光化学氧气测量仪的工作原理
光化学氧气测量仪基于光学原理,通过光与氧分子的相互作用实现非接触式、高精度的氧气浓度检测。其核心原理主要包括以下两种技术路径:1、荧光猝灭法
原理:
仪器使用特定波长的蓝光(如450 nm)照射染料分子(如钌复合物或铂卟啉),染料被激发至高能态并发出红色荧光(如650 nm)。当氧气分子扩散到染料表面时,会通过碰撞将激发态能量转移给氧分子(即“猝灭效应”),导致荧光强度减弱。通过检测荧光衰减程度,可推算出氧气浓度。
特点:
高灵敏度:可检测低至ppb级痕量氧(如TecScan残氧仪)。
抗干扰:不受pH、电导率或温度波动影响,无需校准液。
响应快:毫秒级响应,适用于动态监测。
2、光吸收法
原理:
利用氧气对特定波长光(如紫外或近红外光)的吸收特性。光源发出特定波长的光,穿过待测样品后,通过光电探测器接收透射光强度。根据朗伯-比尔定律(A=εCL),氧气浓度与吸光度成正比。
特点:
非侵入式:适合密闭系统或高纯气体检测(如食品包装残氧分析)。
宽量程:可覆盖从ppm到100%氧气浓度范围。
3、技术优势
无需消耗样品:不依赖化学反应,避免传统电化学传感器的电解液消耗和膜污染问题。
长期稳定性:荧光染料或光学元件寿命长,维护成本低。
多场景适配:支持液体(如水、血液)、气体(如空气、惰性气体)及生物组织中的氧浓度测量。
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