熒光淬滅法測量水中溶解氧

                                                                                         —— Presens公司制造光纖傳感器的領(lǐng)馭者。

         溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子狀態(tài)的氧，即水中的O2，用DO表示。溶解氧是水生生物生存*的條件。溶解氧的一個來源是水中溶解氧未飽和時，大氣中的氧氣向水體滲入；另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化，一般說來，溫度越高，溶解的鹽分越大，水中的溶解氧越低；氣壓越高，水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質(zhì)所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機(jī)物質(zhì)被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本，是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近于飽和值（9ppm），藻類繁殖旺盛時，溶解氧含量下降。水體受有機(jī)物及還原性物質(zhì)污染可使溶解氧降低，對于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)來說，水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關(guān)重要的影響，當(dāng)溶解氧低于4mg/L時，就會引起魚類窒息死亡，對于人類來說，健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當(dāng)溶解氧（DO）消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時，溶解氧的含量可趨近于0，此時厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染，特別是有機(jī)物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標(biāo)，也是衡量水質(zhì)的綜合指標(biāo)。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環(huán)境監(jiān)測具有重要意義。

         熒光猝滅法的測定是基于氧分子對熒光物質(zhì)的猝滅效應(yīng)原理，根據(jù)樣品溶液所發(fā)生的熒光的強(qiáng)度來測定試樣溶液中熒光物質(zhì)的含量。測量原理圖: 

傳感器上的熒光物質(zhì)吸收了從藍(lán)色LED發(fā)出的光—進(jìn)入激活狀態(tài)——發(fā)出熒光。分子通過碰撞，轉(zhuǎn)換能量。傳感器上的熒光物質(zhì)與氧氣分子發(fā)生碰撞產(chǎn)生熒光淬滅，多于的能量將會以一種非非輻射的方式傳輸，來削減熒光信號能量。熒光淬滅的程度與三維空間的氧氣壓力相關(guān)，通過衰減時間測量內(nèi)部氧氣。通過利用光纖傳感器來實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸，由于光纖傳感器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便于利用現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，對傳統(tǒng)的傳感器起到擴(kuò)展、提高的作用，在很多情況下能完成傳統(tǒng)的傳感器很難甚至不能完成的任務(wù)，因此非常適合于熒光的傳輸與檢測。德國Presens公司以雷根斯堡大學(xué)為技術(shù)依托,自1980年開始進(jìn)行微型光化學(xué)傳感器研究.目前該公司已成為上*的集研發(fā)、制造和銷售化學(xué)光纖傳感器及其配套電子產(chǎn)品的專業(yè)公司。公司利用DLR熒光分析技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)了測量氧氣/溶解氧/pH/CO2的光纖傳感器。其特點(diǎn)是：探頭纖小精細(xì)，直徑<50um；測量過程中不消耗氣體；測量精度高達(dá)1ppb。適用于動植物活體檢測、環(huán)境檢測、工業(yè)應(yīng)用、科學(xué)研究等多個領(lǐng)域。

        實(shí)驗(yàn)證明，熒光淬滅法克服了碘量法和電流測定法的不足，具有很好的光化學(xué)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性，無延遲，精度高，壽命長。其測量范圍一般為1ppb-45ppm，響應(yīng)時間≤1s。德國Presnes公司的光纖傳感器為國內(nèi)市場檢測溶解氧/氧氣/pH/CO2開拓了新的儀器領(lǐng)域，為更多的研究人員和監(jiān)測人員提供了便捷和的測量工具。

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