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濁度傳感器原理：CG-34濁度傳感器的工作原理是什么？ 水質分析 光學濁度傳感器

概述
濁度傳感器是一種智能監測水中懸浮物對光線透過時所發生的阻礙程度的儀器。允許在水中的測量點進行無人值守的操作。采用自清洗設計，可清除水中附著物以及氣泡聚集而影響測量結果。具有優異的抗污染能力，即使惡劣的環境長期在線監測，也不會產生靈敏度下降。
功能特點
◆采用光學技術，打破傳統產品體積大、穩定性差的劣勢
◆采用進口芯片，即使在低濁范圍內也能保持高精度以及高可靠的水質監控
◆光纖式結構，數據信息線性度好，信號傳輸距離長，抗外界干擾能力強
◆紅外LED光源，穩定性高
◆自動溫度和環境光補償，測量準確
◆IP68防護，可長時間水下工作
◆安裝方便、反應靈敏、易于維護
工作、存儲條件
工作溫度：-40～85°C       工作濕度：0～100%RH
儲存溫度：-40～125°C      儲存濕度：＜80%（無凝結）
工作原理
當一束光束射入水樣時，由于水樣中濁度物質使光產生散射，通過測量與入射光垂直方向的散射光強度，并與內部標定值比對，從而計算出水樣中的濁度，經過線性化處理輸出最終值。
技術參數
供  電：5～24V DC
測量范圍：0～2000NTU
測量精度：±30NTU
分辨率：1NTU
防護等級：IP68
壓力范圍：＜0.4MPa
信號輸出：
電壓型： 0～2V ， 0.4～2V
電流型： 4～20mA，0～20mA
RS485型：MODBUS-RTU
自動清潔：需選配
適用范圍
可廣泛應用于電廠、化工化肥、冶金、環境保護、制藥、生化、食品、自來水、實驗室及野外實地對水樣渾濁度的測試。
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濁度傳感器原理：應用于水質濁度監控傳感器的工作原理

原標題：應用于水質濁度監控傳感器的工作原理

濁度傳感器是一種專門用于家電產品的低成本傳感器，主要用于洗衣機、洗碗機等產品的水污濁程度的測量。通過測量水的污濁程度來判斷所洗物品潔凈程度，從而確定最佳的洗滌時間。

濁度是由水中的懸浮顆粒引起的，懸浮顆粒會漫反射入射光，通常采用90度那個方向的散射光做為測試信號，這樣測試出來的單位稱為4:;。散射光與濁度符合多段線性關系，因此傳感器需要多點標定。而且光源強度和溫度變化均會影響測量結果的準確性。經多次實驗研究和理論推算，發現散射光與透射光的比值與濁度符合線性關系。本傳感器采用散射光與透射光比值代替單純的散射光測量濁度，傳感器的準確度、可靠性提高，維護更加簡單，抗污性增強。

著名傳感器線上商城工采網從美國Global Water公司進口了一款高度精確的濁度傳感器- WQ730B，主要應用于水質測試和管理、河流監測、流測量,水庫水質測試,地下水測試、水和廢水處理,廢水和工業控制。

該傳感器的工作原理是:傳感器內部是一個IR958與PT958封裝的紅外線對管，當光線穿過一定量的水時，光線的透過量取決于該水的污濁程度，水越污濁，透過的光就越少。光接收端把透過的光強度轉換為對應的電流大小，透過的光多，電流大，反之透過的光少，電流小。通過測量接收端電流的大小，就可以計算出水的污濁程度。

濁度電流信號經過電阻R1轉換為0 V~5 V電壓信號，利用A/D轉換器進行采樣處理，單片機就可以獲知當前水的污濁度。濁度傳感器有3個引腳，按照電路連接就可以實現水濁度的測量。實際使用時需要通過實驗獲得衣物污濁程度的經驗數據。

按鍵、顯示、負載驅動、輸人水位門開關信號等均為常規電路，與單片機的相應端口連接即可。負載通常用可控硅驅動。通訊接口采用單片機具有的UART接口，可以連接其他外部設備，是備用接口。這里介紹帶有濁度傳感器的洗衣機，通過濁度傳感器檢測當前衣物的臟污程度來確定衣物的洗滌時間和漂洗次數，以達到既洗凈衣物，又節省水電的目的。濁度傳感器連接單片機的A/D輸入接口，信號直接連接即可，也可在中間串聯一只1 kΩ的電阻，并聯一只0.1μF的電容進行濾波。

