基于荧光猝灭原理的比率式光纤溶解氧传感器研究

溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载体基质,选用三(4,7-联苯-1,10-邻菲啰啉)二氯化钌(Ru(dpp)_(3)^(2+))为氧敏感染料,选用7-氨基-4-(三氟甲基)香豆素(AFC)为参比染料。吸收光谱表明,氧敏感染料和参比染料可以被中心波长为405nm的光源激发。发射光谱表明,氧敏感染料和参考染料的发射波长没有光谱重叠,因此可以使用比率法测量溶解氧浓度。通过溶胶-凝胶工艺制备的ORMOSILs将氧敏感染料和参比染料固定在塑料光纤端部,从而形成复合氧敏感薄膜,对传感膜的厚度和疏水性进行了表征,传感膜的厚度为569μm,水接触角为81°。将该传感器在水溶液中进行了测试,在光源激发下,氧敏感染料和参考染料在605和490nm处有明显的发射峰,随着溶解氧浓度的增加,氧敏感染料的荧光强度降低,而参比染料的荧光强度稳定在某一数值,通过测量氧敏感染料与参比染料的比率,达到检测氧浓度的目的。采用Stern-Volmer方程对溶解氧浓度和荧光强度比进行线性拟合,该传感器在0~20.05mg·L^(-1)溶解氧范围内,Stern-Volmer拟合度可达98.22%,灵敏度可达0.4334/[O_(2)],从饱和氮溶液到饱和氧溶液传感器的响应时间为12s,从饱和氧溶液到饱和氮溶液传感器的恢复时间为144s,引入非对称因子ASY表明传感时间的不对称性。对传感器的光稳定性和重复性进行了测试,比率式光纤传感器可以克服光源波动,相对单荧光强度传感有更强的稳定性。

基于荧光多元猝灭响应原理的膜传感器测定正己烷中的噻吩、正辛硫醇及单质硫

为研究测定石油制品中藏化物的光纤化学传感器提供实验基础。用溶胶-凝胶法制备芘丁酸-二氧化硅敏感膜(试剂项),根据荧光多元猝灭响应的原理分别测定正己烷中噻吩、正辛硫醇及单质硫的含量。结果:噻吩、正辛硫醇及单质硫分别在10.6-265μg/ml、0.84-16.80μg/ml、0.75-15.0μg/ml浓度范围内与lg(F0/F)成线性关系,相关系数分别为0.9984、0.9981、0.9993。检出限分别为10.6μg/ml、0.81μg/ml、0.75μg/ml,平均回收率分别为105.0±7.7％、103.2±7.5％、97.5±1.4％。结论:用芘丁酸-二氧化硅试剂相分别测定正已烷溶液中的噻吩、正辛硫醇及单质硫的含量可取得较好的精密度,回收率和可逆度。

溶胶-凝胶法制备光学氧传感膜的研究进展

综述了溶胶-凝胶法制备光学氧传感膜在指示剂固定方法、指示剂种类选择以及基质改性方面的研究进展,展望了溶胶-凝胶法制备光学氧传感膜的发展趋势。

基于STM32F103的智能光学溶解氧测量仪的研究与设计

为了高精度测量溶解氧含量并实现远程监控,本文设计了一种基于荧光猝灭原理的智能光学溶解氧测量仪。系统采用STM32F103作为控制核心,将采集到的溶解氧含量以及温度、盐度数据显示到彩色触摸屏上,并通过触摸屏对仪表进行校准。此外,系统设计了一个基于Modbus TCP协议的OPC服务器,客户端应用程序通过访问OPC服务器就能获取测量数据,真正实现监测系统的智能化和网络化。