Компания Rika Sensor с 2010 года является производителем метеорологических датчиков и поставщиком решений для мониторинга окружающей среды.
Датчик мутности воды: принцип работы, области применения и руководство по выбору.
Мутную воду легко заметить. Но одного визуального признака недостаточно, чтобы определить, какое количество взвешенных частиц влияет на качество воды. Именно поэтому измерение мутности является важной частью мониторинга качества воды.
Мутность обычно контролируется в системах очистки сточных вод, поверхностных водах, аквакультуре, промышленных водах и в рамках экологического мониторинга.
Для периодического анализа может быть достаточно портативного мутномера. Для непрерывного мониторинга подойдет...онлайн-датчик мутностиМожет измерять мутность воды и передавать данные на контроллер, ПЛК или платформу мониторинга.
В этом руководстве объясняется, что означает мутность, как работают оптические датчики мутности, что означают NTU и FNU, где используются датчики мутности и как выбрать подходящий датчик для вашего применения.
При выборе онлайн-датчика мутности следует учитывать ожидаемый диапазон значений NTU, тип воды, метод измерения, материалы, условия установки, риск загрязнения и требования к связи.
Что такое мутность воды?
Мутность описывает помутнение или непрозрачность воды, вызванное взвешенными и коллоидными частицами, рассеивающими свет.
К таким частицам могут относиться:
В целом, вода, содержащая больше светорассеивающих взвешенных частиц, может казаться более мутной.
Однако мутность не является прямым показателем количества частиц и не позволяет определить их химический состав.
Мутность — это то же самое, что и общее количество взвешенных твердых частиц (ОВТЧ)?
Нет. Хотя мутность и содержание взвешенных твердых частиц могут быть взаимосвязаны, они представляют собой разные показатели.
Измеряет оптическое свойство, связанное с рассеянием света взвешенными частицами в воде. В зависимости от метода, обычно используются единицы измерения NTU и FNU.
Содержание взвешенных твердых частиц (TSS) обычно определяется лабораторным методом, который измеряет массовую концентрацию удерживаемых взвешенных твердых частиц, обычно выражаемую в мг/л.
Размер, форма, цвет и оптические свойства частиц влияют на рассеяние света. Поэтому два образца с одинаковой концентрацией взвешенных твердых частиц могут давать разные показания мутности.
Мутность не следует автоматически переводить в общее количество взвешенных твердых частиц без подтвержденной зависимости для конкретного образца воды, подвергаемого мониторингу.
Как работает датчик мутности?
Большинство онлайн-датчиков мутности воды используют принцип оптического измерения.
Прибор RK500-07 использует метод, основанный на обнаружении света, рассеянного частицами в воде под углом приблизительно 90° к падающему свету.
Этот тип оптических измерений обычно называютнефелометрический метод.
Поскольку этот метод измеряет рассеяние света, он позволяет обнаруживать оптические изменения, вызванные взвешенными частицами, без необходимости ручного сбора каждой пробы оператором.
Почему датчики мутности используют инфракрасное излучение с длиной волны 860 нм?
В спецификации RK500-07 указано следующее:Источник инфракрасного света с длиной волны 860 нмза свою систему измерения мутности.
Ближний инфракрасный свет с длиной волны около 860 нм обычно используется в нефелометрических методах измерения типа ISO 7027.
По сравнению с некоторыми методами, использующими видимый свет, этот подход позволяет уменьшить влияние цвета образца на оптические показания.
Выбор длины волны и оптической схемы важен, но пользователям все же следует подтвердить метод измерения, необходимый для их применения, особенно если результаты будут использоваться для отчетности перед регулирующими органами или для обеспечения соответствия требованиям.
NTU против FNU: что означают единицы мутности?
В измерении мутности наиболее распространены две единицы измерения: НТУ и ФНУ.
Широко используется для регистрации мутности, измеренной нефелометрическими приборами.
Обычно используется в инфракрасных нефелометрических методах типа ISO 7027.
В текущей технической таблице параметров версии 5.0 для датчика RIKA SENSOR RK500-07 указаны выбираемые диапазоны измерений.NTU.
Онлайн-датчик мутности против портативного измерителя мутности
Оба прибора могут измерять мутность, но предназначены для разных задач мониторинга.
Одним из важных преимуществ онлайн-измерений является то, что операторы могут видеть, как изменяется мутность воды с течением времени, вместо того чтобы полагаться только на отдельные показания.
