上海儀電物光WGZ-C澄清度測定儀的工作原理
上傳時間：2026/6/5 10:55:09 來源：易買儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊：130
1. 核心原理：散射光法（Nephelometry / 90°散射法）
WGZ-C 的本質(zhì)是一臺藥典合規(guī)的散射光式濁度儀，其測量依據(jù)的是中國藥典通則 0902 澄清度檢查法 第二法（濁度儀法）。
2. 光學(xué)過程分步解析
第一步 — 發(fā)射準(zhǔn)直光束
儀器內(nèi)部由一支 紅外發(fā)光二極管（IR-LED） 發(fā)出單色光，峰值波長鎖定在 860 nm。選擇紅外波段而非可見光，是關(guān)鍵設(shè)計(jì)之一——860 nm 處于近紅外區(qū)，絕大多數(shù)藥液本身的顏色（無論是淡黃色注射劑還是棕褐色中藥口服液）對該波段的吸收極弱，從而大幅削弱溶液本色對測量的干擾，讓儀器"看到"的主要是顆粒的散射信號而非溶液的顏色。
光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直后，沿固定光路水平射入放置在測量室中的圓柱形濁度瓶（Ф25 mm × 95 mm，裝樣 30–40 mL），穿透待測液柱。
第二步 — 懸浮顆粒產(chǎn)生散射
若溶液是絕對澄清的（無懸浮不溶性顆粒），入射光幾乎不受阻礙地直線穿過液柱，只在介質(zhì)分子層面發(fā)生極其微弱的瑞利散射。
一旦溶液中存在不溶性微粒（塵埃、纖維、未溶API、膠體顆粒、結(jié)晶析出等），這些顆粒的尺寸與光波長相當(dāng)或更大，入射光碰到它們便發(fā)生米氏散射（Mie scattering）——光線不再沿原方向傳播，而是被"撥亂"向四面八方散射出去。顆粒越多、粒徑分布越偏向大顆粒，散射的總能量越強(qiáng)。
第三步 — 90°方向檢測散射光
這是散射光法與透射法的根本區(qū)別。WGZ-C 不在直射方向上測"光被擋掉多少"（即吸光度/透射衰減），而是在與入射光束成 90° 的側(cè)向位置放置一只 硅光電池（Si photodiode）探測器，專門收集垂直于光束傳播方向的散射光通量。
為什么選 90°？——因?yàn)樵谠搸缀挝恢蒙?，純?nèi)軇?純液體的分子本底散射極弱且相對穩(wěn)定，而懸浮顆粒的前向/后向多重復(fù)雜散射貢獻(xiàn)在這里的交叉干擾最小，使得散射光強(qiáng)度與濁度（顆粒濃度）之間能保持良好的線性關(guān)系，這也是 EPA 180.1 和 ISO 7027 等國際標(biāo)準(zhǔn)共同采納的經(jīng)典檢測角。
第四步 — 電信號轉(zhuǎn)換與數(shù)字化
硅光電池將接收到的散射光子流轉(zhuǎn)換為微電流，經(jīng)前置放大 → I/V 轉(zhuǎn)換 → A/D 采樣送入內(nèi)置微處理器。儀器以 NTU（Nephelometric Turbidity Unit，散射濁度單位） 作為輸出標(biāo)度，最小分辨達(dá) 0.001 NTU。
3. 校準(zhǔn)與量化：怎么把"散射光強(qiáng)弱"變成"濁度數(shù)值"
儀器出廠（及用戶定期維護(hù)時）需要用 Formazin（福爾馬肼）標(biāo)準(zhǔn)濁度液 或溯源至 Formazin 的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)液做 三點(diǎn)校準(zhǔn)（0 NTU 零點(diǎn) + 兩個非零標(biāo)定點(diǎn)），建立一條 散射光電壓信號—NTU 濁度值 的標(biāo)定曲線并存入固件。此后每次實(shí)測樣品，測得的散射信號查這條曲線即得 NTU 讀數(shù)。
此外 WGZ-C 還采用多點(diǎn)校正 + 比率思路（散射/透射比值的算法變體在某些工作模式下參與補(bǔ)償），以進(jìn)一步抑制光源老化漂移、比色瓶壁劃痕/污染帶來的系統(tǒng)誤差，保證 ≤±6% 示值誤差 和 ≤0.5% 重復(fù)性 的指標(biāo)。
總結(jié)
WGZ-C 向樣品射出一束 860 nm 的紅外光，溶液中的不溶性微粒使光發(fā)生散射，儀器在 90° 側(cè)向用硅光電池"監(jiān)聽"這個散射光的強(qiáng)弱，散射越強(qiáng) → 顆粒越多 → 濁度（NTU）/澄清度偏離越大，最終給出一個可量化、可溯源、可打印存檔的數(shù)字結(jié)果，取代人眼在傘棚燈下的主觀比濁判斷。
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