吸收光型传感器是如何监测余氯的

一、核心原理：朗伯 - 比尔定律

• $A$：吸光度

• $I_0$：入射光强度

• $I_t$：透射光强度

• $k$：吸光系数（与物质种类、光线波长相关）

• $c$：目标物质浓度（此处为余氯浓度）

• $L$：光程长度（光线穿过水样的距离）

二、具体工作流程

1. 光源选择与发射

   传感器内置窄带光源，发射与余氯吸收特性匹配的特定波长光线。

• 游离性余氯对 260nm 左右的紫外光 有强吸收峰，因此多数吸收光型余氯传感器选用该波长的紫外光源；

• 部分传感器会搭配显色剂（如 DPD 试剂），使余氯与试剂反应生成有色化合物，再通过可见光波长（如 510nm）检测，适用于低浓度余氯场景。

2. 水样光吸收检测

   光源发射的光线穿过固定光程的水样流通池，水中的余氯分子会吸收部分光线，导致透射光强度衰减。

• 传感器内置两个光电探测器：一个用于检测入射光强度 $I_0$（参考光），另一个用于检测穿过水样后的透射光强度 $I_t$；

• 流通池设计为密封结构，保证光程长度 $L$ 固定，避免因水样厚度变化影响检测精度。

3. 信号转换与计算

• 光电探测器将光信号转化为电信号，信号处理模块计算吸光度 $A={\log }_{10}\frac{I_0}{I_t}$；

• 结合预设的校准曲线（提前通过已知浓度的余氯标准溶液标定），根据朗伯 - 比尔定律反推出水样中的余氯浓度；

• 最终输出标准信号（如 4-20mA 模拟信号或 RS485 数字信号），供监测系统读取或显示。

三、关键技术特点

1. 抗干扰设计

   水中的浊度、色度、其他离子可能干扰光吸收检测，因此传感器通常会配备 双波长补偿 功能：

• 主波长：用于检测余氯的特征吸收波长；

• 参比波长：选择余氯无吸收、但干扰物质有吸收的波长，通过两个波长的吸光度差值抵消干扰，提高测量精度。

2. 无需试剂的优势（紫外法）

   直接采用紫外光检测的吸收光型传感器，无需添加化学试剂，避免了试剂消耗和废液处理，维护成本低，适用于自来水厂、泳池等场景的在线实时监测。
3. 测量范围与精度

   常规吸收光型余氯传感器的测量范围为 0.01~10 mg/L，精度可达 ±0.02 mg/L，满足饮用水余氯标准（国标要求自来水末梢水余氯 ≥0.05 mg/L）的监测需求。