CN104792737A - 一种高精度高准确性的浊度测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理技术领域，提供了一种高精度高准确性的浊度测量装置和方法，包括：LED光源单元、棱镜组单元、光电信号接收单元、单片机单元，依次相连，单片机单元再与LED光源单元相连。单片机单元发射脉冲信号给LED光源单元，LED光源单元产生调制的光信号后再传递给单片机单元；棱镜组单元接收光信号，输出平行于入射光的散射光；光电信号接收单元将其转换为电信号传递给单片机单元；单片机单元对接收到的数值信息进行温度补偿、参考信号对照、光强补偿处理得到待测水体的浊度值。本发明具有能够检测出与参考信号相关的微弱信号，将与参考信号无关的信号滤除，降低温度和光强对浊度测量的影响，提高测量的精度、准确性的优点。

Description

一种高精度高准确性的浊度测量装置和方法

技术领域

 本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种高精度高准确性的浊度测量装置和方法。

背景技术

水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都可以使水质变的浑浊而呈现一定浊度，通常浊度越高，溶液越浑浊。常用的浊度测量方法有透射法和散射法2种。其中，测量装置发出光线，使之穿过待测样品，并从与入射光呈90°的方向上检测有多少光被水中的颗粒物所散射，这种散射光测量方法称作散射法；通过测量光透过样品后光强的衰减程度来测量浊度的方法叫做透射法。

目前常用的浊度测装置是使用二极管作为发射器和探测器，可以使用LED光源或者是将钨灯结合滤光片使用，以产生处于适用波长范围的测量光束。例如860nm左右的红外线辐射，光源的光谱带宽必须是860±10nm；在散射法中，发射光与散射光的光轴之间夹角为90±2.5度；因此，一般采用光电二极管作为接受器，接受散射光信号并转为光电流或光电压，经过运算后得到待测介质的浊度值。

目前的透射法存在颜色吸收或颗粒物吸收等干扰的问题，测量结果准确性和精度较差；而传统的散射法在检测浊度较低的水时，如自来水，膜过滤水，由于这些水体散射光强度极其弱，一般淹没在电路的噪声中，尤其是在户外水域，测量的信号会容易受到阳光等周围光线的干扰，存在低浊度介质的测量准确性和抗干扰能力差的问题。

因此，水处理技术领域急需一种能够检测出与参考信号相关的微弱信号，而将与参考信号无关的信号滤除，以克服在线浊度传感器易受环境光干扰进而导致精度低、最低检测限高的问题，提高低浊介质浊度测量的精度、准确性的高精度高准确性的浊度测量装置和方法。

发明内容

本发明提供了一种高精度高准确性的浊度测量装置和方法，技术方案如下：

一种高精度高准确性的浊度测量装置，包括：LED光源单元、棱镜组单元、光电信号接收单元、单片机单元，并且依次相连接，单片机单元再与LED光源单元相连接，构成回路。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，LED光源单元还包括：LED光源、准直透镜、硅光二极管和脉冲恒流电源，并且LED光源前端与脉冲恒流电源连接，后端安装在准直透镜的焦点位置上，硅光二极管安装于准直透镜后端。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，LED光源为860±10nm、10~20mW的LED发光二极管。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，棱镜组单元还包括：发射棱镜和接收棱镜，并且发射棱镜和接收棱镜呈对称放置，横截面均为梯形，斜面表面进行镀银膜或铝膜处理，用于增强入射光或散射光的反射效果；并且发射棱镜置于LED光源单元的准直透镜后端。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，发射棱镜和接收棱镜均为石英玻璃材质的棱镜，梯形斜面表面均进行镀银膜处理，梯形斜面夹角为70°。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，光电接收单元还包括：聚光透镜、滤光片、光电二极管和测温元件；并且聚光透镜置于接收棱镜后端，光电二极管置于聚光透镜的焦点上，滤光片设置于聚光透镜和光电二极管中间，测温元件紧贴于光电二极管；聚光透镜一方面用于调制散射光进入滤光片的角度，用于获得更好的滤光效果，另一方面用于将平行的散射光聚集在光电二极管上。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，滤光片为镀膜干涉窄带滤光片，截止深度<0.01%，带宽10nm，通带透过率80%，用于滤除860nm以外的环境光，排除环境光的干扰，提高测量精度。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量装置中，单片机单元还包括单片机、IV转换器、锁相放大器、电压放大电路和AD转换器；并且IV转换器的输入端与光电接收单元的光电二极管相连接，输出端连接锁相放大器的输入端，锁相放大器输入端还与单片机连接，用于接收单片机产生的参考信号，锁相放大器的输出端连接电压放大电路的输入端，电压放大电路的输出端连接AD转换器的输入端，AD转换器的输出端与单片机相连接。

