掌握電磁輻射（EMR）基（jī）礎知識有助於理解分光光度法在廢水監測中的應用原（yuán）理。地（dì）球始終處於一種能量形式的EMR中。EMR的形式按波（bō）長區分，如圖4所示的電磁波譜所述。波長和（hé）能量成反比，因此波長較長的EMR能量相對較低（dī），反之（zhī）亦然。高能（néng）宇宙射線（波長為十億（yì）分之一nm及以下）位於光譜的一端，而低能無線電波（波長為10億nm及以上）位於另一（yī）端（duān）。

各種形式的EMR以多種不同方式與物質相互作用。例如，太陽的熱量（liàng）來（lái）自（zì）其波長所定義的紅外EMR。光（guāng）譜法是對（duì）EMR與物質之間相互作用的測量。分光光度法是光譜法的一（yī）個分支，是（shì）對EMR（光）的吸收或透射率隨波長變化的測量。當（dāng）應（yīng）用於測量200~800nm波（bō）長範圍內（涵蓋紫外線（xiàn）輻射和可見光區域（yù））的（de）吸收時，它被稱為紫外-可（kě）見分光（guāng）光度法。在這些範圍內，EMR與（yǔ）物質的相互作用（吸收）主要由較（jiào）高能量（liàng）將電子從較（jiào）低基態（tài）激發到較高激（jī）發態所（suǒ）主導。所吸收的紫外或可見光的波長取決於電子（zǐ）激發的難易程度，而這又取決於分子結（jié）構和電子構型。哪些電（diàn）子構型會導致在紫外-可（kě）見光範圍（wéi）內的吸收，這個問題的答案很複雜。

圖4.電磁波譜

同樣需要了解的是，在紫（zǐ）外-可見光範圍內，其他EMR相互（hù）作（zuò）用即使不（bú）占主（zhǔ）導地（dì）位，也具有重要意義。因此，任何（hé）特定物質（zhì）的吸收都發生在一個波長帶上，而非單（dān）一離散波長。

同樣，提供更精確的（de）硝酸鹽（yán）測量的解決方案是使用光譜傳感器掃描多個波長。此外（wài），為了區分（fèn）並單獨報告硝（xiāo）酸（suān）鹽和亞硝酸鹽，理想的波長間隔應小（xiǎo）於1nm。計算氮參數的算法比計（jì）算碳綜合參數所需的算法更簡單——硝酸鹽（yán）和亞硝酸鹽的光（guāng）譜與樣品（pǐn）類（lèi）型無關。也就是說，當校準光譜和樣品光譜指紋合理匹配時，將實現最佳性能。

表1.IQ SensorNet紫外-可見分光光度計傳感器類型（xíng）

紫外-可見分光光度傳感器如圖（tú）9所示。該傳感器由外殼、內部光學元件和（hé）固件所在（zài）的（de）電子元件組成。外殼由（yóu）可浸（jìn）入水中的圓柱形主（zhǔ）體構成，用於保護內部光學元件。IQ SensorNet紫（zǐ）外-可見傳感器由直徑60 mm的鈦金屬製成，以實現最大耐用性。

透鏡位於傳感器一側切割（gē）出的（de）測量窗口的兩側。當傳感器（qì）浸入廢水中時，測量（liàng）窗口充（chōng）滿樣品。或者，流通池圍繞測量窗口（kǒu）安裝在傳感器上。IQ SensorNet紫外-可見傳感器的透鏡由藍寶石製成，具有更強的耐用性和（hé）更好的光學性能。自動清潔係統對於防止透鏡外部結垢至關重要，結垢會幹擾傳（chuán）感（gǎn）器，導致不可接受的誤差。IQ SensorNet紫外-可見傳感器（qì）包括內置的超聲波清潔係統UltraClean™。

圖9.紫外-可見分光光度計傳感器

紫外-可見（jiàn）傳感器（qì）的主要光學組件是用於獲取原始吸光度測量值的分光光度計。IQ SensorNet紫外-可見傳感器的光學組件如圖10所示。光源（yuán）是氙氣閃光（guāng）燈（1），其發射從紫外到可見（jiàn）光的波長範（fàn）圍內的光。氙氣燈的壽命極長。光學係統的發送器（qì）（2）將燈的輸出分開，引導測量光束（6）穿過藍寶石（shí）透（tòu）鏡和測量間（jiān）隙（3）中的樣品。第二束光（guāng），即參考光束（8），在傳感器主體內無樣品的路徑上傳播。分光束設計是最常見的典型設計。然而（ér），IQ SensorNet中測量通道和參考通道的光學組件相同（tóng），可提供自動漂移補償和長期穩定性（xìng）。光學係統的接收器（4）將測量光束和參考光束引導至由一個或多個固定（dìng）光電二極管（guǎn）組成的檢測器（5）。單波長配置測量紫外範圍內單一波長的吸光度（dù）。來自可見光範圍內約550nm的第二波長的吸光度用於補償濁度。

圖10.紫外-可見分光光度計傳感器光學組件示意（yì）圖