物理吸收法（UV 紫外法）測量 COD 的核心原理，是基于朗伯 - 比爾定律（Lambert-Beer Law） 和有機物的紫外吸收特性—— 水中的還原性有機物（COD 的核心貢獻者）對特定波長的紫外光具有選擇性吸收，通過測量紫外光的吸收強度，可間接推算出水中有機物的濃度，進而得到 COD 值。

一、核心前提：有機物的紫外吸收特性

COD（化學需氧量）的本質是 “水中還原性有機物被氧化所需的氧量"，而絕大多數還原性有機物（如碳水化合物、蛋白質、油脂、芳香族化合物等）的分子結構中含有共軛雙鍵（C=C）、羰基（C=O）、羥基（-OH） 等官能團。這些官能團會對波長為 254nm（紫外區） 的光產生強烈吸收 —— 這是 UV 法測量 COD 的 “物質基礎"。

簡單來說：水中有機物濃度越高，對 254nm 紫外光的吸收越強；反之則越弱，這種吸收強度與有機物濃度的線性關系，是 UV 法間接計算 COD 的核心邏輯。

二、關鍵定律：朗伯 - 比爾定律（定量依據）

UV 法的定量計算玩全依賴朗伯 - 比爾定律，該定律描述了 “光的吸收強度與物質濃度、光在介質中傳播距離（光程）" 的定量關系，公式如下：
A = ε × b × c
其中各參數含義如下：

由于實際水樣中有機物是 “多種混合物"，無法單獨測量每種有機物的 ε 值，因此 UV 法會通過 **“校準曲線"** 簡化計算：先使用已知 COD 值的標準溶液（如鄰苯二甲酸氫鉀溶液），測量其對應吸光度 A，建立 “A-COD" 的線性關系（替代單一 ε 值）；實際測量時，只需檢測水樣的 A 值，代入校準曲線即可直接算出 COD。

三、傳感器結構與測量流程（原理落地）

UV 紫外法 COD 傳感器的硬件設計圍繞 “精準測量吸光度" 展開，核心結構包括光源、檢測池、檢測器、參比光路四部分，具體測量流程如下：

光源發射特定波長光
傳感器內置254nm 紫外 LED 光源（主測量光）和850nm 紅外 LED 光源（參比光）。254nm 光用于測量有機物吸收，850nm 光用于消除干擾（濁度、色度對紫外光的非特異性吸收）。

光穿過水樣（檢測池）
水樣流入傳感器的 “檢測池"（光程 b 固定，如 5mm/20mm/50mm），254nm 紫外光穿過水樣時，部分被有機物吸收，剩余光（透射光）到達檢測器；同時 850nm 紅外光也穿過水樣，幾乎不被有機物吸收（僅被濁度、懸浮物吸收）。

檢測器接收并計算吸光度
檢測器分別接收 “254nm 透射光強度（I）" 和 “初始 254nm 光強度（I?）"，通過公式 A = log(I?/I) 計算出 “有機物相關吸光度"；同時通過 850nm 光的吸收強度，扣除 “濁度 / 懸浮物導致的額外吸光度"，得到凈吸光度（A 凈）。

換算為 COD 值
傳感器根據預先校準好的 “凈吸光度 - COD" 曲線，將 A 凈直接換算為 COD 測量值，最終顯示或輸出數據（如 4-20mA 信號、RS485 通訊）。

四、UV 法的核心優勢與局限性（原理衍生特性）

UV 法的特性玩全由其 “物理吸收" 原理決定，與化學氧化法（重鉻酸鉀法）形成鮮明對比：

1. 核心優勢

無需試劑，運維簡單：僅依賴光的吸收，無需添加氧化劑、催化劑（如硫酸銀），避免了試劑消耗、廢液處理的成本和麻煩。

響應速度快：從水樣進入檢測池到出結果僅需幾秒至幾十秒（化學法需加熱回流 2 小時），適合實時在線監測。

無二次污染：因無化學試劑參與，不會產生含重金屬（如汞）、強酸的廢液，環保性更強。

2. 局限性（原理帶來的固有問題）

需提前校準，依賴標準曲線：不同水樣中有機物的種類（如生活污水 vs 印染廢水）不同，其平均摩爾吸光系數 ε 存在差異，若用通用校準曲線測量，可能導致誤差（需用目標水樣的標準溶液重新校準）。

易受干擾物質影響：

濁度（懸浮物）、色度會吸收 254nm 紫外光，導致測量值偏高（需通過 850nm 參比光補償，或預處理過濾）；

硝酸鹽（NO??）在 254nm 處也有吸收，若水樣中硝酸鹽濃度高（如地下水），會誤計入 COD 值（需額外校正或選擇抗硝酸鹽干擾的傳感器）。

量程有上限（光飽和效應）：當水樣 COD 過高（如 > 2000mg/L）時，254nm 紫外光會被有機物WAN 全吸收（透射光 I≈0），吸光度 A 超出線性范圍（即 “光飽和"），需稀釋后才能測量（化學法可通過調整試劑濃度擴展量程）。

總結

UV 紫外法測量 COD 的本質是：利用有機物對 254nm 紫外光的選擇性吸收，通過朗伯 - 比爾定律將吸光度轉化為 COD 值。其核心優勢是快速、無試劑，適合在線實時監測；但需解決校準匹配、干擾補償、高濃度稀釋等問題，才能確保測量精度。