數(shù)字熒光溶氧儀是一種基于熒光猝滅原理，通過測量溶解氧(DO)對熒光物質(zhì)發(fā)光強(qiáng)度的抑制程度來定量檢測水中溶解氧濃度的儀器。其核心優(yōu)勢在于抗干擾能力強(qiáng)(不受氣泡、pH、電導(dǎo)率影響)、響應(yīng)速度快(<1秒)、測量精度高(±0.1 mg/L)，廣泛應(yīng)用于污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物發(fā)酵及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。然而，其測量準(zhǔn)確性易受校準(zhǔn)方法、環(huán)境因素及儀器本身性能的影響。以下從?
?校準(zhǔn)原理與方法、誤差來源分析及優(yōu)化措施??三方面展開系統(tǒng)性研究。
??一、數(shù)字熒光溶氧儀的校準(zhǔn)原理與方法??
??1. 熒光猝滅原理??
數(shù)字熒光溶氧儀的核心傳感器由熒光敏感膜(通常為釕金屬配合物涂層)、激發(fā)光源(藍(lán)光LED，波長460~490 nm)、光電檢測器(接收紅光熒光信號，波長600~650 nm)及信號處理電路組成(如圖1所示)。其工作原理為：
藍(lán)光LED激發(fā)熒光敏感膜中的釕配合物，使其從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)；
激發(fā)態(tài)的釕配合物通過發(fā)射紅光(熒光)返回基態(tài)，熒光強(qiáng)度與初始激發(fā)光強(qiáng)度成正比；
當(dāng)溶解氧分子擴(kuò)散至熒光敏感膜表面時(shí)，會與激發(fā)態(tài)的釕配合物發(fā)生非輻射能量轉(zhuǎn)移(猝滅效應(yīng))，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度減弱；
溶解氧濃度越高，熒光猝滅效應(yīng)越強(qiáng)，熒光強(qiáng)度衰減越顯著，通過測量熒光強(qiáng)度變化即可定量計(jì)算溶解氧濃度。
??2. 校準(zhǔn)方法分類與操作流程??
數(shù)字熒光溶氧儀的校準(zhǔn)需通過建立熒光強(qiáng)度與溶解氧濃度的數(shù)學(xué)關(guān)系(校準(zhǔn)曲線)，核心方法包括??兩點(diǎn)校準(zhǔn)法??和??單點(diǎn)校準(zhǔn)法??，具體操作如下：
??(1) 兩點(diǎn)校準(zhǔn)法（飽和空氣校準(zhǔn)+零氧校準(zhǔn)）??
??飽和空氣校準(zhǔn)（高氧參考點(diǎn)）??：
將傳感器置于空氣中(或飽和溶氧的水中，如25℃時(shí)飽和溶氧約8.25 mg/L)，確保熒光敏感膜與空氣充分接觸(靜置5~10分鐘)；
記錄此時(shí)儀器的熒光強(qiáng)度值Isat?，儀器自動(dòng)將其關(guān)聯(lián)為100%飽和度(或設(shè)定溶解氧濃度值，如8.25 mg/L)。
??零氧校準(zhǔn)（低氧參考點(diǎn)）??：
將傳感器置于無氧環(huán)境(如氮?dú)怙柡偷乃谢蛱砑觼喠蛩徕c溶液的密閉容器，亞硫酸鈉與溶解氧反應(yīng)生成硫酸鈉，化學(xué)方程式：2Na2?SO3?+O2?→2Na2?SO4?)，確保溶液中溶解氧濃度<0.01 mg/L；
記錄此時(shí)儀器的熒光強(qiáng)度值Izero?，儀器自動(dòng)將其關(guān)聯(lián)為0%飽和度(或0 mg/L)。
