[发明专利]一种基于荧光猝灭原理的溶解氧测量方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及水体中溶解氧测量技术领域，具体而言，涉及一种基于荧光猝灭原理的溶解氧测量方法和用途。

背景技术

荧光猝灭原理，广义上说包括了任何可使荧光强度降低的作用。狭义上，仅仅指那些由于荧光物质分子与溶剂或溶质分子之间所发生，导致荧光强度下降的物理或化学作用过程。这些会引起荧光猝灭的物质称为猝灭剂。

荧光猝灭过程实际上是与发光过程相互竞争从而缩短发光分子激发态寿命的过程，荧光寿命是关于接收信号相位的函数。现有的光学溶解氧传感器的测量机理都是基于动态猝灭过程。在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移的机制丧失其激发能而返回基态。并且，现有技术中，对溶解氧浓度的测量都是通过测量荧光的光强度来计算得到溶解氧浓度，但是荧光的光强度容易受到外界光的干扰，造成测量结果不准确，稳定性较低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于荧光猝灭原理的溶解氧测量方法和用途，该方法根据激发光和参照光的相位差计算荧光的相位，根据荧光相位计算溶解氧浓度，计算结果不受杂光干扰，准确性高，稳定性好。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于荧光猝灭原理的溶解氧测量方法，进行测量时，首先，将传感器置于目标海域，控制激发光二极管发出激发光，激发光到达氧敏感膜，促使氧敏感膜与水环境中的溶解氧发生反应，并发出红色荧光，该红色荧光传输至光电探测器，由光电转化板转换成激发光电信号；

其次，切断激发光二极管，控制参照光二极管发出红光，红光到达氧敏感膜，并被反射后传输至光电探测器，由光电转化板转换成参照光电信号；

最后，数据终端对两次电信号的相位进行记录，并结合温度传感器提供的水温，进行计算，所述计算包括以下步骤：

(1)计算得到激发光的相位和参照光的相位得到相位差

(2)利用步骤(1)得到的计算得到氧气分压Δp

其中，C₀、C₁、C₂···C₂₇、m₀、m₁、m₂···m₂₇、n₀、n₁、n₂···n₂₇均为常数，A₀(T)和A₁(T)为与温度T有关的函数，C₀、C₁、C₂···C₂₇、m₀、m₁、m₂···m₂₇、n₀、n₁、n₂···n₂₇、A₀(T)和A₁(T)通过测量溶氧浓度为0％和100％的情况下得到，T为温度，单位为℃；

(3)利用步骤(2)得到的Δp，计算得到氧气饱和度S

其中，P_标为标准大气压，数值为101.3kPa，P_m为大气中的标准氧含量，数值为0.20946，

pvapour(T)=e(52.57-6690.9T+273.15-4.681.ln(T+273.15)]]>