Zákal, definovaný ako zákal alebo zakalenie tekutiny spôsobené veľkým počtom jednotlivých častíc v nej suspendovaných, hrá kľúčovú úlohu pri hodnotení kvality vody.Meranie zákalu je nevyhnutné pre rôzne aplikácie, od zabezpečenia bezpečnej pitnej vody až po monitorovanie podmienok prostredia.Senzor zákaluje kľúčovým prístrojom používaným na tento účel, ktorý ponúka presné a efektívne merania.V tomto blogu sa budeme venovať princípom merania zákalu, rôznym typom snímačov zákalu a ich aplikáciám.
Vlastný senzor zákalu: Princípy merania zákalu
Meranie zákalu závisí od interakcie medzi svetlom a suspendovanými časticami v kvapaline.Túto interakciu riadia dva primárne princípy: rozptyl svetla a absorpcia svetla.
A. Vlastný snímač zákalu: Rozptyl svetla
Tyndallov efekt:Tyndallov efekt nastáva, keď je svetlo rozptýlené malými časticami suspendovanými v priehľadnom médiu.Tento jav je zodpovedný za zviditeľnenie dráhy laserového lúča v zadymenej miestnosti.
Mie Scattering:Mie rozptyl je ďalšou formou rozptylu svetla, ktorá sa vzťahuje na väčšie častice.Vyznačuje sa zložitejším vzorom rozptylu, ktorý je ovplyvnený veľkosťou častíc a vlnovou dĺžkou svetla.
B. Vlastný snímač zákalu: Absorpcia svetla
Okrem rozptylu niektoré častice absorbujú svetelnú energiu.Rozsah absorpcie svetla závisí od vlastností suspendovaných častíc.
C. Vlastný snímač zákalu: Vzťah medzi zákalom a rozptylom/absorpciou svetla
Zákal tekutiny je priamo úmerný stupňu rozptylu svetla a nepriamo úmerný stupňu absorpcie svetla.Tento vzťah tvorí základ pre techniky merania zákalu.
Vlastný snímač zákalu: Typy snímačov zákalu
K dispozícii je niekoľko typov snímačov zákalu, z ktorých každý má svoje vlastné princípy činnosti, výhody a obmedzenia.
A. Vlastný snímač zákalu: Nefelometrické snímače
1. Princíp činnosti:Nefelometrické senzory merajú zákal kvantifikáciou svetla rozptýleného pod špecifickým uhlom (zvyčajne 90 stupňov) od dopadajúceho svetelného lúča.Tento prístup poskytuje presné výsledky pre nižšie úrovne zákalu.
2. Výhody a obmedzenia:Nefelometrické snímače sú vysoko citlivé a ponúkajú presné merania.Pri veľmi vysokých úrovniach zákalu však nemusia fungovať dobre a sú náchylnejšie na zanášanie.
B. Vlastný senzor zákalu: Absorpčné senzory
1. Princíp činnosti:Absorpčné senzory merajú zákal kvantifikáciou množstva svetla absorbovaného pri prechode cez vzorku.Sú obzvlášť účinné pri vyšších úrovniach zákalu.
2. Výhody a obmedzenia:Absorpčné senzory sú robustné a vhodné pre široký rozsah úrovní zákalu.Môžu však byť menej citlivé pri nižších úrovniach zákalu a sú citlivé na zmeny farby vzorky.
C. Vlastný snímač zákalu: Iné typy snímačov
1. Dvojrežimové snímače:Tieto senzory kombinujú princípy nefelometrického a absorpčného merania a poskytujú presné výsledky v širokom rozsahu zákalu.
2. Laserové senzory:Laserové senzory využívajú laserové svetlo na presné meranie zákalu, pričom ponúkajú vysokú citlivosť a odolnosť voči znečisteniu.Často sa používajú vo výskume a špecializovaných aplikáciách.
Vlastný snímač zákalu: Aplikácia snímačov zákalu
Senzor zákalunachádza uplatnenie v rôznych oblastiach:
A. Úprava vody:Zabezpečenie bezpečnej pitnej vody monitorovaním úrovne zákalu a detekciou častíc, ktoré môžu naznačovať kontamináciu.
B. Monitorovanie životného prostredia:Hodnotenie kvality vody v prírodných vodných útvaroch, pomoc pri monitorovaní zdravia vodných ekosystémov.
C. Priemyselné procesy:Monitorovanie a kontrola zákalu v priemyselných procesoch, kde je kvalita vody kritická, ako napríklad v potravinárskom a nápojovom priemysle.
