浊度,即水的浑浊程度。根据国际标准化组织(ISO)的定义,浊度是由于不溶性物质的存在而引起液体的透明度降低的一种量度。水的浊度参数不仅是许多反应、变化进度过程的指标,也是很多行业的中间和最终产品质量检测的主要指标,同时也是判断水源是否受到污染的一项重要标志。因此,浊度检测在实际生产生活服务行业、化工、环境科学以及医疗等诸多领域有着很广泛的应用。然而,实际应用中浊度的检测指标是不同的。可能有一些场景下要求很低的浊度标准,但是也可能要求很高的浊度标准。因此,基于传统的浊度仪器的测量范围以及精度完全满足不了当下实际生产的需求。另外,浊度探测的方式决定了浊度检测系统的体积大小,相对于传统的浊度检测系统,集成性便携式的浊度仪器才是当下迫切所需要的,尤其是针对于深海探测以及其他狭小的工作环境。目前,浊度探测方式主要分为透射式、散射式以及两种方法的复合式。对于上面三种探测方式,都有各自的优缺点。相比传统的散射式以及复合式浊度检测系统,虽然传统的透射法在低浊度条件下表现的测量效果并不理想,但是透射方法相对其他方式探测更加的简单,设计出的系统更加小型化、更适合实际的应用需求。因此,文中研发了一种基于单光子探测技术全光纤透射式浊度检测系统,实现了宽动态测量范围以及高精度的测量效果。本文对基于单光子探测技术全光纤透射式浊度检测方法进行了深入研究,主要研究的内容包括如下几个方面:1.基于单光子探测技术全光纤透射式浊度检测方法的理论模型建立。根据浊度的基本定义,浊度的测量可以通过探测待测液中的颗粒物反演实现,其浊度大小可以利用单位体积内测液体颗粒物数量,即单位体积数浓度来表征。通过光透射理论尤其是朗伯-比尔透射定律为基础,本文提出了利用收发一体的透射探测方式测量透过待测液的透射光强,实现颗粒物数浓度的定量测量。通过单光子探测技术的研究,本文提出了一种微弱光信号的定量测量手段。最终结合所述的朗伯-比尔透射定律以及单光子探测技术的基本原理,本文建立了新型透射式浊度检测模型,并利用该模型对检测方法的性能(测量范围、稳定性、线性度、可行性)进行了分析,为下一步浊度检测系统的设计以及后期浊度检测实验的分析提供了基础理论依据。2.基于单光子探测技术全光纤透射式浊度检测系统的设计。本文根据所建立的浊度检测模型结合稳态光子计数模式,设计了一套收发一体全光纤光路结构的浊度测量系统。基于设计的系统,文中主要研究了其中的若干核心模块,如光源模块、收发一体全光纤光路结构模块、单光子探测模块以及数据采集与处理模块。为了提高系统的测量范围以及系统结构,本文首先提出了一种基于光纤结构设计的收发一体探测光路,改变了以往透射法的对向探测方式。然后基于光纤光路结构结合各个核心模块实现了检测系统的较高精度的浊度测量功能并验证了测量系统的可行性。因此,该部分系统设计工作为下一步的水质浊度检测测试提供了基础的实验平台。3.基于单光子探测技术全光纤透射式浊度测量系统的实验结果。基于上述透射式浊度检测模型建立以及测量系统研制的基础上,本文进行了水质浊度检测实验。首先采用一种分散度很好而且很稳定的微小颗粒物悬浮液福尔马肼标准浊度液进行了模拟测量实验,探索了这种系统的探测性能并分析了检测系统的测量效果。另外,在此实验平台上利用设计的收发一体全光纤透射式浊度测量系统完成了不同浊度液体、不同光强下的水质浊度的初步检测实验。根据测试的结果,文中分析了当前设计的探测系统在实际中的应用和局限,为未来水质检测领域提出了新的测量方法和思路。