隨著工業(yè)化和城市化的加速發(fā)展,水體污染問題日益嚴峻,準確、快速地測定水體中的COD含量對于環(huán)境監(jiān)測和水資源保護至關(guān)重要。COD快速測定儀能夠在短時間內(nèi)完成COD的檢測,大大提高了檢測效率,其工作原理的深入研究有助于更好地發(fā)揮儀器的作用,提高檢測結(jié)果的準確性。 一、檢測依據(jù)——重鉻酸鉀氧化法 COD快速測定儀主要基于重鉻酸鉀氧化法進行檢測。該方法的基本原理是在強酸性溶液中,一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)(主要是有機物),過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀量,可計算出水樣中還原性物質(zhì)的消耗量,進而換算成COD值。 在COD快速測定儀中,這一化學(xué)反應(yīng)過程被巧妙地轉(zhuǎn)化為可量化的信號。儀器通過控制反應(yīng)條件,如反應(yīng)溫度、時間等,確保反應(yīng)能夠充分、準確地進行,為后續(xù)的檢測和計算奠定基礎(chǔ)。 二、光學(xué)檢測模塊——信號轉(zhuǎn)換關(guān)鍵 1、光源發(fā)射:COD快速測定儀的光學(xué)檢測模塊是其核心部分之一。儀器配備有特定波長的光源,一般為可見光或近紅外光。當(dāng)反應(yīng)體系中的物質(zhì)對光源發(fā)出的光產(chǎn)生吸收時,吸收強度與物質(zhì)濃度之間存在一定的關(guān)系,這符合朗伯 - 比爾定律。 2、光信號接收與轉(zhuǎn)換:反應(yīng)完成后,溶液對光源發(fā)出的光產(chǎn)生吸收,未被吸收的光穿過溶液到達光檢測器。光檢測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號,電信號的強弱與溶液中物質(zhì)的濃度相關(guān)。例如,當(dāng)溶液中COD含量越高,重鉻酸鉀被消耗得越多,溶液顏色越淺,對光的吸收越弱,光檢測器接收到的光信號越強,轉(zhuǎn)換后的電信號也就越大。 三、數(shù)據(jù)處理模塊——結(jié)果計算核心 1、信號放大與濾波:光檢測器轉(zhuǎn)換得到的電信號通常比較微弱,且可能存在噪聲干擾。數(shù)據(jù)處理模塊首先會對電信號進行放大處理,增強信號的強度,以便后續(xù)能夠準確地進行測量和分析。同時,通過濾波技術(shù)去除噪聲干擾,提高信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性。 2、濃度計算與顯示:經(jīng)過放大和濾波處理后的電信號,會被送入微處理器進行計算。微處理器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的算法和標準曲線,將電信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的COD濃度值。標準曲線是通過已知濃度的標準溶液進行校準得到的,它建立了電信號與COD濃度之間的定量關(guān)系。最后,計算得到的COD濃度值會在儀器的顯示屏上顯示出來,供操作人員讀取和記錄。 四、整體工作流程 1、樣品處理與反應(yīng):使用COD快速測定儀時,首先需要對水樣進行預(yù)處理,如去除懸浮物等。然后將處理后的水樣加入到特定的反應(yīng)管中,加入重鉻酸鉀等試劑,啟動反應(yīng)程序。儀器會自動控制反應(yīng)溫度和時間,確保反應(yīng)充分進行。 2、檢測與計算:反應(yīng)結(jié)束后,儀器通過光學(xué)檢測模塊對反應(yīng)溶液進行檢測,將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊進行放大、濾波和計算,最終得到水樣的COD濃度值。 五、結(jié)論 COD快速測定儀基于重鉻酸鉀氧化法,通過光學(xué)檢測模塊將化學(xué)反應(yīng)信息轉(zhuǎn)換為電信號,再利用數(shù)據(jù)處理模塊將電信號計算為COD濃度值。其工作原理科學(xué)、合理,能夠快速、準確地測定水體中的COD含量。
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