[发明专利]一种确定水中悬浮颗粒物散射特性的方法

权利要求书

1.一种确定水中悬浮颗粒物散射特性的方法，其特征在于：按如下步骤进行，

1）首先构建由散射光产生单元、散射光采集单元和散射光分析单元构成的检测装置，在散射光产生单元和散射光采集单元之间设有用于盛放水样的水槽；散射光采集单元包括激光功率计和目视系统；

2）然后向水槽中加入浊度为零的纯净水，散射光产生单元发出特定波长的光从水槽一端平行射入，通过水样后从水槽另一端射出，散射光采集单元中的激光功率计测量得到通过纯净水后出射光的光功率I₀；

3）接着测量浊度非零的浊度水中颗粒物的浓度和颗粒物大小；检测完毕将浊度水加入水槽中，散射光产生单元发出的光从水槽一端平行射入，通过水样后从水槽另一端射出，由激光功率计测量得到通过浊度水后出射光的光功率I₁；同时散射光采集单元中的目视系统采集散射光斑，并测量得到散射光斑的半径x；

4）散射光采集单元的数据送入散射光分析单元，应用Lambert-Beer 定律：                                                及散射角公式，即可计算出该波长的光通过该颗粒物浓度和该颗粒物大小的浊度水的散射系数和散射角，根据散射系数可以计算出射光的散射光强，从而得到该情形下与散射角和散射光强相关的散射特性；

公式中l为激光功率计探头和光信号输入端之间的距离，即水槽的长度；表示散射光斑的半径，和分别表示散射光的散射系数及散射角；

5）保持散射光产生单元出射光波长和浊度水中颗粒物大小不变，仅仅改变颗粒物的浓度，重复步骤2）-4），得到该波长的光通过该颗粒物大小确定但浓度不同的浊度水的散射系数和散射角，从而得到随浓度改变的散射特性；

6）改变散射光产生单元出射光波长，重复步骤2）-5），得到不同波长的光通过该颗粒物大小确定但浓度不同的浊度水的散射系数和散射角，从而得到随波长改变的散射特性；

7）改变颗粒物大小，重复步骤2）-6），得到不同颗粒物大小下对应的散射系数和散射角，从而得到随颗粒物大小改变的散射特性；

8）改变浊度水中颗粒物的种类，将颗粒物分为有机物、吸收类和非吸收类三种类型，重复步骤2）-7），得到不同颗粒物种类下对应的散射系数和散射角，从而得到随颗粒物种类改变的散射特性。

2.根据权利要求1所述的确定水中悬浮颗粒物散射特性的方法，其特征在于：将未知水样放入水槽，进行步骤2）-4）的操作，得到未知水样的散射特性；将未知水样的散射特性与步骤8）得到的随颗粒物种类改变的散射特性进行匹配，由此确定未知水样中悬浮颗粒物的种类、大小和浓度。

3.根据权利要求1所述的确定水中悬浮颗粒物散射特性的方法，其特征在于：浊度水按如下方法配制，先分别称取一定质量不同种类的颗粒物，每种颗粒物配制成一定浓度的母液，将不同量的母液加入纯净水中即可配制得到不同浓度的浊度水。

4.根据权利要求1所述的确定水中悬浮颗粒物散射特性的方法，其特征在于：散射光产生单元采用的光源为氘-钨卤组合式光源，该光源在同一光路中集成了氘灯和钨卤光源，通过连续输出光谱可产生200-1000nm的稳定光谱输出，输出的光束扩束后变为平行光，平行光经过可变光阑，去除入射光的杂散部分并调节入射光束，经过准直透镜准直后入射到水样，通过调节光器调节出射光的偏振方向。