一、工作原理
 

　　数字荧光溶氧仪的核心是荧光淬灭法。其工作原理可以比作一个精密的“分子开关”，利用氧气分子对特定荧光物质的发光行为进行调控。
 

　　整个过程可以分为以下几个步骤：
 

　　荧光物质与激发：
 

　　仪器的传感器探头前端涂有一层特殊的荧光涂层(或称氧敏感膜)。这种涂层中含有对氧气敏感的荧光染料分子(如钌、铂的配合物)。
 

　　仪器内部的光源会发出特定波长(通常是蓝光)的光脉冲，照射到荧光涂层上。
 

　　荧光发射：
 

　　荧光染料分子吸收蓝光光子后，电子跃迁到高能态。当电子回落到低能态时，会以发出红光的形式释放能量。这个过程就是荧光发射。
 

　　氧气的“淬灭”作用（核心原理）：
 

　　淬灭是指一种物质(这里是氧气)的存在，导致另一种物质(这里是荧光染料)的发光强度减弱或寿命缩短的现象。
 

　　当溶解氧分子扩散到荧光涂层附近并与染料分子发生碰撞时，它会吸收染料分子的能量，从而使染料分子的发光行为发生改变。
 

　　氧气浓度越高，碰撞发生的频率就越高，荧光被淬灭的程度也就越强，导致发出的红光越弱，或者其发光的持续时间（荧光寿命）越短。
 

　　信号处理与转换：
 

　　传感器探头上的光电检测器会捕捉到发出的红光。
 

　　仪器内部的微处理器会精确地计算两个关键参数：
 

　　荧光强度的衰减：​ 红光强度的强弱。
 

　　荧光寿命：​ 红光从强到消失所需的时间。
 

　　微处理器根据这些测量结果，利用内置的算法，将其转换为精确的溶解氧浓度值(单位：mg/L, ppm)或饱和度百分比(%)。
  

　　二、技术特点
 

　　相比于传统的电化学法(极谱法和电流法)，数字荧光溶氧仪具有以下显著的、革命性的技术特点：
 

　　1. 免维护性
 

　　无需电解液：​ 电化学探头需要定期更换昂贵的电解液，并进行繁琐的校准。荧光探头则没有电解液，避免了因电解液耗尽或泄漏造成的故障和维护成本。
 

　　无需更换膜片和填充液：​ 电化学探头的透气膜和内部电解液是耗材。荧光探头没有这些易损件，使用寿命更长，大大降低了长期运营成本。
 

　　2. 长期稳定性
 

　　由于没有消耗性的部件，荧光探头的性能随时间推移的变化非常小。这意味着它的读数更加稳定可靠，漂移极小，从而减少了频繁校准的需求。
 

　　3. 更快的响应速度
 

　　荧光探头通常具有更快的响应和恢复时间。它能更快地捕捉到溶解氧浓度的瞬间变化，这对于动态监测和控制过程(如曝气池控制)至关重要。
 

　　4. 抗干扰能力强
 

　　荧光淬灭原理只对氧气分子敏感。它对水样中的pH值、流速、盐分(电导率)、硫化物、重金属离子以及其它氧化还原物质的干扰具有很强的抵抗力。这使得它在复杂的水质环境中也能提供准确可靠的测量结果。
 

　　5. 更高的精度和分辨率
 

　　通过精确测量荧光寿命而非仅仅依赖强度，可以有效消除光源波动等因素带来的误差，从而获得更高精度和分辨率的测量结果。
 

　　6. 标定简单快捷
 

　　标定过程非常简单。通常只需在空气饱和的水中进行一点标定即可，有时甚至可以免去标定直接使用出厂设置，大大节省了时间和精力。
 

　　7. 数字信号输出
 

　　现代的荧光溶氧仪通常采用数字技术，可以直接输出数字信号(如RS485, Modbus, Profibus等)，便于与PLC、DCS或上位机系统进行无缝对接，构建智能化的监控系统。
 

　　总结对比

特性	数字荧光溶氧仪​	传统电化学溶氧仪​
工作原理​	光学荧光淬灭	电化学还原反应
维护需求​	极低（免维护）	高（需定期更换电解液、膜片）
稳定性​	高（漂移小）	一般（漂移较大）
响应速度​	快​	较慢
抗干扰性​	强（不受pH、流速影响）	弱（易受pH、流速影响）
标定难度​	简单（一点标定或免标定）	复杂（两点标定）
初期成本​	相对较高	相对较低
长期成本​	极低（无耗材）	高（耗材和维护费用）

 

　　结论：
 

　　数字荧光溶氧仪凭借其免维护、高稳定性、快速响应和抗干扰性强等技术优势，代表了溶解氧测量的未来发展方向。虽然在初期购置成本上可能高于电化学仪表，但从长远来看，其在节省人力、物力成本和保证数据可靠性方面的巨大优势，使其成为几乎所有需要精确、可靠溶解氧监测领域的理想选择。