混浊(zhuó)度(dù)是(shì)水(shuǐ)中(zhōng)不同(tóng)大(dà)小、形狀、比重(zhòng)的(de)懸浮物(wù)、胶(jiāo)體(tǐ)物(wù)質(zhì)和微生(shēng)物(wù)雜質(zhì)等颗(kē)粒(lì)对(duì)光(guāng)所産生(shēng)的(de)效應(yìng)的(de)表(biǎo)达(dá)語(yǔ)。水(shuǐ)的(de)混浊(zhuó)度(dù)不僅與(yǔ)水(shuǐ)中(zhōng)懸浮物(wù)質(zhì)颗(kē)粒(lì)的(de)含量多(duō)少(shǎo)有(yǒu)關(guān)，還(huán)與(yǔ)它(tā)们(men)的(de)大(dà)小、形狀和折射系(xì)數等性(xìng)質(zhì)有(yǒu)關(guān)。水(shuǐ)中(zhōng)的(de)懸浮物(wù)質(zhì)是(shì)由(yóu)泥(ní)沙(shā)、微细(xì)的(de)有(yǒu)機(jī)物(wù)、粘土(tǔ)和無機(jī)物(wù)、可(kě)溶的(de)有(yǒu)色(sè)的(de)有(yǒu)機(jī)化(huà)合物(wù)以(yǐ)及(jí)微小浮游生(shēng)物(wù)和其(qí)它(tā)微生(shēng)物(wù)等所組成(chéng)。这(zhè)些(xiē)懸浮物(wù)質(zhì)为(wèi)细(xì)菌和病毒的(de)吸附提(tí)供了(le)温(wēn)床(chuáng)，所以(yǐ)渾浊(zhuó)度(dù)越高(gāo)則有(yǒu)毒物(wù)質(zhì)就(jiù)会(huì)多(duō)，那(nà)麼(me)降低渾浊(zhuó)度(dù)就(jiù)明(míng)顯有(yǒu)利于(yú)水(shuǐ)的(de)消毒。随着人(rén)们(men)生(shēng)活水(shuǐ)平的(de)提(tí)高(gāo)，对(duì)水(shuǐ)質(zhì)的(de)要(yào)求也(yě)日(rì)益提(tí)高(gāo)；最(zuì)新(xīn)國(guó)标GB5749-2006《生(shēng)活飲用水(shuǐ)衛生(shēng)标準》修改並(bìng)提(tí)高(gāo)了(le)渾浊(zhuó)度(dù)出(chū)水(shuǐ)标準，規定(dìng)了(le)管(guǎn)网(wǎng)末(mò)梢水(shuǐ)的(de)浊(zhuó)度(dù)必須小于(yú)1NTU，有(yǒu)的(de)自(zì)来(lái)水(shuǐ)生(shēng)産企業要(yào)求出(chū)廠(chǎng)水(shuǐ)小于(yú)0.1NTU。浊(zhuó)度(dù)的(de)測量对(duì)保證供水(shuǐ)質(zhì)量提(tí)供了(le)有(yǒu)力的(de)數據(jù)參考，为(wèi)提(tí)高(gāo)人(rén)民(mín)健康水(shuǐ)平和生(shēng)活質(zhì)量具有(yǒu)重(zhòng)要(yào)積极(jí)意(yì)義。

