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TECHNICAL ARTICLESCOD 傳感器的測量范圍并非固定值,而是由傳感器的測量原理(化學法 / UV 法)、硬件設計(如光源功率、檢測池長度)、目標應用場景(地表水 / 工業(yè)廢水) 共同決定,不同類型傳感器的測量范圍差異極大,常見范圍可覆蓋0~50mg/L(低量程)到 0~10000mg/L(高量程) ,部分特殊定制款甚至可達到 0~20000mg/L。
一、按測量原理分類:不同原理的典型測量范圍
COD 傳感器的核心原理分為化學氧化法(重鉻酸鉀法、高錳酸鉀法) 和物理吸收法(UV 紫外法) ,兩者的測量范圍設計差異顯著,具體如下:
測量原理 | 典型測量范圍 | 適用場景(對應 COD 濃度) | 范圍設計邏輯 |
UV 紫外法 | 0~500mg/L(常規(guī)) | 地表水、飲用水、輕度污染的生活污水(COD 通常 < 100mg/L) | 依賴低濃度下的紫外吸光度線性關系,高濃度水樣(>500mg/L)會因 “光飽和" 導致誤差增大,需稀釋后測量。 |
0~2000mg/L(高量程款) | 中低濃度工業(yè)廢水(如食品加工、印染廢水,COD 100~1500mg/L) | 通過縮短檢測池長度(減少光程)、降低光源功率,避免高濃度有機物對紫外光的過度吸收,擴大線性范圍。 | |
重鉻酸鉀法 | 0~1000mg/L(常規(guī)) | 生活污水、多數(shù)工業(yè)廢水(COD 100~800mg/L) | 基于重鉻酸鉀與有機物的氧化還原反應,常規(guī)試劑濃度可覆蓋此范圍,過量有機物會導致氧化劑不足。 |
0~10000mg/L(高量程) | 高濃度工業(yè)廢水(如造紙黑液、釀造廢水,COD 1000~8000mg/L) | 通過減少水樣取樣量、提高重鉻酸鉀試劑濃度,確保氧化劑充足,適配高污染水體。 | |
高錳酸鉀法 | 0~50mg/L(常規(guī)) | 地表水、飲用水、清潔水體(COD 通常 < 30mg/L) | 高錳酸鉀氧化性弱于重鉻酸鉀,僅能氧化部分易降解有機物,因此量程設計偏下限,適合低污染水體。 |
二、影響測量范圍的核心因素
除原理外,傳感器的硬件設計和實際應用中的操作,也會直接影響有效測量范圍:
1. 硬件設計因素
檢測池長度(UV 法關鍵):根據(jù) “朗伯 - 比爾定律",吸光度與水樣濃度、光程(檢測池長度)成正比。
低量程傳感器:檢測池長(如 50mm),增強低濃度有機物的吸光度信號,提高靈敏度;
高量程傳感器:檢測池短(如 5mm),減少高濃度有機物的吸光度飽和問題,擴大上限。
試劑濃度與取樣量(化學法關鍵):
測量高濃度 COD 時,需減少水樣體積(如從 20mL 降至 2mL)或提高氧化劑(重鉻酸鉀)濃度,避免氧化劑被玩全消耗;
測量低濃度 COD 時,需用低濃度試劑(如 0.025mol/L 重鉻酸鉀),避免試劑過量導致的誤差。
光源功率與檢測器精度:
UV 法中,高功率紫外 LED(如 10mW)可覆蓋更高濃度(光強足,不易被玩全吸收);
高精度檢測器(如 0.001Abs 分辨率)能捕捉低濃度下的微小吸光度變化,降低量程下限。
2. 應用場景因素
水樣預處理:若水樣 COD 濃度遠超傳感器量程(如 10000mg/L 的廢水用 0~1000mg/L 傳感器),需通過稀釋(如按 1:10 稀釋)將濃度降至量程內,否則會導致測量值 “超上限"(顯示 “OL" 或固定最大值);
干擾物質:
濁度高的水樣(如含大量懸浮物)會遮擋 UV 光,導致 UV 法測量值偏高,需先過濾,否則實際有效量程會因干擾而縮??;
化學法中,Cl?會與重鉻酸鉀反應,若 Cl?濃度高(如 > 1000mg/L),需加入硫酸汞掩蔽,否則會導致 COD 測量值偏高,間接影響量程準確性。
三、不同場景的 “推薦量程選擇"
選擇 COD 傳感器時,需先明確目標水樣的 COD 濃度范圍,避免 “量程過大導致精度不足" 或 “量程過小無法測量":
應用場景 | 水樣 COD 濃度范圍 | 推薦傳感器類型與量程 | 注意事項 |
飲用水 / 純凈水 | 0~10mg/L | UV 法(0~50mg/L)或高錳酸鉀法(0~50mg/L) | 需選擇高靈敏度款(分辨率 0.01mg/L),避免干擾。 |
地表水 / 湖泊水 | 0~100mg/L | UV 法(0~200mg/L)或高錳酸鉀法(0~50mg/L) | 若水體有輕微污染,可選 0~200mg/L 量程留有余量。 |
生活污水(進水) | 100~500mg/L | 重鉻酸鉀法(0~1000mg/L)或 UV 法(0~500mg/L) | 避免選 0~500mg/L UV 法時,進水濃度偶爾超上限。 |
工業(yè)廢水(如印染、造紙) | 500~5000mg/L | 重鉻酸鉀法(0~10000mg/L)或高量程 UV 法(0~2000mg/L) | 高濃度水樣需確認傳感器是否支持 “不稀釋直接測",減少操作誤差。 |
總結
COD 傳感器的測量范圍無統(tǒng)一標準,核心是 “按需匹配":
先明確水樣的預估 COD 濃度范圍(可通過國標法先測 1-2 次);
優(yōu)先選擇 “量程上限略高于預估濃度、下限低于最地值" 的傳感器(如預估 100-800mg/L,選 0~1000mg/L),兼顧精度與適用性;
高濃度或復雜水樣(如工業(yè)廢水),優(yōu)先選重鉻酸鉀法傳感器(量程寬、抗干擾強);低濃度清潔水樣(如地表水),可選 UV 法(無試劑、易運維)。
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