吸收光型傳感器是如何監(jiān)測(cè)余氯的

一、核心原理：朗伯 - 比爾定律

• $A$：吸光度

• $I_0$：入射光強(qiáng)度

• $I_t$：透射光強(qiáng)度

• $k$：吸光系數(shù)（與物質(zhì)種類、光線波長(zhǎng)相關(guān)）

• $c$：目標(biāo)物質(zhì)濃度（此處為余氯濃度）

• $L$：光程長(zhǎng)度（光線穿過(guò)水樣的距離）

二、具體工作流程

1. 光源選擇與發(fā)射

   傳感器內(nèi)置窄帶光源，發(fā)射與余氯吸收特性匹配的特定波長(zhǎng)光線。

• 游離性余氯對(duì) 260nm 左右的紫外光 有強(qiáng)吸收峰，因此多數(shù)吸收光型余氯傳感器選用該波長(zhǎng)的紫外光源；

• 部分傳感器會(huì)搭配顯色劑（如 DPD 試劑），使余氯與試劑反應(yīng)生成有色化合物，再通過(guò)可見(jiàn)光波長(zhǎng)（如 510nm）檢測(cè)，適用于低濃度余氯場(chǎng)景。

2. 水樣光吸收檢測(cè)

   光源發(fā)射的光線穿過(guò)固定光程的水樣流通池，水中的余氯分子會(huì)吸收部分光線，導(dǎo)致透射光強(qiáng)度衰減。

• 傳感器內(nèi)置兩個(gè)光電探測(cè)器：一個(gè)用于檢測(cè)入射光強(qiáng)度 $I_0$（參考光），另一個(gè)用于檢測(cè)穿過(guò)水樣后的透射光強(qiáng)度 $I_t$；

• 流通池設(shè)計(jì)為密封結(jié)構(gòu)，保證光程長(zhǎng)度 $L$ 固定，避免因水樣厚度變化影響檢測(cè)精度。

3. 信號(hào)轉(zhuǎn)換與計(jì)算

• 光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，信號(hào)處理模塊計(jì)算吸光度 $A={\log }_{10}\frac{I_0}{I_t}$；

• 結(jié)合預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線（提前通過(guò)已知濃度的余氯標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定），根據(jù)朗伯 - 比爾定律反推出水樣中的余氯濃度；

• 最終輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（如 4-20mA 模擬信號(hào)或 RS485 數(shù)字信號(hào)），供監(jiān)測(cè)系統(tǒng)讀取或顯示。

三、關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

1. 抗干擾設(shè)計(jì)

   水中的濁度、色度、其他離子可能干擾光吸收檢測(cè)，因此傳感器通常會(huì)配備 雙波長(zhǎng)補(bǔ)償 功能：

• 主波長(zhǎng)：用于檢測(cè)余氯的特征吸收波長(zhǎng)；

• 參比波長(zhǎng)：選擇余氯無(wú)吸收、但干擾物質(zhì)有吸收的波長(zhǎng)，通過(guò)兩個(gè)波長(zhǎng)的吸光度差值抵消干擾，提高測(cè)量精度。

2. 無(wú)需試劑的優(yōu)勢(shì)（紫外法）

   直接采用紫外光檢測(cè)的吸收光型傳感器，無(wú)需添加化學(xué)試劑，避免了試劑消耗和廢液處理，維護(hù)成本低，適用于自來(lái)水廠、泳池等場(chǎng)景的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
3. 測(cè)量范圍與精度

   常規(guī)吸收光型余氯傳感器的測(cè)量范圍為 0.01~10 mg/L，精度可達(dá) ±0.02 mg/L，滿足飲用水余氯標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)標(biāo)要求自來(lái)水末梢水余氯 ≥0.05 mg/L）的監(jiān)測(cè)需求。