一种高精度高准确性的浊度测量方法，包括如下步骤：

步骤一，单片机单元发射脉冲信号给LED光源单元，进而LED光源单元产生调制的光信号后再传递给单片机单元；

首先，脉冲恒流电源接收到来自单片机单元的电源开信号时，脉冲恒流电源随即供电给LED光源；

进一步地，LED光源产生860nm的光穿过准直透镜后变为平行光；

进一步地，位于光准直透镜后端的硅光二极管检测出平行光的强度；

进一步地，硅光二极管将测得的平行光强度传递给单片机单元；

步骤二，棱镜组单元接收LED光源单元产生的光信号，经棱镜组单元反射后，输出平行于入射光的散射光，并传递至光电信号接收单元；

首先，经步骤一中准直透镜准直后的平行光，入射到发射棱镜的斜面上，经过斜面反射后折射进入待测水体；

进一步地，待测水体的散射光折射进入接收棱镜，经斜面反射后，得到平行于入射光的散射光；

进一步地，接收棱镜将平行于入射光的散射光传递给光电信号接收单元；

步骤三，光电信号接收单元将接收的光信号转换为电信号，并传递给单片机单元；

首先，聚光透镜接收来自接收棱镜的散射光；

进一步地，散射光经滤光片滤除干扰后被聚集在光电二极管上，并转换为脉冲电流信号；

进一步地，测温元件测得光电二极管的温度，并将测得的发光温度传递给至单片机单元；

步骤四，单片机单元对接收到的电信号、参考信号、测温值、参考光强信息进行处理后得到待测水体的浊度值；

首先，IV转换器接收来自光电二极管的脉冲电流信号，并将其转化为脉冲电压信号，再传递给锁相放大器；

进一步地，锁相放大器将接收的脉冲电压信号与接收来自单片机的参考信号进行比较，仅提取与参考信号频率相同的信号，进而排除干扰，提高测量的精度和准确度；

进一步地，提取后的脉冲电压信号经电压放大电路放大后，传递给AD转换器，将模拟信号转换成数字信号并传递给单片机；

进一步地，单片机读取AD转换器输出的数值，根据内部的标定程序、温度补偿、光强补偿，进而获得待测液体的精确浊度值。

优选的，在一种高精度高准确性的浊度测量方法中，步骤四中的具体的精确浊度值的计算过程为：

首先，设定标定时LED光源的入射光强为                                               ，接收棱镜反射后的散射光强为，则单片机的内部标定程序采用如下公式进行计算：

，

其中，为散射常数，为入射光波长，为单位体积的悬浮颗粒数，表示颗粒体积；得出在稳定的入射光强和固定波长已知的情况下，散射光强与悬浮物重量成比例，即与浊度成比例；

进一步地，设定散射光经过光电二极管转换后获得的电流为，转换系数为，由实验室在25℃下实验测得，设定电流经过IV转换器、电压放大电路和AD转换器后获得的电压值为，放大与转换系数为，根据电流情况设定，具体待测液体浊度X的计算公式为：

