2、儀器的測(cè)定原理

顆粒物計(jì)數(shù)儀使用更的激光二管光源，形成一束狹小又明亮的激光，其與被檢測(cè)的液體流向垂直。入射光束由于被液體中的粒子阻擋而減弱（見圖）。這種瞬時(shí)的光強(qiáng)變化引起光電二管接收電壓信號(hào)的變化，該變化與粒子通過光束時(shí)的截面積（也就是粒子的大小）成正比。每一個(gè)粒子通過光束時(shí)引起一個(gè)電壓脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)的多少反映了粒子的數(shù)量。不同粒徑的顆粒物數(shù)目由不同的測(cè)量頻道獲得。與濁度儀不同，顆粒物計(jì)數(shù)儀的測(cè)定結(jié)果直接反映了顆粒物的物理參數(shù)，即顆粒物的濃度（個(gè)/毫升）和粒徑分布。

3、IBR顆粒物計(jì)數(shù)儀關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

4、主要應(yīng)用范圍

? 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲一直是水處理行業(yè)重視的問題，由于傳統(tǒng)的氯這些對(duì)健康產(chǎn)生危害的某些病原體，只能考沉淀和過濾手段限制其進(jìn)入飲用水。目前國(guó)際上通用的檢測(cè)方法是美國(guó)EPA的1623方法，但這種生物檢測(cè)法需要建立精密的實(shí)驗(yàn)室、昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和藥劑、經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)才能實(shí)施，而且需要幾天甚至更長(zhǎng)的時(shí)間才能檢測(cè)出結(jié)果。

由于這兩類病原體的直徑在2到15微米之間。在美國(guó)，實(shí)驗(yàn)研究表明當(dāng)水處理過程中能將出水中的大于2微米的顆粒物數(shù)量限制在每毫升50粒以內(nèi)，在這樣的出水中檢測(cè)到當(dāng)以上兩種病原體的概率幾乎為。

欲使處理過的水質(zhì)可直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)病原體的監(jiān)測(cè)變得尤為重要。在一般情況下，病原體的量是和相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量相關(guān)的。因此，采用顆粒物計(jì)數(shù)儀定量監(jiān)控相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量對(duì)于出水水質(zhì)，嚴(yán)惡性的發(fā)生起著重要的作用。

? 水廠燒杯實(shí)驗(yàn)

為了確定絮凝劑的“”投加量，會(huì)定期進(jìn)行燒杯實(shí)驗(yàn)，濁度儀是檢測(cè)投加效果的傳統(tǒng)手段。但是濁度并不能真實(shí)反映投加效果，因?yàn)槟嫦胫赖氖峭都拥男跄齽┊a(chǎn)生了多少較大粒徑的礬花。濁度并不能明確告訴您這些，它只用一個(gè)初略近似的方法給您一個(gè)參考。另外您在實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)濁度儀的讀數(shù)很不穩(wěn)定，在測(cè)同一個(gè)樣本時(shí)讀數(shù)也在跳動(dòng)，您只能讀個(gè)近似值。

您想知道的事情，IBR生產(chǎn)的顆粒物計(jì)數(shù)儀可以告訴您。您可以在絮凝劑投加前后兩次測(cè)量樣本中8個(gè)不同粒徑范圍的顆粒物數(shù)量，通過對(duì)比，您就知道投加效果如何。

這種方法在歐、美已經(jīng)廣泛使用，在中國(guó)的一些水廠也開始使用。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有北京自來(lái)水、廣州自來(lái)水、深圳自來(lái)水和上海自來(lái)水等水司大批量應(yīng)用并取得了很好的回報(bào)。

? 監(jiān)測(cè)、優(yōu)化和評(píng)估過濾器

用過濾器濾除水中的顆粒物是水處理中的環(huán)節(jié)，但使用什么樣的濾池和濾料、如何操作是過濾的關(guān)鍵。操作得當(dāng)，會(huì)使成本降低的同時(shí)，濾出水質(zhì)得到。反之，水質(zhì)不好，成本又高。

通過在線監(jiān)測(cè)濾前和濾后水中不同粒徑顆粒物的濃度，您能及時(shí)清楚地知道過濾器對(duì)不同粒徑顆粒物的過濾效率、過濾器的穿透時(shí)間、初濾水排放時(shí)間、反洗效果等。基于這些信息您可以確定：