濁度儀采用雙光束光路，有二個高度對稱的光學、電學通道，產生相同的感應，測差不變，在除法電路中得以抵消，使儀器具有長期穩定性和抗干擾能力;采用線性化電路，使測量結果成線性顯示;采用溫度補償，模擬除法功能等電路，消除噪音等專項技術，保證了儀器的高度靈敏和優良的重現性。

如今,全自動洗衣機與已走進千家萬戶，其功能也越來越多，花樣不斷翻新。判斷洗衣機性能的參數已經不再是最基本的洗凈比、能耗以及耗水量等指標。通常是用戶根據經驗設置洗衣機的洗滌時間和漂洗次數，要讓洗衣機自動處理，通常會優先滿足洗凈比的要求，而對能耗和耗水量的考慮則較少,造成水電的浪費。

采用濁度傳感器測量衣物的污濁程度，是一個比較可行的方法，通過判斷污濁程度，確定最佳的洗滌時間和漂洗次數，可以用較少的能耗和耗水量獲得滿足要求的洗凈比。返回搜狐，查看更多

責任編輯：

濁度傳感器原理：濁度傳感器的工作原理是什么？

濁度即水的混濁程度,由水中含有微量不溶性懸浮物質、膠體物質所致。懸浮物對光線透過時所發生的阻礙程度可以用濁度表示。水中含有泥土、粉塵、微細有機物、浮游動物和其他微生物等懸浮物和膠體物都可使水中呈現濁度。
禹山濁度傳感器代用90°散射光原理。由光源發出的平行光束通過溶液時,一部分被吸收和散射,另一部分透過溶液。與入射光成90°方向的散射光強度符合雷萊公式:其中:在入射光恒定條件下,在一定濁度范圍內,散射光強度與溶液的混濁度成正比。上式可表示為:根據這一公式,可以通過測量水樣中微粒的散射光強度來測量水樣的濁度。
上一條：禹山COD傳感器在杭州地下水管道應用案例
下一條：水質濁度傳感器可以檢測空氣嗎? 濁度傳感器原理：CG-34濁度傳感器的工作原理是什么？ 水質分析 光學濁度傳感器 第2張" title="濁度傳感器原理：CG-34濁度傳感器的工作原理是什么？ 水質分析 光學濁度傳感器 第2張-傳感器知識網"/>

