本發(fā)明涉及水質(zhì)濁度測量領(lǐng)域，特別是一種雙光路表面散射的高量程濁度儀。

背景技術(shù)：

水的濁度是水中不同大小、比重、形狀的懸浮物、膠體物質(zhì)和微生物等雜質(zhì)對光所產(chǎn)生效應(yīng)的表達語,是水的“清”和“渾”的量化了的表示。濁度是水質(zhì)評價的重要指標 ,采用地表水作水源的凈水廠的主要任務(wù)是降低水的濁度 ,使之符合國家飲用水的標準。濁度在線測量不僅在凈水處理各工序過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用 ,同時也在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)得到了應(yīng)用。根據(jù)水的不同用途，對濁度有不同的要求，對濁度儀的需要也相應(yīng)不同；需要運用在不同地方測量原水或純凈水的濁度，以及懸浮物高的水的濁度，高量程濁度儀的設(shè)計有了相當?shù)谋匾浴Ｄ壳笆袌錾系母吡砍虧岫葍x大多采用樣品內(nèi)散射法或透射法，但樣品內(nèi)散射法由于入射光在樣品內(nèi)傳輸過程中的顏色吸收及粒子散射而衰減，因而除了對色感比較敏感外，其測量范圍小，一般為0-100NTU內(nèi)；而透射方法的透射光強度與濁度呈指數(shù)衰減關(guān)系 ,且對水樣的顏色非常敏感，因而難于實現(xiàn)濁度的精確測量。我們采用的表面散射濁度測量方法是一種非接觸測量法 ,即散射光接收光學系統(tǒng)及接收器與水樣是非接觸的 ,避免了光學接收窗口等的污泥、結(jié)垢現(xiàn)象，且其測量范圍大，其測量范圍可達1000NTU以上，且線性度比較好。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙光路表面散射的高量程濁度儀；采用雙光路表面散射法，達到很好的測量精度；可測量懸浮物高的水或原水的濁度，光學元器件無需接觸水，不需要經(jīng)常清洗探頭。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種雙光路表面散射高量程濁度儀，包括：發(fā)射光線的發(fā)射組件，散射發(fā)射組件的光線并容納待測水樣的測量室，接收散射光線的接收組件；發(fā)射組件組成有：光源，與光軸成45°并將光源分為反射光和穿透光的半反半透鏡，接收上述半反半透鏡的反射光的第一探測器，反射光為參考信號，接收參考信號的信號處理單元；接收組件組成有：設(shè)置于入射光束90°方向并接收穿透光經(jīng)過待測水樣表面形成的散射光的第二探測器，上述散射光作為測量信號，連接于第二探測器并處理參考信號和測量信號得到被測水樣的濁度值的信號處理單元。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，測量室設(shè)有進水口、出水口。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，進水口高于出水口，上述出水口設(shè)于測量室的底部。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，測量室設(shè)有溢水口。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，還包括：設(shè)于光源下并對光進行準直處理和穩(wěn)定光強的多級透鏡組。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，多級透鏡組組成有：設(shè)于光源下的大透鏡，設(shè)于大透鏡下以及半反半透鏡上的雙凸透鏡，設(shè)于上述雙凸透鏡下并將穿透光形成平行光的小透鏡。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，還包括：包裹發(fā)射組件的發(fā)射盒，包裹上述接收組件的接收盒。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，發(fā)射盒設(shè)有封閉發(fā)射盒的發(fā)射端窗口。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，第二探測器下設(shè)有匯聚透鏡。

前述的一種雙光路表面散射高量程濁度儀，匯聚透鏡后面安裝有陶瓷加熱片。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明提供一種雙光路表面散射的高量程濁度儀；采用雙光路表面散射法，達到很好的測量精度；可測量懸浮物高的水或原水的濁度，光學元器件無需接觸水，不需要經(jīng)常清洗探頭；接收、發(fā)射端及測量室單獨分開，采用表面散射法測量，傳感器維護方便；采用多級透鏡組裝置，對離測量水面較近易產(chǎn)生水霧的鏡片進行加熱處理，降低因外界環(huán)境溫度驟變導(dǎo)致的儀器測量失準問題發(fā)生的概率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標記的含義：

1 接收盒，2信號處理單元，3 擋板，4 第二探測器，5 陶瓷加熱片，6 匯聚透鏡，7 測量室，8 出水口，9 進水口，10 溢水口，11 發(fā)射盒，12 發(fā)射端窗口，13 小透鏡，14 半反半透鏡，15光源，16 大透鏡，17 雙凸透鏡，18 第一探測器。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