，

，

，

其中，，为变换常数，采用已知浊度的浊度标样实验测定获得；

进一步地，设定标定时LED光源的光强为，硅光二极管检测的光强为，单片机读取AD转换器输出的电压数值为，单片机的光强补偿程序采用以下方法：

，其中，光强补偿后的电压数值为；

进一步地，将光强补偿后的电压数值为带入中，得到光强补偿后的待测液体的浊度值=；

进一步地，设定光电二极管将散射光转化为电流信号的转换系数为，由实验室在25℃下实验测得；随温度的漂移率为/℃，通过实验测定，单片机的温度补偿程序采用以下方法：

当测温元件测得温度为t时，变化量为，则温度补偿后电压数值；

进一步地，将温度补偿后电压数值代入中，得到光强和温度补偿后的待测液体的浊度值。

本发明的有益效果：

1、本发明通过在光电接收单元内设置滤光片，对光进行过滤，进而有效的滤除外界环境光，降低在水等低浊度液体的浊度测量时的环境光的干扰，提高精确度和准确度。

2、本发明通过在单片机单元内设置锁相放大器，进而能够根据参考信号，仅提取与参考信号相同的信号，排除其他不同波段信号的干扰，在测量低浊度水体时，改善了由于水体散射光强度极其弱而导致信号淹没在电路噪声中的情况，提高测量的精度和准确性。

3、本发明通过在单片机内设置光强补偿和温度补偿，在长期运行连续测量时，能够弥补光源不稳定造成的测量误差，以及外界温度变化造成的测量偏差，提高了浊度测量的精度性和准确性。

4、本发明棱镜组单元的梯形斜面夹角依据棱镜材料折射率计算，使入射光以垂直于待测液体方向入射，经发射棱镜反射、待测液体折射后以45°进入待测液体；与水体内部入射光成90°的散射光，以45°入射角进入接收棱镜，经过折射和接收棱镜反射后，得到平行于入射光的散射光束。根据棱镜材质和待测介质不同，优选角度为65~75°，所述梯形斜面均进行镀银膜或铝膜处理，用于增强入射光/散射光的反射效果。

5、本发明通过将测温元件贴近光电二极管放置，用于测量光电二极管温度，降低周围环境对温度的影响，测量的温度更加精确，并根据与标定温度比较，补偿由于温度变化造成光电二级管增益带来的测量偏差，提高测量精度和准确性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是本发明一种高精度高准确性的浊度测量装置的结构示意图。

图2是本发明一种高精度高准确性的浊度测量方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1是本发明一种高精度高准确性的浊度测量装置的结构示意图。

如图1所示，一种高精度高准确性的浊度测量装置，包括：LED光源单元1、棱镜组单元2、光电信号接收单元3、单片机单元4，并且依次相连接，单片机单元4再与LED光源单元1相连接，构成回路。

优选的，本实施例中的LED光源单元1还包括：LED光源11、准直透镜12、硅光二极管13和脉冲恒流电源14，并且LED光源11前端与脉冲恒流电源14连接，后端安装在准直透镜12的焦点位置上，硅光二极管13安装于准直透镜12后端。

LED光源11为860±10nm、10~20mW的LED发光二极管。

优选的，本实施例中的棱镜组单元2还包括：发射棱镜21和接收棱镜22，并且发射棱镜21和接收棱镜22呈对称放置，横截面均为梯形，斜面表面进行镀银膜或铝膜处理，用于增强入射光或散射光的反射效果；并且发射棱镜21置于LED光源单元1的准直透镜12后端。

优选的，本实施例中的发射棱镜21和接收棱镜22均为石英玻璃材质的棱镜，梯形斜面表面均进行镀银膜处理，梯形斜面夹角为70°。

优选的，本实施例中的光电接收单元3还包括：聚光透镜31、滤光片32、光电二极管33和测温元件34；并且聚光透镜31置于接收棱镜22后端，光电二极管33置于聚光透镜31的焦点上，滤光片32设置于聚光透镜31和光电二极管33中间，测温元件34紧贴于光电二极管33；聚光透镜31一方面用于调制散射光进入滤光片的角度，用于获得更好的滤光效果，另一方面用于将平行的散射光聚集在光电二极管33上。

优选的，本实施例中的滤光片32为镀膜干涉窄带滤光片，截止深度<0.01%，带宽10nm，通带透过率80%，用于滤除860nm以外的环境光，排除环境光的干扰，提高测量精度。

