水环境在线监测传感器的原理及应用

德希 2024-09-11 17:00:26

水环境在线监测传感器是一种用于实时监测水环境参数的设备,它在水资源保护、水污染治理等方面发挥着重要作用。系统的供作原理与技术涉及多个领域的知识,包括传感器技术、数据采集与处理、通信技术等。下面为您介绍几个常规水质参数的设备原理及应用场景。

一、常见水环境在线监测传感器的原理1.溶解氧传感器

原理:荧光法溶解氧传感器基于荧光猝灭原理。传感器探头内有一个荧光物质,当特定波长的激发光照射到荧光物质上时,荧光物质会发射出特定波长的荧光。而水中的溶解氧分子会与荧光物质发生相互作用,使荧光强度减弱,这种现象称为荧光猝灭。荧光猝灭的程度与水中溶解氧的浓度有关。通过测量荧光的强度和寿命等参数,可以计算出水中溶解氧的浓度。

2.pH 传感器

原理:电极法 pH 传感器主要由玻璃电极和参比电极组成。玻璃电极对氢离子敏感,其电极电位随溶液中氢离子浓度的变化而变化。参比电极提供一个稳定的电位参考。当玻璃电极和参比电极同时浸入待测溶液中时,它们之间会产生一个电位差。这个电位差与溶液的 pH 值呈线性关系。通过测量这个电位差,可以计算出溶液的 pH 值。

3.电导率传感器

原理:基于溶液的导电能力来测量电导率。溶液中的离子在电场作用下移动形成电流,电导率与溶液中离子的浓度和种类有关。例如,电极式电导率传感器,通过两个电极插入水中,测量电极间的电阻,再根据电阻与电导率的关系计算出电导率值。

4.浊度传感器

原理:利用光的散射原理测量水中悬浮颗粒的浓度,从而反映浊度。传感器发射一束光到水中,水中的悬浮颗粒使光发生散射,散射光的强度与浊度成正比。例如,90 度散射光浊度传感器,检测与入射光成 90 度角方向的散射光强度来确定浊度。

二、应用领域

1.水质监测站

在各级水质监测站中,水环境在线监测传感器可对河流、湖泊、水库等水体进行长期、连续的监测,及时掌握水质变化情况。例如,通过溶解氧、pH、电导率等参数的监测,可以判断水体是否受到污染以及污染的程度。为环保部门制定水污染防治政策和措施提供科学依据。

2.污水处理厂

在污水处理过程中,传感器可实时监测进水、处理过程和出水的水质参数,确保污水处理效果达到排放标准。例如,通过监测溶解氧浓度,可以调整曝气系统的运行,提高污水处理效率;pH 值的监测有助于控制化学药剂的投加量,保证处理过程的稳定。实现污水处理的自动化控制,降低运行成本。

3.水产养殖

在水产养殖中,水环境在线监测传感器可监测养殖水体的溶解氧、pH、温度等参数,为养殖管理提供科学依据。例如,当溶解氧浓度过低时,可及时启动增氧设备,保证水产品的正常生长;pH 值的变化可能影响水产品的健康,通过监测可以及时采取调节措施。提高养殖效益,减少养殖风险。

4.二次供水监测

通过对二次供水水质的监测,可以及时发现水质变化,采取相应的措施,保证供水的稳定性和可靠性。国家和地方部门对饮用水水质有严格的法规要求,进行二次供水水质监测是确保符合这些法规的必要手段。

理化指标:

pH 值:反映水的酸碱度,适宜的 pH 值范围为 6.5-8.5。浊度:表示水中悬浮颗粒的含量,浊度越低,水质越好。余氯:用于消毒的氯气在水中的残留量,余氯含量应保持在一定范围内,以确保消毒效果。电导率:反映水中溶解性固体的含量,电导率越高,水中的杂质越多。
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德希

简介:专研水利