水質濁度自動分析儀：洞察“渾濁”的科技之眼

水質濁度，直觀反映了水中懸浮顆粒物（如泥沙、微生物、膠體、有機物等）對光線透過所產生的阻礙程度。它是評估水質潔凈度、判斷水處理工藝效率、保障飲用水安全的關鍵指標。水質濁度自動分析儀，正是替代人工目視比濁或實驗室手動測量的高效自動化工具，能夠實時、連續、精確地監測水體濁度變化。其核心工作原理基于光學散射原理，具體過程如下：當一束光線穿過待測水樣時，水中的懸浮顆粒會與光線發生相互作用：部分光線遇到顆粒后，會改變原來的傳播方向，向各個角度散開。這種向各個方向偏離原光路的現象就是散射。

濁度自動分析儀的核心任務，就是探測和量化由懸浮顆粒引起的散射光強度。散射光的強度與水樣中顆粒物的濃度、大小、形狀和折射率直接相關。在顆粒特性相對穩定的條件下，散射光強度與水樣的濁度值成正比關系。濁度越高，散射光越強。

主流測量方法：90°散射光法（Nephelometry）

目前絕大多數工業在線和實驗室自動濁度儀采用的標準方法是 90°散射光法。儀器內置一個穩定的光源，通常是高亮度、長壽命的紅外LED（發光二極管） 或特定波長的激光二極管。使用紅外光（如860nm）的主要優勢在于能有效避免水樣顏色（色度）的干擾，因為大多數天然水體中的有色溶解性有機物對紅外光的吸收很弱。

光源發出的光束經過精密的光學系統（如透鏡、光闌）進行準直，形成一束強度穩定、方向集中的平行光。

待測水樣通過泵或重力流，被連續或間歇地引入一個特殊設計的測量室（流通池）。這個測量室通常由光學性能優異的玻璃或石英制成，具有光滑的內壁，并設計成能減少氣泡滯留和避免光線在壁上反射干擾的結構。

信號處理與計算：探測器產生的微弱電流信號被送入精密的信號放大電路進行放大。放大后的電信號（模擬信號）通過模數轉換器（ADC） 轉換為數字信號。儀器的微處理器（CPU） 根據預設的算法（基于90°散射光原理和標定曲線），結合接收到的散射光信號強度（以及參比信號、補償信號等），計算出水樣的實時濁度值。計算過程中會考慮儀器的校準系數（由標準濁度液標定得出）。

結果顯示、輸出與清洗：計算得出的濁度值（通常以NTU - 濁度單位或FNU - 福爾馬肼濁度單位顯示）顯示在儀器的屏幕上。同時，儀器通過標準接口（4-20mA模擬信號、RS232/RS485、Modbus、以太網等） 將數據實時傳輸給上位機控制系統（如PLC、DCS、SCADA）或數據記錄儀。

自動清洗（關鍵維護功能）： 為防止測量池內壁和光學窗口被水樣中的污染物、生物膜或水垢附著而影響測量精度，儀器會按照預設程序（定時或根據測量值變化觸發）啟動自動清洗功能。

濁度儀的準確測量高度依賴定期校準：使用標準福爾馬肼濁度液（Formazin） 作為基準物質，在多個濃度點（如0、20、100、800 NTU）對儀器進行標定，建立散射光強度與濁度值的精確對應關系（校準曲線）。日常維護還包括定期檢查清潔測量池、更換消耗品（如清洗液、進樣管路）、檢查光源和探測器的狀態等。