优选的，本实施例中的单片机单元4还包括单片机41、IV转换器42、锁相放大器43、电压放大电路44和AD转换器45；并且IV转换器42的输入端与光电接收单元3的光电二极管33相连接，输出端连接锁相放大器43的输入端，锁相放大器43输入端还与单片机41连接，用于接收单片机41产生的参考信号，锁相放大器43的输出端连接电压放大电路44的输入端，电压放大电路44的输出端连接AD转换器45的输入端，AD转换器45的输出端与单片机41相连接。

图2是本发明一种高精度高准确性的浊度测量方法的流程图。

如图2所示，一种高精度高准确性的浊度测量方法，包括如下步骤：

步骤一，单片机单元4发射脉冲信号给LED光源单元1，进而LED光源单元1产生调制的光信号后再传递给单片机单元4；

首先，脉冲恒流电源14接收到来自单片机41的电源开信号时，脉冲恒流电源14随即供电给LED光源11；

进一步地，LED光源11产生860nm的光穿过准直透镜12后变为平行光；

进一步地，位于光准直透镜12后端的硅光二极管13检测出平行光的强度；

进一步地，硅光二极管13将测得的平行光强度传递给单片机单元4；

步骤二，棱镜组单元2接收LED光源单元1产生的光信号，经棱镜组单元2反射后，输出平行于入射光的散射光，并传递至光电信号接收单元3；

首先，经步骤一中准直透镜12准直后的平行光，入射到发射棱镜21的斜面上，经过斜面反射后折射进入待测水体；

进一步地，待测水体的散射光折射进入接收棱镜22，经斜面反射后，得到平行于入射光的散射光；

进一步地，接收棱镜22将平行于入射光的散射光传递给光电信号接收单元3；

步骤三，光电信号接收单元3将接收的光信号转换为电信号，并传递给单片机单元4；

首先，聚光透镜31接收来自接收棱镜22的散射光；

进一步地，散射光经滤光片32滤除干扰后被聚集在光电二极管33上，并转换为脉冲电流信号；

进一步地，测温元件34测得光电二极管的温度，并将测得的发光温度传递给至单片机单元4；

步骤四，单片机单元4对接收到的电信号、参考信号、测温值、参考光强信息进行处理后得到待测水体的浊度值；

首先，IV转换器42接收来自光电二极管33的脉冲电流信号，并将其转化为脉冲电压信号，再传递给锁相放大器43；

进一步地，锁相放大器43将接收的脉冲电压信号与接收来自单片机41的参考信号进行比较，仅提取与参考信号频率相同的信号，进而排除干扰，提高测量的精度和准确度；

进一步地，提取后的脉冲电压信号经电压放大电路44放大后，传递给AD转换器45，将模拟信号转换成数字信号并传递给单片机41；

进一步地，单片机41读取AD转换器45输出的数值，根据内部的标定程序、温度补偿、光强补偿，进而获得待测液体的精确浊度值，具体的精确浊度值的计算过程为：

首先，设定标定时LED光源11的入射光强为，接收棱镜22反射后的散射光强为，则单片机的内部标定程序采用如下公式进行计算：

，

其中，为散射常数，为入射光波长，为单位体积的悬浮颗粒数，表示颗粒体积；得出在稳定的入射光强和固定波长已知的情况下，散射光强与悬浮物重量成比例，即与浊度成比例；

进一步地，设定散射光经过光电二极管33转换后获得的电流为，转换系数为，由实验室在25℃下实验测得，设定电流经过IV转换器42、电压放大电路44和AD转换器45后获得的电压值为，放大与转换系数为，根据电流情况设定，具体待测液体浊度X的计算公式为：

，

，

，

其中，，为变换常数，采用已知浊度的浊度标样实验测定获得；

进一步地，设定标定时LED光源11的光强为，硅光二极管13检测的光强为，单片机41读取AD转换器45输出的电压数值为，单片机的光强补偿程序采用以下方法：

，其中，光强补偿后的电压数值为；

进一步地，将光强补偿后的电压数值为带入中，得到光强补偿后的待测液体的浊度值=；

进一步地，设定光电二极管33将散射光转化为电流信号的转换系数为，由实验室在25℃下实验测得；随温度的漂移率为/℃，通过实验测定，单片机41的温度补偿程序采用以下方法：

