濁度傳感器的測理原理

濁度傳感器是用于測量液體中懸浮顆粒濃度或渾濁程度的儀器，其核心測量原理基于**光與懸浮顆粒的相互作用**，主要有以下幾種常見方法： 

1. 散射法（濁度測量常用）

原理

 當一束平行光（通常為單色光，如紅外光或可見光）穿過含有懸浮顆粒的液體時，顆粒會使光線發生散射。在特定角度（通常為90°或180°）檢測散射光的強度，散射光強度與懸浮顆粒的濃度和大小相關。

 關鍵邏輯：顆粒越多、粒徑越大，散射光越強，濁度值越高。

 適用場景：低濁度測量（如飲用水、地表水），對顆粒大小敏感（需符合朗伯-比爾定律的顆粒范圍）。

 典型結構

 光源（如LED）發射光束； - 光電探測器在垂直于光源的方向（90°）檢測散射光； - 通過校準建立散射光強度與濁度（NTU， nephelometric turbidity unit）的對應關系。

 2. 透射法（消光法）

原理

 測量光束穿過液體后，透射光的強度衰減，衰減程度與懸浮顆粒的濃度和遮光能力相關。

 關鍵邏輯：顆粒越多，遮擋的光越多，透射光強度越低，濁度值越高。

 適用場景：高濁度測量（如工業廢水、泥漿），但易受顏色干擾（液體本身顏色會影響光衰減）。

典型結構

 光源與光電探測器位于液體兩側，呈直線對準；

 輸出信號與透射光強度成反比，需校準為濁度單位（如FTU，formazin turbidity unit）。

 3. 表面散射法（適用于固液界面監測）

原理

當光束照射到液體表面時，若表面存在懸浮顆粒或沉淀物，顆粒會反射或散射光線。通過檢測表面反射光的強度變化，判斷表面濁度或沉積物的多少。

 適用場景：監測沉淀池、污水處理池的固液界面或表面浮渣。

 4. 激光法（高精度散射法的升級）

原理

使用激光作為光源（單色性好、能量集中），通過檢測顆粒對激光的散射模式（如前向散射、側向散射），不僅能測量濁度，還可分析顆粒的粒徑分布。

 優勢：精度高、響應快，適用于科研或精密工業場景（如制藥、半導體清洗）。

 影響測量的關鍵因素

1. 顆粒特性： - 粒徑：小顆粒（<1 μm）主要產生散射，大顆粒（>10 μm）主要產生透射衰減；

 - 形狀與顏色：不規則顆粒散射更強，深色顆粒吸收光更多，影響測量準確性。

 2. 液體特性： - 顏色：深色液體可能吸收光，干擾透射法或散射法；

 - 化學組成：電解質濃度可能影響顆粒聚集狀態，改變濁度。

 3. 環境因素： 

- 溫度：影響液體密度和顆粒運動，需溫度補償；

 - 氣泡：氣泡會散射光，導致濁度值虛高。

 總結  濁度傳感器的核心是通過光的散射、透射或反射特性，將顆粒濃度轉化為電信號。實際應用中需根據被測液體的濁度范圍、顆粒特性及環境條件選擇合適的原理，并注意校準和干擾因素（如顏色、氣泡）的補償，以確保測量準確性。