浊(zhuó)度(dù)是(shì)一種(zhǒng)感(gǎn)官指标，是(shì)通(tòng)过(guò)水(shuǐ)中(zhōng)物(wù)質(zhì)对(duì)光(guāng)的(de)作(zuò)用而(ér)體(tǐ)現(xiàn)出(chū)来(lái)的(de)，浊(zhuó)度(dù)測量屬于(yú)定(dìng)性(xìng)測量。浊(zhuó)度(dù)測量在(zài)低浊(zhuó)度(dù)區(qū)間(jiān)具有(yǒu)非(fēi)常好(hǎo)的(de)線(xiàn)性(xìng)性(xìng)能(néng)，通(tòng)过(guò)使用具有(yǒu)數值追溯性(xìng)的(de)标準化(huà)的(de)方法和样品对(duì)浊(zhuó)度(dù)值進(jìn)行比对(duì)，混浊(zhuó)度(dù)的(de)測量就(jiù)完全(quán)可(kě)以(yǐ)變(biàn)成(chéng)定(dìng)量的(de)測量。目前(qián)混浊(zhuó)度(dù)的(de)準确測量值的(de)獲得普遍(biàn)是(shì)采用儀器分(fēn)析，也(yě)就(jiù)是(shì)利用光(guāng)學(xué)透射或(huò)者散(sàn)射原理(lǐ)，将透射光(guāng)或(huò)散(sàn)射光(guāng)信(xìn)号(hào)通(tòng)过(guò)光(guāng)電(diàn)探測器進(jìn)行光(guāng)電(diàn)轉(zhuǎn)換将光(guāng)信(xìn)号(hào)變(biàn)成(chéng)電(diàn)信(xìn)号(hào)，進(jìn)而(ér)通(tòng)过(guò)定(dìng)标計(jì)算轉(zhuǎn)換为(wèi)浊(zhuó)度(dù)值。一般根(gēn)據(jù)測量原理(lǐ)的(de)不同(tóng)，将这(zhè)些(xiē)儀器分(fēn)析方法分(fēn)为(wèi)透射法、散(sàn)射法和透射散(sàn)射比法。如何在(zài)这(zhè)些(xiē)測量方法中(zhōng)找(zhǎo)到(dào)一種(zhǒng)适合自(zì)身(shēn)生(shēng)産實(shí)際的(de)方法，需要(yào)我(wǒ)们(men)去深入(rù)的(de)了(le)解这(zhè)些(xiē)測量方法的(de)原理(lǐ)，繼而(ér)從原理(lǐ)出(chū)發(fà)得到(dào)这(zhè)些(xiē)測量方法的(de)适用场(chǎng)合和測量限制。本(běn)文(wén)在(zài)介紹上(shàng)述測量方法的(de)原理(lǐ)後(hòu)列出(chū)目前(qián)市(shì)场(chǎng)上(shàng)使用这(zhè)些(xiē)原理(lǐ)設計(jì)的(de)優秀儀表(biǎo)，並(bìng)对(duì)各儀表(biǎo)的(de)性(xìng)能(néng)與(yǔ)适用场(chǎng)合做了(le)对(duì)比，便于(yú)用戶根(gēn)據(jù)自(zì)身(shēn)生(shēng)産實(shí)際進(jìn)行儀表(biǎo)選型。

用透射法来(lái)測量浊(zhuó)度(dù)是(shì)基于(yú)比爾朗伯定(dìng)律这(zhè)一基本(běn)原理(lǐ)。光(guāng)透过(guò)透明(míng)介質(zhì)时(shí)被吸收(shōu)的(de)比例與(yǔ)入(rù)射光(guāng)的(de)强度(dù)無關(guān)；在(zài)光(guāng)線(xiàn)傳播光(guāng)程上(shàng)每个(gè)等厚层(céng)介質(zhì)吸收(shōu)的(de)光(guāng)是(shì)相同(tóng)比例值的(de)。比爾朗伯定(dìng)律數學(xué)表(biǎo)达(dá)式如下(xià)：

      (1)

式中(zhōng)A为(wèi)吸光(guāng)度(dù)；T为(wèi)透射比，是(shì)用透射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值It比上(shàng)入(rù)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值I0；k被定(dìng)義为(wèi)摩爾吸收(shōu)系(xì)數，它(tā)是(shì)个(gè)與(yǔ)吸收(shōu)物(wù)質(zhì)性(xìng)質(zhì)和入(rù)射光(guāng)波(bō)长(cháng)有(yǒu)關(guān)的(de)常數；c是(shì)液體(tǐ)中(zhōng)吸光(guāng)物(wù)質(zhì)濃度(dù)；l是(shì)吸收(shōu)层(céng)的(de)厚度(dù)。透射法測量浊(zhuó)度(dù)模型如下(xià)图(tú)：

图(tú)1 透射式測量浊(zhuó)度(dù)模型

從式（1）中(zhōng)可(kě)明(míng)顯看(kàn)出(chū)浊(zhuó)度(dù)與(yǔ)吸光(guāng)度(dù)成(chéng)線(xiàn)性(xìng)關(guān)系(xì)的(de)。基于(yú)該原理(lǐ)設計(jì)的(de)儀表(biǎo)，一般先(xiān)用零(líng)浊(zhuó)度(dù)水(shuǐ)校(xiào)準獲得入(rù)射光(guāng)I0对(duì)應(yìng)的(de)光(guāng)電(diàn)信(xìn)号(hào)並(bìng)記(jì)录(lù)到(dào)儀表(biǎo)中(zhōng)，測量试样时(shí)通(tòng)过(guò)測量透射光(guāng)It对(duì)應(yìng)的(de)光(guāng)電(diàn)信(xìn)号(hào)强度(dù)St来(lái)計(jì)算出(chū)浊(zhuó)度(dù)值，由(yóu)（1）推導出(chū)透射光(guāng)强度(dù)表(biǎo)示为(wèi)：

