A Rika Sensor é uma fabricante de sensores meteorológicos e fornecedora de soluções de monitoramento ambiental desde 2010.
Sensor de turbidez para água: como funciona, usos e guia de seleção
A água turva é fácil de ver. Mas a aparência visual por si só não nos diz o quanto de material em suspensão está afetando a água. É por isso que a medição da turbidez é uma parte importante do monitoramento da qualidade da água.
A turbidez é comumente monitorada em aplicações de tratamento de águas residuais, águas superficiais, aquicultura, águas industriais e monitoramento ambiental.
Para testes ocasionais, um turbidímetro portátil pode ser suficiente. Para monitoramento contínuo, umsensor de turbidez onlinePode medir a turbidez da água e enviar dados para um controlador, PLC ou plataforma de monitoramento.
Este guia explica o que significa turbidez, como funcionam os sensores ópticos de turbidez, o que representam NTU e FNU, onde os sensores de turbidez são utilizados e como selecionar o sensor adequado para sua aplicação.
Ao escolher um sensor de turbidez online, considere a faixa de NTU esperada, o tipo de água, o método de medição, os materiais, as condições de instalação, o risco de incrustação e os requisitos de comunicação.
O que é turbidez na água?
Turbidez descreve a opacidade ou opacidade da água causada por partículas suspensas e coloidais que dispersam a luz.
Essas partículas podem incluir:
Em geral, a água que contém mais material em suspensão que dispersa a luz pode parecer mais turva.
No entanto, a turbidez não é uma contagem direta de partículas e não identifica sua composição química.
Turbidez é o mesmo que Sólidos Totais em Suspensão (STS)?
Não. Embora a turbidez e os sólidos totais em suspensão (TSS) possam estar relacionados, representam medidas diferentes.
Mede uma propriedade óptica relacionada à dispersão da luz por partículas em suspensão na água. As unidades de medida comuns incluem NTU e FNU, dependendo do método.
A concentração de sólidos totais em suspensão (TSS) é geralmente determinada por um método laboratorial que mede a concentração de massa dos sólidos suspensos retidos, comumente expressa em mg/L.
O tamanho, a forma, a cor e as propriedades ópticas das partículas influenciam a dispersão da luz. Portanto, duas amostras com concentrações semelhantes de sólidos totais em suspensão (TSS) podem apresentar leituras de turbidez diferentes.
A turbidez não deve ser convertida automaticamente em sólidos totais em suspensão (TSS) sem uma relação validada para a água específica que está sendo monitorada.
Como funciona um sensor de turbidez?
A maioria dos sensores de turbidez da água online utiliza um princípio de medição óptica.
O RK500-07 utiliza um método baseado na detecção da luz dispersa por partículas na água a aproximadamente 90° em relação à luz incidente.
Esse tipo de medição óptica é comumente chamado demétodo nefelométrico.
Por medir a dispersão da luz, o método consegue detectar alterações ópticas causadas por partículas em suspensão sem exigir que um operador colete cada amostra manualmente.
Por que os sensores de turbidez usam luz infravermelha de 860 nm?
A especificação RK500-07 identifica umFonte de luz infravermelha de 860 nmpelo seu sistema de medição de turbidez.
A luz infravermelha próxima, em torno de 860 nm, é comumente associada aos métodos de medição nefelométrica do tipo ISO 7027.
Em comparação com algumas técnicas de luz visível, essa abordagem pode reduzir o efeito da cor da amostra na leitura óptica.
O comprimento de onda e o arranjo óptico selecionados são importantes, mas os usuários ainda devem confirmar o método de medição necessário para sua aplicação, especialmente quando os resultados serão usados para relatórios regulatórios ou de conformidade.
NTU vs FNU: O que significam as unidades de turbidez?
Duas unidades comuns na medição de turbidez são NTU e FNU.
Amplamente utilizado para relatar a turbidez medida por instrumentos nefelométricos.
Comumente associado a métodos nefelométricos infravermelhos do tipo ISO 7027.
Para o sensor RIKA RK500-07, a tabela de parâmetros técnicos da versão 5.0 especifica as faixas de medição selecionáveis emNTU.
Sensor de turbidez online versus medidor de turbidez portátil
Ambos os instrumentos podem medir a turbidez, mas destinam-se a diferentes necessidades de monitorização.