当测温元件测得温度为t时，变化量为，则温度补偿后电压数值；

进一步地，将温度补偿后电压数值代入中，得到光强和温度补偿后的待测液体的浊度值。

本发明通过在光电接收单元3内设置滤光片32，对光进行过滤，进而有效的滤除外界环境光，降低在水等低浊度液体的浊度测量时的环境光的干扰，提高精确度和准确度。

本发明通过在单片机单元内设置锁相放大器，进而能够根据参考信号，仅提取与参考信号相同的信号，排除其他不同波段信号的干扰，在测量低浊度水体时，改善了由于水体散射光强度极其弱而导致信号淹没在电路噪声中的情况，提高测量的精度和准确性。

本发明通过在单片机内设置光强补偿和温度补偿，在长期运行连续测量时，能够弥补光源不稳定造成的测量误差，以及外界温度变化造成的测量偏差，提高了浊度测量的精度性和准确性。

本发明通过LED光源单元内设置硅光二极管，用于检测LED光源11的发光强度，并通过单片机将测试的发射光强与标定光强进行比较，以补偿光源发射光强随温度和时间变化带来的不稳定性，提高测量准确性。

本发明棱镜组单元2的梯形斜面夹角依据棱镜材料折射率计算，使入射光以垂直于待测液体方向入射，经发射棱镜反射、待测液体折射后以45°进入待测液体；与水体内部入射光成90°的散射光，以45°入射角进入接收棱镜，经过折射和接收棱镜反射后，得到平行于入射光的散射光束。根据棱镜材质和待测介质不同，优选角度为65~75°，所述梯形斜面均进行镀银膜或铝膜处理，用于增强入射光/散射光的反射效果。

本发明通过将测温元件贴近光电二极管放置，用于测量光电二极管温度，用于测量光电二极管温度，降低周围环境对温度的影响，测量的温度更加精确，并根据与标定温度比较，补偿由于温度变化造成光电二级管增益带来的测量偏差，提高测量精度和准确性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，包括：LED光源单元、棱镜组单元、光电信号接收单元、单片机单元，并且依次相连接，所述单片机单元再与LED光源单元相连接，构成回路。

2.根据权利要求1所述的一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，所述LED光源单元还包括：LED光源、准直透镜、硅光二极管和脉冲恒流电源，并且所述LED光源前端与脉冲恒流电源连接，后端安装在所述准直透镜的焦点位置上，所述硅光二极管安装于准直透镜后端。

3.根据权利要求2所述的一种高精度高准确性的浊度测量方法，其特征在于，所述LED光源为860±10nm、10~20mW的LED发光二极管。

4.根据权利要求2所述的一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，所述棱镜组单元还包括：发射棱镜和接收棱镜，并且所述发射棱镜和接收棱镜呈对称放置，横截面均为梯形，斜面表面进行镀银膜或铝膜处理，用于增强入射光或散射光的反射效果；并且所述发射棱镜置于LED光源单元的准直透镜后端。

5.根据权利要求4所述的一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，所述发射棱镜和接收棱镜均为石英玻璃材质的棱镜，梯形斜面表面均进行镀银膜处理，所述梯形斜面夹角为70°。

6.根据权利要求4所述的一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，所述光电接收单元还包括：聚光透镜、滤光片、光电二极管和测温元件；并且所述聚光透镜置于接收棱镜后端，所述光电二极管置于聚光透镜的焦点上，所述滤光片设置于聚光透镜和光电二极管中间，所述测温元件紧贴于光电二极管；所述聚光透镜一方面用于调制散射光进入滤光片的角度，用于获得更好的滤光效果，另一方面用于将平行的散射光聚集在所述光电二极管上。

7.根据权利要求6所述的一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，所述滤光片为镀膜干涉窄带滤光片，截止深度<0.01%，带宽10nm，通带透过率80%，用于滤除860nm以外的环境光，排除环境光的干扰，提高测量精度。

8.根据权利要求6所述的一种高精度高准确性的浊度测量装置，其特征在于，所述单片机单元还包括单片机、IV转换器、锁相放大器、电压放大电路和AD转换器；并且所述IV转换器的输入端与光电接收单元的光电二极管相连接，输出端连接所述锁相放大器430的输入端，所述锁相放大器输入端还与单片机连接，用于接收所述单片机产生的参考信号，所述锁相放大器的输出端连接电压放大电路的输入端，所述电压放大电路的输出端连接AD转换器的输入端，所述AD转换器的输出端与单片机相连接。

