吸收光型傳感器是如何監測余氯的

一、核心原理：朗伯 - 比爾定律

• $A$：吸光度

• $I_0$：入射光強度

• $I_t$：透射光強度

• $k$：吸光系數（與物質種類、光線波長相關）

• $c$：目標物質濃度（此處為余氯濃度）

• $L$：光程長度（光線穿過水樣的距離）

二、具體工作流程

1. 光源選擇與發射

   傳感器內置窄帶光源，發射與余氯吸收特性匹配的特定波長光線。

• 游離性余氯對 260nm 左右的紫外光 有強吸收峰，因此多數吸收光型余氯傳感器選用該波長的紫外光源；

• 部分傳感器會搭配顯色劑（如 DPD 試劑），使余氯與試劑反應生成有色化合物，再通過可見光波長（如 510nm）檢測，適用于低濃度余氯場景。

2. 水樣光吸收檢測

   光源發射的光線穿過固定光程的水樣流通池，水中的余氯分子會吸收部分光線，導致透射光強度衰減。

• 傳感器內置兩個光電探測器：一個用于檢測入射光強度 $I_0$（參考光），另一個用于檢測穿過水樣后的透射光強度 $I_t$；

• 流通池設計為密封結構，保證光程長度 $L$ 固定，避免因水樣厚度變化影響檢測精度。

3. 信號轉換與計算

• 光電探測器將光信號轉化為電信號，信號處理模塊計算吸光度 $A={\log }_{10}\frac{I_0}{I_t}$；

• 結合預設的校準曲線（提前通過已知濃度的余氯標準溶液標定），根據朗伯 - 比爾定律反推出水樣中的余氯濃度；

• 最終輸出標準信號（如 4-20mA 模擬信號或 RS485 數字信號），供監測系統讀取或顯示。

三、關鍵技術特點

1. 抗干擾設計

   水中的濁度、色度、其他離子可能干擾光吸收檢測，因此傳感器通常會配備 雙波長補償 功能：

• 主波長：用于檢測余氯的特征吸收波長；

• 參比波長：選擇余氯無吸收、但干擾物質有吸收的波長，通過兩個波長的吸光度差值抵消干擾，提高測量精度。

2. 無需試劑的優勢（紫外法）

   直接采用紫外光檢測的吸收光型傳感器，無需添加化學試劑，避免了試劑消耗和廢液處理，維護成本低，適用于自來水廠、泳池等場景的在線實時監測。
3. 測量范圍與精度

   常規吸收光型余氯傳感器的測量范圍為 0.01~10 mg/L，精度可達 ±0.02 mg/L，滿足飲用水余氯標準（國標要求自來水末梢水余氯 ≥0.05 mg/L）的監測需求。