羅威邦® 激光在線濁度儀 PTV6000 為何能突破濁度檢測(cè)

德國(guó)羅威邦® Lovibond® PTV6000 激光在線濁度儀，具有先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)，在水質(zhì)濁度監(jiān)測(cè)過(guò)程中展現(xiàn)出高度穩(wěn)定性。本文從激光光源角度解析為何激光在線濁度檢測(cè)能夠進(jìn)一步突破*限，成為水處理過(guò)濾系統(tǒng)監(jiān)測(cè)一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。

本文要點(diǎn)

激光濁度儀工作與粒子計(jì)數(shù)器類似，但校準(zhǔn)維護(hù)容易。

激光濁度儀測(cè)試曲線波動(dòng)大，標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）是分析參數(shù)之一。

RSD 分析可檢測(cè)到單個(gè)透過(guò)顆粒，是過(guò)濾系統(tǒng)失效的前兆

激光濁度儀適用于極低濁度水質(zhì)，細(xì)微濁度變化和過(guò)濾優(yōu)化。

PTV6000 激光在線濁度儀光學(xué)系統(tǒng)采用 660 nm 激光二極管作為入射光源。激光輸出高度準(zhǔn)直和集中的*量束，與濁度測(cè)量的普通光源相比，*量密度要高得多。傳統(tǒng)濁度儀使用普通光束，能夠檢測(cè)水樣中約 1.0 μm 以上的顆粒。激光濁度儀能夠檢測(cè) 0.01 μm 大小的顆粒，因此得以檢測(cè)出過(guò)濾系統(tǒng)中的微小裂縫。

PTV6000 激光，PTV2000 紅光，PTV1000 紅外光*，PTV1000 白光， *紅外光肉眼不可見

濁度是在一定分析體積內(nèi)檢測(cè)到的所有不溶性物質(zhì)（主要是顆粒）的總值。該分析體積即散射光檢測(cè)器視場(chǎng)與入射光柱形成的體積。分析體積內(nèi)充滿水樣，其組成粒子共同散射入射光。當(dāng)水樣穩(wěn)定時(shí)，散射光也穩(wěn)定，濁度讀數(shù)穩(wěn)定。當(dāng)水樣組成發(fā)生變化時(shí)，濁度讀數(shù)也隨之發(fā)生變化。

如果流入分析體積的水樣顆粒物增加量大于流出水樣，濁度升高。除了檢測(cè)濁度數(shù)值本身，由于濁度數(shù)值的波動(dòng)會(huì)因濁度條件變化而增加，濁度波動(dòng)也是濁度檢測(cè)的一個(gè)重要參考值。這種波動(dòng)通常用標(biāo)準(zhǔn)差或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD) 來(lái)衡量。實(shí)踐證明 RSD 可提高不同過(guò)濾系統(tǒng)中細(xì)微裂縫監(jiān)測(cè)的靈敏度。[1] 濁度 RSD 的應(yīng)用應(yīng)基于每個(gè)水處理廠的設(shè)計(jì)和操作參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，RSD 值小于 1% 表示過(guò)濾系統(tǒng)穩(wěn)定，超過(guò) 1% 表明顆粒泄漏。

若樣品穩(wěn)定且顆粒物少，粒子濃度的輕微增加將分散在分析體積內(nèi)，對(duì)散射光強(qiáng)影響不大。普通濁度儀光源密度低，分析體積較大，靈敏度低。

Laser 激光 vs 普通 LED

*量密度高，分析體積小

激光光源光束平行且集中，分析體積小，分析體積內(nèi)的光束密度要高得多。當(dāng)單個(gè)粒子進(jìn)入分析體積，散射光*量高，對(duì)濁度的微小變化有較強(qiáng)的響應(yīng)。PTV6000 激光濁度儀采用高*量激光光束，響應(yīng)度可比普通光源濁度儀高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

信號(hào)曲線波動(dòng)大，尖峰，靈敏度高

本質(zhì)上，激光濁度儀與粒子計(jì)數(shù)器相似，可以檢測(cè)到穿過(guò)分析體積的單個(gè)粒子，在檢測(cè)信號(hào)曲線中表現(xiàn)為尖峰。濁度信號(hào)基線不變，由曲線上尖峰的頻率得到凈水中顆粒濃度的變化，這是非激光濁度計(jì)難以檢的。

