水质安全直接关系生态保护、工业合规与民生健康，COD（化学需氧量）与氨氮作为水体污染核心指标，其精准监测是污染防控的关键。COD 氨氮水质监测仪整合电化学、光学与信号处理技术，实现两类污染物快速定量检测，核心围绕特异性识别、信号转化与数据校准三大环节，科研人员通过优化组件设计与算法，确保仪器在复杂水体中稳定运行。

氨氮监测核心原理

特异性电极感应机制

氨氮监测以 PVC 膜铵离子选择电极为核心，该电极由科研人员设计，仅允许铵离子通过膜结构与内部参比系统作用。电极内部参比液在 100KPa 左右压力下经微孔盐桥缓慢渗出，维持参比系统长期稳定并延长电极寿命。

信号转化与温度补偿

铵离子浓度与电极电位差遵循能斯特方程，监测仪通过信号采集模块捕捉电位变化并转化为电信号。内置 Pt1000 温度传感模块实时感知水体温度，自动调整参数以抵消温度对离子活性与电极响应的影响，保障不同环境下的数据准确性。电信号经模数转换后，通过校准曲线换算为氨氮浓度值，无需复杂预处理即可快速监测。

抗干扰技术优化

针对水体中 K+、Na+、Zn2 + 等干扰离子，工程技术人员改进 PVC 膜成分与结构，降低干扰离子渗透效率。在铵离子浓度 10-4 至 10-2mol/L 范围内，仪器对常见干扰离子的抗干扰阈值已满足多数自然水体与工业废水监测需求。

COD 监测核心原理

重铬酸钾氧化 - 分光光度法

强酸性条件下，监测仪向水样加入过量重铬酸钾标准溶液，辅以硫酸银催化剂与硫酸汞氯离子屏蔽剂，加热回流时重铬酸钾氧化水体中还原性物质。反应结束后，通过分光光度法检测剩余 Cr6 + 浓度（其吸光度与浓度呈线性关系），推算参与反应的重铬酸钾总量，进而得出 COD 数值。快速消解技术通过升温与优化催化剂，将消解时间缩短至 15-30 分钟，适配现场监测。

紫外吸收法

利用有机物对特定波长紫外光的吸收特性，监测仪采用双光束检测技术（254nm 与 360nm 波长），消除悬浮颗粒物与浊度干扰，通过算法直接换算 COD 浓度。该方法无需化学试剂，无二次污染且检测快速，适用于清洁水体与低浓度有机污染水体连续监测。

关键技术组件与工作流程

核心感应与处理组件

氨氮监测侧包含铵离子选择电极、参比电极与温度补偿电极，外壳采用耐腐蚀材质，防护等级达 IP68；COD 监测侧由消解反应池与光学检测器组成，确保强酸碱、高温环境下的结构稳定。内置高精度信号放大模块过滤噪声，嵌入式芯片运行校准算法与换算模型，将数字信号转化为浓度值。

数据传输与校准维护

数据传输模块支持 RS-485 总线与 Modbus/RTU 协议，可对接各类工业控制设备实现数据实时上传。两点校准流程保障数据准确：零点校准需将传感器置于标准溶液静置 5 分钟，斜率校准选用特定浓度标准液调整响应斜率。仪器出厂前经 72 小时老化与稳定性测试，使用中需定期用去离子水清洗电极、活化液浸泡，避免沉积物影响性能。

应用场景与技术发展

仪器广泛应用于污水处理厂出水监测、工业废水排放管控、地表水评估与饮用水源地保护，为环保部门动态追踪污染状况、企业保障排水合规提供技术支撑。科研团队持续优化抗干扰性能，开发复合膜电极与光学校正算法，同时推动智能化升级，加入远程校准、故障自诊断功能。未来仪器将向小型化、高精度、多参数集成方向发展，整合物联网与大数据技术，实现监测数据云端存储与趋势预测，助力生态环境改善。