Где используются датчики мутности?
Мониторинг мутности используется в широком спектре применений, связанных с водой. Однако цель и требуемая конструкция датчика могут существенно различаться в зависимости от области применения.
1. Очистка сточных вод
Сточные воды могут содержать взвешенные твердые частицы, биологический материал, хлопья и другие частицы.
Измерение мутности может помочь операторам отслеживать изменения прозрачности воды на соответствующих этапах обработки, включая осветление, фильтрацию или мониторинг очищенной воды.
Однако мутность не является прямой заменой взвешенным твердым частицам или другим параметрам сточных вод. Выбор метода измерения должен зависеть от цели мониторинга.
2. Промышленные сточные воды
Состав промышленных сточных вод различается на разных предприятиях. В некоторых процессах присутствуют взвешенные минералы, в других — органические загрязнения, химические вещества или коррозионные примеси.
Для таких применений датчик необходимо выбирать в соответствии с ожидаемым диапазоном мутности, совместимостью с смачиваемыми материалами, условиями загрязнения, температурой и давлением.
3. Мониторинг речных и поверхностных вод
В реках, озерах, водохранилищах и других поверхностных водоемах могут происходить изменения мутности, связанные с осадками, стоком, эрозией, нарушением осадконакопления и биологической активностью.
Непрерывные измерения могут помочь группам экологического мониторинга отслеживать эти изменения и создавать долгосрочные записи.
Для автономных станций также важны гидроизоляция, источник питания, выходной интерфейс и доступ для технического обслуживания.
4. Аквакультура
В аквакультуре взвешенные частицы могут поступать из осадка, несъеденного корма, органических веществ или других биологических процессов.
Мутность может использоваться как один из элементов более широкой программы мониторинга качества воды.
В зависимости от системы, могут также иметь значение такие параметры, как растворенный кислород, температура, pH и электропроводность.
5. Марикультура и коррозионная вода
Морская среда предъявляет иные требования к материалам, чем пресноводная.
Серия RK500-07 включает в себя конфигурацию типа B из титанового сплава, предназначенную для таких применений, как марикультура, работа с сильно коррозионными сточными водами и в других сложных условиях.
Это подчеркивает, почему совместимость материалов является важным фактором выбора наряду с диапазоном мутности.
6. Мониторинг мутности трубопровода
В некоторых промышленных системах измерение мутности требуется проводить непосредственно в трубопроводе, а не в открытом резервуаре или емкости.
Модель RK500-07 Type C предназначена для прокладки трубопроводов с использованием материалов 316L и UPVC.
На представленном чертеже изделия показано соединение, предназначенное для ПВХ-труб с наружным диаметром 32 мм.
При работе с трубопроводами следует учитывать наличие пузырьков воздуха, отражающих поверхностей, условия потока и положение зоны оптического измерения.
7. Применение технологии очистки на месте (CIP).
В технической спецификации изделия RK500-07 также указаны области применения для очистки на месте.
Однако фактическую совместимость необходимо подтвердить с конкретным чистящим средством, его концентрацией, температурой, давлением и процедурой очистки.
Как выбрать датчик мутности для воды
Выбор датчика мутности — это не просто поиск прибора, способного измерять NTU.
Датчик, подходящий для относительно чистой воды, может оказаться не лучшим выбором для сильно мутных сточных вод, морской воды или процессов, склонных к загрязнению.
Какой диапазон мутности следует выбрать?
Выбор стрельбища — одно из важнейших решений.
Для относительно чистой воды может потребоваться хорошая производительность при низкой мутности, в то время как для сточных вод и воды с высоким содержанием осадка может потребоваться более широкий диапазон параметров.
Модель RK500-07 предлагает следующие выбираемые диапазоны:
Более широкий диапазон не означает автоматически лучшее качество. Выбранный диапазон должен соответствовать фактическим условиям процесса и требуемым параметрам измерения.
Стоит ли выбирать самоочищающийся датчик мутности?
Для оптических измерений необходимо чистое оптическое окно.
В системах водоотведения, аквакультуре или других областях, подверженных загрязнению, на измерительной поверхности могут накапливаться осадок, биологические наросты или отложения.
Модель RK500-07 Type D включает в себя встроенную чистящую щетку, предназначенную для уменьшения загрязнения оптической измерительной зоны.
Как установить онлайн-датчик мутности
Качественная установка оборудования необходима для стабильного измерения оптической мутности.