雜*光更低，檢測(cè)限更低

激光濁度儀可檢測(cè)出水樣中單個(gè)或極低濃度顆粒，因此在極低濁度水的濁度檢測(cè)中更為有效。例如膜處理出水，或傳統(tǒng)過(guò)濾系統(tǒng)針對(duì)性優(yōu)化實(shí)踐等需要高靈敏度濁度檢測(cè)的應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)差 (RSD) 預(yù)警

激光濁度監(jiān)測(cè)信號(hào) RSD 隨濁度*大而*大，RSD 分析可提高過(guò)濾系統(tǒng)中細(xì)微裂縫監(jiān)測(cè)的靈敏度。研究人員在膜過(guò)濾水中加入含 0.5-0.15 NTU 濁度的沉淀水水樣測(cè)試 PTV1000 白光、PTV2000 紅光 和 PTV6000 激光在線濁度儀 對(duì)濁度變化的靈敏度。PTV6000 激光在線濁度儀檢測(cè)信號(hào)峰值更強(qiáng)，響應(yīng)性更及時(shí)。

PTV 系列在線濁度儀對(duì)無(wú)濁水濁度突變信號(hào)圖

 羅威邦 PTV6000 激光在線濁度儀實(shí)際應(yīng)用與比較下圖是羅威邦® Lovibond® PTV6000 激光在線濁度儀、PTV1000 白光在線濁度儀 和 PTV2000 紅光在線濁度儀 在美國(guó)科羅拉多州地表水過(guò)濾廠對(duì)同一出水水樣的濁度監(jiān)測(cè)信號(hào)圖

PTV 系列在線濁度儀監(jiān)測(cè)過(guò)濾過(guò)程濁度信號(hào)變化圖

隨著過(guò)濾裝置過(guò)濾顆粒物增加，出水水樣濁度升高，濁度標(biāo)準(zhǔn)差上升

過(guò)濾器使用初期，三臺(tái)濁度儀監(jiān)測(cè)到的濁度信號(hào)都十分穩(wěn)定。濁度基線數(shù)值的不同由儀器的監(jiān)測(cè)信號(hào)的雜*光決定，激光在線濁度儀的雜*光較低。過(guò)濾一定時(shí)間后，濁度測(cè)量值都增加，并且由于較大顆粒透過(guò)過(guò)濾裝置進(jìn)入出水，濁度信號(hào)波動(dòng)增加。與 PTV1000 白光 和 PTV2000 紅光 相比，PTV6000 激光在線濁度儀信號(hào)中有更強(qiáng)的響應(yīng)尖峰。隨著過(guò)濾繼續(xù)運(yùn)行，通過(guò)過(guò)濾裝置的顆粒數(shù)量增多，濁度增加。激光在線濁度儀除了濁度基線整體上升外，波動(dòng)程度繼續(xù)增加。

PTV 系列在線濁度儀監(jiān)測(cè)過(guò)濾過(guò)程濁度信號(hào)變化圖放大圖普通光源在線濁度儀和激光在線濁度儀的雜*光差別在任意濁度條件下都存在。對(duì)于由濁度數(shù)值決定過(guò)濾裝置壽命的水處理廠來(lái)說(shuō)，激光在線濁度儀不但能獲得更低更準(zhǔn)確的濁度監(jiān)測(cè)數(shù)值，并且可相對(duì)延長(zhǎng)過(guò)濾裝置使用壽命。 

羅威邦PTV6000 激光在線濁度儀應(yīng)用激光濁度儀可檢測(cè)出水樣中單個(gè)或極低濃度顆粒，因此在極低濁度水的濁度檢測(cè)中更為有效，常用單位為 mNTU。例如膜處理出水，或傳統(tǒng)過(guò)濾系統(tǒng)針對(duì)性優(yōu)化實(shí)踐等需要高靈敏度濁度檢測(cè)的應(yīng)用。

膜過(guò)濾：RSD檢測(cè)纖維斷裂引起的細(xì)微濁度變化；

常規(guī)過(guò)濾優(yōu)化：顯示過(guò)濾進(jìn)程的詳細(xì)信息與脫落顆粒；

反*透：檢測(cè)裂縫和密封性