     (2)

式中(zhōng)a为(wèi)儀表(biǎo)結構等因(yīn)素決定(dìng)的(de)系(xì)數，通(tòng)过(guò)定(dìng)标獲得。

基于(yú)透射法原理(lǐ)設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)測量儀表(biǎo)具有(yǒu)測量範圍宽(kuān)，操作(zuò)簡便等優點(diǎn)。但是(shì)由(yóu)于(yú)測量原理(lǐ)的(de)限制，超低浊(zhuó)度(dù)水(shuǐ)对(duì)光(guāng)的(de)吸收(shōu)非(fēi)常小，儀表(biǎo)几乎分(fēn)辨不出(chū)来(lái)，而(ér)且(qiě)測量过(guò)程中(zhōng)受光(guāng)源抖動(dòng)或(huò)衰減、试样色(sè)度(dù)等因(yīn)素影响較大(dà)，一般應(yìng)用在(zài)測量高(gāo)浊(zhuó)水(shuǐ)和对(duì)浊(zhuó)度(dù)測量精度(dù)要(yào)求不高(gāo)的(de)场(chǎng)合。日(rì)本(běn)OPTEX M500型手(shǒu)持(chí)式浊(zhuó)度(dù)儀便是(shì)采用該測量原理(lǐ)設計(jì)的(de)儀表(biǎo)，它(tā)采用近(jìn)紅(hóng)外(wài)光(guāng)作(zuò)为(wèi)測量光(guāng)源，可(kě)以(yǐ)非(fēi)常有(yǒu)效的(de)減小因(yīn)为(wèi)被測试样色(sè)度(dù)对(duì)浊(zhuó)度(dù)測量带(dài)来(lái)的(de)影响。

介紹散(sàn)射法測量方法之(zhī)前(qián)我(wǒ)们(men)来(lái)了(le)解一下(xià)溶液中(zhōng)颗(kē)粒(lì)物(wù)産生(shēng)的(de)散(sàn)射光(guāng)的(de)性(xìng)質(zhì)，散(sàn)射光(guāng)的(de)方向(xiàng)和光(guāng)强大(dà)小取(qǔ)決于(yú)溶液中(zhōng)颗(kē)粒(lì)物(wù)的(de)大(dà)小、顔色(sè)、形狀、折射系(xì)數以(yǐ)及(jí)濃度(dù)；入(rù)射光(guāng)的(de)波(bō)长(cháng)也(yě)是(shì)影响散(sàn)射光(guāng)的(de)强度(dù)的(de)因(yīn)素。

图(tú)2 不同(tóng)粒(lì)徑颗(kē)粒(lì)对(duì)入(rù)射光(guāng)影响的(de)顯微照

图(tú)二是(shì)不同(tóng)粒(lì)徑颗(kē)粒(lì)物(wù)質(zhì)对(duì)入(rù)射光(guāng)反(fǎn)射、散(sàn)射等作(zuò)用的(de)顯微鏡(jìng)下(xià)的(de)照片(piàn)，從照片(piàn)中(zhōng)可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū)不同(tóng)粒(lì)徑大(dà)小的(de)颗(kē)粒(lì)物(wù)对(duì)光(guāng)線(xiàn)的(de)散(sàn)射效果(guǒ)是(shì)不同(tóng)的(de)，但是(shì)只(zhī)有(yǒu)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)中(zhōng)心(xīn)線(xiàn)成(chéng)90度(dù)方向(xiàng)上(shàng)的(de)散(sàn)射光(guāng)强度(dù)对(duì)于(yú)不同(tóng)粒(lì)徑的(de)颗(kē)粒(lì)物(wù)效果(guǒ)是(shì)相同(tóng)的(de)。選擇90度(dù)散(sàn)射法測量浊(zhuó)度(dù)可(kě)以(yǐ)最(zuì)大(dà)限度(dù)的(de)降低对(duì)颗(kē)粒(lì)大(dà)小的(de)敏感(gǎn)度(dù)。

