一些制造商僅生產單波長傳感器,而其他像WTW一樣的制造商除單波長傳感器外還生產光譜傳感器,后者可提供更多參數和更高的準確性。前面我們一直在談論光譜傳感器,在光譜傳感器中,每次測量時都將掃描256個波長的紫外光和可見光以獲得所需參數的濃度。此類傳感器通過測量每種波長處的吸光率來生成“光譜足跡”。然后,根據傳感器中編制的算法將每個“光譜足跡”計算為以 mg/L 為單位的濃度(Smith, 2019)。
相比于單波長傳感器,光譜測量的精度和準確度更高,因為物質分子會吸收一段波長范圍內的光,而并非僅吸收單個波長。附加波長具有許多優勢,包括為每個參數提供更多吸收數據、使用一系列波長進行濁度修正,甚至有助于檢測不同形式的有機分子。
紫外可見光譜傳感器掃描的256個波長跨越紫外和可見光范圍,從200至720nm(圖1)。紫外光譜傳感器掃描的256個波長范圍為200-390nm。在這個波長范圍內,紫外傳感器將能夠同時測定并區分硝酸鹽和亞硝酸鹽。硝酸鹽和亞硝酸鹽通常吸收短波長紫外光(<250nm),有機分子的吸收峰主要出現在250-350nm的紫外波長范圍內。380 - 720nm范圍內的光吸收來自每次測量時都會測量和進行修正的濁度 (Smith, 2019)。
不過,我們仍然有兩種使用對單個波長的吸收率來確定特定參數濃度的單波長傳感器。UVT-254傳感器(或 SAC-254)測量 254nm 波長處的透光率或吸光度(%)。254nm的紫外光能夠被有機分子吸收,因此該傳感器對測定飲用水和污水內的有機物濃度趨勢非常有用。使用 UVT-254傳感器,可以輸出經過準確校準的COD、BOD和TOC相關值,還會再測一個波長 (550nm) 用于濁度修正。NOx傳感器使用單個波長測量硝酸鹽(NO3-N)和亞硝酸鹽 (NO2-N) 的總和,這足以滿足一些生物脫氮除磷應用中的氮監控需求。
盡管單波長傳感器可以提供有用的數據和趨勢,但與光譜傳感器相比,其準確度和可重復性不佳。使用單波長進行測量和濁度修正時,此類傳感器可能無法檢測到某些形式的有機分子,無法區分硝酸鹽和亞硝酸鹽,也無法準確補償濁度。
單波長和光譜傳感器各有優勢,所以哪種更適合您的應用呢?使用單波長傳感器能夠以適中的價格獲得有機物或氮氧化物的趨勢數據,并且甚至有些應用專門需要用到單波長傳感器,例如紫外線消毒需要UVT-254。然而,光譜傳感器已針對特定應用(進水、二級處理、出水)進行校準,并且由于此類傳感器掃描256個波長,從而準確性、可靠性都比單波長傳感器更高,濁度修正也更準確。