1.及時(shí)過濾器的穿透

2.準(zhǔn)確選擇過濾器的反洗時(shí)間優(yōu)化反洗水的用量

3.確定初濾水排放時(shí)間

4.評(píng)估過濾器的效率

5.選取過濾器的合理流量

如果您可以做好以上幾點(diǎn)，在出水水質(zhì)的同時(shí)會(huì)給您的公司節(jié)省大量的反洗水，并少排初濾水，進(jìn)而節(jié)約大量成本。

濁度儀在以上過程中也可以提供些幫助，但由于其檢測(cè)值的滯后和粗略，效果比用顆粒物計(jì)數(shù)儀差很多。

? 絮凝過程優(yōu)化

水處理中的絮凝過程是使水中的顆粒物凝結(jié)形成較大顆粒物的過程，以便后續(xù)的沉淀和過濾處理。如果您能檢測(cè)到絮凝過程的不同環(huán)節(jié)指定的粒徑范圍的顆粒物數(shù)量，您就能判斷不同環(huán)節(jié)的效果。

通過在線檢測(cè)8個(gè)不同粒徑范圍的顆粒物數(shù)量，并比較各種不同情況下的絮凝效果，您能做到：

1.優(yōu)化絮凝劑的加入量

2.改進(jìn)絮凝池的設(shè)計(jì)和操作

3.確定絮凝池的操作條件

5、主要技術(shù)指標(biāo)解析和性能描述

分辨率（resolution）：當(dāng)顆粒物通過計(jì)數(shù)儀的檢測(cè)孔時(shí)，計(jì)數(shù)儀除了計(jì)數(shù)外，還要測(cè)量顆粒物的粒徑，分辨率就是指測(cè)量粒徑的統(tǒng)計(jì)。分辨率用百分比來(lái)表示，比如顆粒物的實(shí)際粒徑是5微米，則實(shí)際的測(cè)出值的大部分應(yīng)該在5-5r微米到5+5r微米之間，r就是用百分比表示的解析度。顆粒物計(jì)數(shù)儀的分辨率（解析度）與實(shí)測(cè)顆粒物的粒徑有關(guān)，對(duì)同一臺(tái)設(shè)備來(lái)將，一般粒徑越小，分辨率越大。市場(chǎng)上顆粒物計(jì)數(shù)儀的分辨率一般在5%到20%不等，分辨率越小，粒徑的測(cè)量越，使后續(xù)的應(yīng)用的可信度越高，效果越好。雖然分辨率有其標(biāo)準(zhǔn)定義，但各廠家在標(biāo)記分辨率時(shí)可能選擇不同的顆粒物粒徑。比如，IBR標(biāo)記其分辨率為2微米時(shí)小于9%，而10微米時(shí)小于5%，有些廠家只標(biāo)記10微米時(shí)小于10%。在比較分辨率時(shí)要比較在同一粒徑時(shí)的數(shù)值，而不看粒徑數(shù)值是沒有任何意義的。

測(cè)流（Flow rate）：測(cè)流是指顆粒物計(jì)數(shù)儀測(cè)量其檢測(cè)顆粒物時(shí)，對(duì)水流的流量速率的檢測(cè)相對(duì)誤差。因?yàn)轭w粒物計(jì)數(shù)儀要計(jì)算用戶關(guān)心的單位體積的顆粒物數(shù)量，即要用檢測(cè)的顆粒物數(shù)量除以檢測(cè)期間流經(jīng)計(jì)數(shù)儀的水的總體積。因而，流量的直接關(guān)系到后檢測(cè)結(jié)果的。市場(chǎng)上常見的顆粒物計(jì)數(shù)儀的測(cè)流為2%到15%，該值越小，其越高。

測(cè)量范圍：不同的檢測(cè)傳感器設(shè)計(jì)的測(cè)量范圍不同，一般從1微米到1毫米。這就象你選擇天平一樣，不同天平的測(cè)量范圍不同，選擇時(shí)應(yīng)該考慮你的具體應(yīng)用。還有一點(diǎn)，一般情況下，隨著測(cè)量范圍的加寬，解析度會(huì)下降，你知道精密天平的稱量范圍比較窄。凈水處理過程一般不會(huì)關(guān)心大到幾百微米的顆粒物，因?yàn)檫@類顆粒物不需要絮凝，而且肯定穿不透普通的濾池。實(shí)驗(yàn)研究表明，在水處理過程中，人們關(guān)心的粒徑范圍在2-25微米之間，大于100微米的顆粒基本不關(guān)心。所以一位美國(guó)水處理研究在2000年出版的一本書里明確指出，過100微米的量程對(duì)水處理意義不大。選擇時(shí)并不是測(cè)量范圍越大越好。

