熒光法溶解氧傳感器結構原理深度解析

2026.01.14　瀏覽量：12 次

熒光法溶解氧傳感器結構原理是什么？熒光法溶解氧傳感器通過藍光激發氧敏感熒光材料，利用氧分子對熒光壽命和強度的猝熄效應，建立光學信號與溶解氧濃度之間的定量關系，實現無需電解液、低維護、高穩定性的在線溶解氧測量。下面贏潤集團工作人員就從其結構組成、工作機理、溫度補償方式及在污水處理、水環境監測等領域的應用優勢等方面來詳細闡述一下，并結合國家標準說明其技術可靠性與工程適用性。

熒光法溶解氧傳感器測量對象是什么？
測量對象是水體中的溶解氧濃度（DO），單位通常為 mg/L 或 % 飽和度，但測量路徑并非直接采集氧分子數量，而是通過光學方式進行間接計算。在熒光法溶解氧在線分析儀熒光法溶解氧在線分析儀中，傳感器探頭前端覆蓋氧敏感熒光層，當水中的氧分子擴散至該區域時，會對熒光信號產生猝熄作用。儀器通過采集熒光壽命變化，反演得到對應的溶解氧濃度值。這一測量思路符合《HJ 506-2009 水質溶解氧的測定電化學探頭法》中提出的“溶解氧測量結果應具有可比性和可溯源性”的技術要求。

熒光法溶解氧傳感器的核心結構由哪些部分組成？
以熒光法溶解氧在線分析儀為代表的熒光法溶解氧傳感器，其典型結構主要包括：
▲藍光 LED 激發光源（≈470 nm）
▲氧敏感熒光層
▲紅光接收器（光電二極管）
▲信號處理與計算模塊
▲NTC 溫度傳感器
▲全密封金屬或工程塑料外殼
與傳統極譜法或原電池法相比，該結構中不含透氧膜與電解液，減少了耗材部件數量。據工程運行統計，在污水廠連續工況下，熒光法 DO 傳感器的維護頻率可降低 60% 以上。

熒光猝熄效應在熒光法溶解氧在線分析儀中是如何被利用的？
當熒光法溶解氧在線分析儀傳感器內部的藍光LED激發熒光材料后，熒光層會發出紅光。若水體中氧濃度升高：
1、氧分子會帶走部分激發能量
2、熒光壽命縮短
3、熒光強度下降
儀器通過內置算法對熒光壽命進行實時計算，其數學關系可用Stern–Volmer方程描述。在0–20 mg/L測量范圍內，該關系呈高度線性，使熒光法溶解氧在線分析儀的重復性可達到±0.3 mg/L。

為什么熒光法溶解氧在線分析儀不受流速和攪拌影響？
核心原因在于測量過程中不發生氧消耗。傳統電化學法在測量時需要消耗氧分子，水體必須保持一定流速。而ERUN-SZ-DO611B熒光法溶解氧在線分析儀采用純光學測量方式，僅依賴氧分子擴散接觸熒光層，在 0–0.5 m/s 流速變化范圍內，測量偏差通常小于 ±1%。這一特性使其在污水處理廠生化池、曝氣池等低流速場景中具有明顯優勢，符合《城鎮污水處理廠運行維護技術規程（CJJ 60）》的在線監測要求。

溫度變化對熒光法溶解氧在線分析儀測量結果有多大影響？
水溫每升高 10 ℃，溶解氧飽和度約下降 20%–25%。
熒光法溶解氧在線分析儀在傳感器內部集成 NTC 溫度傳感器，對以下兩方面進行同步補償：
★熒光材料溫漂
★氧溶解度變化
該補償方式與《GB/T 5750.7-2023 生活飲用水標準檢驗方法》中關于溫度修正的原則保持一致，確保不同季節、不同水溫條件下數據的可比性。

哪些應用場景更適合采用熒光法溶解氧在線分析儀？
結合其結構原理與工程特性，熒光法溶解氧在線分析儀適用于：
▲污水處理廠調節池、生化池、出水口
▲自來水廠與地表水監測
▲水產養殖高密度養殖水體
▲工業循環水與過程用水
在連續運行條件下，其典型校準周期可達 12 個月以上，顯著降低運維成本。

以上就是關于熒光法溶解氧傳感器結構原理是什么的相關介紹，熒光法溶解氧傳感器以光學猝熄效應為基礎，通過藍光激發、紅光響應和數字信號運算，構建起穩定、可溯源的溶解氧測量體系。相較傳統電化學方法，其結構中不依賴電解液和透氧膜，避免了氧消耗問題，在低流速或無攪拌條件下仍能保持良好的測量一致性。在實際工程應用中，熒光法溶解氧傳感器通過集成溫度補償與數字通信技術，可滿足污水處理廠、生化反應系統、地表水與工業用水等場景對長期在線監測的需求。

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