COD（化學需氧量）傳感器的工作原理核心是通過化學或物理方法氧化水樣中的有機物，再通過檢測氧化過程中的 “消耗量" 或 “產物量"，間接計算出水中有機物的總含量（即 COD 值）。根據氧化方式的不同，主流 COD 傳感器可分為重鉻酸鉀法、高錳酸鉀法、紫外吸收法三大類，各類原理差異顯著，具體如下：

一、主流類型：重鉻酸鉀法 COD 傳感器（實驗室 / 在線常用，國標方法）

重鉻酸鉀法是我國《水質 化學需氧量的測定 重鉻酸鉀法》（GB 11914-89）規定的標準方法，在線傳感器多基于此原理改良（如 “流動注射法"“分光光度法"），核心是強氧化反應 + 分光檢測。

工作流程與原理：

樣品與試劑混合
傳感器會自動抽取定量水樣，與已知濃度的重鉻酸鉀溶液（強氧化劑）、硫酸銀溶液（催化劑，加速有機物氧化）、硫酸汞溶液（掩蔽劑，消除氯離子干擾）混合，形成反應體系。

高溫氧化反應
混合液在165℃±2℃ 下加熱回流 2 小時（在線傳感器常通過 “微波加熱" 或 “恒溫加熱塊" 縮短至 10-30 分鐘），此時重鉻酸鉀中的六價鉻（Cr??，橙色） 會被水樣中的有機物還原為三價鉻（Cr3?，綠色）。
關鍵反應邏輯：有機物含量越高（COD 值越大）→ 被還原的 Cr??越多 → 生成的 Cr3?越多 → 溶液綠色越深。

分光光度檢測
反應結束后，傳感器通過分光光度計發射特定波長的光（通常為 600-620nm，對應 Cr3?的特征吸收峰），穿透反應后的溶液。
依據 “朗伯 - 比爾定律"：溶液中 Cr3?的濃度與光的吸收強度（吸光度）成正比，傳感器通過檢測吸光度，反推出 Cr3?的生成量，進而計算出消耗的重鉻酸鉀量，最終換算為水樣的 COD 值（單位：mg/L）。

二、簡化類型：高錳酸鉀法 COD 傳感器（多用于輕度污染水）

高錳酸鉀法（又稱 “酸性高錳酸鉀法"）氧化能力弱于重鉻酸鉀，主要用于檢測地表水、飲用水等輕度污染水體（COD 值較低），原理與重鉻酸鉀法類似，核心差異在 “氧化劑" 和 “反應條件"：

氧化反應：以高錳酸鉀（KMnO?，紫紅色） 為氧化劑，在酸性條件（硫酸）下加熱，高錳酸鉀被有機物還原為二價錳離子（Mn2?，無色）。

檢測邏輯：有機物含量越高 → 消耗的高錳酸鉀越多 → 溶液紫紅色褪去越明顯。傳感器通過檢測 “剩余高錳酸鉀的濃度"（如分光檢測紫紅色的吸光度），計算消耗的氧化劑總量，換算為 COD 值（有時也標注為 “CODMn" 以區分重鉻酸鉀法的 “CODCr"）。

三、快速類型：紫外吸收法 COD 傳感器（無需化學試劑，實時監測）

紫外吸收法是無試劑、快速檢測的物理方法，核心原理是 “有機物對特定波長紫外光的吸收特性"，適用于水質穩定、成分相對簡單的場景（如工業循環水、污水處理廠出水）。

工作原理：

吸收特性：水中的有機物（尤其是含共軛雙鍵、苯環的化合物）會強烈吸收254nm 波長的紫外光（UVC），而無機物（如 H?O、CO?2?、Cl?）對該波長光的吸收極弱，可忽略不計。

雙光路補償：傳感器通常設計 “雙光路"：

一路發射254nm 紫外光：檢測水樣對紫外光的吸收強度（與有機物濃度正相關）；

另一路發射546nm 可見光：檢測水樣的濁度（濁度會干擾紫外光吸收，需通過可見光吸收值修正）。

計算 COD：傳感器通過 “紫外光吸光度 - 濁度修正值" 的預設校準曲線，直接換算出 COD 值，無需加熱、無需試劑，響應速度可達到秒級或分鐘級，適合實時在線監測。

三類 COD 傳感器原理對比

綜上，不同原理的 COD 傳感器對應不同的應用需求，核心都是通過 “量化有機物與氧化劑的反應" 或 “有機物的物理特性"，實現 COD 值的精準檢測。