信噪比：信噪比是一個(gè)與測(cè)量范圍下限相關(guān)的參數(shù)，實(shí)際上是下限測(cè)量值的確定性的標(biāo)志，具體意義是在測(cè)量廠商宣稱的測(cè)量范圍的下限粒徑的顆粒物時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)幅度與機(jī)器本身的噪音信號(hào)的特征幅度的比值。這個(gè)比值越大，說明能辨認(rèn)檢測(cè)信號(hào)的確定性越強(qiáng)，反之就越不確定。一般來(lái)講，一個(gè)檢測(cè)器的噪音信號(hào)的幅度是設(shè)計(jì)水平確定的，檢測(cè)的粒徑越大，收到的信號(hào)幅度越大，所以對(duì)于同一個(gè)傳感器，如果生產(chǎn)廠家聲稱其可檢測(cè)到的顆粒物越小，其信噪比就越小。所以在測(cè)量下限相同的情況下，信噪比越大越好。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求信噪比應(yīng)該大于2：1，當(dāng)信噪比大于這個(gè)值后，信噪比的繼續(xù)增加能減少檢測(cè)到的顆粒物的數(shù)量與實(shí)際數(shù)量的偏差，但影響不是很大。是當(dāng)信噪比大于3：1以后，信噪比的增加對(duì)檢測(cè)偏差的影響已經(jīng)很小，所以很多廠家的信噪比設(shè)計(jì)為3：1。

計(jì)數(shù)效率：計(jì)數(shù)效率也是重要的指標(biāo)，但是它與分辨率表示同樣的特性。雖然計(jì)數(shù)效率與分辨率沒有簡(jiǎn)單的換算關(guān)系，但實(shí)際上，分辨率確定了計(jì)數(shù)效率，反過來(lái)亦然。所以大部分廠家只給出其中一個(gè)指標(biāo)。這給比較帶來(lái)不便。

對(duì)小粒徑顆粒,由于監(jiān)測(cè)的離散性,并不是的顆粒物檢測(cè)到．對(duì)較大粒徑的顆粒物，檢測(cè)到的概率會(huì)，直到100%。計(jì)數(shù)儀對(duì)某一特定粒徑的計(jì)數(shù)效率定義為對(duì)該粒徑的顆粒物的測(cè)到概率，也可以是測(cè)到的百分比。

計(jì)數(shù)效率隨粒徑的而，在某一閾值達(dá)100%, 比較時(shí)看50%的粒徑點(diǎn)和100%的粒徑點(diǎn)。計(jì)數(shù)效率基本上可以通過解析度和敏感度確定。

一致性(Coincidence Loss)：指顆粒計(jì)數(shù)值的相對(duì)誤差用百分比表示。同一臺(tái)計(jì)數(shù)儀的一致性隨所測(cè)樣品中顆粒物濃度的增加而增加，也就是說在顆粒物濃度很低時(shí)，所測(cè)值與實(shí)際值相的好。當(dāng)顆粒物濃度增高時(shí)，所測(cè)計(jì)數(shù)與實(shí)際顆粒物數(shù)會(huì)出現(xiàn)差異，濃度越高，誤差越大。市場(chǎng)上幾乎的顆粒物計(jì)數(shù)儀在顆粒物數(shù)量小于6000粒/毫升時(shí),一致性小于5%，只有在測(cè)量高顆粒物濃度的水樣時(shí),一致性才重要。廠家一般給出在某一濃度出現(xiàn)10%的誤差。這個(gè)指標(biāo)稱為一致性。比如：IBR在18000粒/毫升的濃度時(shí)，出現(xiàn)10%的誤差。

檢測(cè)顆粒物濃度：如上所說，當(dāng)顆粒物濃度時(shí)，顆粒物計(jì)數(shù)誤差會(huì)。當(dāng)計(jì)數(shù)誤差大于10%時(shí)，業(yè)內(nèi)認(rèn)為是一個(gè)臨界點(diǎn)。也就是說大于10%的誤差是不可接受的。所以各廠家把出現(xiàn)10%誤差的臨界濃度認(rèn)為是可檢測(cè)的顆粒物濃度。這個(gè)值與一致性指的是同一個(gè)意思。