經(jīng)过(guò)前(qián)人(rén)的(de)大(dà)量研究發(fà)現(xiàn)，當水(shuǐ)样中(zhōng)的(de)懸浮颗(kē)粒(lì)物(wù)的(de)直(zhí)徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于(yú)入(rù)射光(guāng)的(de)波(bō)长(cháng)时(shí)，散(sàn)射光(guāng)强度(dù)是(shì)服(fú)從瑞利散(sàn)射定(dìng)律的(de)：

     (3)

公(gōng)式中(zhōng)：IS为(wèi)散(sàn)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值，B为(wèi)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)波(bō)长(cháng)、懸浮颗(kē)粒(lì)物(wù)和水(shuǐ)的(de)折射率、散(sàn)射光(guāng)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)的(de)夾角(jiǎo)等有(yǒu)關(guān)的(de)比例系(xì)數，N为(wèi)單位(wèi)體(tǐ)積水(shuǐ)中(zhōng)的(de)懸浮颗(kē)粒(lì)物(wù)的(de)颗(kē)粒(lì)數，I0为(wèi)入(rù)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值。

當水(shuǐ)样中(zhōng)懸浮颗(kē)粒(lì)物(wù)的(de)直(zhí)徑與(yǔ)入(rù)射光(guāng)波(bō)长(cháng)相當或(huò)大(dà)于(yú)入(rù)射光(guāng)波(bō)长(cháng)时(shí)，散(sàn)射光(guāng)强度(dù)是(shì)服(fú)從米(mǐ)氏散(sàn)射定(dìng)律的(de)，與(yǔ)入(rù)射光(guāng)的(de)强度(dù)、懸浮颗(kē)粒(lì)物(wù)粒(lì)子的(de)截光(guāng)面(miàn)積和粒(lì)子的(de)个(gè)數成(chéng)正(zhèng)比：

     (4)

公(gōng)式中(zhōng)：IS为(wèi)散(sàn)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值，KM为(wèi)米(mǐ)氏系(xì)數，为(wèi)微粒(lì)橫截面(miàn)積，N为(wèi)單位(wèi)體(tǐ)積水(shuǐ)中(zhōng)的(de)微粒(lì)數，I0为(wèi)入(rù)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值。

在(zài)飲用水(shuǐ)水(shuǐ)質(zhì)檢測中(zhōng)，水(shuǐ)样的(de)颗(kē)粒(lì)粒(lì)度(dù)大(dà)多(duō)在(zài) 0.1μm ～ 20μm之(zhī)間(jiān)，散(sàn)射光(guāng)强度(dù)一般服(fú)從瑞利散(sàn)射定(dìng)律和米(mǐ)氏散(sàn)射定(dìng)律。當水(shuǐ)样中(zhōng)的(de)微粒(lì)是(shì)均勻分(fēn)布(bù)时(shí)，微粒(lì)的(de)總(zǒng)數N與(yǔ)浊(zhuó)度(dù)成(chéng)正(zhèng)比，即 IS 與(yǔ)浊(zhuó)度(dù)是(shì)成(chéng)正(zhèng)比的(de)。

采用90度(dù)散(sàn)射法測量浊(zhuó)度(dù)，被國(guó)際組織認可(kě)並(bìng)據(jù)此制定(dìng)了(le)浊(zhuó)度(dù)測量标準，一个(gè)是(shì)美(měi)國(guó)环(huán)保協会(huì)頒布(bù)的(de)USEPA180.1浊(zhuó)度(dù)測量标準；另(lìng)一个(gè)是(shì)國(guó)際标準化(huà)組織（ISO）頒布(bù)的(de)ISO7027浊(zhuó)度(dù)測量标準，而(ér)90度(dù)散(sàn)射法又根(gēn)據(jù)傳感(gǎn)器結構不同(tóng)分(fēn)为(wèi)浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射法和非(fēi)接觸式表(biǎo)面(miàn)散(sàn)射法。