D. Výskum a vývoj:Podpora vedeckého výskumu poskytovaním presných údajov pre štúdie týkajúce sa charakterizácie častíc a dynamiky tekutín.
Jedným z popredných výrobcov senzorov zákalu je spoločnosť Shanghai BOQU Instrument Co., Ltd. Ich inovatívne produkty boli nápomocné pri monitorovaní kvality vody a výskumných aplikáciách, čo odráža odhodlanie priemyslu rozvíjať technológiu merania zákalu.
Vlastný snímač zákalu: Komponenty snímača zákalu
Aby sme pochopili, ako senzory zákalu fungujú, musíme najprv pochopiť ich základné komponenty:
A. Svetelný zdroj (LED alebo laser):Senzory zákalu využívajú na osvetlenie vzorky svetelný zdroj.Môže to byť LED alebo laser, v závislosti od konkrétneho modelu.
B. Optická komora alebo kyveta:Optická komora alebo kyveta je srdcom senzora.Drží vzorku a zabezpečuje, aby cez ňu mohlo prechádzať svetlo na meranie.
C. Fotodetektor:Fotodetektor umiestnený oproti zdroju svetla zachytáva svetlo, ktoré prechádza vzorkou.Meria intenzitu prijatého svetla, ktorá priamo súvisí so zákalom.
D. Jednotka spracovania signálu:Jednotka spracovania signálu interpretuje údaje z fotodetektora a prevádza ich na hodnoty zákalu.
E. Rozhranie displeja alebo výstupu údajov:Tento komponent poskytuje užívateľsky príjemný spôsob prístupu k údajom o zákalu, často ich zobrazuje v NTU (nefelometrické jednotky zákalu) alebo v iných relevantných jednotkách.
Vlastný snímač zákalu: Kalibrácia a údržba
Presnosť a spoľahlivosť snímača zákalu závisí od správnej kalibrácie a pravidelnej údržby.
A. Dôležitosť kalibrácie:Kalibrácia zaisťuje, že merania snímača zostanú v priebehu času presné.Stanovuje referenčný bod, ktorý umožňuje presné odčítanie zákalu.
B. Kalibračné štandardy a postupy:Senzory zákalu sa kalibrujú pomocou štandardizovaných roztokov so známymi úrovňami zákalu.Pravidelná kalibrácia zabezpečuje, že snímač poskytuje konzistentné a presné údaje.Postupy kalibrácie sa môžu líšiť v závislosti od odporúčaní výrobcu.
C. Požiadavky na údržbu:Pravidelná údržba zahŕňa čistenie optickej komory, kontrolu funkčnosti svetelného zdroja a overenie správnej funkcie snímača.Rutinná údržba zabraňuje posunu v meraniach a predlžuje životnosť senzora.
Vlastný senzor zákalu: Faktory ovplyvňujúce meranie zákalu
Meranie zákalu môže ovplyvniť niekoľko faktorov:
A. Veľkosť častíc a zloženie:Veľkosť a zloženie suspendovaných častíc vo vzorke môže ovplyvniť hodnoty zákalu.Rôzne častice rozptyľujú svetlo rôzne, takže pochopenie charakteristík vzorky je nevyhnutné.
B. Teplota:Zmeny teploty môžu zmeniť vlastnosti vzorky aj senzora, čo môže potenciálne ovplyvniť meranie zákalu.Snímače sa často dodávajú s funkciami kompenzácie teploty, ktoré to riešia.
C. Úrovne pH:Extrémne hodnoty pH môžu ovplyvniť agregáciu častíc a následne aj hodnoty zákalu.Pre presné merania je rozhodujúce zabezpečiť, aby pH vzorky bolo v prijateľnom rozsahu.
D. Manipulácia so vzorkou a príprava:Spôsob, akým sa vzorka odoberá, ako sa s ňou manipuluje a ako sa pripravuje, môže významne ovplyvniť meranie zákalu.Pre spoľahlivé výsledky sú nevyhnutné správne techniky odberu vzoriek a dôsledná príprava vzorky.
Záver
Senzor zákaluje nevyhnutným nástrojom na hodnotenie kvality vody a podmienok prostredia.Pochopenie princípov merania zákalu a rôznych dostupných typov senzorov umožňuje vedcom, inžinierom a ekológom prijímať informované rozhodnutia vo svojich príslušných oblastiach, čo v konečnom dôsledku prispieva k bezpečnejšej a zdravšej planéte.
Čas odoslania: 19. september 2023
