[发明专利]一种基于光谱法的低浓度COD测量装置

说明书

本发明提出一种基于光谱法的低浓度COD测量装置，包括光源、准直系统、样品池、会聚系统和光信号探测系统，样品池内壁设置相对的第一光学反射端面和第二光学反射端面，第一光学反射端面上依次设置第一石英光窗、第一平面反射镜，第一石英光窗为光源入射面；第二光学反射端面上依次设置第二平面反射镜、第二石英光窗，第二石英光窗为光源的出射面；光源发出的光通过准直系统变成平行光，平行光经样品池的入射面进入样品池，平行光经第一平面反射镜和第二平面反射镜的多次反射以及被待测液体的吸收后，从样品池的出射面出射，再经过会聚系统后进入光信号探测系统；与应用传统直线测量光路的装置相比，本发明大大降低了COD浓度的检测限。

技术领域

本发明涉及水质检测分析领域，尤其涉及COD的检测方法与环境光学检测技术领域，具体为一种基于光谱法的低浓度COD测量装置。

背景技术

化学需氧量(COD)指在一定条件下，水体中还原性物质被强氧化剂氧化时,所消耗的氧化剂的量，换算成氧的浓度以mg/L计，是表征水中还原性物质的综合性指标。近年来，我国国民经济的发展迅速，但同时环境污染问题也日益严重。尤其是水体污染的问题。COD可用于判断水体中有机物的相对含量，是环境监测中最重要的有机污染综合指标之一。目前水体COD的测量方法主要是碱性高锰酸钾比色法，也是目前实验室普遍采用的一种方法，该方法测量准确，重现性好，但是测试过程中需要进行水样采样与运输、繁杂的试剂反应预处理、测量与分析等步骤，操作繁琐，分析时间较长，并且需要添加化学试剂，加入的化学物质易对环境造成二次污染，试剂量大，难以大批量快速测定，无法满足现场/在线环境监测的需求。

采用紫外吸收光谱法测量COD无需添加任何化学试剂，不需要对水样进行预处理就可直接测量，检测速度快，避免了繁琐的操作步骤与对环境的二次污染，适合用于现场/在线监测。

目前，紫外吸收光谱法测量COD的检测限一般大于10mg/L，饮用水与海水中的COD含量较低，一般为3mg/L，低于紫外吸收光谱法测量COD的检测限，因此，这些水环境中的COD还只能采用碱性高锰酸钾比色法，制约了我国对海水和饮用水等COD的现场/在线监测与控制。

目前市场急需一种，检测速度快，可避免二次污染，适用于低浓度COD的一种检测装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于光谱法的低浓度COD测量装置，样品池使入射光的反射次数增加，改变测量光程，从而扩大了COD浓度测量范围。

根据本发明的目的，提供一种基于光谱法的低浓度COD测量装置，所述测量装置包括光源、准直系统、样品池、会聚系统和光信号探测系统，其中，所述样品池内壁设置相对的第一光学反射端面和第二光学反射端面，所述第一光学反射端面上依次设置第一石英光窗、第一平面反射镜，所述第一石英光窗为所述光源入射面；所述第二光学反射端面上依次设置第二平面反射镜、第二石英光窗，所述第二石英光窗为所述光源的出射面；

所述光源发出的光通过所述准直系统变成平行光，所述平行光经所述样品池的所述第一石英光窗进入所述样品池，所述平行光经所述第一平面反射镜和所述第二平面反射镜的多次反射以及被待测液体吸收后，从所述样品池的所述第二石英光窗出射，再经过所述会聚系统后进入所述光信号探测系统；

所述光信号探测系统用于对入射光进行分光和探测，获取各波长的光强信号，对所述光强信号进行计算处理后得出被测液体的COD浓度。

上述装置采用了紫外分光光度的方法，可以实现对水体中COD浓度的直接测量。所述样品池，使得测量光程变长，扩大COD浓度测量范围，可测量更低浓度的COD。其检测速度快，避免了繁琐的实验步骤，同时不需要化学试剂添加，避免了对水体的二次污染。

优选地，所述第一平面反射镜和所述第二平面反射镜之间设置夹角为θ，通过设定所述第一平面反射镜和所述第二平面反射镜的所述夹角θ改变测量光程，从而改变COD浓度测量范围。