濁度傳感器原理：設計檢測河水濁度的傳感器（2015.3）

隨著城市的發展，水資源問題越來越成為我們關注的焦點，洞庭湖藍藻事件，造紙廠偷排污水，建筑工地偷排泥漿……這些新聞無一不牽動著人們的心。因為學校身處三垟濕地旁，我們曾多次發現河水被偷排了建筑泥漿，渾濁不堪。據說不良企業甚至會使用船只在夜里偷偷排放泥漿，環保部門的確難以管理。
通過互聯網搜索，我發現如今的河水濁度監測設備動輒過萬，而且水質監測一般以實驗室檢測為主，但這種人工采集的形式不能實時了解水質信息，難以防范不法分子的行為。能否利用網絡，在濕地區域里選擇多個無人監測點，實現實時監測河水的渾濁度？
一、濁度傳感器的設計
要監測河水濁度，首先需要河水濁度的傳感器。在淘寶上能找到的濁度傳感器，要么是數千元，甚至上萬元的傳感器探頭，要么是數十元的洗衣機、洗碗機專用的污水傳感器，如下圖。
洗衣機專用的濁度傳感器
通過文獻查找，水質濁度檢查一般都使用超聲，測量超聲信號在不同水樣中的衰減；也有利用比濁法原理，通過測量水樣中微粒的散射光強度來實現的。毫無疑問，洗衣機專用的濁度傳感器就是利用后面的原理。但是因為這種傳感器光源和敏感電阻的間距過小，僅1-2CM，對水質濁度的變化不敏感，只能在洗衣機、洗碗機中檢測污水，用在河水的日常檢測就不合適了。
其實，自己動手做一個濁度傳感器并不復雜。動手能力好的，可以用一個LED、光敏電阻和幾個電阻，接好線就行。簡要的電路如圖所示，核心是采用高亮LED作為光源，用光敏電阻監測光強度。電路中R1和R2形成一個分壓電路，在input端可以測出R2兩端的電壓，而這一電壓是由R2受到的光照強度決定的。
濁度傳感器的電路
慢著，這個電路怎么這么眼熟，不就是在傳統的環境光傳感器上加了個LED嗎？對啊，其實，給普通的光敏電阻加上恒定的光源就是一個濁度傳感器了。如果光敏電阻的阻值發生變化，肯定是水里有微粒阻擋了光線的通過。我們自己做的傳感器，好處就在于可以自定義光源和光敏電阻之間的距離，以達到最佳的檢測效果。
明白了這個道理，我們甚至不用自己畫電路、接線來制作傳感器了。找個普通的環境光傳感器，外加一個LED直射就可以了。當然，你也可以找個常見的灰度傳感器來修改，把上面的LED焊下來，把接線延長就可以了。灰度傳感器依靠光線反射而獲得物體表面的信息，濁度傳感器則靠光線通過來得到水樣的透光率，原理是一致的。
常見的灰度傳感器
為了容易安放，我們設計了兩個相互垂直的同心圓環探頭來固定傳感器，同心環內部空心，方便鋪設光敏模塊的電路。然后實用熱熔膠和其他防水材料封閉縫隙，防止線路進水。我們最終設計的傳感器，LED燈與光敏電阻相隔8cm。同樣，為了數據更加準確，一個傳感器中有兩組光源和光敏電阻，通過兩個方向的光敏電阻測量，取平均值，可得到較準確的數據。
濁度傳感器示意圖
注：T2，T3為兩個LED放置位置，R2，R3分別為相對應的光敏接收探頭（光敏電阻），T1，R1清洗裝置的安裝位置。
LED燈與光敏電阻相隔為什么是8cm？傳感器在水里什么位置比較敏感？我們也通過多次的實驗測試，經過統計分析得出這一結論。我們的試驗記錄表設計如下，最終確定傳感器的最佳固定位置為水下60CM左右。
二、檢測代碼的編寫
核心控制板方面，我們當然選擇Arduino。濁度傳感器通過模擬口接入到Arduino控制板。因為這個濁度傳感器設置兩個發射和接收模塊，需要占用兩個模擬口，然后由控制板對這兩個數據進行取平均值處理，測試代碼如下：
int _ABVAR_1_z1=0 ;
int _ABVAR_2_z2=0 ;
int _ABVAR_3_z=0 ;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
_ABVAR_1_z1=analogRead(1) ;
_ABVAR_2_z2=analogRead(2) ;
_ABVAR_3_z=( ( _ABVAR_1_z1 + _ABVAR_2_z2 ) / 2 ) ;
Serial.print(_ABVAR_3_z);
Serial.println();
}
代碼很簡單，用ArduBlcok也能編寫，參考代碼如下：
ArduBlock代碼
要監測河水濁度，傳感器設計僅僅是第一步，還需要將數據實時上傳到服務器，進行監測和分析。雖然Yeelink、樂聯網和DFrobot廠商等都提供了物聯網平臺，可以將傳感器數據直接上傳到這些網絡平臺，即可快速實現實時監測的目的。但是利用這些平臺，數據畢竟在他人的平臺，如果要深入研究，還是要自己寫個數據采集系統比較合適。于是我們用VB編寫了一個采集數據的客戶端，將數據存在數據庫中。此外，為了方便查詢，還寫了WEB查詢界面。
數據采集的客戶端
WEB查詢界面
三、傳感器的效果測試
我們制作了濁度傳感器，并且在學校周邊的水域做了水質監控的實驗。按照之前的研究結果，我們將濁度傳感器安裝在水下60CM處，監測設備的Arduino主板及太陽能電池板等安裝在水面以上，通過水中木樁或其他方式固定在水面上。由于我們選擇的數傳模塊傳輸距離可達數百米，所以數據采集的電腦就安置在附近建筑物內，數據采集非常穩定。
我們的水質監測點
四、知識拓展
設計一款傳感器，其實并不是一件很困難的事情。利用現有的傳感器，修改、更換其某些關鍵部件或者結構，或許就能實現其他的用途。僅僅光敏電阻能感知光照的這一原理，還可以用在很多方面，除了灰度、濁度檢測外，還能用在灰塵（顆粒物）檢測、轉速測量等方面。“物聯天下，傳感先行”。物聯網時代，傳感器是核心應用，將滲透于未來生活的各個層面。讓學生研究傳感器的設計，當然是很有必要的。
本文為中國信息技術教育的“生活技術探究”專欄第三篇文章，由我和我的學生涂郁瀟穎合作。