UV 法 COD 在线监测仪器的光源稳定性控制技术

光源（254nm 紫外光源）的稳定性直接决定 UV 法 COD 监测的重复性与准确性，光源光强波动（即使 ±1%）也会导致 COD 测量误差 ±1-2%，因此光源稳定性控制是仪器设计的核心技术，具体方法如下：

光源选型与驱动电路优化

光源选型：

优先选用254nm 专用稳频 LED：相比传统氘灯，LED 的光强稳定性更好（短期波动＜±0.5%/ 小时），且启动后 30 分钟内即可稳定（氘灯需 1 小时以上）。

筛选一致性：生产时对 LED 进行严格筛选，选择光强波动＜±1% 的批次，确保同型号仪器性能一致。

驱动电路设计：

恒流源驱动：采用高精度恒流源（电流稳定度 ±0.1%）为 LED 供电，避免电压波动导致的光强变化（LED 光强与电流呈线性关系）。

温度补偿：在驱动电路中加入负温度系数（NTC）电阻，当 LED 温度升高时（光强会略有下降），自动微调电流（+0.1%/℃），补偿温度引起的光强衰减。

光强反馈与闭环控制

实时监测：在光源光路中设置分束镜，将 10% 的光强引入参考检测器（与测量检测器同型号），实时监测光源光强变化。

闭环调整：当参考检测器检测到光强波动＞±0.5% 时，控制系统自动调整驱动电流，使光强恢复至初始值，调整响应时间＜1 秒。

优势：可抵消 LED 老化（缓慢衰减）、温度变化、电源波动等因素引起的光强变化，长期（24 小时）光强稳定性提升至 ±1% 以内。

光学系统稳定性设计

机械固定：光源、单色器、流通池、检测器通过精密机械结构（如金属支架 + 定位销）固定，确保相对位置偏差＜0.1mm，避免震动导致的光路偏移（光强波动主要来源之一）。

温度控制：将光源和光学元件置于恒温舱内（温度 25±0.5℃），避免环境温度变化导致的光学元件热胀冷缩（如流通池长度变化），减少光路稳定性波动。

防尘设计：光学系统采用密封结构，内部充氮气（干燥、惰性），防止灰尘附着在光学元件表面（灰尘会散射光线，导致光强衰减），维护周期延长至 1 年以上。

光源稳定性验证方法

短期稳定性：连续测量标准溶液 1 小时（每 5 分钟 1 次），计算 COD 测量值的相对标准偏差（RSD），应≤1%。

长期稳定性：连续测量标准溶液 24 小时（每 1 小时 1 次），计算最大值与最小值的相对偏差，应≤±2%。