熒光淬滅法測量水中溶解氧

                                                                                         —— Presens公司制造光纖傳感器的領馭者。

         溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子狀態的氧，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所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機物質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。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低，對于水產養殖業來說，水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響，當溶解氧低于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，特別是有機物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標，也是衡量水質的綜合指標。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環境監測具有重要意義。

         熒光猝滅法的測定是基于氧分子對熒光物質的猝滅效應原理，根據樣品溶液所發生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質的含量。測量原理圖: 

傳感器上的熒光物質吸收了從藍色LED發出的光—進入激活狀態——發出熒光。分子通過碰撞，轉換能量。傳感器上的熒光物質與氧氣分子發生碰撞產生熒光淬滅，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，通過衰減時間測量內部氧氣。通過利用光纖傳感器來實現光信號的傳輸，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、便于利用現有光通信技術組成遙測網絡等優點，對傳統的傳感器起到擴展、提高的作用，在很多情況下能完成傳統的傳感器很難甚至不能完成的任務，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為技術依托,自1980年開始進行微型光化學傳感器研究.目前該公司已成為上*的集研發、制造和銷售化學光纖傳感器及其配套電子產品的專業公司。公司利用DLR熒光分析技術，研發生產了測量氧氣/溶解氧/pH/CO2的光纖傳感器。其特點是：探頭纖小精細，直徑<50um；測量過程中不消耗氣體；測量精度高達1ppb。適用于動植物活體檢測、環境檢測、工業應用、科學研究等多個領域。

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

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