Uma importante vantagem da medição online é que os operadores podem ver como a turbidez da água muda ao longo do tempo, em vez de dependerem apenas de leituras isoladas.
Onde são utilizados os sensores de turbidez?
O monitoramento da turbidez é utilizado em uma ampla gama de aplicações relacionadas à água. No entanto, a finalidade e o projeto de sensor necessários podem diferir significativamente entre elas.
1. Tratamento de águas residuais
As águas residuais podem conter sólidos em suspensão, material biológico, flocos e outras partículas.
A medição da turbidez pode ajudar os operadores a observar mudanças na transparência da água durante etapas adequadas do tratamento, incluindo clarificação, filtração ou monitoramento da água tratada.
No entanto, a turbidez não substitui diretamente os sólidos totais em suspensão (TSS) ou outros parâmetros de águas residuais. A medição deve ser selecionada de acordo com o objetivo do monitoramento.
2. Águas residuais industriais
As condições das águas residuais industriais variam entre as instalações. Alguns processos contêm minerais em suspensão, enquanto outros podem envolver contaminação orgânica, produtos químicos ou substâncias corrosivas.
Para essas aplicações, o sensor deve ser selecionado de acordo com a faixa de turbidez esperada, a compatibilidade com o material molhado, as condições de incrustação, a temperatura e a pressão.
3. Monitoramento de rios e águas superficiais
Rios, lagos, reservatórios e outras águas superficiais podem sofrer alterações na turbidez associadas à precipitação, escoamento superficial, erosão, perturbação de sedimentos e atividade biológica.
A medição contínua pode ajudar as equipes de monitoramento ambiental a observar essas mudanças e a desenvolver registros de longo prazo.
Para estações não tripuladas, a impermeabilização, a alimentação elétrica, a interface de saída e o acesso para manutenção também são importantes.
4. Aquicultura
Na aquicultura, as partículas em suspensão podem provir de sedimentos, ração não consumida, matéria orgânica ou outras atividades biológicas.
A turbidez pode ser usada como parte de um programa mais amplo de monitoramento da qualidade da água.
Dependendo do sistema, parâmetros como oxigênio dissolvido, temperatura, pH e condutividade também podem ser relevantes.
5. Maricultura e Água Corrosiva
Os ambientes marinhos apresentam requisitos de materiais diferentes dos ambientes de água doce.
A série RK500-07 inclui uma configuração Tipo B em liga de titânio, destinada a aplicações como maricultura, esgoto altamente corrosivo e outras condições complexas.
Isso destaca por que a compatibilidade do material é um fator de seleção importante, juntamente com a faixa de turbidez.
6. Monitoramento da turbidez em dutos
Alguns sistemas industriais exigem a medição da turbidez diretamente em uma tubulação, em vez de em um tanque ou bacia aberta.
O modelo RK500-07 Tipo C foi projetado para instalação em tubulações utilizando materiais 316L e UPVC.
O desenho atual do produto indica uma conexão projetada para UPVC com diâmetro externo de 32 mm.
Em aplicações em dutos, devem ser consideradas bolhas, superfícies refletoras, condições de fluxo e a posição da área de medição óptica.
7. Aplicações de limpeza no local (CIP)
A especificação do produto RK500-07 também lista aplicações de limpeza no local (CIP).
No entanto, a compatibilidade real deve ser confirmada em relação ao produto químico de limpeza, concentração, temperatura, pressão e procedimento de limpeza.
Como escolher um sensor de turbidez para água
Escolher um sensor de turbidez não se resume simplesmente a encontrar um instrumento que possa medir NTU.
Um sensor adequado para água relativamente limpa pode não ser a melhor escolha para águas residuais altamente turvas, água do mar ou um processo propenso à incrustação.
Qual faixa de turbidez você deve escolher?
A escolha da gama de cores é uma das decisões mais importantes.
Águas relativamente claras podem exigir um bom desempenho com baixa turbidez, enquanto águas residuais e águas ricas em sedimentos podem exigir uma faixa mais ampla.
O RK500-07 oferece as seguintes faixas selecionáveis:
Uma faixa de medição mais ampla não significa automaticamente que seja melhor. A faixa selecionada deve corresponder às condições reais do processo e ao desempenho de medição exigido.