6、IBR顆粒物計(jì)數(shù)儀的技術(shù)性

IBR的顆粒物計(jì)數(shù)儀一直占據(jù)美國(guó)市場(chǎng)的份額，2004年秋，在美國(guó)加州剛剛有一個(gè)大水廠要上顆粒物計(jì)數(shù)儀，客戶通過對(duì)設(shè)備的直接檢驗(yàn)，IBR由于性能明顯而擊敗多家美國(guó)大供應(yīng)商，后中標(biāo)。IBR的成功，主要是因?yàn)槠浼夹g(shù)性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

? 高分辨率

IBR 顆粒物計(jì)數(shù)儀是水行業(yè)同等設(shè)備市場(chǎng)上分辨率的，在對(duì)2微米的顆粒，分辨率9%，而對(duì)10微米的顆粒，分辨率5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出招標(biāo)文件的要求。IBR的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在這一關(guān)鍵指標(biāo)上的數(shù)值是對(duì)10微米的顆粒，分辨率為10%。分辨率越小，粒徑的測(cè)量越，使后續(xù)的應(yīng)用的可信度越高，效果越好。分辨率不高，檢測(cè)出的顆粒分布會(huì)出現(xiàn)比較大的誤差，使應(yīng)用效果大減。

? 高計(jì)數(shù)效率

計(jì)數(shù)效率的高低，決定顆粒物計(jì)數(shù)儀的對(duì)小粒徑顆粒的檢出率，IBR 顆粒物計(jì)數(shù)儀也是同類產(chǎn)品中的。對(duì)1微米的顆粒，檢出率為50%，對(duì)2微米的顆粒，檢出率>99.9%。而一般廠商只有2微米的檢出率為50%± 10%，3微米才檢測(cè)100%± 10%。

7、國(guó)內(nèi)外使用情況

顆粒物計(jì)數(shù)儀已應(yīng)用于水和廢水處理。是, 顆粒物計(jì)數(shù)儀可用于優(yōu)化絮凝劑的加入量，優(yōu)化絮凝器的設(shè)計(jì)和操作條件，監(jiān)測(cè)和評(píng)估過濾器的過濾效率，優(yōu)化過濾器的操作和維護(hù)（如反洗頻率），定量監(jiān)測(cè)出水顆粒物，為控制有害病原體提供更多的信息等。該產(chǎn)品對(duì)于控制生產(chǎn)過程，出水質(zhì)量，降低原材料的消耗都起到了十分重要的作用。

美國(guó)南內(nèi)華達(dá)州的水處理廠是先采用顆粒物計(jì)數(shù)儀監(jiān)測(cè)水處理過程的水廠。上世紀(jì)70年代末，他們?cè)诿總€(gè)過濾器的出水口都安裝了顆粒物計(jì)數(shù)儀。顆粒物計(jì)數(shù)儀提供了比濁度儀更的數(shù)據(jù)，并能反映出微小的變化。該廠根據(jù)顆粒物計(jì)數(shù)儀的測(cè)量結(jié)果優(yōu)化絮凝劑用量和過濾過程。令人驚訝的是，絮凝劑用量的微小調(diào)整卻帶來(lái)大的收益：該廠用兩年就收回了購(gòu)買和安裝顆粒物計(jì)數(shù)儀的投資。目前，在美國(guó)幾乎的油田水的質(zhì)量控制都采用這種儀器，另外，還有500多家水處理廠采用這種儀器。近年來(lái)，歐洲，日本，韓國(guó)和印度等也開始將顆粒物計(jì)數(shù)儀應(yīng)用于水處理中。

我國(guó)水處理行業(yè)使用顆粒物計(jì)數(shù)儀開始于2002年，先是北京自來(lái)水九廠利用顆粒物計(jì)數(shù)儀發(fā)現(xiàn)水廠運(yùn)行工藝中的缺陷，修改后產(chǎn)生大的經(jīng)濟(jì)效益，在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上，使出廠水水質(zhì)了不少。接著，在天津、深圳、廣州、沈陽(yáng)、紹興、上海等地的水質(zhì)檢測(cè)站和比較的水廠陸續(xù)采用。