荧光法溶解氧传感器结构原理深度解析

2026.01.14　浏览量：10 次

荧光法溶解氧传感器结构原理是什么？荧光法溶解氧传感器通过蓝光激发氧敏感荧光材料，利用氧分子对荧光寿命和强度的猝熄效应，建立光学信号与溶解氧浓度之间的定量关系，实现无需电解液、低维护、高稳定性的在线溶解氧测量。下面赢润集团工作人员就从其结构组成、工作机理、温度补偿方式及在污水处理、水环境监测等领域的应用优势等方面来详细阐述一下，并结合国家标准说明其技术可靠性与工程适用性。

荧光法溶解氧传感器测量对象是什么？
测量对象是水体中的溶解氧浓度（DO），单位通常为 mg/L 或 % 饱和度，但测量路径并非直接采集氧分子数量，而是通过光学方式进行间接计算。在荧光法溶解氧在线分析仪荧光法溶解氧在线分析仪中，传感器探头前端覆盖氧敏感荧光层，当水中的氧分子扩散至该区域时，会对荧光信号产生猝熄作用。仪器通过采集荧光寿命变化，反演得到对应的溶解氧浓度值。这一测量思路符合《HJ 506-2009 水质溶解氧的测定电化学探头法》中提出的“溶解氧测量结果应具有可比性和可溯源性”的技术要求。

荧光法溶解氧传感器的核心结构由哪些部分组成？
以荧光法溶解氧在线分析仪为代表的荧光法溶解氧传感器，其典型结构主要包括：
▲蓝光 LED 激发光源（≈470 nm）
▲氧敏感荧光层
▲红光接收器（光电二极管）
▲信号处理与计算模块
▲NTC 温度传感器
▲全密封金属或工程塑料外壳
与传统极谱法或原电池法相比，该结构中不含透氧膜与电解液，减少了耗材部件数量。据工程运行统计，在污水厂连续工况下，荧光法 DO 传感器的维护频率可降低 60% 以上。

荧光猝熄效应在荧光法溶解氧在线分析仪中是如何被利用的？
当荧光法溶解氧在线分析仪传感器内部的蓝光LED激发荧光材料后，荧光层会发出红光。若水体中氧浓度升高：
1、氧分子会带走部分激发能量
2、荧光寿命缩短
3、荧光强度下降
仪器通过内置算法对荧光寿命进行实时计算，其数学关系可用Stern–Volmer方程描述。在0–20 mg/L测量范围内，该关系呈高度线性，使荧光法溶解氧在线分析仪的重复性可达到±0.3 mg/L。

为什么荧光法溶解氧在线分析仪不受流速和搅拌影响？
核心原因在于测量过程中不发生氧消耗。传统电化学法在测量时需要消耗氧分子，水体必须保持一定流速。而ERUN-SZ-DO611B荧光法溶解氧在线分析仪采用纯光学测量方式，仅依赖氧分子扩散接触荧光层，在 0–0.5 m/s 流速变化范围内，测量偏差通常小于 ±1%。这一特性使其在污水处理厂生化池、曝气池等低流速场景中具有明显优势，符合《城镇污水处理厂运行维护技术规程（CJJ 60）》的在线监测要求。

温度变化对荧光法溶解氧在线分析仪测量结果有多大影响？
水温每升高 10 ℃，溶解氧饱和度约下降 20%–25%。
荧光法溶解氧在线分析仪在传感器内部集成 NTC 温度传感器，对以下两方面进行同步补偿：
★荧光材料温漂
★氧溶解度变化
该补偿方式与《GB/T 5750.7-2023 生活饮用水标准检验方法》中关于温度修正的原则保持一致，确保不同季节、不同水温条件下数据的可比性。

哪些应用场景更适合采用荧光法溶解氧在线分析仪？
结合其结构原理与工程特性，荧光法溶解氧在线分析仪适用于：
▲污水处理厂调节池、生化池、出水口
▲自来水厂与地表水监测
▲水产养殖高密度养殖水体
▲工业循环水与过程用水
在连续运行条件下，其典型校准周期可达 12 个月以上，显著降低运维成本。

以上就是关于荧光法溶解氧传感器结构原理是什么的相关介绍，荧光法溶解氧传感器以光学猝熄效应为基础，通过蓝光激发、红光响应和数字信号运算，构建起稳定、可溯源的溶解氧测量体系。相较传统电化学方法，其结构中不依赖电解液和透氧膜，避免了氧消耗问题，在低流速或无搅拌条件下仍能保持良好的测量一致性。在实际工程应用中，荧光法溶解氧传感器通过集成温度补偿与数字通信技术，可满足污水处理厂、生化反应系统、地表水与工业用水等场景对长期在线监测的需求。

上一篇：锅炉给水该在线监测还是取样分析？详解电厂水质控制新趋势

下一篇：电厂锅炉给水溶解氧超标原因有哪些？