技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES低濁度(通常指濁度值≤10 NTU)的濁度傳感器標(biāo)定需要更高的精度和穩(wěn)定性,因?yàn)榈蜐岘h(huán)境下微小的干擾(如氣泡、污染物、光源漂移)都會顯著影響測量結(jié)果。以下是針對低濁度傳感器的標(biāo)定原理、步驟、關(guān)鍵注意事項(xiàng)及常用方法:
一、標(biāo)定核心原則
低濁度標(biāo)定的核心是消除干擾、確保標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性,需滿足:
標(biāo)準(zhǔn)溶液需極低濁度(如 0.02-10 NTU),且均勻、無氣泡、無顆粒污染;
標(biāo)定環(huán)境需潔凈(避免空氣中的塵埃落入溶液);
傳感器需預(yù)熱至穩(wěn)定狀態(tài)(通常 30 分鐘以上),確保光源和探測器性能穩(wěn)定。
二、常用標(biāo)定方法
1. 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定法(最長用)
使用福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)溶液(Formazin) 或其稀釋液作為基準(zhǔn)(低濁度常用 0.02 NTU、0.1 NTU、1 NTU、10 NTU 等濃度),步驟如下:
準(zhǔn)備工作:
標(biāo)準(zhǔn)溶液需新鮮配制(福爾馬肼溶液易沉降,低濁度溶液建議當(dāng)天使用),且用孔徑 0.2 μm 的濾膜過濾,去除微小顆粒;
標(biāo)定容器(如比色管、流通池)需用超純水清洗 3 次以上,避免殘留污染;
傳感器探頭用超純水沖洗,并用無塵布輕輕擦拭光學(xué)鏡片,確保無劃痕和污漬。
標(biāo)定步驟:
零點(diǎn)標(biāo)定(0 NTU):
向容器中注入超純水(經(jīng) 0.1 μm 濾膜過濾,濁度≈0.01 NTU),確保溶液中無氣泡(可靜置 10 分鐘或輕輕攪動排除氣泡);
將傳感器浸入溶液(或讓溶液流過流通池),待讀數(shù)穩(wěn)定后(通常 2-5 分鐘),設(shè)置當(dāng)前值為 “零點(diǎn)"。
跨度標(biāo)定(多點(diǎn)標(biāo)定):
按濃度從低到高(如 0.1 NTU→1 NTU→10 NTU)依次更換標(biāo)準(zhǔn)溶液,每次更換后需用待測溶液沖洗容器和傳感器探頭 3 次,避免交叉污染;
每測一個(gè)濃度,靜置至讀數(shù)穩(wěn)定(低濁度溶液需更長時(shí)間平衡,約 5-10 分鐘),記錄傳感器顯示值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差;
通過傳感器自帶軟件或按鍵,將顯示值校準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(如傳感器顯示 0.12 NTU 時(shí),校準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn) 0.1 NTU)。
2. 在線比對標(biāo)定法(適用于現(xiàn)場校準(zhǔn))
當(dāng)無法使用標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),可與高精度低濁度儀(如實(shí)驗(yàn)室級散射光濁度儀,精度達(dá) 0.001 NTU) 進(jìn)行比對,步驟如下:
選取一段穩(wěn)定的低濁度水樣(如處理后的清水),同時(shí)用待標(biāo)定傳感器和高精度儀器測量;
若兩者讀數(shù)偏差超過允許范圍(如 ±0.02 NTU),以高精度儀器讀數(shù)為基準(zhǔn),校準(zhǔn)待標(biāo)定傳感器;
重復(fù)測量 3 次以上,取平均值減少隨機(jī)誤差。
3. 替代物標(biāo)定法(應(yīng)急用)
若缺乏福爾馬肼溶液,可使用穩(wěn)定的低濁度替代物(如經(jīng)嚴(yán)格過濾的天然地表水、去離子水 + 微量二氧化硅懸浮液),但需注意:
替代物需提前用標(biāo)準(zhǔn)方法驗(yàn)證穩(wěn)定性(如 24 小時(shí)內(nèi)濁度變化≤0.01 NTU);
僅作為臨時(shí)校準(zhǔn),長期需用福爾馬肼溶液復(fù)標(biāo)。
三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
消除氣泡干擾:
低濁度溶液中氣泡會散射光線,導(dǎo)致讀數(shù)偏高。操作時(shí)需:
標(biāo)準(zhǔn)溶液配制后靜置 30 分鐘,讓氣泡逸出;
注入溶液時(shí)沿容器壁緩慢傾倒,避免劇烈攪動產(chǎn)生氣泡;
若使用流通式傳感器,確保管路無漏氣,流速穩(wěn)定(避免湍流產(chǎn)生氣泡)。
環(huán)境潔凈度:
標(biāo)定需在無塵環(huán)境(如潔凈工作臺)中進(jìn)行,避免空氣中的塵埃落入溶液;
操作人員需戴無塵手套,避免手指接觸光學(xué)鏡片或溶液表面。
儀器預(yù)熱與穩(wěn)定:
激光光源和探測器在開機(jī)后會有溫度漂移,需預(yù)熱 30-60 分鐘,待讀數(shù)波動≤0.001 NTU 時(shí)再開始標(biāo)定。
定期復(fù)標(biāo):
低濁度傳感器建議每 3-6 個(gè)月標(biāo)定一次,若測量環(huán)境惡劣(如含微量油污、藻類),需縮短至 1-3 個(gè)月,避免鏡片污染或光源衰減導(dǎo)致偏差累積。
四、常見問題及解決
標(biāo)定后讀數(shù)漂移:可能是光源未穩(wěn)定或溶液中有氣泡,需重新預(yù)熱儀器并排除氣泡;
零點(diǎn)偏高:鏡片殘留污染物,需用超純水 + 專用光學(xué)清潔劑(如酒精)擦拭鏡片;
多點(diǎn)標(biāo)定時(shí)線性偏差:可能是傳感器光學(xué)系統(tǒng)老化(如濾光片衰減),需聯(lián)系廠家更換核心部件后重新標(biāo)定。
通過嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量、消除干擾因素并規(guī)范操作,低濁度傳感器的標(biāo)定精度可達(dá)到 ±0.01 NTU 以內(nèi),滿足飲用水、純水等低濁場景的測量需求。
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