 散射对比法传感器
1. 原理适配性
该方法同时测量透射光(光线穿过水样后的剩余强度,与浊度成反比,适用于高浊度)和散射光(光线被颗粒物散射的强度,与浊度成正比),通过两者的比值或差值计算浊度。
优势:
高浊度下,透射光信号更稳定(散射法在高浊时易因光线被过度散射而信号饱和);
对比算法可部分抵消气泡的干扰(气泡的散射特性与固体颗粒物存在差异,通过透射与散射的关联性分析可区分)。
2. 抗气泡设计
部分膏端型号会结合以下技术优化:
流通池结构:采用紊流设计或倾斜安装,减少气泡在测量光路中的滞留(如让水流快速冲刷测量区域,避免气泡附着);
多波长光源:通过红外光(气泡对红外光的散射较弱)与可见光的对比,过滤气泡的散射信号;
动态补偿算法:内置气泡识别模型(如检测信号突变、波动频率等),对疑似气泡干扰的信号进行修正。
二、次选方案:带特殊抗气泡功能的透射法传感器
透射法(仅测透射光)本身适用于高浊度,但单独使用时易受气泡干扰(气泡会遮挡光线,导致透射光强度下降,误判为浊度升高)。
若选择此类传感器,需满足:
配备气泡剔除装置:如在测量池前加装消泡器(物理消泡)或脱气装置;
内置信号滤波算法:通过分析信号的稳定性(气泡干扰通常表现为瞬时波动),剔除异常峰值。
三、不推荐的类型及原因
单纯散射法传感器(如 90° 散射、前向散射):
缺陷:气泡的散射特性与颗粒物相似,会导致散射光信号大幅增强,测量值严重偏高,且高浊度下易因散射饱和而失效。
积分球法或多角度散射法:
缺陷:结构复杂、成本高,且对气泡的敏感性更高(气泡会全芳位散射光线,干扰积分球内的光能量分布),不适合现场高干扰场景。
四、额外关键特性要求
光路短且粗壮:高浊度水样中光线衰减快,短光路(如 5~20 mm)可减少光能量损失;粗壮光路(大口径测量池)可降低气泡堵塞或附着的概率。
自清洁功能:配备超声波清洗或机械刮刀,避免高浊度水体中的颗粒物、藻类在测量窗口沉积(沉积会加剧信号衰减,且可能吸附气泡)。
材质耐腐蚀性:高浊度废水常含酸碱或油污,传感器的测量池、光学窗口需采用 316L 不锈钢、蓝宝石玻璃等耐腐材料。
总结
在高浊度且多气泡的废水场景中,透射 - 散射对比法传感器凭借对高浊度的适应性和抗气泡干扰能力,是醉优选择。实际选型时需优先考虑带气泡补偿算法、优化流通池设计及自清洁功能的型号,以确保长期稳定运行。
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