Установка должна обеспечивать репрезентативные условия воды, минимизируя при этом помехи от пузырьков, отложений, отражающих поверхностей и других факторов.
Типичные факторы установки, влияющие на показания.
Особые соображения при проектировании отражающих трубопроводов
Поверхности труб из нержавеющей стали и других отражающих материалов могут влиять на оптические показания, если зона измерения находится слишком близко к стене.
В руководстве по установке RK500-07 V5.0 рекомендуется поддерживать как минимумЗазор 58 ммотражающей поверхности в представленной схеме.
В документе также рекомендуется, чтобы в случае отражающих трубопроводов линия между двумя небольшими оптическими отверстиями совпадала с направлением потока в трубопроводе для уменьшения эффектов отражения.
Как обслуживать датчик мутности?
Поскольку датчик мутности использует оптическую систему измерения, поддержание чистоты оптического окна имеет важное значение.
В соответствии со спецификацией RK500-07 рекомендуется содержать оптическую поверхность в чистоте и при необходимости аккуратно протирать ее.
Фактическая частота технического обслуживания зависит от состояния воды. Сильно загрязненные сточные воды или среда, подверженная биологическому обрастанию, могут потребовать более частого осмотра, чем относительно чистая вода.
Датчик мутности RIKA SENSOR RK500-07: четыре конфигурации.
Серия RK500-07 предлагает четыре конфигурации для различных условий эксплуатации в воде, условий установки и требований к техническому обслуживанию.
| Тип | Специальное приложение | Основной материал | Ключевая особенность |
|---|---|---|---|
| Тип А | Общие условия пресноводной среды | нержавеющая сталь 316L | Мониторинг воды общего назначения |
| Тип B | Марикультура, сильно коррозионные сточные воды и сложные условия | Титановый сплав | Коррозионностойкая конструкция |
| Тип С | Монтаж трубопровода | 316L + UPVC | Конструкция установки, ориентированная на трубопровод |
| Тип D | Применение, требующее встроенной чистящей щетки. | нержавеющая сталь 316L | Самоочищающаяся конструкция, не требующая сложного обслуживания. |
Технические характеристики RK500-07
Приведенные ниже технические характеристики основаны на документе RK500-07 Turbidity Sensor V5.0. Значения, отличающиеся в зависимости от конфигурации, указаны отдельно.
| Параметр | Спецификация |
|---|---|
| Принцип измерения | Оптическое измерение рассеянного света под углом 90° |
| Источник света | 860 нм инфракрасное излучение |
| Диапазоны измерений | 0–10/0–100/0–1000/0–4000 НТУ |
| Точность | Типы A/B/C: ±1% от полной вязкости; Тип D: ±2% от полной вязкости |
| Разрешение | Типы A/B/C: 0,01 NTU при ≤10 NTU; 0,1 NTU при ≤10 NTU. Тип D: 0,1 NTU |
| Время отклика | 1 с |
| Источник питания | 7–30 В постоянного тока |
| Выход | 4–20 мА и RS485 одновременно |
| Степень защиты от проникновения влаги и пыли | IP68 |
| Рабочая температура | Типы A/B/C: от 0 до +60°C; Тип D: от -5 до +60°C |
| Указанное сопротивление давлению | Номинальное рабочее давление указано в спецификации: 0,8 МПа; перед установкой необходимо подтвердить допустимое рабочее давление для выбранной версии. |
| Стандартная длина кабеля | 5 м |
| Оптическое окно | Измерительное окно сапфира |
| Самоочистка | В комплект типа D входит щетка для чистки. |
Может ли один датчик мутности измерять мутность как чистой воды, так и сточных вод?
Не обязательно.
Низкомутная вода и высокомутные сточные воды могут предъявлять совершенно разные требования к измерениям.
Правильный датчик должен соответствовать ожидаемому диапазону мутности, характеристикам воды, условиям установки и требуемым параметрам работы.
Что следует сообщить поставщику датчиков мутности перед покупкой?
Подготовка следующей проектной информации поможет ускорить и повысить точность выбора датчиков.
Часто задаваемые вопросы
Что измеряет датчик мутности?
Этот метод измеряет оптическое свойство, связанное с рассеянием света взвешенными частицами в воде. Он не позволяет напрямую идентифицировать частицы или их химический состав.
Что означает NTU?
NTU расшифровывается как нефелометрическая единица мутности. Она обычно используется для обозначения значений мутности, полученных нефелометрическим методом.
