多光束紅外光SS懸浮物檢測儀的工作原理介紹

多光束紅外光SS懸浮物檢測儀的核心原理是利用紅外光的散射與吸收特性，結(jié)合多光束對比校準(zhǔn)技術(shù)，消除單光束檢測的誤差，實(shí)現(xiàn)對水中懸浮物（SS）濃度的精準(zhǔn)定量，本質(zhì)是通過光強(qiáng)變化反推懸浮物含量。以下是其詳細(xì)介紹：

一、核心基礎(chǔ)：紅外光與懸浮物的相互作用

首先需明確兩個(gè)關(guān)鍵前提，這是設(shè)備工作的基礎(chǔ)：

紅外光的選擇依據(jù)：水對特定波長的紅外光（通常為 850nm 或 950nm）吸收量極低，可最大限度減少 “水本身" 對光信號(hào)的干擾，僅讓懸浮物成為影響光強(qiáng)的核心因素。

懸浮物的光作用效應(yīng)：當(dāng)紅外光穿過含懸浮物的水樣時(shí)，會(huì)發(fā)生兩種關(guān)鍵現(xiàn)象 ——

光散射：懸浮物顆粒（如泥沙、微生物絮體）會(huì)將部分紅外光向四周散射，顆粒越多、粒徑越大，散射越強(qiáng)，透射過水樣的光強(qiáng)越弱；

光吸收：少量紅外光會(huì)被懸浮物吸收，吸收量同樣與懸浮物濃度正相關(guān)。

最終，透射光 / 散射光的強(qiáng)度變化，直接反映水樣中 SS 的濃度高低。

二、工作原理核心環(huán)節(jié)：四步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測

多光束設(shè)計(jì)的核心是通過 “多組光束對比" 消除誤差（如光路污染、氣泡干擾），具體流程分為四步：

1. 光源發(fā)射與光束拆分

• 設(shè)備內(nèi)置紅外 LED 光源（發(fā)射固定波長的紅外光，如 880nm），通過分光器將一束光拆分為 “多組光束"，通常包含 1 組參考光束和 2-4 組測量光束。

• 參考光束：不經(jīng)過水樣，直接傳輸至接收端，用于監(jiān)測光源本身的強(qiáng)度波動(dòng)（如光源衰減）；

• 測量光束：垂直或斜向穿過水樣流通池，與水中懸浮物發(fā)生作用。

2. 水樣與光束的作用

• 含 SS 的水樣持續(xù)流過流通池（或傳感器插入水樣），測量光束穿過水樣時(shí)，部分光被懸浮物散射、吸收，剩余的 “有效透射光"（或散射光）繼續(xù)傳播至接收端。

• 關(guān)鍵差異：不同濃度的 SS 會(huì)導(dǎo)致測量光束的光強(qiáng)衰減程度不同 ——SS 濃度越高，透射光強(qiáng)越弱（或散射光強(qiáng)越強(qiáng)，部分設(shè)備檢測散射光）。

3. 光信號(hào)接收與對比校準(zhǔn)

• 接收端采用光電探測器（如光電二極管），分別接收參考光束和所有測量光束的光強(qiáng)信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電流或電壓）。

• 多光束的核心優(yōu)勢在此體現(xiàn)：

• 用參考光束的電信號(hào) “校準(zhǔn)" 測量光束 —— 若光源強(qiáng)度下降，參考光束信號(hào)同步下降，可通過算法補(bǔ)償，消除光源波動(dòng)誤差；

• 多組測量光束的信號(hào)相互比對，剔除異常值（如單個(gè)光束被氣泡遮擋、光路局部污染），避免單光束 “誤判"，提升數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

4. 數(shù)據(jù)計(jì)算與濃度輸出

• 處理器基于 “朗伯 - 比爾定律"（光強(qiáng)衰減與物質(zhì)濃度成正比），結(jié)合預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線（提前用已知濃度的 SS 標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)定，建立 “光強(qiáng)變化 - SS 濃度" 的對應(yīng)關(guān)系），對校準(zhǔn)后的測量信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。

• 最終將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為 SS 濃度值（單位通常為 mg/L 或 g/L），通過顯示屏、RS485 接口等方式實(shí)時(shí)輸出，部分設(shè)備還支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)與遠(yuǎn)程傳輸。

三、多光束設(shè)計(jì)的關(guān)鍵價(jià)值

相比傳統(tǒng)單光束紅外SS檢測儀，多光束設(shè)計(jì)通過原理層面的優(yōu)化，解決了三大核心痛點(diǎn)：

消除光路污染誤差：單光束若傳感器表面附著懸浮物，會(huì)持續(xù)衰減光強(qiáng)，導(dǎo)致測量值偏高；多光束可通過對比，識(shí)別并補(bǔ)償污染帶來的光強(qiáng)偏差。

排除氣泡干擾：水樣中的氣泡會(huì)散射光，單光束易將氣泡誤判為懸浮物；多光束通過多組信號(hào)比對，可識(shí)別氣泡導(dǎo)致的 “瞬時(shí)異常光強(qiáng)"，剔除干擾數(shù)據(jù)。

提升低濃度精度：低SS濃度（如＜10mg/L）時(shí)，單光束光強(qiáng)變化微弱，誤差較大；多光束通過信號(hào)疊加與對比，可放大光強(qiáng)差異，讓低濃度檢測誤差控制在 ±5% 以內(nèi)。