1.2.1 浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射法

浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射式浊(zhuó)度(dù)測量儀的(de)光(guāng)學(xué)結構如图(tú)3所示，来(lái)自(zì)光(guāng)源的(de)光(guāng)線(xiàn)經(jīng)透鏡(jìng)和光(guāng)欄等光(guāng)學(xué)元(yuán)器件(jiàn)準直(zhí)後(hòu)得到(dào)高(gāo)質(zhì)量的(de)平行光(guāng)束(shù)垂直(zhí)水(shuǐ)面(miàn)入(rù)射到(dào)測量池中(zhōng)，測量池中(zhōng)溶液对(duì)平行光(guāng)束(shù)發(fà)生(shēng)散(sàn)射，在(zài)水(shuǐ)下(xià)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)束(shù)垂直(zhí)的(de)方向(xiàng)上(shàng)光(guāng)電(diàn)探測器接收(shōu)到(dào)90度(dù)散(sàn)射光(guāng)，散(sàn)射光(guāng)光(guāng)强的(de)大(dà)小與(yǔ)水(shuǐ)的(de)浊(zhuó)度(dù)值成(chéng)正(zhèng)比。

图(tú)3 水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射式浊(zhuó)度(dù)測量儀的(de)光(guāng)學(xué)原理(lǐ)

采用浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射法設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)儀具有(yǒu)測量精度(dù)高(gāo)、線(xiàn)性(xìng)度(dù)好(hǎo)、穩定(dìng)性(xìng)好(hǎo)等優點(diǎn)，但由(yóu)于(yú)測量光(guāng)路(lù)上(shàng)入(rù)射光(guāng)在(zài)被溶液中(zhōng)颗(kē)粒(lì)散(sàn)射之(zhī)前(qián)和之(zhī)後(hòu)均需要(yào)在(zài)溶液中(zhōng)傳播才能(néng)到(dào)达(dá)水(shuǐ)下(xià)探測器，光(guāng)会(huì)在(zài)傳播光(guāng)程中(zhōng)被溶液吸收(shōu)一部分(fēn)，会(huì)導致(zhì)測量值偏低。基于(yú)該測量原理(lǐ)設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)儀只(zhī)适用于(yú)低、超低浊(zhuó)度(dù)水(shuǐ)的(de)測量，線(xiàn)性(xìng)範圍一般在(zài)0NTU~30NTU。

这(zhè)種(zhǒng)浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射法測量浊(zhuó)度(dù)，可(kě)以(yǐ)做到(dào)超低量程时(shí)的(de)精準測量，一般精度(dù)在(zài)0.1NTU，有(yǒu)的(de)廠(chǎng)家(jiā)甚至(zhì)可(kě)以(yǐ)做到(dào)0.001NTU的(de)測量精度(dù)。一般應(yìng)用到(dào)管(guǎn)网(wǎng)末(mò)梢水(shuǐ)、自(zì)来(lái)水(shuǐ)廠(chǎng)出(chū)廠(chǎng)水(shuǐ)等对(duì)測量精度(dù)要(yào)求較高(gāo)的(de)场(chǎng)合。采用測量原理(lǐ)和結構設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)儀有(yǒu)美(měi)國(guó)哈希的(de)1720E低量程浊(zhuó)度(dù)儀、FT660sc超低量程浊(zhuó)度(dù)儀、蘇州奧特(tè)福的(de)TM-6S型浊(zhuó)度(dù)儀；1720E的(de)浊(zhuó)度(dù)測量範圍为(wèi)0-100NTU，采用鎢燈(dēng)作(zuò)为(wèi)測量光(guāng)源，測量浊(zhuó)度(dù)时(shí)容易受到(dào)水(shuǐ)样色(sè)度(dù)的(de)影响，所以(yǐ)無法測量带(dài)色(sè)液體(tǐ)的(de)浊(zhuó)度(dù)；一般自(zì)来(lái)水(shuǐ)廠(chǎng)水(shuǐ)处理(lǐ)过(guò)程中(zhōng)經(jīng)砂滤池过(guò)滤後(hòu)的(de)水(shuǐ)样均不带(dài)有(yǒu)顔色(sè)，所以(yǐ)該儀表(biǎo)在(zài)我(wǒ)國(guó)的(de)自(zì)来(lái)水(shuǐ)廠(chǎng)的(de)普及(jí)率很高(gāo)，但不推薦應(yìng)用在(zài)砂滤池之(zhī)前(qián)的(de)浊(zhuó)度(dù)檢測。FT660sc的(de)浊(zhuó)度(dù)測量範圍为(wèi)0-5NTU，采用660nm激光(guāng)作(zuò)为(wèi)測量光(guāng)源，有(yǒu)效的(de)提(tí)高(gāo)了(le)超低量程浊(zhuó)度(dù)測量的(de)精度(dù)，可(kě)用于(yú)測量除660nm附近(jìn)波(bō)长(cháng)顔色(sè)外(wài)的(de)带(dài)色(sè)液體(tǐ)和無色(sè)液體(tǐ)的(de)浊(zhuó)度(dù)。TM-6S浊(zhuó)度(dù)儀采用大(dà)功率的(de)880nm波(bō)长(cháng)LED作(zuò)为(wèi)光(guāng)源，並(bìng)采用光(guāng)源調制技術(shù)和双(shuāng)光(guāng)路(lù)測量技術(shù)能(néng)有(yǒu)效去除水(shuǐ)样色(sè)度(dù)、雜散(sàn)光(guāng)、光(guāng)源抖動(dòng)对(duì)浊(zhuó)度(dù)測量的(de)影响；測量範圍为(wèi)0-100NTU並(bìng)可(kě)實(shí)現(xiàn)低量程0-100NTU和超低量程0-1NTU两(liǎng)種(zhǒng)測量範圍的(de)自(zì)動(dòng)切換，從而(ér)适用于(yú)自(zì)来(lái)水(shuǐ)廠(chǎng)水(shuǐ)处理(lǐ)各个(gè)环(huán)节的(de)浊(zhuó)度(dù)檢測，而(ér)且(qiě)不同(tóng)檢測點(diǎn)浊(zhuó)度(dù)儀可(kě)以(yǐ)相互替代(dài)使用，便于(yú)自(zì)来(lái)水(shuǐ)公(gōng)司儀表(biǎo)的(de)應(yìng)急管(guǎn)理(lǐ)。

