荧光法溶解氧传感器结构原理是什么？核心组件与测量逻辑解析

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与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，在无电解液、无氧消耗的结构条件下实现高稳定性的在线 DO 测量，ERUN-SZ-DO611B 即是该原理的工程化应用代表。

荧光法测得的是氧分压，还是水中溶解氧浓度？

测量目标依然是水体中的溶解氧浓度（mg/L 或 % 饱和度），只是测量路径由“电化学反应”转变为“光学能量变化”。

在 ERUN-SZ-DO611B 荧光法溶解氧在线分析仪中，传感器端并不直接消耗氧分子，而是通过氧分子对荧光信号的猝熄程度进行反演计算。这种方式符合《HJ 506-2009 水质 溶解氧的测定 电化学探头法》中提出的“间接测量、结果可溯源”原则，也被 ISO 17289 认定为等效溶解氧测量技术路线。

结构设计如何决定荧光法 DO 的长期稳定性？

以 ERUN-SZ-DO611B 为例，其荧光法溶解氧传感器探头主要由以下结构单元组成：

• 蓝光 LED 激发源：提供约 470 nm 稳定激发光

• 氧敏感荧光层：对氧分子高度敏感的荧光材料

• 红光接收器：采集荧光信号强度与寿命

• 信号处理模块：荧光寿命 / 相位差计算

• NTC 温度传感器：自动温度补偿

• 密封外壳：SUS316L / PPS，适合长期浸没

相较传统极谱法中“电极 + 电解液 + 透氧膜”的结构，ERUN-SZ-DO611B 取消了电解液与透氧膜，减少了因膜老化、极化漂移带来的维护风险，这也是其能够实现一年免维护运行的重要结构基础。

荧光猝熄效应在传感器中如何被“工程化利用”？

在ERUN-SZ-DO611B的传感器探头中，当蓝光 LED 照射氧敏感荧光层时，荧光材料被激发并发出红光。水体中的氧分子通过物理方式吸收激发态能量，使荧光寿命缩短、强度降低。

在 0–20 mg/L 的工程常用范围内，该关系具有良好的线性特征。实际应用数据显示，ERUN-SZ-DO611B 在稳定工况下溶解氧重复性可控制在 ±0.3 mg/L，满足污水处理厂与工业过程控制对 DO 精度的要求。

为什么荧光法溶解氧传感器更适合在线连续监测？

核心原因在于测量过程中不发生氧消耗。在传统电化学法中，氧参与电极反应，若水体流速不足，测量值会被明显拉低。而 ERUN-SZ-DO611B 采用纯光学测量机制，氧分子仅参与能量转移，不被消耗。

在实际污水处理厂运行中，即便在调节池或低流速生化池段，荧光法 DO 的波动幅度通常控制在 ±1% 以内，这一特性已在多地城镇污水厂的运行实践中得到验证，也符合《城镇污水处理厂运行维护技术规程（CJJ 60）》的应用要求。

温度变化对荧光法溶解氧测量是否构成影响？

溶解氧溶解度与温度高度相关。例如在标准大气压条件下：

• 水温20 ℃：饱和溶解氧≈ 9.08 mg/L

• 水温30 ℃：饱和溶解氧≈ 7.54 mg/L

ERUN-SZ-DO611B 传感器内置 NTC 温度探头，可同步修正荧光信号温漂与氧溶解度变化，其补偿逻辑与《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。

荧光法溶解氧传感器更适合哪些实际应用场景？

结合结构特性与运行经验，荧光法溶解氧在线分析仪（如 ERUN-SZ-DO611B）更适用于：

• 污水处理厂曝气池、生化池 DO 控制

• 自来水厂及地表水水源在线监测

• 工业循环水与工艺用水过程控制

• 水产养殖高密度养殖水体

在长期在线运行工况下，其“免电解液、低维护、抗干扰”的结构优势尤为明显，已逐步成为传统极谱法的替代方案。

从结构与机理来看，荧光法溶解氧传感器以光学猝熄效应为核心，通过蓝光激发、荧光响应与数字化算法实现对水中溶解氧的稳定测量，相比传统电化学方法在维护量、流速依赖性和长期漂移方面具有明显优势。以 ERUN-SZ-DO611B 为代表的工程化产品，将荧光法原理与密封结构、NTC 温度补偿及数字通信技术相结合，使溶解氧在线监测在污水处理、工业用水和水环境监控中更加可靠、连续和可控，也体现了当前溶解氧监测技术向低维护、高稳定方向的发展趋势。