浊度测量具有挑战性的 10 个原因,以及如何克服这些问题。

长期以来,浊度一直是确定水质的关键指标之一。然而,业内公认,由于仪器设计对读数的影响,不同的仪器对相同的样品会给出不同的结果。 造成这种情况的原因有很多,有些与仪器的入射光和散射光检测角度有关,有些则与样品如何呈现在仪器上有关。

浊度测量是一项复杂的工作,尤其是在英国饮用水生产所需的极低浊度条件下。散射光的物质的大小和形状、样品的颜色以及物质在样品中的分布都会影响测量结果。

为了解决这些问题,由世界著名浊度专家 Mike Sadar 领导的专家团队开发出了新型浊度仪 PTV1000。 他们设计的在线工具旨在解决样本与工具之间存在的共同问题。

浊度测量的挑战:

原因效果
气泡成果丰硕
样品池的变化结果偏高或偏低。在测量低浊度时,这一问题的影响最为严重。
杂散光成果丰硕
污染高结果。仪器内颗粒/水垢堆积或微生物堵塞造成的结果。
仪器光学方面结果偏高或偏低。仪器内光学元件的退化和校准的影响
吸收有色颗粒成果少
颜色样本结果低(如果使用可见光区域的波长)
颗粒大小结果高或低(取决于波长) 大颗粒比小颗粒更容易散射长波长的光 小颗粒散射较短波长的光比散射较长波长的光更有效率
颗粒沉降结果偏高或偏低。 这往往是便携式仪器的问题,而不是在线仪器的问题。
颗粒密度成果少

表格改编自 Sadar.M "浊度仪器 - 当今技术概览 "FISC 浊度研讨会。美国地质调查局主办,内华达州里诺,2002 年

我们开发出了一种测量浊度的新方法,即洛维邦的 PTV1000,它融合了拥有 100 多年浊度测量经验的团队的专业知识。

气泡

气泡是浊度测量的 "祸根",多年来,制造商们尝试了多种方法在测量前清除样品中的气泡。为了杜绝气泡进入测量室,新型仪器的设计采用了整体式专利气泡捕捉装置,利用水平和垂直流动,在测量前捕捉并清除仪器中的微小气泡。

侧视图

样品池

任何介于入射光和检测器之间的表面都不理想,台式浊度测量本来就很容易因清洗和使用而造成样品池缺陷,这些缺陷会导致假阳性浊度结果,所以如果不需要,为什么要在在线仪器中使用它们。玻璃池容易刮伤和结垢。

此外还有冷凝的问题,这在使用玻璃电池时是一个特殊的问题,但当冷凝水在光源周围积聚时,也会影响不使用玻璃电池的在线仪器。

为了避免这些问题,专家们干脆不使用玻璃电池,而是采用温控光源,以防止光学元件上出现冷凝水。

杂散光

杂散光是另一个问题,可以通过精心的仪器设计来减少。 从本质上讲,仪器检测到的光与当时样品中的颗粒散射无关。同样,在测量极低浓度的浊度时,即使是最微量的光在样品室中跳动,也很容易产生误差。

新型 PTV1000 的设计目的是将杂散光向下引导,使其远离探测器,并朝向 '杂散光收集器"。 这种专门开发的组件可捕捉杂散光,防止其在测量室中反弹,造成误报。

污染

PTV1000 采用专门设计的润湿部件,测量室设计完全平滑,可最大限度地减少沉积物的堆积。 此外,测量室的设计易于接近,因为方便操作人员清洁是避免污染问题的关键。

仪器光学方面

通过使用 LED 光源,PTV1000 可以长期提供稳定的性能。  为了验证光学系统,已开发出一种可靠的标准,使操作人员能够检查他们的系统,但专家团队希望更进一步,能够对浊度仪器的主要校准溶液--甲硫氨酸进行校准。

浊度校准完全基于仪器对甲氨蝶呤的反应。甲硫氨酸是专门为校准浊度仪器而开发的,它是一种聚合物,具有相对稳定的光散射特性。它是唯一真正可用的一级校准标准,浊度仪器的其他标准都是二级标准,与甲氨喹相关,只能用于验证。 不幸的是,甲硫氨酸有两大缺点,一是不好处理,二是在稀溶液中不太稳定。鉴于饮用水厂的工作温度低于 1NTU,因此您用于校准的溶液必须在使用前新鲜配制。

样品颜色/彩色吸收颗粒

然而,对于颜色对光的吸收几乎没有办法,因为它往往会影响使用波长低于 800nm 的仪器。 由于英国使用的大多数浊度仪器都是按照 ISO 7027 标准设计的,该标准规定应使用近红外波长,因此问题不大。

颗粒大小/密度

同样,仪器在处理不同大小和密度的颗粒的不同散射特性方面也无能为力。用户必须决定是否希望使用较短的波长来探测较小的颗粒。 (或使用符合 ISO 标准的长波长仪器。 新仪器有这两种形式。在颗粒沉降方面,虽然在仪器设计上没有太多办法,但在比较在线和便携式仪器的结果时,还是值得注意的。 

总之,我们开发出了一种测量浊度的新方法--乐维邦的 PTV 1000,它融合了在浊度测量领域拥有 100 多年经验的团队的专业知识。  

在克服与浊度测量相关的许多技术问题的同时,团队在设计 PTV1000 时还考虑到了水处理厂操作人员的需求。这意味着要确保只需少量样本以减少耗水量,并在需要时引入基于应用程序的界面,以便在智能设备上进行操作。 

 

PTV1000 为浊度测量制定了新标准。

我们的产品和服务触手可及。

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