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基于熒光猝滅原理所制備的溶解氧傳感器具有哪些優(yōu)勢?

閱讀:1632      發(fā)布時間:2023-5-16
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一般來說,溶氧分析儀主要就是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。測定氧含量主要有三種方法:自動比色分析和化學(xué)分析測量、順磁法測量、電化學(xué)法測量-熒光法。近十多年來,基于熒光猝滅原理所制備的溶解氧傳感器由于其具有響應(yīng)時間快、不耗氧、無參比電極、不受磁場干擾等優(yōu)點(diǎn)引起了越來越多人的興趣和關(guān)注。
 
熒光法溶解氧傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括以下三部分:熒光膜模塊、光路模塊、電路模塊。
 
整個傳感器的工作過程為:一束特定波長的激發(fā)光源以方波調(diào)制的形式發(fā)出光線照射在氧敏感膜上,光化學(xué)傳感膜中的熒光物質(zhì)受到激發(fā)而發(fā)出相應(yīng)特定波長的熒光,由于氧敏感膜與被測水樣相接觸,水中的溶解氧將對熒光產(chǎn)生淬滅作用,熒光壽命被縮短,熒光強(qiáng)度被降低,經(jīng)淬滅后的熒光透過光學(xué)系統(tǒng)中的濾光片傳送到光電探測裝置,熒光信號經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換,光電信號經(jīng)過放大濾波后進(jìn)入相位差檢測模塊,從而得到熒光相對于激發(fā)光的滯后相位對應(yīng)的電壓值,利用該滯后相位電壓值與熒光壽命成正切關(guān)系得到定標(biāo)曲線,從而得到溶解氧濃度的信息。
 
熒光猝滅法可以克服傳統(tǒng)方法的檢測步驟復(fù)雜、消耗氧氣、維護(hù)成本高、無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測等缺點(diǎn)??垢蓴_能力強(qiáng),穩(wěn)定性好,具有復(fù)雜情況下在線測量能力,沒有試劑污染等特點(diǎn)。具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢:
?無需標(biāo)定。因?yàn)槭菬晒夥ㄔO(shè)計(jì)。所以不需要進(jìn)行標(biāo)定,這樣就大大減少了儀器使用中的維護(hù)工作量。
?測量結(jié)果穩(wěn)定。采用熒光法測量溶解氧因?yàn)闇y量過程中不會消耗任何物質(zhì),也不會消耗水中的溶解氧,所以這種測量方法測量結(jié)果更加穩(wěn)定。
?  減少清洗頻率。傳統(tǒng)膜法需要經(jīng)常清洗,否則會嚴(yán)重影響氧氣的透過,從而影響測量,熒光法對探頭的清潔要求不高,定期擦拭熒光帽即可。
?  維護(hù)量低。因?yàn)闊晒夥ú恍枰獦?biāo)定、不需要頻繁校準(zhǔn)、不需要更換膜(RO膜)、不需要頻繁清洗,所以其安裝使用后的維護(hù)量非常少。
?  無干擾。pH的變化、污水中含有的化學(xué)物質(zhì)、H2S、重金屬等不會對測量造成干擾,另外本身也會有氧化性,可能被普通溶解氧電極當(dāng)作氧氣進(jìn)行測量;電解液的二氧化碳會對測量造成影響, 主要是改變了電解液的電導(dǎo)率,而LDO沒有電解液,所以不會受到二氧化碳的影響。
?  響應(yīng)時間快。熒光法溶解氧在與水接觸的同時即可響應(yīng),其時間非常短。
?  無需極化時間。因?yàn)椴皇褂秒姌O,所以不存在極化的問題。
 

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