YSI 熒光法溶氧儀核心是基于熒光猝滅原理,通過測量熒光壽命變化,用Stern?Volmer 方程完成與溶解氧濃度的定量換算,再經(jīng)溫度 / 氣壓補(bǔ)償輸出精準(zhǔn)結(jié)果,全程不耗氧、抗干擾強(qiáng)。
熒光激發(fā)與猝滅:探頭熒光帽(固定釕絡(luò)合物染料)受藍(lán)光 LED 激發(fā),釋放紅光;溶解氧分子與激發(fā)態(tài)染料碰撞并奪取能量,加速非輻射躍遷,導(dǎo)致熒光壽命縮短 —— 氧濃度越高,壽命越短,這是定量的核心依據(jù)。
壽命測量機(jī)制:儀器不依賴光強(qiáng),而是測激發(fā)光切斷后熒光衰減至 1/e 的時間(壽命 τ),或通過紅光與藍(lán)光的相位差反推壽命,配合紅光參考通道抵消光源波動與環(huán)境光干擾,提升穩(wěn)定性。
濃度換算核心邏輯:壽命與氧濃度的關(guān)系由 Stern?Volmer 方程量化,基礎(chǔ)式為 τ?/τ = 1 + K??[O?],其中 τ?是無氧時的壽命,τ 是有氧時的壽命,K??是染料專屬猝滅常數(shù),[O?] 為溶解氧濃度;YSI 會用非線性修正(如多項式回歸)優(yōu)化高氧區(qū)偏差,保障全量程精度。
染料與膜設(shè)計:釕絡(luò)合物染料與透氣膜匹配,氧擴(kuò)散穩(wěn)定,K??恒定,確保壽命?濃度關(guān)系線性區(qū)間寬。
抗干擾設(shè)計:參考光通道抵消光源老化 / 波動,屏蔽電路抑制電磁干擾,避免雜散光影響壽命測量。
補(bǔ)償算法:內(nèi)置高精度溫度 / 氣壓補(bǔ)償模型,自動修正環(huán)境因素對氧溶解度的影響,輸出真實濃度。
無氧([O?]=0):τ=τ?,τ?/τ=1,方程右側(cè)為 1,無猝滅,壽命最長。
有氧([O?]>0):τ<τ?,τ?/τ>1,氧濃度越高,τ 越短,τ?/τ 越大,[O?] 計算值越大。
修正邏輯:高氧時方程偏離線性,YSI 用多項式擬合校準(zhǔn)數(shù)據(jù),使計算值與真實濃度高度吻合。
YSI 熒光法溶氧儀以熒光壽命測量為核心,通過Stern?Volmer 方程實現(xiàn)濃度定量,疊加溫度 / 氣壓補(bǔ)償與校準(zhǔn)修正,保障測量精準(zhǔn);相比極譜法,無膜耗 / 電解液消耗,流速影響小,適合長期在線與野外快速檢測。