1.2.2 非(fēi)接觸式表(biǎo)面(miàn)散(sàn)射法

非(fēi)接觸式表(biǎo)面(miàn)散(sàn)射式浊(zhuó)度(dù)測量儀的(de)光(guāng)學(xué)結構如图(tú)4所示，来(lái)自(zì)光(guāng)源的(de)光(guāng)線(xiàn)經(jīng)透鏡(jìng)和光(guāng)欄等光(guāng)學(xué)元(yuán)器件(jiàn)準直(zhí)後(hòu)得到(dào)高(gāo)質(zhì)量的(de)平行光(guāng)束(shù)以(yǐ)小角(jiǎo)度(dù)入(rù)射到(dào)液體(tǐ)表(biǎo)面(miàn)，表(biǎo)层(céng)液體(tǐ)中(zhōng)颗(kē)粒(lì)对(duì)入(rù)射光(guāng)發(fà)生(shēng)散(sàn)射，在(zài)與(yǔ)入(rù)射平行光(guāng)束(shù)成(chéng)90度(dù)方向(xiàng)上(shàng)光(guāng)電(diàn)探測器接收(shōu)到(dào)90度(dù)散(sàn)射光(guāng)，这(zhè)个(gè)散(sàn)射光(guāng)强度(dù)與(yǔ)水(shuǐ)的(de)浊(zhuó)度(dù)值成(chéng)正(zhèng)比。

图(tú)4 表(biǎo)面(miàn)散(sàn)射式浊(zhuó)度(dù)測量儀的(de)光(guāng)學(xué)原理(lǐ)

采用非(fēi)接觸式表(biǎo)面(miàn)散(sàn)射法設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)儀具有(yǒu)測量精度(dù)高(gāo)、線(xiàn)性(xìng)度(dù)好(hǎo)、穩定(dìng)性(xìng)好(hǎo)、線(xiàn)性(xìng)範圍宽(kuān)等特(tè)點(diǎn)。因(yīn)为(wèi)測量探头(tóu)不接觸水(shuǐ)，不易被试样污染，所有(yǒu)無需定(dìng)期(qī)清(qīng)洗探头(tóu)，儀表(biǎo)維護成(chéng)本(běn)低，也(yě)是(shì)浊(zhuó)度(dù)儀的(de)未来(lái)發(fà)展(zhǎn)方向(xiàng)。

