El principio del análisis espectroscópico de la calidad del agua es medir los datos espectrales de las muestras de agua dentro del rango de longitud de onda de la luz ultravioleta a la luz visible, y analizar las características espectrales de absorción basadas en modelos precisos de algoritmos. Puede medir simultáneamente varios parámetros de calidad del agua como TOC, COD, NO3-N, NO2-N, color y turbidez, etc.
El principio del análisis espectroscópico de la calidad del agua es medir los datos espectrales de la muestra de agua dentro del rango de longitud de onda de la luz ultravioleta A la luz visible. Según modelos de algoritmos precisos, se analizan las características espectrales de absorción y se pueden medir simultáneamente varios parámetros de calidad del agua como TOC, COD, NO3-N, NO2-N, color y turbidez. La esencia de su principio de implementación radica en el hecho de que diferentes factores de componentes tienen diferentes características de absorción en diferentes bandas de longitud de onda. Por ejemplo, la absorción de nitrato de nitrógeno y nitrito de nitrógeno ocurre principalmente por debajo de 250 nm, mientras que la demanda química de oxígeno y la materia orgánica ocurren principalmente en el rango de longitud de onda ultravioleta por debajo de 400 nm. El color y la turbidez se miden en la región de la luz visible. Como se muestra en la siguiente figura.
Figura 1 Características de absorción espectral de diferentes componentes contaminantes
La composición del sistema de análisis y medición de la calidad del agua espectral comúnmente utilizado se muestra en la siguiente figura. El haz de luz de banda ancha se convierte primero en luz paralela mediante la lente colimadora, pasa a través de la muestra de agua en la celda de muestra y luego es enfocado por la lente de enfoque y se fusiona en el espectrómetro. La luz ultravioleta visible se dispersa en haces de una sola longitud de onda, que se irradian en el detector para completar la conversión de señales ópticas. Combinado con la calibración del algoritmo y otras operaciones, se logra la medición de los componentes de la calidad del agua. Este sistema es adecuado para la medición multi-factor. Para la medición de un solo factor, el espectrómetro se puede reemplazar por un fotodetector, y se puede lograr la medición de la señal de intensidad de la luz a una longitud de onda fija.
Figura 2 Diagrama esquemático del sistema de medición espectrométrico de la calidad del agua
La Medición de señales espectrales es en realidad la medición de la absorbancia. La señal de luz que pasa a través de la muestra de agua está relacionada con la concentración de sustancias en ella de acuerdo con la ecuación de la Ley de Lambert-Beer:
Absorbancia A = Log (Io/I) = K * C * OPL
Combinando la tecnología de espectroscopia molecular y los algoritmos quimiométricos, a partir de las señales espectrales obtenidas durante el muestreo, la información de concentración de los indicadores de contaminación puede derivarse de manera precisa y completa. El software informático de nivel superior Broclight puede admitir modelos básicos de concentración de un solo factor. Para el análisis de múltiples factores, los clientes deben realizar un desarrollo secundario basado en los datos espectrales.
Figura 3 Curvas de absorbancia de diferentes concentraciones de KMnO4 y cálculo de concentración
Las fuentes de luz en el sistema pueden ser la fuente de lámpara de deuterio 6213 BIM o la fuente de lámpara de xenón intermitente SIM-6205. El primero proporciona un espectro ultravioleta visible estable y se puede utilizar en instrumentos de detección de la calidad del agua de laboratorio, mientras que el segundo ofrece espectros pulsados ultravioleta visibles y es más adecuado para su integración en pequeños instrumentos portátiles. El espectrómetro puede elegir el espectrómetro miniatura BIM-6002A convencional. Si necesita integrarse en un instrumento de tipo sonda, se puede seleccionar el espectrómetro MINI 6511 BIM.
Figura 4 Diagrama esquemático del sistema de medición de la calidad del agua tipo sonda
El análisis espectrofotométrico de la calidad del agua tiene las ventajas de la rápida respoNSE, sin necesidad de reactivos, sin contaminación secundaria, bajo costo de mantenimiento y la capacidad de medir múltiples factores. Es muy adecuado para escenarios de detección en línea, como monitoreo rápido en línea de tuberías de agua de lluvia y alcantarillado, y salidas de ríos y lagos.
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