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TECHNICAL ARTICLES低浊度(通常指浊度值≤10 NTU)的浊度传感器标定需要更高的精度和稳定性,因为低浊环境下微小的干扰(如气泡、污染物、光源漂移)都会显著影响测量结果。以下是针对低浊度传感器的标定原理、步骤、关键注意事项及常用方法:
一、标定核心原则
低浊度标定的核心是消除干扰、确保标准溶液的稳定性,需满足:
标准溶液需极低浊度(如 0.02-10 NTU),且均匀、无气泡、无颗粒污染;
标定环境需洁净(避免空气中的尘埃落入溶液);
传感器需预热至稳定状态(通常 30 分钟以上),确保光源和探测器性能稳定。
二、常用标定方法
1. 标准溶液标定法(最长用)
使用福尔马肼标准溶液(Formazin) 或其稀释液作为基准(低浊度常用 0.02 NTU、0.1 NTU、1 NTU、10 NTU 等浓度),步骤如下:
准备工作:
标准溶液需新鲜配制(福尔马肼溶液易沉降,低浊度溶液建议当天使用),且用孔径 0.2 μm 的滤膜过滤,去除微小颗粒;
标定容器(如比色管、流通池)需用超纯水清洗 3 次以上,避免残留污染;
传感器探头用超纯水冲洗,并用无尘布轻轻擦拭光学镜片,确保无划痕和污渍。
标定步骤:
零点标定(0 NTU):
向容器中注入超纯水(经 0.1 μm 滤膜过滤,浊度≈0.01 NTU),确保溶液中无气泡(可静置 10 分钟或轻轻搅动排除气泡);
将传感器浸入溶液(或让溶液流过流通池),待读数稳定后(通常 2-5 分钟),设置当前值为 “零点"。
跨度标定(多点标定):
按浓度从低到高(如 0.1 NTU→1 NTU→10 NTU)依次更换标准溶液,每次更换后需用待测溶液冲洗容器和传感器探头 3 次,避免交叉污染;
每测一个浓度,静置至读数稳定(低浊度溶液需更长时间平衡,约 5-10 分钟),记录传感器显示值与标准值的偏差;
通过传感器自带软件或按键,将显示值校准为标准溶液浓度(如传感器显示 0.12 NTU 时,校准为标准 0.1 NTU)。
2. 在线比对标定法(适用于现场校准)
当无法使用标准溶液时,可与高精度低浊度仪(如实验室级散射光浊度仪,精度达 0.001 NTU) 进行比对,步骤如下:
选取一段稳定的低浊度水样(如处理后的清水),同时用待标定传感器和高精度仪器测量;
若两者读数偏差超过允许范围(如 ±0.02 NTU),以高精度仪器读数为基准,校准待标定传感器;
重复测量 3 次以上,取平均值减少随机误差。
3. 替代物标定法(应急用)
若缺乏福尔马肼溶液,可使用稳定的低浊度替代物(如经严格过滤的天然地表水、去离子水 + 微量二氧化硅悬浮液),但需注意:
替代物需提前用标准方法验证稳定性(如 24 小时内浊度变化≤0.01 NTU);
仅作为临时校准,长期需用福尔马肼溶液复标。
三、关键注意事项
消除气泡干扰:
低浊度溶液中气泡会散射光线,导致读数偏高。操作时需:
标准溶液配制后静置 30 分钟,让气泡逸出;
注入溶液时沿容器壁缓慢倾倒,避免剧烈搅动产生气泡;
若使用流通式传感器,确保管路无漏气,流速稳定(避免湍流产生气泡)。
环境洁净度:
标定需在无尘环境(如洁净工作台)中进行,避免空气中的尘埃落入溶液;
操作人员需戴无尘手套,避免手指接触光学镜片或溶液表面。
仪器预热与稳定:
激光光源和探测器在开机后会有温度漂移,需预热 30-60 分钟,待读数波动≤0.001 NTU 时再开始标定。
定期复标:
低浊度传感器建议每 3-6 个月标定一次,若测量环境恶劣(如含微量油污、藻类),需缩短至 1-3 个月,避免镜片污染或光源衰减导致偏差累积。
四、常见问题及解决
标定后读数漂移:可能是光源未稳定或溶液中有气泡,需重新预热仪器并排除气泡;
零点偏高:镜片残留污染物,需用超纯水 + 专用光学清洁剂(如酒精)擦拭镜片;
多点标定时线性偏差:可能是传感器光学系统老化(如滤光片衰减),需联系厂家更换核心部件后重新标定。
通过严格控制标准溶液质量、消除干扰因素并规范操作,低浊度传感器的标定精度可达到 ±0.01 NTU 以内,满足饮用水、纯水等低浊场景的测量需求。