采用該方法和結構設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)儀有(yǒu)美(měi)國(guó)哈希的(de)SS7高(gāo)量程浊(zhuó)度(dù)儀、蘇州奧特(tè)福的(de)TM-7宽(kuān)量程浊(zhuó)度(dù)儀。SS7的(de)浊(zhuó)度(dù)測量範圍为(wèi)0-10000NTU，采用鎢燈(dēng)作(zuò)为(wèi)測量光(guāng)源，測量易受水(shuǐ)样色(sè)度(dù)、雜散(sàn)光(guāng)的(de)影响。TM-7的(de)浊(zhuó)度(dù)測量範圍为(wèi)0-10000NTU，測量範圍在(zài)0-10NTU、0-1000 NTU、0-10000 NTU自(zì)動(dòng)切換，且(qiě)0-10NTU的(de)測量精度(dù)可(kě)以(yǐ)达(dá)到(dào)0.01NTU，所以(yǐ)該儀表(biǎo)可(kě)以(yǐ)安(ān)裝(zhuāng)在(zài)自(zì)来(lái)水(shuǐ)廠(chǎng)水(shuǐ)处理(lǐ)的(de)各个(gè)环(huán)节；TM-7采用大(dà)功率的(de)880nm波(bō)长(cháng)LED作(zuò)为(wèi)測量光(guāng)源，並(bìng)采用光(guāng)源調制技術(shù)和双(shuāng)光(guāng)路(lù)測量技術(shù)能(néng)有(yǒu)效去除水(shuǐ)样色(sè)度(dù)、雜散(sàn)光(guāng)、光(guāng)源抖動(dòng)对(duì)浊(zhuó)度(dù)測量的(de)影响。

如图(tú)5所示，經(jīng)準直(zhí)好(hǎo)的(de)高(gāo)質(zhì)量平行光(guāng)束(shù)垂直(zhí)入(rù)射到(dào)測量池中(zhōng)，結合（1）式和（3）式可(kě)得與(yǔ)入(rù)射平行光(guāng)束(shù)成(chéng)90度(dù)方向(xiàng)上(shàng)的(de)光(guāng)探測器接收(shōu)到(dào)的(de)光(guāng)强为(wèi)：

     (5)

公(gōng)式中(zhōng)：IS为(wèi)散(sàn)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值，B为(wèi)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)波(bō)长(cháng)、微粒(lì)和水(shuǐ)的(de)折射率、散(sàn)射光(guāng)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)的(de)夾角(jiǎo)等有(yǒu)關(guān)的(de)比例系(xì)數，N为(wèi)單位(wèi)體(tǐ)積水(shuǐ)中(zhōng)的(de)微粒(lì)數，I0为(wèi)入(rù)射光(guāng)光(guāng)强的(de)光(guāng)電(diàn)流值，k为(wèi)摩爾吸收(shōu)系(xì)數；它(tā)與(yǔ)吸收(shōu)物(wù)質(zhì)的(de)性(xìng)質(zhì)及(jí)入(rù)射光(guāng)的(de)波(bō)长(cháng)有(yǒu)關(guān)；c为(wèi)吸光(guāng)物(wù)質(zhì)的(de)濃度(dù)；l散(sàn)为(wèi)散(sàn)射光(guāng)光(guāng)程。

由(yóu)（1）式可(kě)知透射光(guāng)探測器接收(shōu)到(dào)的(de)光(guāng)强为(wèi)：

     (6)

式中(zhōng)：IT为(wèi)透射光(guāng)强度(dù)，l透为(wèi)透射光(guāng)光(guāng)程。

透射散(sàn)射比法測量浊(zhuó)度(dù)就(jiù)是(shì)将上(shàng)述两(liǎng)个(gè)探測器同(tóng)一时(shí)刻(kè)接收(shōu)到(dào)的(de)光(guāng)强值做比值運算，儀表(biǎo)設計(jì)时(shí)控制散(sàn)射光(guāng)和透射光(guāng)光(guāng)程相等，可(kě)得：

     (7)

同(tóng)理(lǐ)結合（1）（4）式經(jīng)上(shàng)述計(jì)算可(kě)得：

     (8)

