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TECHNICAL ARTICLESCOD 传感器的测量范围并非固定值,而是由传感器的测量原理(化学法 / UV 法)、硬件设计(如光源功率、检测池长度)、目标应用场景(地表水 / 工业废水) 共同决定,不同类型传感器的测量范围差异极大,常见范围可覆盖0~50mg/L(低量程)到 0~10000mg/L(高量程) ,部分特殊定制款甚至可达到 0~20000mg/L。
一、按测量原理分类:不同原理的典型测量范围
COD 传感器的核心原理分为化学氧化法(重铬酸钾法、高锰酸钾法) 和物理吸收法(UV 紫外法) ,两者的测量范围设计差异显著,具体如下:
测量原理 | 典型测量范围 | 适用场景(对应 COD 浓度) | 范围设计逻辑 |
UV 紫外法 | 0~500mg/L(常规) | 地表水、饮用水、轻度污染的生活污水(COD 通常 < 100mg/L) | 依赖低浓度下的紫外吸光度线性关系,高浓度水样(>500mg/L)会因 “光饱和" 导致误差增大,需稀释后测量。 |
0~2000mg/L(高量程款) | 中低浓度工业废水(如食品加工、印染废水,COD 100~1500mg/L) | 通过缩短检测池长度(减少光程)、降低光源功率,避免高浓度有机物对紫外光的过度吸收,扩大线性范围。 | |
重铬酸钾法 | 0~1000mg/L(常规) | 生活污水、多数工业废水(COD 100~800mg/L) | 基于重铬酸钾与有机物的氧化还原反应,常规试剂浓度可覆盖此范围,过量有机物会导致氧化剂不足。 |
0~10000mg/L(高量程) | 高浓度工业废水(如造纸黑液、酿造废水,COD 1000~8000mg/L) | 通过减少水样取样量、提高重铬酸钾试剂浓度,确保氧化剂充足,适配高污染水体。 | |
高锰酸钾法 | 0~50mg/L(常规) | 地表水、饮用水、清洁水体(COD 通常 < 30mg/L) | 高锰酸钾氧化性弱于重铬酸钾,仅能氧化部分易降解有机物,因此量程设计偏下限,适合低污染水体。 |
二、影响测量范围的核心因素
除原理外,传感器的硬件设计和实际应用中的操作,也会直接影响有效测量范围:
1. 硬件设计因素
检测池长度(UV 法关键):根据 “朗伯 - 比尔定律",吸光度与水样浓度、光程(检测池长度)成正比。
低量程传感器:检测池长(如 50mm),增强低浓度有机物的吸光度信号,提高灵敏度;
高量程传感器:检测池短(如 5mm),减少高浓度有机物的吸光度饱和问题,扩大上限。
试剂浓度与取样量(化学法关键):
测量高浓度 COD 时,需减少水样体积(如从 20mL 降至 2mL)或提高氧化剂(重铬酸钾)浓度,避免氧化剂被玩全消耗;
测量低浓度 COD 时,需用低浓度试剂(如 0.025mol/L 重铬酸钾),避免试剂过量导致的误差。
光源功率与检测器精度:
UV 法中,高功率紫外 LED(如 10mW)可覆盖更高浓度(光强足,不易被玩全吸收);
高精度检测器(如 0.001Abs 分辨率)能捕捉低浓度下的微小吸光度变化,降低量程下限。
2. 应用场景因素
水样预处理:若水样 COD 浓度远超传感器量程(如 10000mg/L 的废水用 0~1000mg/L 传感器),需通过稀释(如按 1:10 稀释)将浓度降至量程内,否则会导致测量值 “超上限"(显示 “OL" 或固定最大值);
干扰物质:
浊度高的水样(如含大量悬浮物)会遮挡 UV 光,导致 UV 法测量值偏高,需先过滤,否则实际有效量程会因干扰而缩小;
化学法中,Cl⁻会与重铬酸钾反应,若 Cl⁻浓度高(如 > 1000mg/L),需加入硫酸汞掩蔽,否则会导致 COD 测量值偏高,间接影响量程准确性。
三、不同场景的 “推荐量程选择"
选择 COD 传感器时,需先明确目标水样的 COD 浓度范围,避免 “量程过大导致精度不足" 或 “量程过小无法测量":
应用场景 | 水样 COD 浓度范围 | 推荐传感器类型与量程 | 注意事项 |
饮用水 / 纯净水 | 0~10mg/L | UV 法(0~50mg/L)或高锰酸钾法(0~50mg/L) | 需选择高灵敏度款(分辨率 0.01mg/L),避免干扰。 |
地表水 / 湖泊水 | 0~100mg/L | UV 法(0~200mg/L)或高锰酸钾法(0~50mg/L) | 若水体有轻微污染,可选 0~200mg/L 量程留有余量。 |
生活污水(进水) | 100~500mg/L | 重铬酸钾法(0~1000mg/L)或 UV 法(0~500mg/L) | 避免选 0~500mg/L UV 法时,进水浓度偶尔超上限。 |
工业废水(如印染、造纸) | 500~5000mg/L | 重铬酸钾法(0~10000mg/L)或高量程 UV 法(0~2000mg/L) | 高浓度水样需确认传感器是否支持 “不稀释直接测",减少操作误差。 |
总结
COD 传感器的测量范围无统一标准,核心是 “按需匹配":
先明确水样的预估 COD 浓度范围(可通过国标法先测 1-2 次);
优先选择 “量程上限略高于预估浓度、下限低于最地值" 的传感器(如预估 100-800mg/L,选 0~1000mg/L),兼顾精度与适用性;
高浓度或复杂水样(如工业废水),优先选重铬酸钾法传感器(量程宽、抗干扰强);低浓度清洁水样(如地表水),可选 UV 法(无试剂、易运维)。