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浊度传感器概述及工作原理

发布日期:2022-06-05

浊度传感器概述

浊度传感器是一种专门用于家电产品的低成本传感器,主要用于洗衣机、洗碗机等产品的水污浊程度的测量。通过测量水的污浊程度来判断所洗物品洁净程度,从而确定最佳的洗涤时间。

当光线穿过一定量的水时,光线的穿透量取决于该水中的脏物物的量。当脏物的量增加时,穿透水样的光线随之减少,浊度传感器测量透过的光线量来计算洗涤水的浊度。

工作原理

浊度传感器将这些浊度测量值提供给洗衣机控制器,由洗衣机控制器决定各个洗涤周期的时间。这些判断基于净水的测量值(在洗涤周期开始时测量得)和洗涤结束时测量的洗涤水的测量值之间的比较。

通过测量洗涤水的浊度,在洗涤不是很脏的衣物时,洗衣机可以只洗需要的时间,从而节省了能源,这样最终用户节省了能源。

传感器内部是一个IR958与PT958封装的红外线对管,当光线穿过一定量的水时,光线的透过量取决于该水的污浊程度,水越污浊,透过的光就越少。光接收端把透过的光强度转换为对应的电流大小,透过的光多,电流大,反之透过的光少,电流小。通过测量接收端电流的大小,就可以计算出水的污浊程度。

浊度电流信号经过电阻R1转换为0 V——5 V电压信号,利用A/D转换器进行采样处理,单片机就可以获知当前水的污浊度。浊度传感器有3个引脚。实际使用时需要通过实验获得衣物污浊程度的经验数据。

按键、显示、负载驱动、输人水位门开关信号等均为常规电路,与单片机的相应端口连接即可。负载通常用可控硅驱动。通讯接口采用单片机具有的UART接口,可以连接其他外部设备,是备用接口。这里介绍带有浊度传感器的洗衣机,通过浊度传感器检测当前衣物的脏污程度来确定衣物的洗涤时间和漂洗次数,以达到既洗净衣物,又节省水电的目的。浊度传感器连接单片机的A/D输入接口,信号直接连接即可,也可在中间串联一只1 kΩ的电阻,并联一只0.1μF的电容进行滤波。

浊度仪采用双光束光路,有二个高度对称的光学、电学通道,产生相同的感应,测差不变,在除法电路中得以抵消,使仪器具有长期稳定性和抗干扰能力;采用线性化电路,使测量结果成线性显示;采用温度补偿,模拟除法功能等电路,消除噪音等专项技术,保证了仪器的高度灵敏和优良的重现性。

 

应用

主要用于水质监测和管理

水库水的质量监测

地下水测试

废水处理检测

流出物和工业控制等方面

分类

一般水质分析仪的浊度传感器大致有两种分类,一种是实验室所使用的浊度计,另外一种是监控某一区域的的浊度传感器。这两种的检测原理和方法基本上都一样,唯一不同的是使用方法,浊度计是针对实验室使用的传感器,对于精度要求比较严格,而用于监控的浊度传感器必须要耐用。

选型指南

1.量程

这几个工况条件下,要选0-20NTU这个量程,如果量程选用过大,会造成误差很大,直接影响测量结果

2.安装方式

低量程浊度仪有别于高量程浊度仪,在安装的时候不能使用管道式或沉入式安装,低量程浊度仪测量的时候水质往往比较干净,需要在一个完全密封不透光的环境下测量,最大限度减少其他光对浊度传感器的影响

3.如果现场是管道,可以在主管道上开个旁路,再安装一个减压阀,让水流恒流从缓流池中通过,缓流池的作用就是减压和过滤水中的气泡,低量程浊度仪是采用散射光原理来测量的,气泡会对测量产生很大影响

4.输出与电源。电源可选择220V或24V供电,输出可选4-20mA或者RS485,在自来水厂、净水厂或小区二次供水的现场,基本选用的都是4-20mA的国际的标准输出。

 

维护保养

为保持浊度传感器读数精确,镜片应清洗干净,用于实验室的浊度传感器应每星期一次。

用于监测的浊度传感器,根据监测点的水质情况,流量大小,浊度传感器的镜片可能需要每天清洁一次。

除了定期清洁之外,还要注意外部结构。从前面观察,浊度传感器看起来像一个机器人。两角形结构,由上到下单体材质。传感器底部放置一个黑色的帽盖。厚度合金的接触腿提供各种连接器固定在传感器上的装置。白色塑料板保护腿部免受损坏,并作为夹具,用于夹紧传感器。用于制造外部结构的熟料可以承受高温变化以及机械磨损,但不代表这些部件不会出现问题。要注意腐蚀。

 

注意事项

1)在测量中比色皿两通光路必须无任何脏点,二侧面和底面无水渍。

2)测量中如使用旧比色皿样品和入0水时,必须在样品测试前,同时装入0水,

3)测量两只试样杯的另位差,并在以后的样品浊度测定值中作相应修正。

4)避免不必要的误差

 

故障排除

浊度水质检测仪的传感器一般都比较耐用。在日常的中使用适当的存储和维护方法,能够助于延长传感器的使用寿命。但如果在浊度传感器校准期间出现错误提示是,大家请检查以下内容:

1.确保浊度校准溶液未过期,以及保证其质量。

2.校准环境(例如校准杯,传感器护罩和传感器)应保持良好。如果出现负浊度读数问题,请参阅使用说明书。

3.传感器护罩和校准杯上不应有任何反光材料。金属传感器护罩底部(内部;面向传感器)应无任何划痕。

4.如果您怀疑端口污染,请卸下传感器并按照清洁传感器端口部分中的说明进行操作。

如何防止浊度水质传感器的读数为负

一般在校准时浊度传感器的负读数总是与校准值为“0”相关联。尽管大家都是严格按照校准步骤来执行的,但有时不可能将传感器,校准杯和传感器护罩清洁到“0”校准值程度。 即使在实验室环境中,全新的仪器也会出现0——0.1 FNU的污染。而使用过的浊度传感器在清洁后可能接近1.0 FNU。因此在遇到这种情况时我们可以采用设置校准数值的方法来进行规避,例如例如一般大家输入校准的值为0,但在实际的读数多为0.6 FNU,如果校准环境的浊度是0.3 FNU,那水质检测仪的读数很有可能显示为-0.3 FNU的测量值。

因此大家在校准浊度水质检测仪的传感器时,除了要避免传感器本身和校准工具的污染之外,还要规定好校准值,一般我们建议大家设置0到1 FNU的校准值。

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