在线水质分析仪器-水面油膜分析工具

炼油、石油化工、机械加工、食品、制药、航运业等产生的石油类或矿物油、动植物油类物质,通过排放或泄漏进入到自然水体中,由于大部分油类物质不溶于水或溶解度很低,又比水轻,因而在水面上形成油膜。这类油膜用常规的水中油分析仪不易检出,因此国外研发出了水面油膜分析仪,用于城市自来水厂的进水口,水电站,易于发生油污泄漏的河流湖泊断面,工业尤其是炼油、石化企业污水排放口,进行水面油膜的监测。其中比较有代表性的是日本DKK 公司研发的(S)ODL 系列水面油膜分析仪,利用激光反射技术监测水面形成的油膜,其外观如图8.36所示。

图8.36　日本DKK 的水面油膜分析仪

图8.37　光线反射

根据菲涅耳方程可知:光线在两种折射率不同的介质界面上的反射如图8.37所示,其反射率r 可使用公式(8.9)来表达。

其中,n2>n1

式中　n1——空气的折射率;

　　　n2——水、油等的折射率。(www.xing528.com)

由于不同物质对光的反射率不同(油类物质的反射率比水大)的特性,根据反射回来的光强度来检测水面油膜的有无。表8.3 列出了不同物质对光的反射率。

表8.3　各不同物质对光的反射率

SODL-1600 水面油分析仪的探头安装在水面以上0.3～2 m 的位置,通过激光光源发出激光照射到水面上,由于不同物质对光的反射率不同(油类物质的反射率比水大)的特性,根据反射回来的光强度来检测水面油膜的有无。检测器内部由半导体激光光源、激光扫描仪、抛物镜面和光二极管检测器构成的光学系统和电路部分组成。检测时,光源发出激光,通过扫描仪周期性的在X-Y 轴方向进行激光扫描,使光束能垂直照射到水面上。光束遇水面后反射至抛物镜面,再由镜面将放射光聚焦至光检测器。SODL-600 水面油膜分析仪的检测原理如图8.38所示。

图8.38　SODL-1600 水面油膜分析仪检测原理

由于该类型水面油膜分析仪是非接触式测量,不使用电机旋转及滑动的电气触点,直接对激光进行扫描,不存在消耗件,故其日常维护工作非常小,只需定期检查激光光源即可,能够实现长时间、高可靠性的连续监测。此外,由于采用激光扫描,即使水面上有异物及气泡,油膜出现分散或弯曲,也能够进行准确监测。

该油膜监测仪可应用于工业污水的排放口监测、城市自来水厂入水口监测、水电站水轮机的进水监测、石油泄漏监测等。