高濁度傳感器（通常用于測(cè)量濁度＞10 NTU 的水體，如工業(yè)廢水、暴雨徑流、高含沙河水等）的工作原理同樣基于光與顆粒物的相互作用，但因高濁環(huán)境中顆粒物濃度高、散射 / 吸收效應(yīng)強(qiáng)，其測(cè)量方式與低濁度傳感器有顯著差異，核心是通過(guò)透射光衰減或散射 - 透射對(duì)比來(lái)反映濁度，以下是具體原理及特點(diǎn)：

一、核心原理：透射光衰減與強(qiáng)散射效應(yīng)

高濁水體中懸浮顆粒物（粒徑多為 10~1000 μm，如泥沙、藻類、工業(yè)廢渣）濃度高，對(duì)光線的吸收和散射作用及強(qiáng)：

大部分入射光被顆粒物遮擋、散射或吸收，導(dǎo)致透射光強(qiáng)度大幅衰減（可能僅為原始光強(qiáng)的 1% 以下）；

散射光因顆粒物密集而相互干擾（多重散射），單純散射光強(qiáng)度與濁度的線性關(guān)系被破壞（低濁度的散射光線性規(guī)律失效）。

因此，高濁度傳感器更依賴 **“透射光衰減”或“透射光與散射光的比值”** 來(lái)間接計(jì)算濁度，利用透射光的衰減程度與顆粒物濃度的正相關(guān)關(guān)系（朗伯 - 比爾定律）。

二、主要測(cè)量方式：透射法與透射 - 散射對(duì)比法

1. 透射法（濁度較高時(shí)核心方法）

原理：光源與接收器在同一直線上（180° 對(duì)向），直接測(cè)量穿過(guò)水樣后的透射光強(qiáng)度（I），與原始光強(qiáng)（I?）對(duì)比，通過(guò)公式計(jì)算濁度：
濁度 ∝ -lg (I/I?)（符合朗伯 - 比爾定律，即透射光衰減的對(duì)數(shù)與顆粒物濃度成正比）。

適用場(chǎng)景：濁度 10~1000 NTU（如城市污水、灌溉水），此時(shí)透射光衰減明顯，信號(hào)穩(wěn)定。

局限性：當(dāng)濁度過(guò)高（如＞1000 NTU），透射光幾乎為零，傳感器會(huì)進(jìn)入 “飽和區(qū)”，需結(jié)合散射法補(bǔ)充。

2. 透射 - 散射對(duì)比法（高濁度通用方案）

原理：同時(shí)測(cè)量透射光（180°） 和散射光（通常 90° 側(cè)向），通過(guò)兩者的比值（散射光 / 透射光）計(jì)算濁度。

高濁環(huán)境中，透射光隨濁度升高急劇下降，而散射光因多重散射先升后降（但在一定范圍仍與濁度正相關(guān)），兩者的比值能更穩(wěn)定地反映高濁度（10~10000 NTU）。

優(yōu)勢(shì)：避免單一透射法在超高濁度下的信號(hào)丟失，同時(shí)抵消光源波動(dòng)、光學(xué)窗口污染的影響（比值計(jì)算可消除共同誤差）。

典型應(yīng)用：工業(yè)廢水在線監(jiān)測(cè)（如礦山廢水、印染廢水）、洪水期河流監(jiān)測(cè)（濁度常達(dá) 5000~10000 NTU）。

三、抗干擾設(shè)計(jì)：應(yīng)對(duì)高濁環(huán)境的特殊挑戰(zhàn)

高濁度測(cè)量的核心問(wèn)題是顆粒物沉積、光學(xué)窗口污染、多重散射干擾，傳感器通過(guò)以下設(shè)計(jì)優(yōu)化：

防沉積與自清潔：

流通池采用大口徑、高流速設(shè)計(jì)（如管道式安裝，流速＞1 m/s），利用水流沖刷避免顆粒物沉積；

配備高壓水沖洗或機(jī)械刮刀（如哈希 TU5 系列），定期清除光學(xué)鏡片上的附著顆粒物（高濁水體中鏡片易被污染，導(dǎo)致透射光驟降，濁度虛高）。

光學(xué)路徑縮短：

低濁度傳感器的光程較長(zhǎng)（10~50 mm）以增強(qiáng)散射光捕捉，而高濁度傳感器光程僅1~5 mm（如短光程流通池），減少顆粒物對(duì)光線的過(guò)度衰減（避免透射光玩全被遮擋）。

光源與探測(cè)器選擇：

光源多為可見(jiàn)光（如 660 nm 紅光），而非低濁度常用的紅外光，因紅光在高濁水體中穿透性更強(qiáng)（減少有色顆粒物的吸收干擾）；

探測(cè)器采用高靈敏度光電二極管（無(wú)需光電倍增管），因高濁環(huán)境中透射 / 散射光信號(hào)較強(qiáng)，無(wú)需放大微弱信號(hào)。

四、與低濁度傳感器的核心差異

總結(jié)

高濁度傳感器的核心是通過(guò) **“透射光衰減” 或 “透射 - 散射比值”** 來(lái)反映高濃度顆粒物的濁度，其設(shè)計(jì)圍繞 “應(yīng)對(duì)強(qiáng)衰減、防污染、抗沉積” 展開(kāi)，與低濁度傳感器的 “捕捉微弱散射光” 形成鮮明對(duì)比。在實(shí)際應(yīng)用中，部分膏端傳感器（如在線式多參數(shù)監(jiān)測(cè)儀）可自動(dòng)切換測(cè)量模式（低濁用散射法，高濁用透射 - 散射法），覆蓋 0.001~10000 NTU 的全范圍濁度測(cè)量。