Você deve escolher um sensor de turbidez autolimpante?
A medição óptica requer uma janela óptica limpa.
Em aplicações de tratamento de águas residuais, aquicultura ou outras áreas propensas à incrustação, sedimentos, crescimento biológico ou depósitos podem se acumular na superfície de medição.
O RK500-07 Tipo D inclui uma escova de limpeza integrada, projetada para ajudar a reduzir o acúmulo de sujeira na área de medição óptica.
Como instalar um sensor de turbidez online
Uma boa instalação é essencial para uma medição óptica de turbidez estável.
A instalação deve proporcionar condições de água representativas, minimizando a interferência de bolhas, depósitos, superfícies refletoras e outras perturbações.
Fatores comuns de instalação que afetam as leituras
Considerações especiais para dutos refletivos
Superfícies de tubos de aço inoxidável e outros materiais refletivos podem influenciar as leituras ópticas quando a área de medição está muito próxima da parede.
O guia de instalação do RK500-07 V5.0 recomenda manter pelo menosfolga de 58 mma partir de uma superfície refletora na disposição ilustrada.
Para tubulações refletoras, o documento também recomenda alinhar a linha entre as duas pequenas aberturas ópticas com a direção do fluxo na tubulação para reduzir os efeitos da reflexão.
Como realizar a manutenção de um sensor de turbidez?
Como um sensor de turbidez utiliza um sistema de medição óptica, manter a janela óptica limpa é importante.
A especificação RK500-07 recomenda manter a superfície óptica limpa e limpá-la suavemente quando necessário.
A frequência real de manutenção depende das condições da água. Águas residuais altamente contaminadas ou ambientes propensos à bioincrustação podem exigir inspeções mais frequentes do que águas relativamente limpas.
Sensor de Turbidez RIKA SENSOR RK500-07: Quatro Configurações
A série RK500-07 oferece quatro configurações para diferentes ambientes aquáticos, condições de instalação e requisitos de manutenção.
| Tipo | Aplicação específica | Material principal | Recurso principal |
|---|---|---|---|
| Tipo A | Ambientes gerais de água doce | aço inoxidável 316L | Monitoramento geral da água |
| Tipo B | Maricultura, esgoto altamente corrosivo e condições complexas | Liga de titânio | Construção resistente à corrosão |
| Tipo C | Instalação de tubulação | 316L + UPVC | Estrutura de instalação orientada para dutos |
| Tipo D | Aplicações que requerem uma escova de limpeza integrada | aço inoxidável 316L | Design autolimpante/de baixa manutenção |
Especificações técnicas do RK500-07
As especificações a seguir são baseadas no documento do sensor de turbidez RK500-07 versão 5.0. Os valores que variam de acordo com a configuração são identificados separadamente.
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Princípio de Medição | Medição óptica de luz dispersa a 90° |
| Fonte de luz | infravermelho de 860 nm |
| Faixas de medição | 0–10 / 0–100 / 0–1000 / 0–4000 NTU |
| Precisão | Tipos A/B/C: ±1% FS; Tipo D: ±2% FS |
| Resolução | Tipos A/B/C: 0,01 NTU em ≤10 NTU; 0,1 NTU acima de 10 NTU. Tipo D: 0,1 NTU |
| Tempo de resposta | 1 s |
| Fonte de energia | 7–30 VCC |
| Saída | 4–20 mA e RS485 simultaneamente |
| Proteção contra entrada | IP68 |
| Temperatura de operação | Tipos A/B/C: 0 a +60°C; Tipo D: -5 a +60°C |
| Resistência à pressão especificada | Classificação nominal de 0,8 MPa na especificação; confirme a pressão de trabalho permitida para a versão selecionada antes da instalação. |
| Comprimento padrão do cabo | 5 m |
| Janela óptica | Janela de medição de safira |
| Autolimpante | O tipo D inclui uma escova de limpeza. |
Um único sensor de turbidez pode medir tanto água limpa quanto água residual?
Não necessariamente.
Água com baixa turbidez e águas residuais com alta turbidez podem gerar requisitos de medição muito diferentes.
