[发明专利]在线自校准的浊度仪系统及浊度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线自校准的浊度仪系统及浊度检测方法，属于液体浊度测量领域。

背景技术

随着人们环保意识和生活水平的日益提高，人们对各种水体和其他液体的质量控制提出了越来越高的要求，浊度就是衡量液体质量的最重要的指标之一。当前主要有两种浊度测量的国际标准。一种是ISO7027标准，主要在欧洲使用，该标准要求光源的波长为860nm，一般使用发光二极管（LED）光源，也可以使用钨灯结合滤光片，光源的光谱带宽必须为860±30nm。另一种是USEPA180.1标准，主要在欧洲以外的地区包括美国使用，该标准要求光源为钨灯，色温在2200K到3000K之间，检测器的光谱响应峰值必须在400～600nm之间。这两种标准都要求测量用光探测器和光源之间呈90度垂直放置。本发明对这两种标准都适用。

当前测量浊度的方法中通常不能解决光源自身强度变化尤其是光源长期使用后光强衰减的问题，所以常用的浊度仪都要求使用标准浊度液等定期或不定期地人工对浊度仪进行离线标定（通常每三个月标定一次），不仅需要花费大量人力物力，而且在很多情况下不是很现实，比如浊度仪装在难以接触的地方，或者标定会影响连续在线监测的需要，等等。本发明就是为解决此问题而设计的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不要求定期或不定期地人工离线标定的在线自校准的浊度仪系统及浊度检测方法。

一种在线自校准的浊度仪系统，其特征在于：由光源、测量用光探测器、校准用光探测器、反射透射部件、待测液体；和相应的光路通道、电子信号放大、处理电路以及机械部分组成；所述光源、测量用光探测器、校准用光探测器、反射透射部件的位置满足以下关系：光源发出的光线通过反射透射部件后，部分沿原光线方向透射过去，进入待测浊度的液体，被散射后进入测量用光探测器；光源发出的光通过反射透射部件后，部分被反射透射部件反射，反射光线进入校准用光探测器。

所述在线自校准的浊度仪系统，其特征在于：反射透射部件待测液体可以接触二者之间最好不接触而是留有一定的空气间隙不接触，，可以避免待测液体污染反射透射部件。

所述在线自校准的浊度仪系统，其特征在于：上述待测液体位于容器内，容器上表面为斜面，该斜面即为所述反射透射部件；容器具有进水口和出水口。

所述光源典型部件为发光二极管，测量用光探测器典型部件为硅光二极管，校准用光探测器典型部件为硅光二极管，反射透射部件通常为光学玻璃做成的透光片。

利用在线自校准的浊度仪系统的浊度检测方法，其特征在于包括以下过程：光源发出的光通过反射透射部件4后，部分沿原光线方向透射过去，进入待测浊度的液体，被散射后进入测量用光探测器，此时测量用光探测器2所测得的信号为S2；光源关闭时测量用光探测器所测得的信号为S20；光源1发出的光通过反射透射部件4后，部分被反射透射部件4反射回去，进入校准用光探测器；校准用光探测器测得的信号S1；光源1关闭时校准用光探测器所测得的信号为S10；通过以下公式计算浊度T：T=η*(S2-S20)/(S1-S10)，其中η为一个比例系数，通过测量标准浊度试样后进行曲线拟合的方法来实验确定。

本发明中校准用光探测器测得的信号与待测液体无关，由且仅由光源信号强度和透射部件的反射比决定，而透射部件的反射比可视为不随时间变化的常数，因此校准用光探测器测得的信号S1可以作为光源信号强度参考，与测量用光探测器所测得的信号S2相比较，即可得到不依赖于光源信号强度的校准后的浊度信息T，从而避免了对光源的定期或不定期校准；实际使用时通常还采样测量光源关闭时校准用光探测器读数S10和测量用光探测器读数S20。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；图中细箭头所示为光线传播方向；

图2是本发明第一实施例的正面示意图；图中细箭头所示为光线传播方向，粗箭头所示为液体流动方向；

图3是本发明第二实施例的正面示意图；图中细箭头所示为光线传播方向，粗箭头所示为液体流动方向；

图中标号名称：1、光源，2、测量用光探测器，3、校准用光探测器，4、透光部件，5、待测液体，6、容器，7、进水口，8、出水口。

具体实施方式

如图1所示，反射透射部件4的放置倾斜角度需要保证校准用光探测器3满足以下公式：2α=arctan(L1/L2)；其中α是反射透射部件4法线方向和光源1入射方向的夹角，L1是光源1和校准用光探测器3中心之间的距离，L2是入射光线从光源1到反射透射部件4之间的距离。