影响HACH1720浊度仪准确度的因素及改进

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目前HACH1720系列浊度仪广泛应用于自来水浊度在线监测，但该系列浊度仪使用一段时间后，在线监测数据会产生一定偏差，影响了浊度仪测量的准确性。该文结合笔者自身多年使用经验，分析了影响hach1720系列浊度仪准确性的原因，并针对性地提出了改进方法，取得良好的实践效果。

HACH1720浊度仪；自来水；浊度在线监测

1.前言

江苏油田试采一厂供水站是江苏油田企业自备自来水厂，负责江苏油田生产生活用水的生产和输送。在自来水生产中，浊度是出厂水水质最重要的一个指标参数，属于强检指标。为了确保水质在制水工艺各个阶段的浊度达标，现代化水厂普遍采用在线监测浊度仪来实现净水过程中浊度指标的监测和控制。目前国内水厂中，使用范围最广、时间最长、数量最多的浊度仪当属美国HACH公司生产的系列1720浊度仪，江苏油田水厂现有3台在线1720系列浊度仪，分别用于在线监测滤后水浊度、出厂水浊度。下面以1720系列中最具代表性的1720E型浊度仪为例，结合日常维护工作，分析探讨一下影响该类型浊度仪测量准确度的主要因素。

2.HACH1720E浊度仪组成部分

HACH1720E浊度仪主要由控制器、浊度计本体、气泡捕集器和仪表首部总成四大部分组成。

3.HACH1720E浊度仪的工作原理

明确HACH1720E型浊度仪的工作原理将帮助我们更好地理解何种原因会影响到仪表测量的准确性。

如图1所示，由浊度仪内部集成电路板上的端子排向灯泡供电，点亮灯泡后，1720E浊度仪通过把来自传感器头部总成的平行光的一束强光引导下进入浊度仪本体中的试样。光线被试样中的悬浮颗粒散射，与入射光线中心线成90度的方向散射的光线被浸没在水中的光电池检测出来，散射光的量正比于试样的浊度。如果试样的浊度可忽略不计，几乎没有多少光线被散射，光电池也检测不出多少散射光线，这样浊度读数将很低。反之，高浊度会造成很高程度的散射光线并产生一个高读数值。

试样进入该浊度计本体并流过气泡捕集器的折流网。试样流使气泡或者紧贴折流系统的各个表面或者上升到表面并放散到大气中去。在通过气泡捕集器后，试样进入该浊度计本体的中心柱内，上升进入测量宝并从一个溢水器上溢出进入排放口。每秒钟取一次读数。

4.影响准确性的因素及改进

结合多年的工作实践，我认为，当遇到1720系列浊度仪测量值出现偏差时，应从以下四个方面着手加以解决。

清洗浊度仪。清洗部件包括首部总成中的灯泡、透镜、充电管窗口、气泡捕集器及桶身本体。灯泡、透镜表明有积垢会影响到进入试样中的入射光线强度，光电管窗口有污垢会影响到进入光电池的散射光线强度，气泡捕集器和筒身本体不清洁直接影响到试样本身原有的浊度，这些原因都可能造成浊度仪测量值不精确。所以维持浊度仪本体内部和外部、首部总成、一体式气泡捕集器及其周围区域的清洁非常重要，尤其是在测量低浊度试样的情况下。具体的清洗方法详见1720E分析系统仪表的说明书，不再赘述。

控制进样流量。进样流量的大小很容易影响浊度仪的准确度，流量过大会使“微气泡”通过气泡捕集器，影响测量结果；流量过小又不能准确测出水样浊度。我们总结出一个简单易行的方法就是，水样流量宜控制在沿测量筒内壁自然流出为佳。

优化局部线路。一般情况下，常规的清洗维护即可确保1720E浊度仪的读数准确。但是，我们在长期使用过程中发现一个几乎每台1720E浊度仪都存在的缺陷，这个缺陷使得1720E浊度仪在正常工作一段时间后都会出现测量值较实际值明显偏低的情况，并且无法校正。而这一点原因在该设备的使用说明书中没有提及，下面让我们从原理上分析这一缺陷产生的原因，并找出方法加以解决。

如图2所示，正常情况下，电路板端子处输出直流电压4.2V，如不计损耗，该电压直接作用在灯泡上，灯泡正常工作。

但在实际运行过程中，由于从电路板端子到灯泡两极中间有4对接触连接点，这些连接点长期工作在湿度较大的空气中（这4对接触点均处于筒体本体内），加上水中氯气的作用，接触点表面由于氧化造成接触点电阻增大，同时因为灯泡电阻很小（经实际测量只有0.5欧姆左右），两端电压易受影响，根据公式：

U灯=U总R灯/（R灯+R1+R2+R3+R4）

在U总=4.2V不变的情况下，R1~R4越大，灯泡两端电压U灯就越小。当不能满足灯泡正常工作电压要求U灯≥3.5V时，灯泡的工作亮度达不到要求，就会造成浊度仪的测量值明显低于实际值。

明白了浊度仪读数偏低的原因，自然就找到了解决的方法。那就是降低接触点的电阻。较简易的方法是采用防水胶带包住接触点，且时间一长仍然会出现表面氧化现象。实际工作中较多采用减少接触点的方法，即用一根导电性能良好、电阻很小的导线直接连接灯泡和电路板端子两端，去除中间环节，可以根除这一缺陷。缺点就是要拆开首部总成进行焊接，较为繁琐。

下表就是改进前、改进后1720E浊度仪和实验室分别对不同时期的4种水样进行浊度检测的效果对比（单位：NTU）

从表中可以看出，改进前，浊度仪和实验室对同种水样的检测结果相差较大，一般相差为0.25~0.30NTU，二者相差高达29~46%。改进后两者对同一种水样的检测结果差距明显缩小，为0.02~0.08NTU，二者相差为10%左右。

5.结论

1720系列浊度仪在使用过程中，准确性会随着时间的推移逐步下降。经过长期的使用和研究，我认为坚持定期清洗浊度仪本体，保持本体内部清洁；改进优化光源部分的局部线路；保持水样流量的合适大小等措施很大程度上可以改善和提高HACH1720系列浊度仪的准确度，为我们合理调整水处理过程参数，保证饮用水水质提供更为可靠的依据。