Всегда ли более высокое значение NTU свидетельствует о небезопасности воды?
Нет. Более высокая мутность, как правило, указывает на большее рассеяние света, но сама по себе мутность не определяет безопасность воды и не позволяет установить тип загрязнения.
Мутность — это то же самое, что и общее количество взвешенных твердых частиц?
Нет. Мутность — это оптический метод измерения, тогда как общее содержание взвешенных твердых частиц (ОВТЧ) обычно определяется по массе. Перед использованием мутности для оценки ОВТЧ необходимо установить зависимость, специфичную для конкретного участка.
Может ли датчик мутности непрерывно контролировать воду?
Да. При наличии соответствующих настроек и условий установки можно установить онлайн-датчики мутности для непрерывного мониторинга.
Можно ли установить датчик мутности в трубопроводе?
Да, при условии, что датчик предназначен для установки в трубопровод. Модель RK500-07 Type C имеет конфигурацию, ориентированную на трубопровод, и использует сталь марки 316L и ПВХ.
Требуется ли техническое обслуживание самоочищающегося датчика мутности?
Да. Чистящая щетка может уменьшить загрязнение и потребность в ручной очистке, но осмотр и чистка все равно могут потребоваться.
Какой диапазон измерения следует выбрать для онлайн-датчика мутности?
Выберите диапазон, охватывающий ожидаемые условия воды и обеспечивающий требуемую точность измерений. Прибор RK500-07 предлагает на выбор диапазоны 0–10, 0–100, 0–1000 и 0–4000 NTU.
Можно ли подключить онлайн-датчик мутности к ПЛК?
Да, если интерфейсы совместимы. RK500-07 обеспечивает выходы 4–20 мА и RS485 в соответствии со своими текущими техническими характеристиками.
Может ли измерение мутности выявить коррозию в трубопроводе?
Не напрямую. Взвешенные продукты коррозии могут влиять на мутность, но одних только показаний мутности недостаточно, чтобы доказать коррозию, определить состав частиц или установить скорость коррозии.
В заключение: лучший датчик мутности зависит от типа воды.
При выборе датчика мутности проще всего сравнивать только диапазон измерений, точность и цену.
Однако надежное непрерывное измерение мутности зависит не только от этих технических характеристик.
Датчик, хорошо работающий в пресной воде, может оказаться неподходящим для морской воды, сильно загрязненных сточных вод или отражающего трубопровода.
При онлайн-мониторинге цель состоит не просто в отображении значения NTU. Необходимо получить стабильное, поддерживаемое измерение, репрезентативное для контролируемой воды.
Онлайн-мониторинг мутности с помощью датчика RIKA SENSOR
Компания RIKA SENSOR предлагает решения для онлайн-измерения мутности воды в целях экологического мониторинга, аквакультуры, очистки сточных вод и промышленного водоподготовительного применения.
Серия RK500-07 включает в себя конфигурации для работы с пресной водой, коррозионной водой, при монтаже трубопроводов и в тех случаях, когда встроенная чистящая щетка помогает уменьшить загрязнение.
Благодаря нескольким диапазонам мутности, степени защиты IP68 и выходам 4–20 мА плюс RS485, датчики могут быть интегрированы в совместимые системы мониторинга качества воды и промышленного управления.
Нужна помощь в выборе датчика мутности воды?
Сообщите нам тип вашей воды, ожидаемый диапазон NTU, рабочую температуру и давление, способ установки, условия загрязнения и требования к связи. Компания RIKA SENSOR поможет оценить подходящую конфигурацию датчика мутности для вашего проекта.
Related Articles:
- Датчик pH для воды: принцип работы, области применения и руководство по выбору.
- Почему мониторинг проводимости важен в системах жидкостного охлаждения центров обработки данных | RK500-13LC
- Почему необходимо контролировать 4 ключевых параметра охлаждающей жидкости в системах жидкостного охлаждения центров обработки данных?
- Мониторинг качества воды в CDU: практическое руководство
- Проект дата-центра Tier IV в Баварии: система управления зданием (BMS) с интегрированным мониторингом качества воды для жидкостного охлаждения.
- Рекомендации по поддержанию качества охлаждающей жидкости в системах жидкостного охлаждения центров обработки данных
- Необходимость онлайн-мониторинга мутности в системах первичной переработки нефти с жидкостным охлаждением: технический анализ и инженерная практика.
LEAVE A MESSAGE