一種雙光路表面散射高量程濁度儀，包括：發(fā)射光線的發(fā)射組件，散射發(fā)射組件的光線并容納待測水樣的測量室7，接收散射光線的接收組件；發(fā)射組件組成有：光源15，與光軸成45°并將光源15分為反射光和穿透光的半反半透鏡14，接收上述半反半透鏡14的反射光的第一探測器18，反射光為參考信號，接收參考信號的信號處理單元2；接收組件組成有：設(shè)置于入射光束90°方向并接收穿透光經(jīng)過待測水樣表面形成的散射光的第二探測器4，上述散射光作為測量信號，連接于第二探測器4并處理參考信號和測量信號得到被測水樣的濁度值的信號處理單元2。作為一種優(yōu)選，光源15為LED光源15。需要說明的是：本裝置中由于接收及發(fā)射端所用的信號處理單元集成在一塊電路板上，電路板安裝在接收盒內(nèi)，發(fā)射組件中接收到的參考信號也是傳輸?shù)浇邮蘸袃?nèi)的電路板上的信號處理單元。

測量室7設(shè)有進水口9、出水口8;進水口9高于出水口8，上述出水口8設(shè)于測量室7的底部。測量室7設(shè)有溢水口10。水樣從進水口9流入測量室7，從出水口8流出，出水口8在底部，可以有效防止泥沙的堆積，設(shè)有溢水口10，溢流發(fā)生在被測樣品的表面上，避免液面的波動及氣泡等。

濁度儀，還包括：設(shè)于光源15下并對光進行準直處理和穩(wěn)定光強的多級透鏡組。多級透鏡組組成有：設(shè)于光源15下的大透鏡16，設(shè)于大透鏡16下以及半反半透鏡14上的雙凸透鏡17，設(shè)于上述雙凸透鏡17下并將穿透光形成平行光的小透鏡13。

為了讓接收端和發(fā)射端獨立分開，濁度儀，還包括：包裹發(fā)射組件的發(fā)射盒11，包裹上述接收組件的接收盒1，接收盒1設(shè)置在與平行光垂直的方向上。為了保護鏡片并起到阻擋灰層的作用，發(fā)射盒11設(shè)有封閉發(fā)射盒11的發(fā)射端窗口12。

第二探測器4下設(shè)有匯聚透鏡6；經(jīng)過小透鏡13轉(zhuǎn)化后的平行光經(jīng)被測水樣的表面散射后，經(jīng)匯聚透鏡6匯聚作為雙光路測量中的測量信號被第二探測器4接收。

為了避免光學鏡片結(jié)霧，阻礙散射光的接收，使?jié)岫葴y量更準確和穩(wěn)定；匯聚透鏡6后面安裝有陶瓷加熱片5。

濁度儀還包括：包裹整個儀器的大箱體，設(shè)于上述大箱體上并用于吸收樣品表面來的反射光擋板3；這樣的設(shè)計防止該反射光經(jīng)多次反射后進入第二探測器4導(dǎo)致測量值不準。

光源15經(jīng)大透鏡16、雙凸透鏡17射到半反半透鏡14反射后形成反射光和穿透光這兩種光路，反射光被第一探測器18接收并傳送至第一信號處理單元，該反射光作為雙光路測量中的參考信號，穿透光經(jīng)過小透鏡13形成平行光照射到被測樣品的液面上，形成的散射光線被設(shè)置與入射光束90°方向的第二探測器4接收，該散射光路作為雙光路測量中的測量信號，并傳送至第二信號處理單元2，第二信號處理單元2對接收到的參考信號和測量信號進行處理，從而得到被測水樣的濁度值；基于濁度與散射光信號強度成正比關(guān)系：C=k*I散射+b，引入?yún)⒖脊夂笥嬎愎阶優(yōu)椋篊=k*I散射/ I參考+b，參考光強放在分母上參加運算，從而去除光源波動或衰減帶來的測量影響。

本發(fā)明提供一種雙光路表面散射的高量程濁度儀；采用雙光路表面散射法，達到很好的測量精度；可測量懸浮物高的水或原水的濁度，采用的是非接觸測量的散射法，光學元器件無需接觸水，不需要經(jīng)常清洗探頭，入射到樣品表面的光波強度是不隨樣品的色度和濁度而變化的，測量范圍寬，線性好。接收、發(fā)射端及測量室7單獨分開，采用表面散射法測量，傳感器維護方便；采用多級透鏡組裝置，對離測量水面較近易產(chǎn)生水霧的鏡片進行加熱處理，降低因外界環(huán)境溫度驟變導(dǎo)致的儀器測量失準問題發(fā)生的概率。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。