导言
浊度是水的通明程度的丈量。由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒, 使得原是无色通明的水发生污浊现象, 其污浊的程度称为污浊度。浊度显现出水中存在很多的细菌, 病原体, 或是某些颗粒物。这些颗粒物或许维护有害微生物, 使其在消毒工艺中不被去除。因而不管在饮用水、工业进程或产品中, 浊度都是一个非常重要的参数。浊度高意味着水中各种有毒、有害物质的含量高, 因而水的浊度是一项重要的水质目标。
1 浊度丈量原理
依据光学原理, 当一束平行光由空气笔直照射到被测的水中, 在水的深度Y 处, 其光强可表明为:
其间: K0表明入射角为0°韶光从空气到水中的透射系数,K1为溶液对光的吸收系数。I0为入射光强度, T 为浊度。当溶液中微粒巨细均匀时, 某一区域的dy,在某方向的散射光dIs1也与浊度成正比:
其间: K2为溶液对光的散射系数, IY为Y 处的光强。
水下散射式浊度仪的光学原理如图1 所示:将式(1) 代入式(2) 可得Y 处沿X 方向的散射光为:
由于X 方向的散射光经水的X 方向吸收后过段间隔才干进入光电池( 关于光电池的常识将在后文介绍) , 故实践抵达光电池的散射光强为:
式中X 为散射光抵达光电池的间隔。因而从0 到Y0, X 方向的总散射光强为:
2 浊度仪的硬件规划
丈量电路框图如图2 所示:
要使整个体系取得最高的功率和灵敏度, 光源与光电转化器材之间呼应频谱规模的杰出匹配是很重要的。本体系选用LED 赤色发光灯作为光源, 硅光电池作为光电转化器材, 灵敏度波峰均在 800nm 左右。别的硅光电池线性好、呼应快、稳定性好、运用寿命长, 而且硅光电池的短路电流和光照满意线性关系, 是很抱负的光电转化器材。
2.2 丈量电路规划
硅光电池将散射光信号转化成电流信号, 通过扩大器扩大, 并终究输出到操控芯片。依据丈量原理规划了丈量电路, 如图3 所示:
中央处理器选用美国Silabs 公司推出的高速、高性能的C8051F020 单片机。丈量信号扩大后由C8051F020 片内的交叉开关选通, 调理适宜增益后送本身带的ADC0 进行A/D 转化并存储。UART0 作业在方法3, UART0 的TX 和RX 别离接C8051F020 的P0.0、P0.1, 丈量的浊度值以UART0 串行方法送ST7920 型液晶显现器予以显现。