從（7）(8)式中(zhōng)看(kàn)到(dào)，最(zuì)終(zhōng)計(jì)算結果(guǒ)在(zài)控制好(hǎo)散(sàn)射光(guāng)和透射光(guāng)光(guāng)程相等的(de)情(qíng)況下(xià)是(shì)與(yǔ)入(rù)射光(guāng)光(guāng)强I0和光(guāng)程l是(shì)無關(guān)的(de)。即这(zhè)種(zhǒng)測量原理(lǐ)可(kě)以(yǐ)有(yǒu)效的(de)去除光(guāng)源抖動(dòng)、液體(tǐ)本(běn)身(shēn)对(duì)光(guāng)的(de)吸收(shōu)作(zuò)用带(dài)来(lái)的(de)誤差，從而(ér)提(tí)高(gāo)測量的(de)精确度(dù)、穩定(dìng)性(xìng)，拓宽(kuān)浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射法的(de)線(xiàn)性(xìng)範圍。

图(tú)5 透射散(sàn)射比較法測浊(zhuó)度(dù)示意(yì)图(tú)

采用該測量方法設計(jì)的(de)浊(zhuó)度(dù)儀一般为(wèi)台(tái)式和手(shǒu)持(chí)式浊(zhuó)度(dù)儀，如美(měi)國(guó)哈希的(de)TL2310ISO、上(shàng)海(hǎi)雷(léi)磁WZS-186等。因(yīn)为(wèi)該方法要(yào)控制散(sàn)射光(guāng)和透射光(guāng)的(de)光(guāng)程完全(quán)相等，所以(yǐ)較难實(shí)現(xiàn)在(zài)線(xiàn)式儀表(biǎo)設計(jì)。

上(shàng)文(wén)詳细(xì)描述了(le)透射法、散(sàn)射法（浸入(rù)式水(shuǐ)下(xià)散(sàn)射法、非(fēi)接觸式表(biǎo)面(miàn)散(sàn)射法）、散(sàn)射透射比法測量浊(zhuó)度(dù)的(de)基本(běn)原理(lǐ)，並(bìng)總(zǒng)結了(le)它(tā)们(men)的(de)優缺點(diǎn)和适用场(chǎng)合。表(biǎo)1将这(zhè)些(xiē)測量方法的(de)優缺點(diǎn)和應(yìng)用场(chǎng)合做了(le)總(zǒng)結：

表(biǎo)1 浊(zhuó)度(dù)測量方法对(duì)比

從上(shàng)表(biǎo)可(kě)看(kàn)出(chū)上(shàng)述測量方法均易受光(guāng)源抖動(dòng)和色(sè)度(dù)的(de)影响，現(xiàn)今國(guó)際上(shàng)流行的(de)两(liǎng)个(gè)标準USEPA180.1和ISO7027規定(dìng)了(le)浊(zhuó)度(dù)測量标準方法，並(bìng)指定(dìng)了(le)浊(zhuó)度(dù)測量是(shì)使用的(de)光(guāng)源波(bō)长(cháng)。ISO7027标準指定(dìng)的(de)860nm紅(hóng)外(wài)光(guāng)源可(kě)以(yǐ)消除色(sè)度(dù)的(de)影响，而(ér)USEPA180.1指定(dìng)的(de)光(guāng)源为(wèi)中(zhōng)心(xīn)波(bō)长(cháng)在(zài)400-600nm的(de)鎢燈(dēng)，因(yīn)为(wèi)低浊(zhuó)度(dù)水(shuǐ)中(zhōng)颗(kē)粒(lì)对(duì)該段(duàn)波(bō)长(cháng)的(de)散(sàn)射更(gèng)强，相比IS07027測量低浊(zhuó)度(dù)水(shuǐ)时(shí)的(de)靈敏度(dù)更(gèng)高(gāo)，但是(shì)易受色(sè)度(dù)的(de)影响而(ér)無法測量飲料等带(dài)色(sè)液體(tǐ)的(de)浊(zhuó)度(dù)。所以(yǐ)儀表(biǎo)選型时(shí)查看(kàn)儀表(biǎo)使用标準方法或(huò)光(guāng)源是(shì)至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)的(de)。

而(ér)光(guāng)源抖動(dòng)的(de)影响多(duō)數儀表(biǎo)廠(chǎng)商除定(dìng)期(qī)維護光(guāng)源和定(dìng)期(qī)校(xiào)零(líng)外(wài)並(bìng)未作(zuò)出(chū)任何其(qí)他(tā)措施進(jìn)行改善。蘇州奧特(tè)福环(huán)境科技有(yǒu)限公(gōng)司針(zhēn)对(duì)光(guāng)源抖動(dòng)给浊(zhuó)度(dù)測量带(dài)来(lái)的(de)影响，設計(jì)