9.一种高精度高准确性的浊度测量方法，包括如下步骤：

步骤一，单片机单元发射脉冲信号给LED光源单元，进而LED光源单元产生调制的光信号后再传递给单片机单元；

首先，脉冲恒流电源接收到来自单片机单元的电源开信号时，脉冲恒流电源随即供电给LED光源；

进一步地，LED光源产生860nm的光穿过准直透镜后变为平行光；

进一步地，位于光准直透镜后端的硅光二极管检测出平行光的强度；

进一步地，硅光二极管将测得的平行光强度传递给单片机单元；

步骤二， 棱镜组单元接收LED光源单元产生的光信号，经棱镜组单元反射后，输出平行于入射光的散射光，并传递至光电信号接收单元；

首先，经所述步骤一中准直透镜准直后的平行光，入射到发射棱镜的斜面上，经过斜面反射后折射进入待测水体；

进一步地，待测水体的散射光折射进入接收棱镜，经斜面反射后，得到平行于入射光的散射光；

进一步地，接收棱镜将平行于入射光的散射光传递给光电信号接收单元；

步骤三，光电信号接收单元将接收的光信号转换为电信号，并传递给单片机单元；

首先，聚光透镜接收来自接收棱镜的散射光；

进一步地，散射光经滤光片滤除干扰后被聚集在光电二极管上，并转换为脉冲电流信号；

进一步地，测温元件测得光电二极管的温度，并将测得的发光温度传递给至单片机单元；

步骤四，单片机单元对接收到的电信号、参考信号、测温值、参考光强信息进行处理后得到待测水体的浊度值；

首先，IV转换器接收来自光电二极管的脉冲电流信号，并将其转化为脉冲电压信号，再传递给锁相放大器；

进一步地，锁相放大器将接收的脉冲电压信号与接收来自单片机的参考信号进行比较，仅提取与参考信号频率相同的信号，进而排除干扰，提高测量的精度和准确度；

进一步地，提取后的脉冲电压信号经电压放大电路放大后，传递给AD转换器，将模拟信号转换成数字信号并传递给单片机；

进一步地，单片机读取AD转换器输出的数值，根据内部的标定程序、温度补偿、光强补偿，进而获得待测液体的精确浊度值。

10.根据权利要求9述的一种高精度高准确性的浊度测量方法，其特征在于，所述步骤四中的具体的精确浊度值的计算过程为：

首先，设定标定时LED光源的入射光强为                                               ，接收棱镜反射后的散射光强为，则单片机的内部标定程序采用如下公式进行计算：

，

其中，为散射常数，为入射光波长，为单位体积的悬浮颗粒数，表示颗粒体积；

得出在稳定的入射光强和固定波长已知的情况下，散射光强与悬浮物重量成比例，即与浊度成比例；

进一步地，设定散射光经过光电二极管转换后获得的电流为，转换系数为，由实验室在25℃下实验测得，设定电流经过IV转换器、电压放大电路和AD转换器后获得的电压值为，放大与转换系数为，根据电流情况设定，具体待测液体浊度X的计算公式为：

，

，

，

其中，， 为变换常数，采用已知浊度的浊度标样实验测定获得；

进一步地，设定标定时LED光源的光强为，硅光二极管检测的光强为，单片机读取AD转换器输出的电压数值为，单片机的光强补偿程序采用以下方法：

，其中，光强补偿后的电压数值为；

进一步地，将光强补偿后的电压数值为带入中，得到光强补偿后的待测液体的浊度值=；

进一步地，设定光电二极管将散射光转化为电流信号的转换系数为，由实验室在25℃下实验测得；随温度的漂移率为/℃，通过实验测定，单片机的温度补偿程序采用以下方法：

当测温元件测得温度为t时，变化量为，则温度补偿后电压数值；

进一步地，将温度补偿后电压数值代入中，得到光强和温度补偿后的待测液体的浊度值。