O sensor correto deve ser compatível com a faixa de turbidez esperada, as características da água, a instalação e o desempenho exigido.
O que você deve dizer a um fornecedor de sensores de turbidez antes de comprar?
Preparar as seguintes informações do projeto ajuda a tornar a seleção de sensores mais rápida e precisa.
Perguntas frequentes
O que mede um sensor de turbidez?
Ela mede uma propriedade óptica associada à dispersão da luz por partículas em suspensão na água. Não identifica diretamente as partículas nem sua composição química.
O que significa NTU?
NTU significa Unidade Nefelométrica de Turbidez. É comumente usada para relatar medições de turbidez obtidas por métodos nefelométricos.
NTU mais alto é sempre sinal de água imprópria para consumo?
Não. Uma turbidez mais elevada geralmente indica maior dispersão da luz, mas a turbidez por si só não determina a segurança da água nem identifica o tipo de contaminação.
Turbidez é o mesmo que TSS?
Não. A turbidez é uma medição óptica, enquanto os Sólidos Totais em Suspensão (TSS) são geralmente medidos pela massa. É necessário estabelecer uma relação específica para cada local antes de usar a turbidez para estimar os TSS.
Um sensor de turbidez pode monitorar a água continuamente?
Sim. Sensores de turbidez online podem ser instalados para monitoramento contínuo quando a configuração e as condições de instalação selecionadas forem adequadas.
É possível instalar um sensor de turbidez em um oleoduto?
Sim, desde que o sensor seja projetado para instalação em dutos. O RK500-07 Tipo C possui uma configuração voltada para dutos, utilizando aço inoxidável 316L e PVC rígido.
Um sensor de turbidez autolimpante precisa de manutenção?
Sim. Uma escova de limpeza pode reduzir o acúmulo de sujeira e a necessidade de limpeza manual, mas a inspeção e a limpeza ainda podem ser necessárias.
Qual a faixa de medição que devo escolher para um sensor de turbidez online?
Escolha uma faixa que abranja as condições de água esperadas e, ao mesmo tempo, atenda ao desempenho de medição necessário. O RK500-07 oferece faixas selecionáveis de 0 a 10, 0 a 100, 0 a 1000 e 0 a 4000 NTU.
É possível conectar um sensor de turbidez online a um CLP (Controlador Lógico Programável)?
Sim, desde que as interfaces sejam compatíveis. O RK500-07 fornece saídas de 4–20 mA e RS485, de acordo com sua especificação técnica atual.
A medição da turbidez pode identificar corrosão em um oleoduto?
Não diretamente. Os produtos de corrosão em suspensão podem afetar a turbidez, mas uma leitura de turbidez por si só não pode comprovar a corrosão, identificar a composição das partículas ou determinar a taxa de corrosão.
Considerações finais: O melhor sensor de turbidez depende da água.
Ao escolher um sensor de turbidez, é fácil comparar apenas a faixa de medição, a precisão e o preço.
Mas a medição contínua e confiável da turbidez depende de mais do que apenas essas especificações.
Um sensor que funciona bem em água doce pode não ser ideal para água do mar, águas residuais altamente contaminadas ou um encanamento refletivo.
Para monitoramento online, o objetivo não é simplesmente exibir um valor de NTU. É obter uma medição estável e sustentável que seja representativa da água monitorada.
Monitoramento online da turbidez com o sensor RIKA
A RIKA SENSOR fornece soluções online para medição de turbidez em aplicações de monitoramento ambiental, aquicultura, tratamento de águas residuais e água industrial.
A série RK500-07 inclui configurações para água doce em geral, água corrosiva, instalação em tubulações e aplicações onde uma escova de limpeza integrada pode ajudar a reduzir a incrustação.
Com múltiplas faixas de turbidez, proteção IP68 e saídas de 4–20 mA mais RS485, os sensores podem ser integrados em sistemas compatíveis de monitoramento da qualidade da água e controle industrial.
Precisa de ajuda para selecionar um sensor de turbidez para água?
Informe-nos o tipo de água, a faixa de NTU esperada, a temperatura e pressão de operação, o método de instalação, as condições de incrustação e os requisitos de comunicação. A RIKA SENSOR pode ajudar a avaliar a configuração de sensor de turbidez mais adequada para o seu projeto.
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